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仿真技術(shù)論文范文1

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)電力系統(tǒng)

自20世紀80年代末至今，我國的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用較多的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有電廠仿真、電網(wǎng)運行工況仿真和變電所仿真。一般說來，凡是需要有一個或一組熟練人員進行操作、控制、管理與決策的實際系統(tǒng)，都需要對這些人員進行培訓(xùn)、教育與培養(yǎng)。早期的培訓(xùn)大都是經(jīng)過理論講解和現(xiàn)場實習(xí)，通過實際操作經(jīng)驗的積累來完成的，這種培訓(xùn)方式因是在實際運行的系統(tǒng)上進行操作，不僅培訓(xùn)成本高、培訓(xùn)時間長，而且有些故障只能在實際發(fā)生時才能得到實際操作的機會，致使一部分知識只有感性認識，得不到實際操作的鍛煉。隨著系統(tǒng)規(guī)模的加大、復(fù)雜程度的提高，特別是造價日益昂貴，訓(xùn)練時因操作不當(dāng)引起的破壞而帶來的損失大大增加，因此，提高系統(tǒng)運行安全性、可靠性事關(guān)重大。為解決這些問題，出現(xiàn)了培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，模擬實際系統(tǒng)的工作狀況和運行環(huán)境，以避免運用實際系統(tǒng)時可能帶來的危險性及高昂的代價。

變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)集仿真技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)于一體，依據(jù)變電所電力設(shè)備實物、一次設(shè)備和二次設(shè)備接線圖進行設(shè)計，如主控室、控制屏、保護屏及設(shè)備連接狀況，可在模擬設(shè)備和二次接線圖上進行相應(yīng)操作，采用鼠標點擊的操作方式，簡單、直觀、易學(xué)(見圖1)。這種方式使變電運行人員的培訓(xùn)手段大大更新，提高了培訓(xùn)效率，縮短了培訓(xùn)周期。也進一步提高了運行人員的正確判斷和處理事故的能力，防止事故擴大化和縮短事故處理時間，從而確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。

圖1

1變電所仿真的現(xiàn)狀

目前，我國農(nóng)網(wǎng)中(110kV、35kV)變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)主要有孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)和考慮簡單電網(wǎng)的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。前一種類型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)配置簡單，造價相對較低；后一種不僅仿真了變電所的運行狀況，而且考慮到電網(wǎng)和變電所之間的相互影響，該類型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在功能上比孤立變電所型的仿真系統(tǒng)要強。此外，還有將無人值班變電所仿真、集控中心仿真、變電所運行管理系統(tǒng)結(jié)合于一體的110kV/35kV集控站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。考慮到仿真原理的相同性和孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)較為簡單，能夠在單機上獨立運行的特點，以下只對該系統(tǒng)進行簡要介紹。

2硬件配置的基本要求

微機一臺：主頻PENTIUM200；32M內(nèi)存；3.2G硬盤；16倍光驅(qū)；顯示卡、聲卡、音箱等。

3軟件配置的基本要求

(1)中文視窗Windows95以上版本；

(2)多媒體仿真培訓(xùn)軟件。

4主要功能

(1)正常操作訓(xùn)練：斷路器操作、隔離開關(guān)操作、壓板操作、保護投停、電壓互感器的切換，電容器的投停等；

(2)故障演習(xí)訓(xùn)練：

斷路器故障：拒動、誤動、偷跳；

隔離開關(guān)故障：帶負荷拉合隔離開關(guān)、帶電合接地隔離開關(guān)；

變壓器故障：包括相間短路、接地短路、匝間短路、變壓器過負荷、變壓器油溫過高；

母線故障：母線短路、母線接地；

線路故障：近區(qū)短路、接地、斷線等；

此外，還有電容器故障、繼電保護故障以及其它故障等。

培訓(xùn)者可對設(shè)定操作任務(wù)或故障，依據(jù)系統(tǒng)標準操作票進行操作，系統(tǒng)也可在出現(xiàn)故障時，給予提示并指出錯誤要點。

