計算機仿真論文

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計算機仿真論文:汽車動力學性能的計算機仿真探究

【摘要】每一批汽車在投入市場前，必須對所有車輛的動力性能進行檢測，這是對汽車用戶用車安全的負責，也是制造商制造工作的職業道德。和汽車車檢系統一樣，目前針對汽車動力性能的檢測，主要以計算機仿真模擬檢測方式最為先進。本文以汽車動力性能的概念介紹入手，解釋了汽車動力性能計算機仿真檢測系統的工作原理，提出優勢和展望。希望能對相關人員有所啟發。

【關鍵詞】汽車動力學；計算機仿真；研究

引言

汽車本身就是一種動力工具。一輛汽車的好壞，更多取決于該車的動力性。檢測汽車的動力性，不可能將車開上公路檢測，同一批出廠的汽車數量也不允許使用這種檢測方式。早在20世紀50年代，西方先進國家就發明了汽車動力性能仿真檢測模型，70年代借助工程學的知識，提出了系統的檢測方法論。但是傳統的檢測方法，必須要等到一批汽車生產出來后，才能選用實體樣本檢測。簡而言之，就是抽查。實際上還是采用使用汽車的檢測辦法，只不過檢測地點是在汽車建造工廠內部而不是實際行駛公路。新型的計算機仿真技術，并不需要等到汽車實體制造出來才能進行檢測。因為計算機檢測，是在建立了特定的檢測程序基礎上，通過錄入汽車各種組件的具體數值，在電腦上建立汽車模型。然后利用虛擬現實技術，讓一堆數據組成的虛擬的“數字車”，在同樣是電腦模擬出的虛擬行駛環境下，完成動力系統的檢測，其實質就是一種計算機模擬程序。檢測工作的重點是計算機虛擬檢測環境的建構。

1汽車動力性能的內容

汽車動能簡而言之就是汽車作為動力工具的使用效果，也是判斷一輛汽車市值的重要參考標準。汽車動力性能組成內容如下：1.1最高車速最高車速，是在水平地面行駛的狀態下，汽車能達到的行駛速度的最大值。該數值僅僅代表了汽車的行駛極限，并不能說明汽車本身的質量好壞。因為我們實際的生活場景，并不是電影《速度與激情》中描繪的頻頻飆車，汽車的最高車速一般是用不到的。1.2加速性能加速性能，一般按照歐美國家的評價標準來檢測。汽車的加速性能，和汽車加速行駛的距離以及行駛耗時有關，一般情況下，同樣的加速距離，所用時間越短，說明汽車的加速性能更好。但是因為實際使用中汽車的加速情況復雜多變，所以汽車加速性能的檢測分為多種形式。油門全開時的加速情況以及油門半開狀態下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會對加速效果產生影響。1.3爬坡性能爬坡性能也是汽車動能的檢測內容之一。在汽車承載力處于飽和狀態的情況下，測試汽車能行駛過去的最大坡度。此時汽車的行駛速度一般以一檔為標準。和汽車的加速性能一樣，爬坡性能也和發動機質量，汽車輪胎的摩擦度以及駕駛員自身的駕駛技術有關，所以檢測程序較為復雜。上述三種性能是汽車動力性能主要的檢測項目。但是檢測標準并不一定，隨汽車品牌、用途、發動機型號、汽車車身質量變化而改變具體參考標準。例如軍用越野車，其對于爬坡性能的要求特別高，但是對于加速性能，就會相對低一點。利用計算機仿真系統能夠在汽車模型設計出來之后就進行檢測，檢測不合格可以繼續修改。避免了傳統檢測方式中，會出現生產了一批汽車但是由于檢測不合格造成資源浪費的情況。

2仿真軟件系統設計

目前國內的計算機檢測汽車動力性能的仿真系統，主要借助M語言和Simulink模塊建立。利用汽車發動機相關的數學模型，加入一定的檢測程序代碼，設計出實用的仿真系統。

2.1檢測系統內容

仿真系統包括四部分。①輸入汽車各種參數，從而建立一個仿真的電子汽車模型的部分。②計算機檢測系統設定的具體的檢測標準數值，檢測單元包括最高車速，加速項目以及爬坡性能三個單元，根據不同的車型不同的發動機標準，這三個標準數值會做相應改變。③汽車行駛環境的模擬部分，包括發動，加速，爬坡三種具體的行駛動態的承載環境，這種環境能夠代表汽車在具體行駛中會遇到的實地環境，即“虛擬行駛環境”。④針對模擬汽車在模擬環境中行駛狀態的分析部分，這個部分借助于強大的算法結構，是計算機仿真檢測系統最主要設計復雜度最高的部分。

2.2系統設計原則和要求

仿真系統設計的原則有以下幾點。①高度還原汽車實地行駛環境，“虛擬環境”之所以具有真實行駛環境的代表性，就是因為其與真實的行駛環境在坡度、風速、地表等方面相差無幾，是對真實環境“鏡子”式的反映。②在具體單元中，應當涵蓋多種行駛可能，例如，實際使用中汽車的加速情況復雜多變，油門全開時的加速情況以及油門半開狀態下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會對加速效果產生影響。所以汽車加速性能檢測單元，應當具體細分為不同的加速情況。將行駛中可能出現的各種情況，全面反映到計算機仿真模型系統中，才能使檢測結果更加接近實地操作結果，更具說服力。③檢測人員，必須具備良好的職業道德，能夠認真細致地完成檢測工作。目前的汽車行業發展的如火如荼，一批汽車的生產量會多達萬輛，如果生產前的檢測結果有失誤，那么造成的資源浪費會是傳統檢測失誤的數萬倍。并且動力性能不過關的汽車流入市場后，產生的危害是不可估計的。汽車動力性能計算機仿真檢測系統，雖然比傳統的檢測技術先進，但是也背負了更多的風險和責任。

3汽車動力性能計算機仿真檢測的優勢

（1）計算機新型的計算機仿真技術，并不需要等到汽車實體制造出來才能進行檢測，這是計算機仿真檢測系統和傳統汽車動力性能檢測方式的最大區別也是最大優勢。對汽車模型的檢測，由于借助了強大的計算機檢測算法，檢測人員只需要在檢測程序中輸入汽車各部分組件的具體數值即可，計算機能自動計算出該款汽車在不同路況下的動力性能的表現。省去了傳統檢測中人力手動模擬各種路況的麻煩，節約了檢測時間的同時，也避免了傳統檢測有可能出現的人身安全問題。（2）節約汽車制造資源。傳統的檢測方法，必須要等到一批汽車生產出來后，才能選用實體樣本檢測。生產汽車檢測樣本肯定不會只生產一輛，如果實體汽車檢測樣本合格，那么等待這批汽車樣品的只能是廢物回收的命運。汽車組件可以被回收，但是生產汽車檢測樣品所花費的人力物力財力，卻是白白浪費。（3）在電子信息技術發展的大社會背景下，人力必然要被機器取代。信息化、智能化是當今社會發展不可更改的方向。建立汽車動能計算機仿真系統，只是機器取代人力的滾滾浪潮中一朵小小的浪花。

4對汽車動能計算機仿真系統未來發展的展望

計算機仿真系統的實質，依然是借助于龐大的計算機運算能力的一種特殊程序，難以全面再現實際生活中的汽車行駛過程，所以并不能百分百代表汽車實際使用過程中的動力性能。筆者對此提出幾點展望，希望能對該系統開發人員有所啟發。（1）完善現有的仿真系統，加入更多的模擬行駛場景，并在具體場景中對坡度，馬力、地表形態、汽車發動機性能、燃油效率等具體指標拆分組合，建立強大的虛擬現實系統。（2）將動能仿真系統和汽車的導航系統相結合，在每一輛汽車的制造中，就加入計算機動能仿真系統。設想一個場景，野外行駛中，駕駛人不確定汽車能否順利通過眼前的高坡，在冒險和人身安全之間猶豫時，可以啟動計算機動能仿真系統，在汽車顯示儀上實時模擬出爬坡的場景。從而使司機對接下來的具體行駛情況有所了解，提前做好應對措施。

5結束語

目前我國并沒有成熟的自我研發的汽車動力性能計算機仿真檢測系統。希望中國該行業的技術人員能夠學習西方先進技術，嚴格按照汽車動力性能檢測要求，研發出中國的更安全的汽車動能計算機仿真檢測系統。

作者:鄭文超 單位:襄陽汽車職業技術學院

計算機仿真論文:計算機仿真輔助RTM工藝模具設計探討

摘要：運用RTM工藝模具的設計理論及經驗，結合尾邊條結構尺寸公差要求，設計出RTM工藝模具基本結構尺寸，并以CA－TIA為工具生成模具的三維模型，進而建立模具的有限元模型，運用MSC.Patran/Nastran軟件分析出RTM工藝模具的各向位移分布，為進一步模具結構設計提供依據。

關鍵詞：RTM；尾邊條；模具；有限元

引言

操縱面的尾邊條結構多為長條結構，寬度較小，且截面形狀復雜，展向零件尺寸厚度變化大，如采用常規熱壓罐工藝很難保證尾邊條制件內部和表面質量。RTM（ResinTransferMolding，樹脂傳遞模塑）是目前液體復合材料成型工藝中發展得比較迅速的一種先進成型工藝，RTM成型的制件具有表面質量優、精度高、孔隙率低等優點，并且工藝設備簡單、揮發物少、制造成本較低[1]，因而尾邊條成型工藝采用RTM成型技術。李柏松[2]研究了纖維增強材料的鋪設結構及樹脂液流動方式影響制件成型質量。邱桂杰[3]研究了溫度和壓力對浸潤性的影響，并得出在較低的注射壓力和較高的成型溫度下，纖維能夠得到良好的浸潤和粘結，成型復合材料的抗拉伸強度比較高。王[4]提出計算機仿真技術融入到RTM模具的設計工作中能夠提高設計效率和節約時間成本。作者通過運用CATIA軟件建立模具三維模型，運用MSC.Patran/Nastran軟件建立有限元模型，完成邊界和熱載荷約束，計算分析模具模腔各向的位移分布，評估模具設計方案是否合理。

1尾邊條結構

運用CATIA軟件建立尾邊條的三維模型和模具三維模型，如圖1所示。依據尾邊條的結構和功能性要求，尾邊條基體選用RTM6-2環氧樹脂，增強材料選用G0926碳纖維，依據等溫度粘度曲線可知，樹脂粘度隨著溫度的升高迅速下降，120℃等溫時樹脂粘度曲線變化平緩，最為適合樹脂固化。

2模具設計

尾邊條整體結構簡單，但截面尺寸漸變，長度為4135mm，導致模具尺寸較大且為細長型。采用45#鋼材制備尾邊條RTM模具，其熱膨脹系數為11.3×10-6/℃，在180℃下4m長結構的熱膨脹量大約為7.2mm；而復合材料的熱脹冷縮效應較小，當溫度降低后鋼模由于其熱脹冷縮效應可恢復其原來長度，而復合材料結構件在降溫后無法恢復到原來尺寸，則會導致制備的結構件比所要求的結構件長度上增長約7.2mm，則需要從結構件兩端分別切割掉約3.6mm。由于截面尺寸漸變，結構件在模具中受到模具的熱脹冷縮效應，長度變長，對兩端進行切割出實際結構件長度，則要確定結構件兩端截面尺寸變化量，需對其進行尺寸大小分析。運用MSC.Patran/Nastran軟件建立模具的有限元模型（如圖2所示），完成邊界約束和熱載荷施加定義，計算分析模具模腔貼模面變形情況。在180℃下，有Nastran計算結果可知，鋼模空腔在長度方向上由于鋼的熱脹冷縮效應伸長了5.66mm，尾邊條的最大厚度為12.5mm，寬度為55mm，厚度與寬度分別是長度的3‰、13‰，因此尾邊條厚度與寬度方向上可以忽略熱脹冷縮效應帶來的尺寸變化。采用激光跟蹤儀所用的POLYWorks軟件把尾邊條數模放置到熱變形的模腔中測量其貼模間隙，以此來分析在鋼模中制備的零件與零件數模截面尺寸的變化，分析結果為：點數=11562，平均偏差=0.000，標準偏差=0.005，公差外曲面=0.071%。零件尺寸平均偏差為零，標準偏差為0.5%，說明貼模間隙很小，且均勻分布，則認為可以忽略由于鋼的熱脹冷縮效應帶來截面尺寸的變化，即可以在鋼模中制備出零件后在兩端進行機加切割。結果表明：模具材料選用和結構設計合理，模具所制得的尾邊條制件表面質量和內部質量要求。

3結束語

本文運用MSC.Patran/Nastran軟件對RTM成型模具進行有限元建模和分析，可以直觀及全面地了解鋼模空腔在各向上由于鋼的熱脹冷縮效應伸長量，從而得出尾邊條成型時所需模腔尺寸和尾邊條成型后的尺寸，并借助激光跟蹤儀所用的POLYWorks軟件驗證了尾邊條貼模間隙極小，表面質量良好。顯然，RTM成型模具設計方案和材料選用均較為合理。

作者：司超超 凡玉 單位：中航飛機西安民機有限責任公司

計算機仿真論文:生產系統中計算機仿真技術的應用

【摘要】隨著我國社會經濟的快速發展，我國各個領域都取得了很大的進步，目前我國加工制造業正面臨著激烈的市場競爭，企業逐漸向產品模塊化、多產品小批量生產、制造技術與成租技術發展，在應急通信平臺中出現了一種仿真技術，利用這種技術能夠最大程度的提高工作效率，節省時間從根本上提高了企業的管理水平，本文就對計算機仿真技術在生產系統中的應用問題進行詳細的闡述，希望能為以后該方面的工作提供一些幫助。