(3)操作票生成與培訓(xùn)系統(tǒng)：可對線路、主變壓器、母線、電容器等設(shè)備開操作票；可對學(xué)員的操作以操作票的形式記錄；可對學(xué)員的操作票和標準操作票進行比較；

(4)理論知識的培訓(xùn)：可提供設(shè)備的圖片和產(chǎn)品介紹；可進行二次回路圖紙講解：包括中央信號回路、電力變壓器保護、電容器組保護、輸電線路保護、低周減載裝置等；還可進行運行規(guī)程問答、典型故障處理、經(jīng)驗介紹以及提供考試題庫。

(5)系統(tǒng)維護功能：系統(tǒng)可根據(jù)110kV變電所的主接線方式(如：單母線接線方式、內(nèi)橋接線方式、單元接線方式)和正常運行方式的差異及實際變電所的工作情況進行選擇和修改，可對考試題目進行增加或修改，還可對二次接線圖上的線路名稱和隔離開關(guān)、斷路器號進行更改，使其更加接近變電所的實際運行情況。

操作實例：

倒閘操作是變電所正常運行和檢修中都涉及的操作，具有重要的作用，其操作過程如下：

①運行仿真軟件，進行操作人員登陸。

②進行功能選擇，進入倒閘操作模塊，進行題目分類選擇。如選擇"10kV倒閘操作題目"后，屏幕上會出現(xiàn)一系列10kV倒閘操作題目的分項內(nèi)容，用鼠標按鈕進行選擇，選擇"紡織線002斷路器停電，紡織線線路檢修"(見圖2)。選擇題目后，可進行標準操作票預(yù)覽，以便操作人員了解操作步驟后進行正確操作。可單擊要點按鈕，查看提示注意事項。操作練習(xí)既可在線路圖上進行，也可在模擬圖上進行。

圖2

③依次拉開紡織線002斷路器，拉開002-3隔離開關(guān)，拉開002-1隔離開關(guān)，在002-3隔離開關(guān)線路側(cè)掛接地線(見圖3)。遇到困難時，可查閱標準操作票和操作要點提示。操作完畢后，調(diào)出操作記錄與標準操作票進行比較，如果在操作過程中發(fā)生誤操作，系統(tǒng)會出現(xiàn)報警。

圖3

④選擇操作題目后，也可進入考試狀態(tài)。在此狀態(tài)下，系統(tǒng)不提供標準操作票和操作要點提示，考試時間到，系統(tǒng)不再進行操作記錄。

5結(jié)束語

目前，110/35kV變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在一些變電所已經(jīng)得到應(yīng)用，并取得實效。歸納起來，變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)具有如下的特點：

(1)計算機仿真程度高。仿真畫面完全按照變電所的電力設(shè)備實物進行繪制，形象逼真。操作人員在模擬圖或二次接線圖上用鼠標點擊元器件，即可激發(fā)元器件動作，元器件動作后仿真變電所同實際變電所情況一致。

(2)培訓(xùn)功能完善。不但可對變電所的正常和異常事故進行仿真，而且可提供完善的二次圖講解。對變電所的繼電保護裝置從動作原理到動作過程進行分步講解，突出顯示動作斷路器和響應(yīng)元器件，動畫模仿電流軌跡。

(3)可擴充性強。仿真系統(tǒng)還應(yīng)提供維護功能，用戶可在使用過程中，按照各自變電所的實際情況進行適當(dāng)?shù)男薷模蛊涓咏鼘嶋H運行中的變電所。

仿真技術(shù)論文范文2

1.1建設(shè)思路

通過仿真模擬教學(xué)平臺的搭建，將學(xué)校教育方式轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。為學(xué)生提供全時段全方位的理論與實踐學(xué)習(xí)資源，幫助提升崗位核心競爭力，為學(xué)校提供新的理實一體化教學(xué)模式，提高信息化教學(xué)水平，最終實現(xiàn)校企在人才培養(yǎng)上雙向互助，提升社會服務(wù)能力。