【關鍵詞】計算機仿真技術；生產系統；應用研究

1前言

21世紀是科技的時代，在各個行業領域中都有計算機技術的應用，所謂計算機仿真技術是基于計算機硬件設備與操作系統的一種仿真環境，對不同的物體與信息進行分析與加工，同時仿真技術也能將真實的事物變為虛擬的環境，幫助用戶更好的感受到聽覺、視覺的效果，在仿真環境中用戶可以同計算機進行虛擬的互動，真正實現身臨其境的效果，計算機仿真技術最為重要的一個特點就是構想性，能夠通過仿真技術讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現出來。為了更好的適應市場的需求，提高生產系統規劃設計，減少投資風險，就需要讓企業的生產系統高效的、可靠的運行與生產。從目前來看，生產系統設計與管理中還存在很多的問題，由于系統自身具有一定的復雜性在調度的時候也比較困難，因此利用計算機仿真技術是最有效、簡單的方法，本文就對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行具體的分析。

2計算機仿真技術在生產系統中的應用

2．1生產系統的計算機仿真技術

生產系統計算機仿真是一種系統建模與實驗分析的方式，它能將生產資源、工藝路線、庫存與管理等信息都結合起來，根據系統的活動過程來代替數學方式進行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產系統的特征與過程，近年來，仿真技術在我國制造業已經得到廣泛應用，主要用于解決以下方面的問題:(1)生產系統的改造與重組。通過生產系統的流程進行仿真的分析，然后將各個部分的關系進行量化。(2)在制造單元分析問題上建立起仿真模型，確保相關資源的配置情況以及系統的合理性，估算出系統生產能力以及設備故障對系統的影響，從這些方面來確定出方案。(3)在生產系統仿真模型建立完成之后，生產管理人員就可以對生產系統的策略進行調整，根據模型可能造成的結果來做出最科學的管理措施。計算機仿真技術在生產系統中的這些功能，讓計算機仿真技術在制造業中獲得更大的發展。在生產系統計算機仿真的分析過程中，包括三個方面的內容:第一是根據調查研究來確定系統需要解決的問題，然后建立起概念模型并對相應的系統規則、變量、元件等進行論證，在此過程中除了設計人員之外，相關企業管理人員也要參與進來進行論證。第二是根據生產系統仿真的問題提供相應的數據，然后對仿真模型進行初始化將這些數據進行輸入，同時輸出最后的仿真結果。第三是對仿真的結果進行分析從而提供更多的決策依據。

2．2生產系統計算機仿真實例

用于生產系統的計算機仿真工具主要有三種類型:第一是計算機算法語言例如C語言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語言，第三種是計算機仿真軟件。計算機算法語言與通用的仿真程序語言都需要設計人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運用相對困難一些，計算機仿真軟件就沒有這些缺點，它有著簡單、易掌握的特點，同時所有的數據都可以在一個圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應用，在國外很多的企業都開發了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進行實際操作的時候要建立起一個系統規劃模型，在這個車間中應該包括兩臺數控車床、一臺清洗機、一套檢測設備，如果加工作業到達車間的時間為20分鐘，那么就應該按照1:1的比例來分配工作量，車間需要有一位技術人員來復雜加工與檢驗入庫的工作，同時為了擴大車間的生產能力提高設備使用率，應該適當的對現有系統進行完善與改造，如果車間需要雇傭3個技術人員，那么加工過程中的搬運時間就為2分鐘，并且加工中的搬運時間就由設備的長度與速度來決定的，每條輸送裝置的長度為50m，速度為40m/min，通過對生產系統的仿真可以看出，利用仿真可以對生產系統進行簡單的描述，這也是為提高生產系統的效率提供依據，這只是一個比較簡單的實例過程，對于比較復雜的生產系統來說只依靠人的能力是遠遠不夠的，要想仔細的對這些因素進行分析與預測就應該采用更加先進的辦法，將計算機仿真技術加以完善對管理人員的幫助也就更加明顯了。

3結語

綜上所述，本文主要對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行說明，可以看出，隨著我國制造業進程的不斷深入，計算機仿真技術已經投入使用并得到了廣泛的好評，它能夠解決制造業系統中的復雜問題，還可以應用于自動制造系統的研究，可以說有著很好的發展前景，在計算機不斷普及的今天，相關專業技術人員在該領域做出了很多的討論與嘗試，利用計算機仿真技術對生產系統進行分析也是最經濟、有效的方式，相信未來我國的計算機系統會得到更加廣泛的應用，邁上新的歷史階段。

作者：袁斌 單位：曲靖師范學院

計算機仿真論文:煤礦計算機仿真模擬技術分析

摘要：煤礦生產技術和生產設備的先進程度直接影響了煤礦生產的效率。作為一項在生產過程應用的技術，計算機仿真模擬技術目前已經廣泛應用于煤礦生產的各個方面。本研究通過分析了計算機仿真技術的原理，探討了計算機仿真模擬技術對煤礦生產效率的影響。

關鍵詞：計算機；仿真模擬技術；煤礦；生產效率；

0、前言

煤礦生產是國家能源生產的重要組成部分之一，而煤礦生產效率直接關系到煤礦企業的生產成本和社會競爭力。在煤礦生產過程中，應用先進的科學成果能夠明顯促進煤礦生產的效率。其中，計算機仿真模擬技術在煤礦生產領域已經大放異彩，本研究就針對計算機仿真模擬技術對煤礦生產效率的影響進行探討。

1、計算機仿真技術的原理分析

隨著市場對計算機技術要求的不斷提高,越來越多的新型的計算機技術不斷出現，其類型大致可以分為軟件技術、硬件技術和軟硬件結合的技術，三者的應用范圍各有不同。對于計算機仿真技術來說，它是屬于軟件和硬件結合的技術，在日常的生產領域有著廣泛的應用，起著提高生產效率和節約生產成本的作用。

1.1計算機仿真技術的技術要求

作為一個軟硬件結合的技術，計算機仿真技術需要在軟件上進行數據處理和圖像仿真，在硬件上主要是使用影像拍攝設備，通過影像采集和數據處理，并實現對事物的還原處理。在計算機仿真技術中，需要外部數據采集設備進行信息輸入，內部的仿真軟件進行數據轉換和識別。在實踐應用過程中需要從三方面保證計算機仿真技術保證生產要求。外接設備，主要起到數據采集作用的設備，在進行數據采集的過程中需要保證數據的準備性；仿真軟件，在采集到的數據的基礎上進行圖像處理和數據定位，這些數據的處理為仿真技術的實現打下基礎；模擬技術，將處理后的數據進行圖像化和定位化，通過一定的計算機處理和數學模型分析，實現對外部事物的仿真模擬。

1.2計算機仿真技術的技術原理

計算機仿真軟件的開發是實現仿真技術的最后一步，也是直接影響仿真效果的主要因素，要實現良好的計算機仿真效果就需要通過數學建模，通過對數據進行分析和計算，實現不同的模型架構，從而實現仿真效果。計算機仿真軟件一般是在裝有Linux的操作系統中進行開發，以此盡可能保證數據的穩定和軟件調試工作的便利，在編程語言的選擇上一般使用Java語言，因為后期仿真軟件開發完成應用時常在Windows操作系統中運行，采用Java是為了方便進行跨平臺操作。在仿真軟件的開發過程中，需要進行實際的生產需求考察，了解生產實踐過程需要什么樣的仿真軟件，對仿真軟件的應用范圍和使用條件的要求等，之后在進行軟件的針對性開發。在軟件的開發和調試過程中可使用數學模型作為處理的樣本進行測試。對于不同環境下的生產操作需要建立不同的數學模型，以盡可能適應多種復雜應用條件下的仿真模擬要求。對于外界設備的影像數據采集除了需要保證影像的清晰度，還需要做好外界設備和計算機接口的技術對接，開發能夠穩定運行的軟件，保證接口能夠滿足日常高流量的數據傳輸問題，避免在數據傳輸過程中出現數據丟失和失真現象，影響最終呈現的計算機仿真效果。在仿真模擬技術的實現上可以分為兩個部分，一部分是仿真，另一部分是模擬。仿真過程需要對經過處理的數據進行建模，實現基本的邏輯架構。而模擬技術不同于對現實事物的處理，需要利用三維立體數據處理和圖像圖形技術對原有的事物進行再現。在計算機模擬技術中，需要的技術指標更加嚴格，而且適合在包括房地產開發和空間設計等領域應用。因此，可以說模擬技術是仿真技術的升級版，模擬技術是對仿真技術的升華。

2、計算機仿真模擬技術對煤礦生產效率的影響

計算機仿真模擬技術應用在煤礦生產中必然會對生產過程產生積極的影響。在實踐應用過程中具體通過以下幾個方面提高了煤礦的生產效率。應用計算機仿真模擬技術首先需要對煤礦礦井生產作業的環境進行分析，通過對礦井生產作業面的影像采集，經過計算機傳輸并通過仿真模擬軟件的處理之后產生較明確的仿真模擬圖像，能夠對井下環境做出細致準確的分析，了解井下的地質條件，從而制定正確的煤礦開采方案，提高煤礦開采的科學性和效率。在傳統的井下煤礦開采過程中只能通過技術人員下礦井進行實地的技術勘察，往往受制于井下環境和人員經驗的限制，無法準確而全面的對井下環境進行地質勘察，不能真正發揮出指導礦井下生產作業的作用，煤礦生產過程存在一定的盲目性。運用計算機仿真模擬技術后能夠將影像資料真實仿真模擬呈現到地面專家團隊的屏幕中，集中眾人的智慧分析出井下可能存在的地質問題和作業環境問題，從而提出正確的生產設備擺放和生產設備作業強度的要求，在保證井下生產安全的情況下，科學生產保證持續高水平的生產效率，避免因對井下情況不清楚造成的生產進步遲滯的情況。例如在井下通風系統中采用計算機仿真模擬技術通過對網絡圖進行繪制,首先收集巷道和通風的原始數據,了解巷道的各項基礎數據,并據此繪制出通風系統圖樣,將各個監測點進行編號標注。之后利用計算機仿真模擬技術進行仿真模擬,參數輸入完成后根據實際情況進行參數修正和模型完善。計算機仿真模擬技術在煤礦生產中應用進一步推動了礦井的機械化生產水平，通過計算機仿真計算對井下情況的實時傳輸和仿真模擬，隨時隨地了解井下的操作情況并指導井下自動化生產機械進行生產調整，原本很多需要人工下井操作的項目通過影像的仿真模擬，用機械代替人工操作，提高了井下作業的效率和機械化程度的提高，從而最大程度的提高煤礦生產的效率。

3、結語

計算機仿真模擬技術直接應用于煤礦生產的關鍵過程中，外接設備、仿真軟件、模擬技術三個部分共同完成了全部的計算機仿真模擬過程，通過對井下地質條件的全面細致勘察指導井下進行科學生產，減少了需要人工下井進行操作的項目，推動了煤礦生產工作的機械化程度，提高煤礦生產的效率。

作者：?；⑵?單位：潞安集團總調度室

計算機仿真論文:語音識別中計算機仿真的應用

摘要：文章闡述了一種改進的基于自適應模型的語音識別方法。概括歸納了實現這種方法的三大模塊：語音數據采集模塊，基于自適應模型的語音識別模塊和體現應用的結果顯示模塊。

關鍵詞：計算機仿真；語音識別；算法

引言

當下對于語音識別技術的研究處于初期階段，但現在市面上出現的大量語音識別的產品例如DragonDictation,Siri等表明語音識別技術還擁有巨大的發展與應用空間。

1提出背景

目前大多數的語音識別設備在算法上都是基于傳統的GMM方式，傳統的GMM方式的核心思想是利用多個高斯分布的概率密度函數組合來描述特征矢量在概率空間的分布狀況。傳統的GMM方法需要先計算所有說話人模型的識別概率p,然后取識別概率最大的說話人模型作為識別結果。而人類在進行說話人識別時,是一邊聽取語音,一邊做出判斷,同時排除掉絕對不可能的說話人，在若干相似說話人之間選擇,當有很大的把握性時,做出最終判定。這不同于目前的機器識別方法,總是取固定時長的語音數據,且對所有的說話人均同等對待。傳統的GMM模型在說話人集合很大時需要大量的數據收集和較長的處理時間，會影響到分辨說話人身份的準確性。所以我們需要一種更加高效，高可靠性的方式來改進當前主流的語音識別算法，更好的服務于當前信息化社會。

2自適應模型

自適應[1]是指處理和分析過程中，根據處理數據的數據特征自動調整處理方法、處理順序、處理參數、邊界條件或約束條件,使其與所處理數據的統計分布特征、結構特征相適應,以取得最佳的處理效果。在特征提取階段，根據不同的說話人，選取不同長度的語音提取特征，對于易于區分的說話人，只選取少量語音就可以正確識別,對于難于區分的說話人，提取大量語音進行識別,從而在整體上減少了提取特征的時間;在識別階段,只選取少量語音進行總體說話人識別模型的識別概率計算,而選取較多的語音,對前期選取的識別概率較高的說話人模型計算識別概率，從而一方面保證不降低識別率，一方面大幅度減少識別時間。

3研究目標及主要內容

3.1研究目標。我們研究的主要目標是通過MATLAB模型仿真功能，實現基于自適應的語音識別技術來確定說話人身份。在收集到語音信號的后，完成對信號的處理，主要是基于MFCC的特征提取實現語音庫的搭建,之后使用自適應的語音識別技術，將原先采集到的信息和后續說話人所說的語音在自適應的模型下進行比對，來確定說話人是否為本人，并且借助外圍設別對結果進行顯示，最終實現一個輸入-處理--輸出的語音識別平臺搭建。

3.2研究內容。以MATLAB軟件為主要工具，配合外圍所搭建的輸入設備，顯示設備完成一個可以應用的說話人身份識別系統的搭建。（1）深入研究語音信號的采集方式，能夠將通過外圍設備將采集到的語音信號進行處理，并在MATLAB中實現編程，為后續的語音識別提供素材。（2）通過研究自適應模型的原理，設計基于其原理的算法，將（1）中經過處理后的語音信號與應用時輸入的語音信號進行識別，通過MATLAB完成計算，這一步是整個研究中最重要的部分，運算完成將給出處理結果。（3）搭建外圍顯示設備，我們將MATLAB和單片機進行通信，MATLAB將識別結果傳輸給單片機，我們通過單片機來提供一個顯示說話人身份識別信息并與用戶交互的平臺。

4技術路線

4.1語音數據采集模塊。目前所有的語音識別方式都需要一個語音庫來進行匹配?；谧赃m應的語音識別也要在語音庫的搭建上進行如下操作。4.1.1采集說話人語音。使用錄音筆在消音室中采集到說話人的聲音，我們會將模擬信號轉成數字信號，并且進行處理。為了得到高質量的聲音信號，確保語音庫的精確性，我們選擇在消音室完成聲音采集工作。4.1.2特征提取及語音庫搭建。模擬信號進行A/D轉換后，我們要對數字信號進行處理，這里我們使用MFCC這種主流的語音信號特征提取方式來進行提取。MFCC[2]是基于了Mel頻率的倒譜系數，我們輸入樣本音頻，對樣本音頻預加重，分幀，加窗，再做傅里葉變換，進行Mel頻率濾波，進行Log對數能量提取等操作從而完成采集的語音的特征提取。這一步的核心還是將采集到的模擬信號按照A/D轉換使其成為可以通過MATLAB調用的數據。

4.2基于自適應模型的語音識別模塊設計。這個模塊是我們的研究最核心的部分，我們基于這個模型來實現主要功能。4.2.1當說話人為陌生人，先排除。傳統的語音識別主要是將采集到的信號和原來收集的所有信號進行比對從而確定說話人身份，但這樣做有時會浪費時間，也可能出現誤差。而自適應模型首先去做的就是特征抽取，將已經采集到的語音數據進行處理，尋找到他們的共同特征，當需要識別的信號不符合這種特性的時候，我們首先要將其排除，這樣，在排除陌生人說話時會更加簡便。在我們對說話人識別前先把陌生人給排除，在說話者不是陌生人的情況下，我們會減少很多干擾因素，能夠節約識別時間，提高識別精度。4.2.2當說話人已經在語音庫中，確定其身份。我們的算法主要是研究的對象是已經將語音信息導入到語音庫中的人群，這里我們要用到SVM[3]技術，SVM是一個可以把低維下線性不可分的問題變成一個高維線性可分問題的技術。在我們自適應語音識別說話人身份時，我們需要對收集到的語音數據進行分類。例如我們收集到1000組語音，按照收集到的語音特征分成250組，每組4個人。當說話人開始識別，我們先去找到這個說話人屬于哪個組，然后在這個4人小組里面在進行區分，這樣，我們把原先需要一一匹配的說話人識別僅僅需要幾步就可以實現。

4.3體現應用的結果顯示模塊。使用一塊單片機與一塊顯示屏，通過Matlab中的設備控制箱將識別結果傳送到單片機，單片機依據識別結果在顯示屏進行顯示。

5結語

和當前主流的傳統高斯混合模型相比，我們設計出的基于自適應的模型結構，可以很大程度上減少在聲音識別前所需要收集的數據量，節約空間，同時由于自適應算法的優越性我們也能夠在提高語音識別的可靠性，很大程度上減少在識別過程中由于外部因素所造成的誤差。

作者：申子健 陳愛月 徐波 單位：南京郵電大學通信與信息工程學院

計算機仿真論文:工程施工管理中計算機仿真技術的運用

摘要：建筑業在我國社會經濟產業中占有十分重要的地位，也較大程度上影響著我國社會經濟的發展.但是，就目前而言，我國建筑業的整體管理水平較低，不少項目存在較多不合理現象，例如預算超出、工期延誤等，導致資源損耗未能得到有效控制，也經常出現重大的質量及安全事故.大型建設項目施工程序的復雜性是普通建設項目所不能比的，工程項目施工也受各方面因素的影響，為保證工程能夠得到有效的實施，有必要進行施工進度及資源管理方面的計劃，確保計劃的科學合理性.傳統計劃編制方法比較死板，存在較多的缺陷，而仿真技術的應用，能夠對施工過程進行模擬，為計劃編制提供有效的方法和手段.對此，本文就計算機仿真技術在工程項目施工管理中的運用進行分析.

關鍵詞：計算機仿真技術；工程項目；施工管理；運用

建筑業在我國經濟發展中起到十分重要的作用，隨著國家對建筑業發展的重視，建筑業在將來具有良好的發展前景.但我國目前的建筑技術水平整體依舊還處于較低位置，其管理水平也是如此，并且存在諸多不合理的現象，同時經常發生一些安全事故以及質量事故，也存在較為嚴重的資源損耗.尤其是大型工程項目，其具有極其復雜的施工程序，也存在較多因素對施工的順利進行產生影響，施工的環境條件也有諸多不確定性，導致施工難度增加，也承受更大的風險.為確保施工更加順利，必須進行施工計劃與指導的編制，使施工的各個環節得到指導.工程設計文件中，施工進度以及資源使用計劃十分重要，在工程實施的各個階段均起到十分關鍵的影響.所以，施工進度以及資源計劃的合理安排，對參建方而言，都需要得到足夠的重視.傳統項目計劃的編制主要采用CPM和PERT，兩者的使用也存在一定的局限性.其中，后者的缺點在于精度缺乏保障，存在較大的誤差，不能使實際工程的要求得到滿足.對此，計算機仿真技術的出現，為項目計劃的制定帶來了極大的幫助.在我國社會與科學不斷發展的背景下，計算機仿真技術同樣發展顯著，在我國工程施工管理領域得到更加廣泛的應用，也形成較多趨于完善的施工仿真系統，其中包括GIS以及CY-CLONE等.計算機仿真技術憑借其風險小、成本低的優勢，其在工程項目施工管理中的應用，將更好地解決實際問題，對建筑業的發展具有十分重要的意義.

1計算機仿真的相關概念及基本步驟分析

1.1概念

計算機仿真技術與計算機建模技術，是一種新型技術，目前已經得到較大的發展，在現代科學技術研究中占據重要的地位.該技術在多個領域應用廣泛，能夠有效幫助解決復雜系統的問題.在計算機仿真中，計算機、系統以及系統模型是其主要的三大要素.其中，系統指的是事物及其規律的一種總稱；系統模型是指關于系統特性及關系的描述，用于系統功能及部件間規律的研究.目前，系統模型類型更多，其中的數學模型也已經得到更加廣泛的應用.目前，仿真的概念也逐漸得到完善，雖然各學者對仿真的定義存在一些區別，但是根據這些定義，可對計算機仿真的定義作出以下概括：計算機仿真是針對實物進行模擬，建立于豐富的技術理論層面，借助計算機等工具，通過系統模型對系統實施動態研究，屬于一種新型技術，涉及較多的專業與學科，具有較強的綜合性.換句話說，計算機仿真是不改變實際系統運行的基礎上，通過計算機構建系統模型進行系統性能研究及系統構造的一種技術.計算機仿真類型各種各樣，按照不同的分類依據可得到不同的種類劃分.例如以模型的種類為依據，可將計算機仿真分為半實物仿真、物理仿真以及數學仿真.根據仿真時鐘和實際時鐘之間的比例進行相關劃分可得出，計算機仿真可以分為三種仿真，即超實時、亞實時以及實時.若依據系統模型的特征進行相關分化可得出兩種仿真，即離散系統以及連續系統.

1.2基本步驟

（1）建立問題及目標.首選需對仿真系統的相關處理對象進行確認，并且明確仿真的目標，也就是通常所說的促使某一問題得到有效的解決.（2）進行建模.仿真模型可以實現對研究對象的抽象描述，能使研究系統的屬性特征得到體現.仿真建模特點顯著，通常采用針對問題進行建模以及針對運行過程進行建模的方式.（3）數據采集.若仿真模型已經開始進行相關基本框架的建設.那么其所輸入的數據必須是準確無誤的，以此才能使仿真運行中模型的數學及邏輯關系得到有效利用，從而通過計算與分析得出可信的仿真結果.而離散系統仿真中，數據分布通常存在某種概率，所以，實際系統統計和調查的實施必不可少.（4）驗證模型.需要驗證仿真模型，判斷其是否具有代表性，從而確保模型能夠有效體現真實系統的特征及性能，促使仿真得到成功.（5）運用模型，分析結果.完成模型驗證后，接下來就是仿真模型的運用.在運用仿真模型的過程中，需要確保初始條件和數據輸入一致，進行多次仿真運行，才能通過仿真得到真實的統計數據和輸出結果.建筑工程中仿真模型的運用，需要對某事件的概率和隨機變量的期望值進行分析，也需要進行敏感性分析.

2計算機仿真技術在施工管理領域中的應用分析

2.1蒙特卡洛模擬（Monte-Carlo）在施工仿真中的應用

該模式方法是根據統計理論，對風險發生率或者風險損失數值進行研究和計算機計算.該方法的基本原理是使用數學模型（模擬模型）將研究對象進行代替，在模型中盡可能將所有的影響因素包含其中.模擬模型中使用具體的概率分布來描述各個風險變量的風險結果和其有關的概率值.然后采用隨機的方式給出某個數值，然后根據該數值在各風險變量中的概率分布進行取值，完成各風險變量的取值后，可以模擬模型為依據得出風險總體效果.對這一程序進行重復，以產生的隨機數為依據，得出風險總體效果確切值.計算機仿真的概念是在20世紀40年代馮?諾依曼最先提出，而計算機仿真中最早應用的方法就是蒙特卡洛模擬，起初該方法的應用只能對隨機過程問題進行解決.現階段，蒙特卡洛模擬在工程施工領域中的應用越來越廣泛，主要體現在對成本以及進度的仿真方面.應用蒙特卡洛模擬于工程網絡計劃中，憑此對工程進度風險進行仿真分析，能夠通過概率計算得出合理的工程工期以及明確工作中的重點，有助于施工管理人員工作的進行.而施工項目成本風險管理中蒙特卡洛模擬技術的應用，則能有效分析以及空時施工項目成本中的相關風險，對施工成本風險分析與管控具有十分積極的作用.

2.2循環網絡技術（CYCLONE）在施工仿真中的應用

就循環網絡技術而言，該技術能夠在仿真系統和建筑建模中體現價值，是最先專門為建筑施工仿真而研發的仿真系統.其有效結合多項理論與技術，包括排隊理論、網絡計劃技術以及計算機模擬技術，利用計算機實現模擬，可對各施工組織的工期和費用進行計算，也能對各項資源的利用率進行計算.CYCLONE模型的組成元素主要包括流水單元、節點以及矢線.其中，流水單元也就是模型中能夠流動的部分，包括各方面的資源，例如人力、物力、財力以及控制信息等；矢線則表示的是各節點之間存在的關聯以及流水單元的相關位置走向；節點通常可以劃分為五種節點：第一種是一般節點.其主要表示非限制性工作和其主動狀態，當流水單元經過此節點時能夠稍作的停留，但工作仍然是在進行中.第二種是復合節點.表示工作的開始受控，只有確保所有要求得到滿足后才能開始工作，所以，復合節點往往處于排隊節點之后，而兩者又同屬于活動節點.第三種是控制節點.能夠對流水單元實行監測以及控制.第四是排隊節點.該節點主要對流水單元的被動狀態進行描述.流水單元進入該節點后進入暫停狀態，等其他排隊節點滿足要求后同時進入復合節點.排隊節點是流水單元等待的停留場所.最后是職能節點.其功能在于合成模型中的各個流水單元，使其成為一個流水單元，并且該節點能夠對數據進行統計和計算.CYCLONE具有以下優勢，例如簡單、操作方便、建模容易等，目前其應用已經比較廣泛.有學者結合水電站導流隧洞循環施工的特點，將CYCLONE應用于施工仿真中，取得的效果比較顯著.也有學者在土石方工程施工模擬中對循環網絡技術進行應用，能夠得出一些對于管理人員決策而言、具有重要參考意義的參數.此外，CYCLONE模擬同樣也在隧道工程施工以及高層建筑施工仿真中得到應用，也取得一定的應用效果.