1.2建設(shè)內(nèi)容

高職建筑工程技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)從事建筑工程施工與管理、工程測量、工程預(yù)決算及工程監(jiān)理等工作，具有理論基礎(chǔ)扎實、專業(yè)素質(zhì)高、實踐能力及可持續(xù)發(fā)展能力強，擅識圖、能計算、懂技術(shù)、會管理的復(fù)合型、創(chuàng)新型、發(fā)展型技術(shù)技能人才。因此，我們從分析本專業(yè)所對應(yīng)的核心職業(yè)崗位（施工員崗位）工作任務(wù)與專業(yè)能力的要求，按照虛擬企業(yè)、虛擬場景、虛擬設(shè)備以及虛擬工程項目、企業(yè)生產(chǎn)工具、生產(chǎn)對象、生產(chǎn)場景、基地管理制度等原則，構(gòu)建專業(yè)仿真實踐教學(xué)體系。

2模擬實訓(xùn)項目的開發(fā)

虛擬實訓(xùn)項目的開發(fā)以構(gòu)建符合仿真教學(xué)實際的“教、學(xué)、管、評、控”的運行模式為原則，以深化學(xué)校理實一體的人才培養(yǎng)模式為指導(dǎo)，深入分析建筑技術(shù)應(yīng)用與施工管理教學(xué)過程，通過虛擬技術(shù)緊扣施工工藝、直擊教學(xué)難點，實現(xiàn)多維仿真和真實場景模擬，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助學(xué)生課下練習(xí)、及時鞏固知識，實現(xiàn)單人訓(xùn)練、多人競賽和互動交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；同時，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，實現(xiàn)學(xué)生知識點掌握情況的統(tǒng)計與分析，提高教學(xué)評價的科學(xué)性。

2.1構(gòu)建仿真教學(xué)“教、學(xué)、管、評、控”的運行模式

圍繞“教”與“學(xué)”建立虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)、資源庫系統(tǒng)、題庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；圍繞“管、評、控”實現(xiàn)統(tǒng)一登錄用戶界面、數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)教學(xué)信息的有效傳遞與分析反饋，合理安排和及時調(diào)整教學(xué)進度。實現(xiàn)平臺功能與內(nèi)容的嵌入。

2.2解決傳統(tǒng)教學(xué)弊端，實現(xiàn)立體化的教與學(xué)

仿真虛擬教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)，著重規(guī)避傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，擴充專業(yè)教學(xué)和信息資源，利用技術(shù)優(yōu)勢，直擊教學(xué)難點。結(jié)合實際的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計仿真實訓(xùn)項目腳本的深度。以學(xué)校專業(yè)化的教學(xué)力量為依托，以企業(yè)成熟技術(shù)與先進技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，通過項目的頂層設(shè)計、需求調(diào)研、規(guī)范專業(yè)教學(xué)基本要求、制訂專業(yè)教學(xué)標準，開發(fā)核心課程，不斷提高教學(xué)深度。

2.3依托專業(yè)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫，合理安排教學(xué)

建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)教學(xué)安排的規(guī)范性及教學(xué)信息反饋的搜集，便于合理調(diào)整教學(xué)進度與方式。通過資源、課程的管理，讓專業(yè)教師實現(xiàn)個性化、針對性的課程安排和設(shè)置；通過練習(xí)、考試、經(jīng)驗積分的管理，實現(xiàn)教學(xué)成果的考察及數(shù)據(jù)信息反饋搜集。

3仿真模擬實訓(xùn)的效果

3.1學(xué)生層面：提升知識整體貫穿能力，提高學(xué)生崗位核心競爭力

仿真虛擬實訓(xùn)項目的開展實現(xiàn)了信息化教學(xué)資源的任意調(diào)用，它以學(xué)生對建筑領(lǐng)域核心崗位項目的學(xué)習(xí)作為一個整體，以虛擬技術(shù)還原真實的施工場景，通過施工現(xiàn)場的三維展示和立體情境漫游，能夠在課上、課下為學(xué)生提供系統(tǒng)化的技能知識點串聯(lián)和全天候的校內(nèi)實踐操作機會，剔除了以往學(xué)生實踐的時間和空間限制，將理論與實踐相融合，讓學(xué)生更好的掌握教學(xué)內(nèi)容，熟悉技能實際應(yīng)用需求，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決工程實際問題的能力，有效的提高了學(xué)生崗位核心競爭力，為職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2學(xué)校層面：以教學(xué)信息化建設(shè)帶動教學(xué)改革，促進專業(yè)建設(shè)