2.3地理信息系統（GIS）在施工仿真中的應用

地理信息系統，即GIS，是一門新型學科技術，其介于地球科學和信息科學之間，能夠有效結合計算機技術以及地學空間數據，屬于空間信息技術的范疇.該項技術是對地理空間數據庫進行利用，進行集空間數據的采集，然后對其進行分析、操作、管理，最后進行數據顯示，且通過地理模型分析，得出各種空間及動態地理信息.GIS使用屬性數據和圖形數據對空間數據對象進行描述，并通過用戶標識碼和內部代碼連接兩者成為公共數據項，促使兩者相互對應.施工仿真系統是通過計算機采集、管理、操作以及分析施工過程中的各項數據，并且給出各種空間及動態信息.因此，GIS系統與施工仿真系統能夠在多方面實現結合，GIS的屬性、位置雙向查詢技術以及空間處理技術等，均可在施工仿真中得到應用.其中，天津大學對該技術的研究更為廣泛，然而目前該項技術僅僅在水利水電工程施工中得到一定程度上應用.GIS技術應用于水利水電工程施工中，主要是在水利工程的施工導流動態可視化仿真中得到應用，建立導流三維可視化模型并采用三維動態演示方法，對三維動態模型進行演示.復雜地下洞室施工仿真系統中GIS技術的應用，使用可視化圖像形象地表示大壩施工具體過程，從而使工程人員能夠清楚地、及時地了解大壩施工的情況，促使施工組織水平得到有效提高.也有不少學者對施工仿真中GIS技術的應用進行研究，例如在隧道施工的可視化仿真中應用GIS技術，使GIS有效結合工程動態仿真系統，對施工過程中進行模擬，從而得到施工組織管理的一些數據信息.

2.4Petri網在施工仿真中的應用

1962年德國CarlAdamPetrified最先提及Petri網，現階段，Petri網在自動化科學技術、計算機科學技術、機械設計與制造等相關仿真領域已經有了較為廣泛的應用.Petri網屬于一種網狀的信息流，其節點通常分為兩類，即條件、事件，基于節點的有向二分圖進行token分布的添加，這些token分布能夠表示狀態信息.并且，根據引發規則改變事件驅動狀態，從而使系統動態運行過程得到體現.Petri網憑借其具備的系統分析及驗證方法，能夠有效進行不確定性、資源共享性、并發性系統的分析.而建筑工程施工的復雜性，也正是在資源共享、并發性以及不確定性問題上得到體現，因此，建筑工程施工系統仿真中Petri網能夠得到有效的應用.在20世紀90年代末，Wakefield等人最先提出在模擬施工系統中應用Petri網，改變了人們認為Petri網只適用于計算機網絡及自動化制造技術的觀點，并且完成有關仿真模型的建立.隨著時代的發展，相繼有學者將Petri網應用于工程項目的計劃管理、攪拌站混凝土的生產過程的模擬、鋼結構的施工仿真建模、公路工程的施工過程仿真、隧洞工程的施工仿真等，同時建立起相應的模型.

2.5施工仿真中虛擬現實技術的有效應用

20世紀末虛擬現實技術被提出，并且很快得到有關領域的關注.該項技術集成了多項先進技術，這些技術主要有計算機仿真技術、人體交互理論、人體工程學、傳感技術、計算機圖形學以及計算機技術等.虛擬現實技術中計算機占據十分重要的地位，通過計算機及有關輸出、輸入設備進行逼真、多感官三維虛擬世界的構建.有學者提出這樣的觀點：21世紀，虛擬現實技術將成為信息技術的典型.虛擬現實技術相比于其他信息技術，其具備三維空間表現能力、人機交互式操作環境具有實時交互性，能給人帶來逼真的感受，使人機交互接口的研究領域更加廣闊，也有利于各類工程海量資料描述的形象具體化.并且，虛擬現實技術能夠將難以觀察到的場景進行有效創建和再現，促使人們更好地了解和掌握所描述對象的運動變化規律.系統仿真技術可以抽象的形式，客觀展示真實復雜的世界，并且展現客觀世界的運動形式，應用虛擬現實技術能夠促使系統仿真模型的驗證更加合理有效，并且能夠將仿真結果更好地進行展示.就目前而言，在軍事、航天以及航空領域.虛擬現實技術的應用已經相對廣泛.并且，虛擬現實技術在工程建模及仿真領域也將得到較好的發展.工程建模及仿真領域，由于工程規模較大、施工環境條件比較復雜，并且在建模及仿真過程中需要考慮全面，根據系統仿真的要求，選擇適用的仿真技術，動畫演示虛擬世界的造型，并且進行有效的交互設計，可使以上問題得到有效的處理.

3結語

總而言之，建筑工程施工程序具有較強的復雜性，其涉及到的不確定性因素也多種多樣，施工方案是否合理、資源類別及數量是否滿足要求，等等諸多因素均對施工進度產生較大的影響.如果繼續采用傳統施工計劃編制方法，將始終無法取得令人滿意的效果.在此背景下，施工仿真技術的出現與應用，能夠促使這些問題得到有效的解決.目前，我國計算機仿真技術在工程項目施工管理中的應用已經取得較大的發展，例如蒙特卡洛模擬、循環網絡技術、地理信息系統（GIS）、Petri網以及虛擬現實技術等均在施工仿真中得到一定的應用，并且取得較好的應用成效.隨著社會的發展以及我國科技技術的提升，三維立體的可視化技術終將會實現，不僅能夠進行一般仿真數據的提供，也能對施工具體過程進行展示，從而為建筑工程項目施工管理提供更有效的幫助，促使我國建筑行業得到更好的發展。

作者：林振文 單位：廈門軟件職業技術學院

計算機仿真論文:計算機仿真技術的發展應用

摘要：隨著計算機技術和仿真技術的發展，仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題，提高了工作效率，可以更加形象直觀地進行仿真實驗，節約了產品開發周期，降低了開發成本，提高了產品質量。計算機仿真技術被廣泛應用于生產生活中，并取得了較好的效益。本文通過對計算機仿真技術的發展進行分析，進而對計算機仿真技術的應用進行了探究，最后對計算機仿真技術的發展及應用進行了闡述，以期提高仿真技術對生產生活水平提高的推動作用。

【關鍵詞】計算機；仿真技術；發展；應用

1計算機仿真技術簡介

隨著計算機技術的發展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術可以給人身臨其境的感覺。仿真技術的發展，很大程度上得益于控制工程技術的發展，在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術的應用能夠加快產品開發周期，提高產品質量，提高工作效率，減少經費開支。

2計算機仿真技術原理

通常情況下，計算機不能夠對外界信息進行認知，因此需要建立相應的數學模型來反映事物的本質特點。通過數學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉換，使用計算機算法等將數學模型轉化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關鍵，再進行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設置好的模型進行模擬，獲得仿真結果。對仿真實驗的結果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

3計算機仿真技術應用

隨著信息技術的發展，計算機仿真技術得到了廣泛的應用，改變著傳統的生產生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領域、教育領域等都得到了較好的應用。

3.1交通領域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術，增加各種誘發因素，進而對某一路段的交通安全情況進行評價。計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠實現可視化操作，能夠更加直觀地進行分析，不同于傳統的數值仿真。比如，對某路段進行交通安全評價時，傳統的絕對數和事故率方法可以進行評價，還可以在虛擬環境中設置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進行評價。

3.2制造領域

制造業是國家的第二產業，對各行各業影響深遠，汽車制造是制造業的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應的數學模型，可以對實驗過程進行模擬。

3.3教育領域

使用計算機進行模擬仿真分析已經成為當前重要的研究方法，在教學模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關實驗設計思想和方法的指導下，改變傳統教與學、理論與實踐的關系，發揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關理論的理解，提高實驗水平。

3.4計算機仿真技術在其他領域的應用

計算機不僅僅在交通、制造、教育領域得到大量應用，在軍事領域、消防、音樂等領域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進行模擬，從而降低戰機、戰車、燃油的損耗，在進行軍事武器研發時，可以縮短研發周期，降低研發成本。計算機仿真在消防中的應用，可以對現場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬，從而提高應對突發事件的能力，提高設計科學性。

4計算機仿真技術的發展方向和趨勢

4.1計算機仿真技術發展方向

網絡化仿真。仿真系統開發兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現信息共享，隨著計算機技術和網絡技術的發展，計算機仿真技術取得了較大水平的提高。利用網絡技術的優勢，可以實現仿真系統共享。系統的網絡共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復開發，減少科研經費。虛擬制造技術。虛擬制造技術發揮計算機仿真技術的虛擬現實技術的優勢，使用計算機完成對產品的管理和控制，虛擬制造技術已經成為計算機仿真技術發展的重要方向。

4.2計算機仿真技術發展趨勢

隨著計算機技術和仿真技術的發展，仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進行仿真實驗，節約了產品開發周期，降低了開發成本，提高了產品質量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進一步促進了仿真技術的發展。仿真技術主要朝著面向對象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向發展。

4.2.1面向對象仿真建模發揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認知速度，與傳統的人工建模有著較大的進步。面向對象的仿真建模，可以最大程度提高系統的建模能力。此外，面向對象的仿真建模操作難度小，更容易使用，可以發揮仿真技術的優勢。

4.2.2分布式仿真分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網絡進行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環境。分布式仿真系統由幾個子模型組成。部分是仿真系統中，主要有動態、靜態數據分割技術、功能分割技術等。

4.2.3智能仿真在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統的尋優能力。

4.2.4其他仿真一些仿真可以實現高度的可視化，對仿真過程進行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進行分析，易于理解。動畫仿真能夠將聲音、視圖等元素加入其中，交互性更強。

5結語

計算機仿真伴隨著其他學科的發展而快速發展，隨著計算機技術的快速發展，計算機仿真技術很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態顯示仿真過程，并可實現可視化操作。多媒體技術、人工智能、可視化等技術同仿真技術的結合，仿真技術的發展和應用將更加廣泛。在不遠的將來，計算機仿真技術在生產生活中會發揮更大的作用，促進社會經濟的發展。

作者：王振澤 單位：公安海警學院

計算機仿真論文:計算機仿真技術與信息處理的結合

摘要：計算機技術隨著經濟的進步和社會的發展，在不斷得到完善，在一些領域已取得了驚人的成果，尤其在計算機仿真技術方面，已是非常成熟，利用仿真技術可以建構可視化三維模型，節省了大量成本，帶來了方便，為各行各業的而發展做出了巨大貢獻。筆者主要介紹計算機仿真技術對信息處理的意義，討論計算機仿真技術與信息處理的結合。

關鍵詞：計算機仿真技術；信息處理；可視化；三維模型

隨著行業數量和體量的增多、增大，加上高新技術的助推，海量信息的處理就成為了各行各業關注的重點,與人工處理不同，利用計算機技術可以減少大量人力、物力，這也是計算機技術在信息處理方面得到推廣的主要原因。計算機仿真技術作為計算機技術的一種，為信息處理提供了更快捷、更有效的方法，因此，只有深刻理解計算機仿真技術，才能更好地使計算機仿真技術與信息處理結合，對于信息處理的水平提升具有重要意義。

1計算機仿真技術

1.1計算機仿真技術的含義

計算機仿真技術，顧名思義，是仿和真的結合，利用先進的計算機技術，實現對目標物件的仿真，使其達到目標物件的大致輪廓及特點特征，通過命令及語言的輸入，實現三維模型的可視化，實現對物體的模擬，在物體還沒有建立時，已對其的基本輪廓、物件組成、彼此關系有了一個事先了解，這對全面掌握物體信息具有重要意義。目前計算機仿真技術已被應用到很多行業，例如建筑、地理、航天、生物、醫學等，為科學技術的發展做出了巨大貢獻。

1.2計算機仿真技術的技術分析

1.2.1物體數據模型構建計算機仿真技術對于模型的建立，首先應建立在數據上，通過演繹和歸納兩種方法，將模型的信息形成彼此關聯的鏈條，最終建立起數據模型。演繹和歸納兩種方法，一般情況下，選擇一種方法就能達到數據模型建立的效果，有時對于樣式復雜的模型需要多重的方法，這就要求演繹和歸納兩種方法相結合。利用演繹法，首先需要采集模型的基本數據，然后對采集的數據進行參數設計，并根據數據的特點進行演繹分析，讓數據之間建立起相關關系，數據模型根據其關聯性也就建立起來了。

1.2.2物體仿真模型的實現相對于仿真數據模型的建立，物體仿真模型的實現需要數據建立的程序化，建立程序化需要復雜的編程過程，即計算機編程、數據模型程序化、物體仿真模型實現。物體仿真模型的實現過程是復雜、眾多的，需要技術人員準確分析模型的特征特點，然后利用編制程序進行仿真模型化，最終實現模型的程序化管理，建立仿真模型。

1.2.3仿真模型驗證仿真模型驗證需要數據驗證和結果判斷，仿真模型的結果是否有效，與數據模型的建立有直接關系，因此，檢查模型成果首先驗證模型的數據，檢查數據是否有不合理的部分，在檢查過程中可以利用邊檢查邊修改的方式，這樣更具有準確性，檢查過后，需要判斷模型結果，最終判定模型是否達到標準。以上驗證過程是檢查一個模型成功與否的重要手段。

1.2.4計算機仿真的類別分析計算機仿真技術應用廣泛，實用性強，由于仿真技術的精度高、技術含量高，且經過多年的發展慢慢具有針對性，下面對計算機仿真技術進行分類，主要包括兩個方面，即OOS及DIS兩種，從形式來講，OOS是面對對象的仿真技術，而DIS強調的是營造內環境，計算機交互互訪的仿真模式，從差別上可以反映兩者的區別，同時也強調仿真技術的形式多樣，技術特點突出，反映仿真技術發展到今天的地步逐漸成熟。

2計算機仿真技術與信息處理結合的分析

計算機仿真技術與信息處理結合是一個真命題，兩者本身是相對獨立且又密不可分的，同時兼具優勢特點，隨著科學技術的發展，仿真技術需要做到更加準確、更加有效，計算機仿真技術與信息處理結合已是趨勢，目前計算機仿真技術很大程度上依賴信息處理，根據結合后與結合前比較分析來看，與信息處理結合提升了仿真技術的顯示效果，完善了所需的仿真實驗。對于信息處理，可以把繁雜無用的仿真數據信息處理簡單化，減少計算機運行內存，加快計算機仿真的運行效率，對于信息的處理成果來講，可以使看似不相關的信息可視化，有效提高準確率。計算機仿真技術與信息處理結合，是技術要求，對于信息管理、仿真效率進行的程序化、精細化管理，使其得到所需的效果。

2.1計算機仿真技術與信息處理結合的處理措施

2.1.1注重關鍵信息通過以上的探討，我們了解到理想的效果，離不開關鍵信息的選取，在計算機識別中，摒棄無用信息，提高科學識別關鍵信息的能力，最終實現精準模型的可視化。盡管軟件編程可以使信息鏈條程序化，減少人為影響，最終實現數據信息化、圖形化、可視化，但是在計算機仿真技術應用時，應以減少信息冗雜為目的，使程序信息條理化，減少計算機識別信息的難度，最終實現簡單、精準、有條理，這些都離不開關鍵信息的選擇。同時不同的專業應劃分明確，對于不同行業在信息輸入時應認為界定，這樣在關鍵信息的選擇上，更加高效，目標明確，程序運轉快捷，可視化加強。

2.1.2進行合理模擬進行合理模擬是計算機仿真技術與信息處理結合的重要步驟，解釋來源于對信息的理解，同樣取決于對信息的分析，然后才能進行模擬，這樣才能是在精準的模型仿真設計，總結起來，進行合理模擬對于計算機仿真技術特別重要，而且選用正確的方法，也是計算機仿真技術不可缺少的步驟，如果缺少這個步驟，模擬會出現很多預想不到的問題，無法得到滿意的結果。在模擬過程中針對其中的不足，調整將要輸入的重點信息，讓計算機仿真效果更加理想。

2.1.3信息計算計算機仿真技術依托于對信息的處理，信息處理主要的方式是對于信息的程序化處理，重點是對數據的處理，從專業角度來看，主要是對于信息的計算及對于數據的程序化兩大方面，這樣也回歸到，信息是模擬的源頭，計算是計算機仿真技術的關鍵點，最終也是計算機模擬的關鍵所在。信息計算不光是數據的計算，還包括圖像的計算，圖像信息的計算將導致圖片的識別度是否真實有效，以上幾點都是信息處理的基礎，說明信息計算在信息處理中的位置，因此，一套完整的計算機信息計算模式，對于完善信息處理具有重要意義，它也是實現計算機仿真技術與信息處理結合的關鍵，對于能否實現仿真模型，具有決定性意義。

2.2計算機仿真技術與信息處理結合的解析

2.2.1計算機仿真技術與光處理相結合從技術上來看，光處理技術是比較先進的，技術性指標較為明顯，也是計算機仿真技術所需要的，首先光處理容量較大、速度較快，還可以并行，這十分符合計算機仿真技術的硬性要求，因此，把光處理技術分為一類技術。通過將光處理與計算機技術相結合，兼具了計算機對二維圖像處理的顯著優勢，由此導致對于圖像信息的識別增強，對圖片的處理能力大大提升，以現有的軟件CAI及CAD為例，都是光處理的新手段。實踐表明，計算機仿真技術與光處理相結合，進一步帶動了計算機仿真技術的發展，提高了模型顯示與圖像識別能力，使仿真實驗更加完善，改變了以往仿真技術的粗糙模式，使技術更加精細化，計算機仿真技術與光處理相結合，使得模型的可視化程度提高，虛擬信息更加真實化，大大提升了所需信息的準確性。

2.2.2計算機仿真技術與軟件信息處理相結合除了前面所提到的計算機仿真技術與光處理相結合的模式，還有一種比較重要的模式就是計算機仿真技術與軟件信息處理相結合，它與光處理不同，強調的是信息處理的靈活性，這是它的一個優勢特點，以典型的Matlab軟件為例，它是計算機軟件中的一種，它有兩大特點，一是矩陣運算，二是信息處理。在運作過程中，主要是對信號及輸入信息進行仿真模擬，利用原有的計算機技術，開展信號信息的可視化，最終實現仿真模型。從整個輸入及運算過程來看，軟件信息處理更加快捷，運行效率更高，效果更明顯，功能更加強大，安全性能更高。近些年來，計算機仿真技術與軟件信息處理相結合模式越發普遍，極大推動了計算機仿真技術的發展。

3結語

計算機仿真技術的出現，改變了人們對于計算機技術的認識，為各行各業提供了前所未有的便利，但是我們應清楚認識到，計算機仿真技術的進步，離不開信息處理，信息處理功能的強大與否，直接影響計算機仿真技術的真實性。筆者從計算機仿真技術的介紹開始，同時正確理解信息處理在計算機仿真技術中的作用，探討計算機仿真技術與信息處理結合的措施，以及計算機仿真技術與光處理相結合的方式方法，計算機仿真技術與軟件信息處理相結合的模式，最終對于計算仿真技術與信息處理相結合進行完整的闡述，對于此項內容的研究分析更加完整。

作者：安秀芳 單位：徐州工業職業技術學院

計算機仿真論文:電工實訓課程中計算機仿真技術的應用

摘要：隨著計算機仿真技術的日漸成熟,其成為高校實驗室、實訓室的輔助教學也必將成為一種趨勢。如何將這些先進的計算機仿真手段運用到高校的電工實驗教學中去,使之為教學服務,提高教學質量,是高校教師所面臨的一個新課題。

關鍵詞：仿真技術；電工；實訓教學

1項目的意義、現狀分析

2014年,在學校的大力支持下,我中心擴建了電工實訓室,學校結合實際情況,選用合適的實驗設備,并配套和完善了實訓室硬件設施,使實訓室成為了我校工科學生電工實訓教學基地，并為之創造了良好條件。同時，實訓室配備了計算機,實現了網絡化實訓教學,并提供了計算機仿真設計軟件（宇龍機電仿真軟件）的教學環境和條件。在電工實踐訓練教學過程中引入計算機仿真實驗平臺后，學生可進行一些虛擬仿真實驗，其意義也是對傳統電工實訓教學的一種有利的補充，是對傳統實驗教學方法的充實與改進。使用計算機仿真軟件作為實訓平臺，利用其元器件全、界面直觀、操作方便、電路分析手段完備等特點，學生根據指導，自主在模擬實驗臺上設計實驗，待設計成熟后，再在實物設備上進行實驗，這樣可以大大提高學生的效率和興趣。利用仿真實驗平臺，可以充分調動學生的主觀能動性，對于某些不易觀察到的現象進行仿真分析，可保存仿真結果、以做進一步的分析和處理，對實驗數據的分析處理方便快捷，提升了實驗水平，更有利于學生對實驗現象的觀察和分析。但由于各種原因也出現了一些問題。具體如下:（1）實訓對象范圍狹窄：目前，我校電工實訓教學僅面向全校理工類專業同一屆學生（大二或大三年級）學生開設。實訓對象范圍狹窄，不能夠實現大學四年不間斷的教學目標。另外我們的實訓室還沒有達到完全開放，對于一些創新能力較強的學生，不能提供一個良好的平臺。（2）教學內容偏少：在電工電子實訓課程中，電子工藝實訓十幾年來一直以組裝調試收音機項目進行,實訓內容已顯得陳舊。2010年起中心嘗試將室內配線納入其中。目前電工實訓教學內容有：1）常用電工工具的使用；2）導線的常用連接；3）室內照明線路：一地控制和兩地控制；4）機床電路。電工實訓教學剛剛起步，該課程設置內容不夠豐富，略顯簡單。不能完全滿足大學本科生的求知和自主創新欲望。2013年引入了機電實訓仿真軟件，采用虛擬仿真技術，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗。2014年又投入140萬進行了電工實訓平臺基地建設，擴大了電工實訓課程建設的空間。（3）教學模式與手段使主體作用不能得到充分發揮：在之前的電工實訓中，由于課程內容和實訓設備局限性，大大限制了同學們自由發揮的空間。一些基礎扎實、創新能力強的同學完成規定項目后，意猶未盡。還想做一些其它感興趣的、實用性較強的電路實訓也只能望而嘆息?，F有的傳統的教學模式使主體作用得不到充分發揮。教學方法與手段不能充分調動學生積極性。利用模擬仿真技術進行理論教學，可以將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學生在理論學習時不感到枯燥，調動起他們的思維，讓學生在不斷的探索中學習。在電工實訓平臺上，學生可以自主操作，提升了學習的主動性，也增強了創新意識。此項目的順利進行，不僅是我們教學理念的創新，教學內容的創新，也是教學體制的創新。使我校的基礎實訓逐步的向現代化、多元化、多層次、開放式的方向轉化。構建與現代科學技術發展水平相適應的基礎工程訓練平臺。

2項目實施方案及實施計劃

2.1研究與改革的內容、目標和擬解決的關鍵問題

（1）研究與改革的內容和目標：1）改革原有“教學、實操”實踐教學模式，引入仿真實訓教學環節，按照創新理念培養目標，構建“教學、仿真、實操”電工實訓教學模式。同步優化電工實訓教學內容；2）改革目標以突出學生的自我參與，體現技能訓練的操作性、過程性、情景性、交互性，使學生了解工作場景、熟悉操作步驟、規范操作方法、培養職業意識；3）新引入的仿真實訓教學平臺，可以擴大學生的實訓范圍，為一些對電工方面感興趣、創新能力較強的學生，提供一個良好的開放式平臺。（2）擬解決的關鍵問題：優化以創新理念為培養目標的電工實訓教學內容，確立“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優化電工實訓教學內容，修訂并編寫教學大綱、教案、講義等

2.2實施方案方法及可行性分析

實施方案方法：（1）前期調研，即研究、分析當前多所高等院校實踐教學環節，以及通過對老師學生的調查，了解對新實訓項目內容、教學模式及課程安排的意見和建議；（2）分析總結，即該專業教師對提出的意見和建議進行分析研究，總結出適合我校電工實訓課程的教學內容和課程體系，找出以創新理念為培養目標“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式，優化教學方法與手段；（3）實踐嘗試，即根據初步確定的方案進行小范圍實踐嘗試，將出現的問題再進行整理分析總結；（4）優化確定：將實踐嘗試中的問題進行整改，優化課程體系和教學模式。使教學體系更加完善?？尚行苑治觯何一噩F擁有2個電工實訓室，電工仿真機房和電工實訓平臺也基本就緒，能滿足140多學生進行實際操作和理論學習。為本項目的順利進行提供有力的保障。

3項目預期的成果和效果

該項目最終將在全校所有理工科類專業實施，最大限度的讓學生實現獨立動手能力，提高學生的創新能力。受益人數每年約4000人。

4本項目的特色與創新之處

本項目的創新之處在于針對我校電工實訓課程教學現狀及其存在的問題，秉承傳統與時俱進，將虛擬仿真技術應用到電工實訓教學，確立一套適合我校實際教學情況的以創新理念為培養目標的“教學、仿真、實操”一體化電工實訓教學模式。優化了我校電工實訓課程的教學內容。通過對電工實訓教學全方位的優化改革，切實地提高我校理工科類學生的實踐動手能力和就業競爭力。

作者：馮強 單位：內蒙古科技大學工程訓練中心

計算機仿真論文:計算機仿真在制造業的應用

摘要：隨著我國科學技術的快速發展，使得我國的計算機仿真技術得到了質的變化，并且，它也是當前我國信息化社會下的產物。另外，我國本來就是一個制造業大國，通過把計算機仿真技術應用到我國制造業的發展中具有非常重要的作用。本論文對系統仿真類型進行了簡單介紹，接下來，對計算機仿真在制造業中的應用及發展現狀進行了詳細的概述，最后對計算機仿真技術的熱點以及對我國制造業的影響進行了研究，希望本論文的研究工作能夠為我國計算機仿真技術在制造業中的應用與發展提供一點借鑒意義。

【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業

1對系統仿真類型進行概述

顧名思義，“仿真”就是對現實世界的物體進行模擬的一種狀態，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經常采用系統仿真技術來研究相關事物，如通過系統模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統。

2對計算機仿真技術在制造業中的應用以及發展現狀進行概述

由于我國是一個制造業大國，并且制造業在我國的國民經濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業都非常重視我國制造業技術的發展。隨著我國科學技術及制造業的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發展。而系統仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業進行研究及實踐，從而產生出一些先進制造技術。對于系統仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現，具體情況如上圖2-1所示?？梢院苊黠@的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發展情況。隨著相關技術的發展，直到上個世紀80年代后期，出現了一體化的仿真環境。隨著我國計算機技術的進一步發展，開始出現了面向對象的并發執行機制，這樣，就非常容易的實現在數據庫管理的基礎之上來對實驗及模型數據、以及實驗仿真的結果等進行統一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統的相關仿真器也開始大量出現，在某種程度上面很好的實現了對制造系統進行的非語言建模、以及模型數據驅動等相關的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業的相關影響

自從上世紀末以來，隨著我國制造業的競爭不斷加劇，產品生產周期不斷縮短，這樣就導致系統仿真技術不斷向橫向的方向發展，在制造業里面比較典型的就是“虛擬制造技術”的發展。根據虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產品的設計及制造過程，這樣便于發現各種問題，并且在產品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產效率及產品質量。隨著制造業的發展，仿真技術在我國制造行業里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產品的開發（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產品進行開發之前就對產品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產品的設計以及開發之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產品開發是在并行工程的指導下，把大規模的產品數據管理系統以及CAD等產品設計系統等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產品的開發環境，這樣就可以在該環境下進行產品的策劃、設計等，以及預測產品在真實環境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產的過程中，可以減少反復或者變更等的次數。VPD技術能夠深入到各種復雜產品的制造之中，從而為企業產生巨大的經濟效益。隨著計算機技術的高度快速發展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發展。由于現代制造企業面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、不同產品的相互組成、不同的系統方面的目的、以及不同生產廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數據方面的交換構成時空到合成仿真環境的一種比較先進的仿真技術。如今，在我國制造業中已經產生了虛擬企業或者類似于DIS的虛擬研究開發中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發中心。由于當今社會是動態快速發展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯網來臨時連接成一種動態方面的聯盟-也就是所謂的虛擬企業。