在教學(xué)過程中引入計算機、虛擬仿真等現(xiàn)代技術(shù)，解決了專業(yè)教學(xué)理論課堂抽象生硬，施工細節(jié)講解不到位、工藝操作方法難以演示的問題，其次，通過仿真模擬教學(xué)，將學(xué)生碎片化的知識進行系統(tǒng)性的整合，提高學(xué)生的專業(yè)知識和技能運用，為專業(yè)教學(xué)改革提供了全新的思路，有助于提升本專業(yè)的建設(shè)水平。

3.3社會層面：有利校企合作項目的開展，促進學(xué)校與社會人才的接軌

仿真技術(shù)論文范文3

Abstract: In the actual teaching of project cost, if take the simulation technology in engineering cost course to construct the three-dimensional panoramic display of highways, bridges and tunnels in civil engineering, we can freely control the viewing angle and picture zoom, with real pictures, the effect is direct and can improve the effect of learning. This paper, taking the tunnel project as an example, talks about the applications of simulation technology in engineering cost courses.

關(guān)鍵詞：三維空間結(jié)構(gòu)；模擬仿真技術(shù)；課程教學(xué)；應(yīng)用

Key words: three-dimensional structure；simulation technology；teaching；application

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）05-0161-02

1工程造價課程的發(fā)展瓶頸

在實際的工程造價課程教學(xué)中，學(xué)生由于缺乏空間想象，對工程結(jié)構(gòu)沒有感性認識，無法理解抽象的理論，給教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了瓶頸。因此，我們希望通過虛擬仿真系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)工程造價教學(xué)中存在的種種弊端。在教學(xué)中使用仿真技術(shù)，可以充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的感覺和思維器官，使所觀察的事物栩栩如生地展現(xiàn)在面前，任學(xué)習(xí)者正面、側(cè)面、反面仔細觀察仿真技術(shù)的發(fā)展被認為是解決傳統(tǒng)工程造價教學(xué)瓶頸的一把利器。

本文正是從當(dāng)前工程造價教學(xué)的基本情況以及教學(xué)難點出發(fā)，將仿真技術(shù)引入到開發(fā)工程造價教學(xué)軟件的過程中。本研究選擇隧道工程作為研究的案例，通過利用目前比較成熟的計算機模擬仿真技術(shù)，為老師和學(xué)生提供一個模型展示平臺。

2模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用的效果

模擬是指用一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，來全部或部分地模仿某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使得模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù)，執(zhí)行同樣的程序，獲得同樣的結(jié)果。有時也簡稱為仿真，是用模型（物理模型或數(shù)學(xué)模型）來模仿實際系統(tǒng)，代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究，是產(chǎn)品設(shè)計和制造中的常用技術(shù)手段。

從國內(nèi)外職業(yè)教育專業(yè)信息化可以看出，模擬仿真技術(shù)具有先進、便捷、安全等優(yōu)點，仿真教學(xué)系統(tǒng)向工程類職業(yè)學(xué)校提供了培訓(xùn)學(xué)生的高技術(shù)工具，將專業(yè)課程和實習(xí)環(huán)節(jié)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生了解生產(chǎn)操作、熟悉生產(chǎn)原理的能力，提高了學(xué)生動手操作的興趣與水平。以較少的投入滿足了學(xué)生的實踐需要。許多專業(yè)課程由于受到設(shè)備、場地和經(jīng)費等條件的限制，可以選擇采用模擬仿真技術(shù)。但模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于工程造價課程教學(xué)實踐的研究很少，可參考的研究成果幾乎沒有。

3研究方法

3.1 文獻研究法在研究中，通過對多種學(xué)習(xí)資料的閱讀、分析，了解到了當(dāng)前研究的發(fā)展狀況，為論文的撰寫奠定了必要的理論基礎(chǔ)。

3.2 個案研究法在研究中，通過具體的案例，對工程造價教學(xué)進行研究，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、優(yōu)化教學(xué)策略，設(shè)計教學(xué)軟件開發(fā)方案，最終完成系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。（圖1）