4結束語

隨著我國社會的不斷發展，導致計算機仿真技術的發展也日新月異。在制造業中，對于整個產品的生命周期來講，仿真技術都表現出其強大的發展潛力。在當今制造業競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產、綠色制造等方面不斷發展。

作者：何勰緋

計算機仿真論文:化工中計算機仿真技術研究

摘要：目前，計算機逐漸被普及到生活生產各個方面，并逐漸被拓展至化工行業內應用，計算機仿真技術化工行業內應用范圍漸漸被擴大，某種特殊程度上促進化工行業可持續發展。本文由計算機仿真技術化工行業應用角度闡述該技術優勢，以及對其應用必要性，希望可以對相關工作者帶來一些啟示。

關鍵詞：計算機仿真技術；化工；應用

伴隨科學技術逐漸發展進步，化工行業設施裝置逐漸趨于大型化、復雜化發展，自動化水平逐漸提升，操作要求更加嚴格。需要相關操作人員與技術人員漸漸提升自身業務能力與水平，不單確保生產設備能夠穩定安全與長期運行，還需要有關工作者對于發現事故做到盡快合理處理，爭取避免有所損失。在化工行業里，傳統培訓體系偏向于師傅帶領徒弟傳幫帶形式，而有關工作人員對于故障處理的能力，通常要靠長時間實踐積累為主，還要具備資歷師傅將其所掌握的原封不動傳授給徒弟。該方式比較真實，但卻受到授培訓時間與周期限制，培訓內容缺少豐富性，某種程度上有可能增加相關工作者獨立上崗時間，不符合生產技術可持續發展與生產裝置更新所需。

1應用計算機仿真技術重要性

化工行業常需要針對部分具體工程設備與工藝流程予以操作，才逐漸深入至崗位操作人員，然后通過培訓，培訓工作通常結合實物掛圖與微縮器具將知識傳授出去，傳授過程比較枯燥。實物掛圖與教具基于實用因素與經濟因素，并不選擇大尺寸，致使所有培訓工作人員詳細掌握相關操作與原理。結合3D技術繪制能夠讓設備形象更趨于逼真化，可做任意旋轉，使培訓工作人員可實現全方位觀察工藝與設備[1]。結合Flash技術制作設備動畫有效代替掛圖，對設備動態進行演示的時候更為生動形象，幫助相關人員針對設備工作原理予以掌握，能夠很好帶動培訓人員熱情。并且，使用設備較為方便，對使用要求可以很好滿足。

2基于計算機仿真技術化工數據模型

結合計算機做仿真模擬，是把化工過程數理帶入計算機當中，接下來經計算機把工藝過程進行模擬與反映。所有原理基于人為因素轉變，可以得到與之匹配反應過程與反應結果變化值。通常情況下它存在下述優勢。其一，友好人機交互界面。當前，諸多化工業模擬軟件設計規則都以微軟公司為基礎，使相關工作者能快速上手并投入相關操作中，讓相關人員感到輕松便捷，培養濃厚實驗興趣，并充分調動起工作積極性與能動性。其二，對工程裝備的性能反應較為真實[2]。要充分分析化工設備反應過程，建立同它相互匹配模型，憑借實驗把所有過程全權反映出來，對操作工人熟練快速掌握操作技能非常有利。我們在下述文章中列舉一個化工工業常會涉及到的一個模型，希望可以供相關操作人員參考。計算機仿真系統具有許多特點，如重復、復雜性和多個，20世紀50年代初，西方國家一直在計算機仿真系統的動態和靜態特性進行了研究，并取得了非常重要的影響。仿真系統對我國化工行業也進行了一系列的設計和研究，但也限于靜態研究范疇。

3針對電子數字方面的研究

基于計算機仿真系統的特點，可以把它看作是非線性的本質，及其相對高階的時候，分析方法和經典控制理論，計算機模擬在化工系統動態性能研究是非常困難的[3]。本文通過計算機在電子數字計算機系統微積分方程，計算，介紹了結合時域動態性能指標體系，這將最終調整方案出來。第一，系統是穩定的；第二，在數值計算時，系統的輸入值等于0.0123;第三，在排除干擾因素，把化學工作在正常狀態；第四，干擾因素考慮在內的情況下，各種干擾因素也作為單獨的個體來處理。本文通過預測校正格式，歐拉方法是迭代微分方程數值積分計算。

4計算機仿真系統的改進方案

當前，化工仿真系統應用范圍很廣，但由于化工設備操作和較大的工藝流程不同，當前的仿真軟件，仿真機器，更好的培訓新員工無法滿足，因此，未來的新的仿真技術和仿真軟件的發展空間仍然是大[4]。未來，應該與自動控制理論相結合，適當參考校正環節能有效地改善系統動態性能的質量，使其有較高的穩定性和抗干擾能力?？梢赃B接到氣體的輸入端仿真系統的微分和積分負反饋環節，最終會使動態性能大大提高，它相當于系列的介紹和鏈接。我們計算的結果可以看出，只要相應的參數選擇正確獲得超出預期的效果。微分和積分部分的結構可以被視為一種天然氣供應預感橋，放置在相同的速度管道溫度傳感器已經變成一座橋兩個手臂，表達時間常數很小，時間常數相對較長。仿真系統的輸入結構的負面反饋鏈接到系統具有更好的動態性能。基于基本知識理論，修正的鏈接對系統控制精度的影響，通過計算結果我們可以看到，只要精心挑選的組件參數，達到理想的效果是指日可待。我們提倡這項計劃的最明顯的特征是它簡單易操作，換句話說，只要其中一個傳感器連接到導管，同時本文串并聯在同一橋臂上面的。連接到放大器的輸入和先進的網絡，結合線性系統的自動控制原理做提前修正原則，與放大器的輸入電阻和電容組成先進的網絡，可以很好的改善系統的動態品質。討論上述3種改進方案是基于先進的理論為基礎，由計算結果可以看到，他們所有的3種基本上可以改善系統的動態品質。第一種和第二種的系統還可以明顯改善方案來提高抗干擾能力。和改進項目的這些類是基于現有技術的前提下，沒有相對比較容易實現的障礙。當然，想把他們對實際系統的引用，還需要很長一段時間。

5結語

目前，計算機仿真技術生產與培訓方面應用比較多，所以，要著重強化對仿真軟件與仿真機器開發設計，計算機仿真技術進一步推廣，要對該項技術加速深化，讓它的應用范圍與性能得以提升。計算機仿真技術應用，促進高新技術更進一步發展，促進科學技術加速發展，同一時間為化工行業提供更為廣闊發展空間。未來可持續發展當中，化工行業把握計算機仿真技術應用措施，為企業贏得更多收益。

作者：宋麗萍 梁成剛 單位：包頭輕工職業技術學院

計算機仿真論文:工業工程實驗課程計算機仿真技術研究

摘要：為了應對工業工程在有關工業系統設計、管理及優化等綜合性實驗課程開發難度較大的問題，該文提出將計算機仿真技術與項目教學、案例教學相結合，實現了“教、學、做”一體化，并且，在顯著改善實驗教學條件、提升實驗教學效果的同時，減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節省了實驗經費，而且克服了時間與空間上的限制，使得工業工程綜合實驗課的開課率和學生的專業綜合能力得到顯著提升。

關鍵詞：計算機仿真；工業工程；實驗教學

計算機仿真技術是繼數學推理與科學試驗之后認識世界自然規律的第三類基礎方法?；谟嬎銠C仿真技術的虛擬教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境，讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象，接近現實工作場景，有利于提高學習興趣，使學生在短時間內進入相應情境，真實的體驗如在現實中執行任務的感覺，以達到更快掌握技術手段的目的，而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優勢創造出靈活多樣的工作場景且不受行業限制，使學生對實踐問題的認識更深入，采用的應對方法更靈活。由此“計算機仿真技術”便成為專業學習及實際應用中的重要方法和技術手段。工業工程作為管理科學與工程的二級學科，其人才培養目標是培養出面向生產、管理、服務的高級專業技術和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業現場管理、產能計算、生產計劃與控制、項目管理、精益生產等，以及服務業的流程優化、工作研究等。其中，制造業涉及行業范圍廣、產品種類多、工序過程各異，因此，在教學過程中需要通過一系列系統的實驗項目培養學生專業的問題提煉能力及問題分析能力，并采用專業的技術方法和手段有針對性的對問題本質進行處理。然而，正是由于工業工程方法應用行業的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類工程學科般擁有自己典型的實驗實訓設備，亟需我們在實踐教學過程中探索新的教學方法與實驗支撐技術。

1工業工程實驗課程教學現狀分析

工業工程類實驗課程的教學，在傳統的教學模式中，主要是以“理論課+實驗室”的模式，強調學生對工業工程專業基本方法和技能的掌握與應用，如，工作研究、動素分析、人機工程、物流工程、流程優化、現場改善等基本技能與方法論。傳統的實驗教學過程中，基本上遵照如下流程：首先，引導學生進行以上理論課的學習，使學生知道、了解并掌握這些基本的專業手法與技能；其次，通過開設相關實驗課程讓學生對所學的這些技術方法展開實踐，從而幫助學生達到訓練并養成工業工程專業素養的目的。然而，目前所開設的相關實驗課程均是就某一獨立技術方法而展開的較為單純的技能訓練，如，工作研究的實驗主要是針對動作研究、動素分析、生產節拍平衡開展具體分析過程實踐，幫助學生深刻體會這些基本專業手法的實際應用場合；人因工程，主要是通過系列人因實驗帶領學生親身體驗，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實感受，從而探討基于人因的合理化設計、布局及工作安排；設施規劃布局則是基于物流分析方法，通過物流強度度量，分析部門間的相關性強度，從而為合理布局、物流優化提供有效參考。以上這些實驗均對學生在工業工程專業基本方法技能的培訓上起到了有效效果。然而，卻并未在促進學生養成工業工程職業素養上發揮強化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統工程、系統建模及仿真優化等這類有關工業工程系統設計、管理及優化的主干課程的綜合性實踐項目，要設計出針對本專業基本技能方法的綜合性實踐項目，需要的制造業相關設備、產品品種等數量巨大，且耗費大、成本高，很難從實際操作入手，計算機仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法?；谟嬎銠C仿真技術的虛擬教學則以其高效率、低成本、內容豐富、性能有效和安全等優勢得到越來越多的應用和推廣。因此，應該將“項目教學”“案例教學”“教、學、做”一體化和基于計算機仿真技術的虛擬教學的方法結合起來，充分發揮各自的優點，提升實踐教學效果?；谟嬎銠C仿真技術的虛擬教學很容易與其它先進的教學方法相結合，因此，在工業工程類實驗課程的教學中，將基于計算機仿真技術的虛擬教學與其它教學方法相結合，有助于提高實驗課程教學效果，而且成本低、效率高，使學生可以不受場地、行業、設備與產品的限制，使學生更好的掌握專業技能和方法，并通過基于計算機仿真平臺開發的綜合性實踐項目，鍛煉學生的工業工程系統設計、管理及優化的綜合能力，培養學生的專業素養，從而促進本專業人才培養效果的提升，計算機仿真技術在工業工程類實驗課程的教學中具有重要的意義。

2計算機仿真技術在實驗課程教學中的應用

計算機仿真技術為人們提供了一個理想的實踐教學手段，目前國內外已經普遍將其應用于軍事訓練、課程教學、運動訓練以及醫學研究等方方面面。美國是計算機仿真技術虛擬現實的起源地，現在美國計算機虛擬仿真技術的發展水平也比較高，在這個領域代表了國際先進水平，也是第一個把虛擬仿真技術應用在教育教學中的國家，目前在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件等幾個方面，形成了一個比較系統的虛擬仿真教學儀器架構。如，美國的卡羅萊納州立大學利用Java技術建立了基于Web的探索式虛擬物理實驗室，主要有以下幾個模塊：基于JavaApplet的虛擬實驗設備和實驗設施、相關的實驗課程模塊、實驗結果評價模塊、協作模塊。在歐洲，英國在計算機仿真技術虛擬現實的相關領域處于領先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應用在教學儀器和工業安全培訓等方面。如，英國的諾丁漢大學在教育和學術方面對虛擬仿真技術進行了研究與探索，其目標主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設備應用上。此外，該小組還和其他學校緊密合作，將其仿真系統應用在了特殊學生教育中。在中國，目前各個大學和科研機構也廣泛采用計算機仿真技術建立虛擬場景進行相關領域的教學與研究。例如：中國科技大學開發出第一套基于虛擬仿真的教學儀器系統——利用虛擬仿真技術進行幾何光學實驗平臺的開發，系統將計算機輔助教學儀器的智能化儀器、計算機技術、虛擬仿真和物理教學儀器等有機結合，把物理教學儀器系統推進到了新的領域；北京潤尼爾網絡科技有限公司以北京郵電大學強勢的網絡、通訊、電子三門學科為基礎，采用JavaApplet技術、B/S結構、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實驗設備及實驗場地等實驗教學問題，由北京郵電大學網絡教育技術研究所組織精英力量，經過多年研究，開發出了配套的虛擬實驗系統。通過對國內、外的基于計算機仿真的虛擬現實教學應用情況進行對比，我們發現：當前，國外基于計算機仿真的虛擬實驗比國內開發時間早，應用相對成熟，不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多；同時，國外很多成熟的仿真實驗產品價格普遍偏高，且技術難度也不太適合本科學生，更適合研究所或工程師使用。盡管如此，我國還是有很多現行的成熟的計算機仿真軟件供我們選擇，這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴充性、支持二次開發等特性，甚至大多實現模塊化利于定制化實驗的開發，基本上能滿足國內高等院校實驗教學需要及豐富的仿真實驗需求。因此，國內很多高校及科研院所普遍采用購買成熟的仿真軟件產品，基于自身的仿真實驗需求進行對應的二次開發，從而設計出適合自己的基于計算機仿真的虛擬實驗平臺，并得到了很好的應用發展。就工業工程類實驗課程而言，現在市面上流行的仿真軟件，如，Flexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個良好的仿真實驗平臺，供我們在這些平臺上進行綜合性實踐項目的構建和開發。

3基于計算機仿真技術的實驗教學模式開發

在深度分析學生學習特點和企業真實需求的基礎上，基于建構主義學習理論和混合式學習理論，按照社會發展對人才培養的要求，結合計算機仿真實驗教學設計的基本原則，借鑒信息化和項目教學、案例教學設計方法，探索出基于實踐項目、真實案例和工作任務的計算機仿真實驗教學模式，實現了“教、學、做”一體化的實驗設計。該模式由“項目導入、制定計劃、實施計劃和成果展示與評價”4個環節組成，其中，計算機仿真實驗教學貫穿了該模式的所有環節。下面簡單介紹該模式的具體實施方案。

（1）在“項目導入”環節，專業教師的活動包括：借助選定的計算機仿真實驗平臺，導入項目任務及目標、展示項目結果，讓學生對項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的實踐任務；利用計算機仿真實驗平臺，讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以獲得哪些知識以及達到什么樣的技能水平；在充分考慮學生的現有知識和能力水平的基礎上，適當采取分工協作方式，安排具體的任務完成時間及成果的評定方法等。

（2）在“制定計劃”環節，學生的活動包括：通過自主學習、分工協作等方式，對具體實踐項目的目標、任務進行分析；確定任務所涉及的專業方法和技能手段，充分應用已掌握的專業知識和能力，借助計算機仿真實驗平臺，設計出仿真實驗模型幫助決策與優化；確定仿真實驗任務的實施步驟，為仿真實驗任務的實施做好充分的準備。

（3）在“實施計劃”環節，學生的活動包括：在計算機仿真實驗平臺上，按照擬定的計劃，逐步完成實踐項目的仿真任務；在完成實踐項目仿真任務的過程中，學生通過應用所學專業知識和技能，建構自己的專業知識，從而幫助自己養成專業素養。

（4）在“展示與評價”環節，學生的工作包括：在計算機仿真實驗平臺上展示自己的實踐項目仿真成果；參與討論和評價；通過對比分析，學生對自己的實踐項目展開進一步的仿真優化處理。

4結語

將計算機仿真技術與項目教學、案例教學更加緊密的結合起來，能夠更好的實現“教、學、做”一體化，并且，在顯著改善實驗教學條件、提升實驗教學效果的同時，減少了設備消耗，尤其是耗材的使用量，節省了實驗經費，而且克服了時間與空間上的限制，使工業工程綜合實驗課的開課率和學生的專業綜合能力得到顯著提升。計算機仿真技術在專業實驗教學方面的應用前景廣泛,值得深入研究。

作者：趙燦燦 單位：首都經濟貿易大學安全與環境工程學院

計算機仿真論文:計算機仿真技術與信息處理結合分析

摘要:進入新時期以來，得益于計算機技術不斷進步，仿真技術成為了當前其主要發展趨勢。這是因為借助于該計算機技術，使得人們能夠通過構建精準而逼真的模型實現對物體進行三維圖像模擬，這一優勢使其迅速被應用各行各業生產建設中去。而信息處理作為計算機重要的基礎組成，仿真技術在很大程度上依賴于其，因而可以說這二者有著極為密切聯系。對此，本文將基于筆者多年計算機研究實踐，對計算機仿真技術進行概述，并分析該技術，最后在探究其與信息處理的結合。

關鍵詞:計算機;仿真技術;信息處理;結合;探究

1計算機仿真技術概述

計算機仿真技術(ComputerSimulation)指的是通過運用建模、仿真以及圖像處理分析等方式把不可視的物體轉變成為可視形象化模擬，從而使得人們能夠借助于此了解該物體性質、規律等。結合實踐來看，建?？梢哉f是該技術的重要組成部分，通過建?？梢詫崿F在實際情況下難以或無法實現對物體內部構造模擬，隨后再輔以相關技術，讓我們能夠全面而準確地掌握物體。正是憑借于這一優勢，使得計算機仿真技術被廣泛地應用到諸如建筑、航天、交通以及制造等多種行業，并逐漸成為行業中不可獲取重要技術。

2計算機仿真技術分析

計算機仿真技術就是通過計算機對物體進行虛擬模擬的技術，結合實踐來看，其主要涉及建模思想、圖像處理分析與數字化等技術。通過研究可知，該技術在運用過程中一般經歷以下幾個步驟:

2．1對物體進行數據模型構建

實踐中，計算機仿真技術運用第一個步驟便是對物體進行數據模型構建。在此過程中，主要使用歸納與演繹兩種分析方法，有時我們只需單獨使用某一方法便可以實現數據模型構建，有時則需要將這二者結合，這需要技術人員根據相關要求決定。以演繹法為例，首先計算機將物體模擬的數字化數據進行采集，隨后系統在此基礎上根據所設定參數對上述數據開展演繹分析，將該物體數據模型構建起來。

2．2物體仿真模型實現

當物體數據模型構建起來后，技術人員需要對其進行仿真模型實現。簡單來說，就是技術人員通過使用編程語將所構建數據模型進行程序化處理，從而使得該模型實現仿真。需要注意的是，在物體仿真模型實現時，所使用編程語言眾多，技術人員必須在充分結合數據模型特征以及相關要求基礎上進行數據分析，隨后準確地使用編程語言將其模型化，最后通過程序化管理，確保仿真模型實現。

2．3仿真模型驗證

在上述工作完成后，為了確保所構建物體仿真模型有效性，技術人員需要對其進行驗證。此項工作的重點主要是在于對該模型中數據根據相關方法開展驗證，隨后技術人員根據相關標準對驗證結果進行判斷，從而確定該仿真模型是否達到要求。

3計算機仿真技術與信息處理結合探究

正如上文所述，計算機仿真技術的實現在很大程度上依賴于信息處理，將二者相結合對仿真來說不但有助于有效地提升其效果，同時也可以使得仿真實驗功能不斷完善;而對于信息處理而言，則可以在把抽象的信息進行可視化、虛擬真實化處理前提下，有效地提高其處理準確性以及效率。有鑒于此，加強二者地結合與應用逐漸成為了當前主要發展趨向。對此，下面筆者將二者一些結合進行簡單闡述。

3．1計算機仿真技術與光信息處理結合

光信息處理具有速度快、容量大、可并行等優點，是一類極為先進的信息處理技術。而計算機技術對二維圖像信息的處理有著顯著的優勢，將二者進行有效結合，可以有效識別圖像特征、增強圖像處理能力。例如CAI、CAD等軟件都是現階段科學研究工程實際的新手段。

3．2計算機仿真技術與軟件信息處理結合

除了上述與光信息處理相結合外，計算機仿真技術與軟件信息處理結合也是當前極為重要的一種形式，而在此其中以matlab軟件最為典型。該軟件作為計算機重要軟件之一，不但涉及矩陣運算以及信息處理等眾多方面，同時還具有很高的靈活性。除此之外，該軟件在信息處理上還具有諸如運算安全性高、輸入快捷以及功能豐富等諸多優點，因而使得其成為了當前計算機仿真技術與軟件信息處理重要的結合與應用。結合實踐來看，技術人員在運用matlab軟件時，首先將所要處理的信息輸入到其中，隨后該軟件按照相關設定開展仿真模擬，然后計算機在此基礎上對信息開展可視化處理，如此一來將極大程度地提升信息處理工作準確性以及效率。

4結束語

總而言之，計算機仿真技術是現階段應用較為廣泛的計算機技術，并且定將在未來發展的道路上越走越遠。而對于信息處理來說，大部分信息處理技術已被植入到計算機仿真技術當中，將二者相互結合起來，不能呈現出巨大的優勢，并且極具發展空間，具有極為廣闊的研究價值。

作者：高曉星 單位：河北省石家莊經濟學院

計算機仿真論文:汽車領域計算機仿真技術研究

【摘要】隨著控制理論、計算技術、計算機科學與技術的飛速發展,系統科學研究的深入,計算機仿真技術已經逐漸發展為一門新的學科。信息處理技術的突飛猛進,更使得仿真技術得到了迅速發展。計算機仿真技術是分析和研究系統運行行為、揭示系統動態過程和運動規律的一種重要手段和方法。本文分析了轎車產品的特點，研究了計算機仿真技術在轎車全生命周期中不同階段的應用現狀，以及相關技術思想的發展。

【關鍵詞】計算機；仿真技術；轎車；發展

1前言

計算機仿真技術是一門利用計算機軟件模擬實際環境進行科學實驗的技術。它具有經濟、可靠、實用、安全、靈活、可多次重復使用的優點,已經成為對許多復雜系統進行分析、設計、試驗、評估的必不可少的手段。它是以數學理論為基礎,以計算機和各種物理設施為設備工具,利用系統模型對實際的或設想的系統進行試驗仿真研究的一門綜合技術。

2計算機仿真技術的發展

計算機仿真技術主要是隨著計算機技術、計算技術、圖形圖像技術、復雜系統建模技術和專業建模技術的發展而發展的。從歷史上看,計算機仿真大致經歷了四個發展階段:

2.1模型試驗

最原始的仿真思想,其模型試驗是基于物理模型進行的,缺乏柔性和精度。

2.2數字化仿真

采用計算機進行分析計算,但是計算結果表達局限于記錄文件和圖表上,缺乏直觀形象。

2.3圖像化仿真

大量采用豐富的圖形圖像技術來表達仿真結果,如三維圖形。

2.4虛擬現實技術

不光采用三維圖形技術表達計算結果,而且采用特殊裝置,如戴上三維數據頭盔,觸摸儀器等,使人有身臨其境的效果。

3計算機仿真技術的關鍵

目前,計算機仿真計算的關鍵技術主要包括:

3.1面向對象的仿真

(object-OrientedSimulation-OOS)其主要是將整個系統的功能設計和實現歸屬為對對象的操作及對象信息的彼此綜合利用來實現,對象間信息的傳送引起了系統的活動。

3.2分布交互仿真

(DistributedInteractiveSimulation-DIS)主要是通過計算機網絡將分散在各地的仿真設備互連,構成時間與空間互相耦合的虛擬仿真環境。

3.3智能仿真

(IntelligenceSimulation-IS)主要是以知識為核心和人類思維行為作背景的智能技術,引入整個建模與仿真過程,構造各處基本知識的開發途徑。是人工智能(如專家系統、知識工程、模式識別、神經網絡等)與仿真技術(如仿真模型、仿真算法、仿真語言、仿真軟件等)的集成化。

3.4人機和諧仿真

主要包括可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現實仿真。[1]

4計算機仿真技術在汽車領域的應用

汽車產業是我國的支柱產業之一，具有極大的發展潛力。尤其是在轎車生產方面同其他發達國家相比還有很大差距，入世必然會對我國的民族轎車工業產生一定的沖擊。為了抵御這種沖擊，迫切要求我們認真分析世界轎車工業發展的新趨勢，學習和借鑒其中的新思想和新技術，使我國的轎車產業能夠順利地同國際接軌，爭取在未來的競爭中處于有利的位置。目前世界轎車工業的激烈競爭集中反映在降低生產成本上，即以價格優勢去爭奪市場。圍繞著成本的降低，出現了許多新的發展趨勢，如開發周期縮短化、生產管理精益化、目標成本控制化、零部件采購全球化等等。在這種情況下，傳統的轎車設計開發過程顯得周期過長、成本過高、而且效率低下，已經很難適應激烈的市場競爭的需要。為了解決這些問題，各種新的思想和技術紛紛出現，并被各大轎車生產廠家所采用，其中計算機仿真技術就是被廣泛應用的技術之一。仿真技術是出自對系統研究的需要，用系統的模型對真實的或設計中的系統進行試驗，以達到分析、研究和設計該系統的目的而計算機仿真就是利用現代計算機技術，對待分析的系統進行數字建模，并根據需要編制相應的程序對系統模型進行仿真分析的過程。計算機仿真技術為轎車產品的設計開發提供了強有力的工具和手段。通過將計算機仿真技術全面應用于轎車產品的設計開發過程，使得在設計階段即可以對產品的全生命周期進行分析和測,[2]從而保證了產品的制造要求、使用要求、維護要求、銷毀要求等。由于其先進性和革命性，計算機仿真技術已經得到汽車界的廣泛重視。如福特公司第一輛樣車定型之前，已經完成了全部仿真分析的95%以上，可以在工程開發階段節省四千多萬美元，在制造階段節省超過十億美元。通用公司由于在轎車設計開發過程中全面采用了計算機仿真技術，使得開發時間由原來的39個月減少到24個月奔馳汽車公司1998年之前已經完成了數字化轎車的設計，并實現了較強的虛擬顯示技術，可以在設計階段對轎車的總體性能匹配和車身系統布置設計等進行仿真分析、評價和改進。

4.1計算機仿真技術在轎車方案階段的應用

方案階段的主要任務是根據市場的發展和客戶的需求等信息進行需求定義，包括參考樣車選型、系統功能定義、技術經濟評價等等。在方案階段實際系統并不存在，設計人員根據不同的功能模型建立系統的動態模型，以便于比較不同方案的優劣。盡管此時模型的粒度較粗，但仍可為設計人員提供不同方案下的比較分析結果，并為進一步的設計提供決策依據。例如，轎車的技術經濟評價就是在方案階段，對轎車產品的技術質量信息、成本信息以及競爭對手信息進行建模，并在此基礎上運用合適的理論方法綜合處理這些模型，從而產生出可以對設計、管理與決策提供依據的綜合知識。

4.2計算機仿真技術在轎車設計階段的應用

在轎車的設計階段，各種CAD/DAE工具已經得到廣泛的應用，具有比較完善的數字化基礎。因此這個階段的仿真活動是同這些計算機輔助工具緊密結合的，甚至可以直接將CAD產品模型作為仿真模型輸入，即由CAD軟件來完成仿真建模工作，實現了部分的信息集成。這種信息集成是以一些圖形信息交互標準為基礎的，常用的格式有IGES、STEP等。但在實際使用時，由于各種軟件對這些標準支持程度的差別，某些情況下CAD模型直接導入到仿真軟件中會產生部分信息丟失現象，需要進行必要的修補工作后才能進行仿真分析。隨著信息集成技術的發展，這些問題將會得到很好的解決。[3]

4.3計算機仿真技術在轎車制造階段的應用

這里的制造主要是從技術角度出發，對產品的制造工藝的進行數值模擬與優化，對制造裝備的進行數值模擬與改進。典型的如轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝的數值模擬、模具型面拋光仿真等等。以轎車車身覆蓋件沖壓成型工藝為例，轎車中金屬沖壓件占到總重量的3/4，整個轎車的開發周期中，近40%的時間用于車身的設計和定型。采用傳統的試錯方法來解決沖壓成型中的工藝問題已經無法滿足現代轎車生產的需要。[4]在計算機仿真技術的支持下，通過在計算機上建立數字化模型，用有限元方法進行成型模擬，可以全面了解板料在成型過程中的應力、應變及厚度分布，預測成型缺陷，從而給設計人員提供進行工藝分析和模具設計的科學依據。通常所用的仿真/分析軟件有CATIA、ANSYS、ADAMS、SIMPACK等。在西方發達國家，板料沖壓成型的數值模擬技術已經稱為縮短模具產品研制周期、提高產品質量、降低生產成本的必不可少的手段和工具。

4.4計算機仿真技術在轎車生產線階段的應用

計算機仿真技術在轎車生產線階段的主要應用包括確定生產管理控制策略、車間層的設計和調度、庫存的規劃管理等。其中用于生產管理控制策略的仿真包括確定有關參數以及用于不同控制策略之間的比較；用于車間設計和調度的仿真主要用于對各種可能方案進行分析評價，進而選擇出最優方案；用于庫存管理的仿真主要目的為確定訂貨策略、確定訂貨點和訂貨批量、確定倉庫的分布、以及確定安全庫存水平等等。[5]

4.5計算機仿真技術在轎車銷售階段的應用

在轎車的銷售階段，可以根據收集到的客戶和對手的信息，通過計算機仿真手段來分析和比較各種方案，進而調整市場價格、制訂銷售策略等等。[6]

4.6計算機仿真技術在轎車使用階段的應用

轎車的使用階段，可以通過計算機仿真技術對用戶進行駕駛培訓、維修培訓等。同生產設計階段的仿真相比，這種面向用戶的仿真大量應用了虛擬現實技術，由計算機全部或部分生成的多維感覺環境，使參與者產生沉浸感。通過這個虛擬環境，人們可以進行觀察、感知和決策等活動。[7]

4.7計算機仿真技術在轎車回收階段的應用

在回收階段，計算機仿真技術可以用于對產品拆卸分解過程提供決策支持。嚴格的說，產品的可拆卸性應該是在設計階段就予以考慮的因素。產品材料的使用和產品結構的合理性，直接影響廢舊產品的可拆卸和回收價值。利用計算機仿真技術對產品回拆卸序列的分析和優化，可以對現有產品給出最大回收價值的拆卸方案。

作者：孫斌 單位：沈陽理工大學汽車與交通學院

計算機仿真論文:電路原理教學中計算機仿真應用

摘要：電路原理是電子信息類專業的必修課，具有理論性和邏輯性強、推導嚴謹，公式繁雜的特點，所以在電路原理教學中教學的任務中，教學難度大，教學的效果不理想。尤其是傳統的教學模式難以滿足教學的目標和效果。進行教學方式和方法的改善有重要的意義。因此，計算機仿真技術在電路原理的教學中受到極大的歡迎。本文從傳統電路原理教學中存在的問題角度進行分析，探討計算機仿真技術的特點、計算機仿真技術在教學中的應用以及獨特的優勢，希望能對電子信息行業的工作者有一定的幫助。

關鍵詞：計算機仿真技術；電路原理教學；Multisin應用

在高校的電子信息類專業中，電路原理教學是一門基礎課程，對學生專業知識和技能的掌握具有重要的意義[1]。然而由于抽象性較強、難度較大等原因教學的效果不理想。近年來隨著社會經濟的發展，計算機也逐漸普及開來，計算機仿真技術在高校教學中的比重越來越大，有利于提高教學的效果和質量[2]。

一、傳統電路原理教學中存在的問題

電路原理教學需要作圖進行授課，抽象性強。但是傳統的教學模式難以滿足教學的要求，教學的效果低下。首先是理論性強、抽象。電路原理教學需要學生對電路、元件等等各個環節都要熟悉，比較注重原理概念性的教學。同時還需要學生進行大量的計算推導和聯想，將抽象的東西轉化為具體的事物，所以整個課堂氣氛沉悶，學生感到枯燥乏味，教學效果不理想[3]。其次是在電路原理的教學過程中，需要畫大量的電路圖，通過圖形來進行講解。在傳統的黑板教學中，圖形復雜導致畫圖不精確，另外也浪費了大量的課堂時間，整節課沒有很好地利用，教學的效率不高。最后，傳統的課堂教學實驗中，難免會出現儀器的故障、電子元件的損壞等情況，影響實驗的正常開展，不僅浪費了上課的時間，也造成了資金的浪費，打擊了學生的動手積極性和參與性，制約了教學工作的開展和完成。在這種形勢下，加強對傳統教學模式的改革尤為重要。在目前的高校電子信息類專業教學中，計算機仿真技術的應用越來越廣泛，教學的效果大幅度提高。

二、計算機仿真技術的特點

第一是更加生動直觀，便于學生理解。傳統的教學模式以黑板教學為主，圖形復雜，注重理性的分析，學生很難接受。在電路原理教學中引入計算機仿真技術，可以將繁復的電路圖等資料詳細地繪制出來，具備直觀、生動的界面，學生也更容易接受，有利于學生的理解和記憶。

第二是為電路原理教學提供了多重的手段。傳統的教學理論型較強，需要經過嚴謹的推導和大量的計算，學習的難度較大。在教學中應用計算機仿真技術，可以把許多元件細致地描繪出來，而且更加的齊全，為學生的學習提供了便利。另外，計算機仿真技術功能強大，不但可以保存各種工作狀態中的電路數據，還可以打印出來進行教學。最重要的就是當電路中出現短路或其他故障時，計算機仿真技術可以進行提前的預防和提醒。

第三是為課堂教學提供簡單有效的實驗方法。在電路原理教學活動中，實驗是必不可少的一個環節，對鞏固知識具有重要意義。在教學中引進計算機仿真技術，保證了成本的低投入，學生的實驗過程避免受到其他不必要因素的影響，保證了實驗過程的順利開展和完成。另外，學生在實驗過程中，不會造成原料和器材的損壞浪費，可進行長期的、反復的實驗。計算機仿真技術幫助學生學習，激發學生學習的興趣，提高教學的效果。

三、計算機仿真技術在電路原理教學中的應用

一方面計算機是一種智能化的工具，在電路原理教學中，能夠自動建立電路運算方程，并且進行計算，將結果通過圖形的方式表達出來。因此，在電路原理教學中，引用Multisin（電路仿真軟件）軟件進行教學活動，可以激發學生的學習興趣，提高學生的參與能力和動手操作的能力，有利于幫助學生直觀地了解掌握知識，提高教學的效果。

另一方面Multisin軟件具備齊全的電子元件，并且可以進行長期的實驗而不必擔心器材和原料的損壞，資金投入較少。另外，Multisin軟件的功能齊全，可以進行各種類型的仿真電路實驗活動，得到詳細的數據報告和圖形，并且可以將Multisin軟件和多媒體技術相結合，在大屏幕上演示整個實驗的過程，讓學生更加直觀地參與、了解電路的原理，掌握專業的知識和技能[4]。

再者，因為社會經濟的發展和對人才的需求，Multisin軟件應用于電路原理教學已經成為一種趨勢，對于高校教學工作具有重要意義。Multisin軟件是一款專門針對于電路設計和仿真的工具類軟件，隨著科學技術的進步和多媒體技術的發展，Multisin軟件在國內和國外的電子行業應用的范圍越來越廣泛，已經成為高校電子信息類專業教師和學生進行授課和學習的教學工具。

四、Multisin軟件在電路原理教學中的獨特優勢

第一是有助于幫助學生加強對基本概念和原理的理解和掌握。電路原理課程具有銜接性和實踐性，因此在高校的教學活動中，通過將Multisin軟件和PPT相結合的方式，制作一個教學用的多媒體課件，并在課件中標明重點和難點。在教學過程中，理論部分的學習通過PPT幻燈片制成文字進行授課；在實驗部分，依賴于Multisin軟件強大的仿真能力，利用圖形、視頻、現場操作等方式對學生進行演示，將抽象的、邏輯性較強的文字轉變成生動的、具體的圖像，實現理論和實踐的良好配合。另外，在PPT幻燈片的制作過程中，可以將電路原理的仿真過程穿插到課件當中，使整個多媒體課件內容豐富，文字圖形的協調搭配為課件增添了吸引力，同時能夠讓學生直觀地接受知識，提高學生的學習積極性和動手操作能力，保證教學活動的正常開展和完成，促使電路原理教學實現改革和完善。

第二是有利于學生自己分析解決問題，提高自主能力。在“電路原理教學”中，運算量大，公式的運用和推導復雜，造成整個電路的工作原理十分的抽象和枯燥，難以集中學生的學習注意力。其次，教師在授課過程中進行純理論知識的灌輸，用文字對電路工作的原理進行分析和講授，學生往往是難以接受，教師的“教”和學生的“學”之間脫節，抑制了學生的學習積極性，教學的效果不理想。只有將理論變得生動和具體，抽象變得形象化，學生對知識有充分的興趣，主動地參與課堂，才能夠更好地學習和掌握電路原理，完成教學的任務和進度。因此，在教學中引入Multisin軟件，利用Multisin軟件獨特的電路分析的能力，例如運算放大器對數據的放大性能分析等等，學生可以自主地發現并解決出現的問題，并在實驗的過程中通過多次反復的實驗來驗證結論，提高學生獨自分析問題的能力，將對電路原理的學習從理性的認識上升到感性的認識。

第三是有利于幫助學生掌握電路的結構。在電路原理教學中，需要繪制復雜的電路圖來進行授課和設計。但是在傳統的教學活動中，電路原理是通過黑板教學完成的，用手繪圖形保證不了電路繪制的準確性。另外，手繪圖形的復雜導致學生難以辨認，無法集中學生的注意力，造成上課的效果低下。在教學中應用Multisin軟件后，情況大大改善。因為在Multisin軟件的元器件庫中，具備數量齊全的各種電子元件，在進行電路原理教學中所需的電子元件都可以找到，而且元件的大小并不是固定的，可以根據實際教學和實驗所需的參數和大小進行更換。因此在教學中繪制電路圖的效率和速度大幅度的提高，并且還可以隨時地增刪。與黑板教學相比，Multisin軟件仿真技術具有獨特的優勢，成為電子信息類專業教學中的主流工具。再者，利用Multisin軟件繪制完電路圖之后，可以直接將電路圖進行課堂的演示，在教學中對電路圖進行仿真分析，幫助學生更加了解電路的結構和各個元器件的作用，集中學生的注意力，激發學生的學習積極性和能動性，提高教學的效果。

五、結束語

傳統的教學模式和教學的手段已經難以適應時代的潮流，所以進行教學方式的改進和完善，應用先進的技術輔助教學是非常有必要的。電路原理這門課程的理論性和操作性強，學生在學習的過程中因為知識比較抽象而感到難度過大，因此在教學中運用Mul-tisin仿真技術輔助教學是非常有作用的。Multisin軟件將抽象的理論文字轉換成直觀的、具體的圖形和圖像，并且針對教學的重點和難點充分利用自身獨特的優勢和PPT軟件相結合，制作內容豐富、生動的課件，幫助學生更好地進行學習，了解和掌握專業的知識。將傳統的教學和先進技術相結合，激發了學生的學習積極性，提高了教學的效果，促進了電子類專業的長遠發展。

作者：劉增磊1 高愛蓮1 王棟2 陳娟3 單位：1.南陽理工學院 2.山東交通學院 3.國網山東禹城市供電公司