4模擬仿真技術(shù)在造價教學(xué)中的應(yīng)用

重點是構(gòu)建土木工程中公路、橋梁、隧道的立體全景展示。在三維仿真動畫展示過程中，可自由控制觀看角度及畫面縮放，配合實景照片，效果直觀。施工流程部分以簡單的工程施工3D動畫，配以實景圖片及施工工藝文本說明，使學(xué)生能更直觀地了解工程施工的流程步驟。公路、橋梁、隧道的分解結(jié)構(gòu)模塊通過點擊結(jié)構(gòu)圖中的交互熱點，顯示該局部結(jié)構(gòu)的名稱、所在位置以及該結(jié)構(gòu)的詳細說明窗口，其中包含局部結(jié)構(gòu)3d展示、工程量復(fù)核、定額、工程圖紙。為了滿足課堂教學(xué)的需要，支持文本和圖紙的縮放、自由拖動功能，以增強課堂教學(xué)實際效果。人性化的人機交互界面及流程分類設(shè)計，學(xué)生在課余時間也能通過簡單直觀的軟件操作進行學(xué)習(xí)。選題立足于公路工程造價專業(yè)，重點在于利用該模擬仿真技術(shù)將造價及工程量復(fù)核等內(nèi)容更加形象地展示出來，使課程的實效性更強（表1）。

5隧道工程案例

在傳統(tǒng)課程教學(xué)中，教師都會按照既定的教學(xué)過程來實施教學(xué)活動，那么在仿真公路系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動應(yīng)當(dāng)如何開展？隧道模型概述為由以下幾個部分：

5.1 用戶界面呈現(xiàn)在工程仿真系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者必須是通過用戶界面與仿真系統(tǒng)進行交互。因此，構(gòu)建和諧友好、方便操作、逼近工程實體虛擬系統(tǒng)要解決的首要問題。仿真系統(tǒng)的真實性可以豐富學(xué)習(xí)者在虛擬情境中的體驗，方便性主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)中按照學(xué)習(xí)者的進度，適時的為其提出指導(dǎo)性建議（圖2）。

5.2 仿真情景設(shè)計仿真系統(tǒng)要依據(jù)學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗、知識背景及需求，呈現(xiàn)具體的公路工程、橋梁工程、隧道工程等信息。設(shè)計工程實例，仿真場景和工程對象，通過情境設(shè)計，以激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣（圖3）。

5.3 工程造價數(shù)據(jù)分析通過仿真系統(tǒng)的現(xiàn)象觀察，具體進行工程造價結(jié)果的分析，處理工程數(shù)據(jù)，并根據(jù)反饋信息及時調(diào)整策略，這有助于提高學(xué)習(xí)者對造價編制過程的反應(yīng)能力以及對因果關(guān)系的敏感性。該過程中須關(guān)注在工程內(nèi)容的一致性、工程過程的交互性等問題（圖4）。

6實用價值和重要的現(xiàn)實意義

6.1 課件制作方法的探索使用直觀的設(shè)計方法取代繁瑣的傳統(tǒng)編程式的課件制作，老師把更多精力放在課程本身的教學(xué)設(shè)計上，只需根據(jù)實際教學(xué)需求，設(shè)計課件，向?qū)W生展示工程結(jié)構(gòu)；體現(xiàn)新一代課件的廣闊應(yīng)用前景。

6.2 促進學(xué)生探索性的學(xué)習(xí)現(xiàn)在的教學(xué)所采用的方法比較單一，學(xué)生在上課中往往很被動，面對各種各樣的公路、橋梁、擋土墻，結(jié)構(gòu)物感覺一片茫然，老師怎么說，學(xué)生就照著怎么做。很多時候上課只停留在不動腦的機械勞動階段，達不到提高學(xué)生動手能力的目的，這樣的知識傳遞過程較為單調(diào)，效果也不明顯。在仿真平臺上，學(xué)生可以擺脫了原有模型設(shè)備條件的約束,在更形象的知識領(lǐng)域內(nèi)自主探索，促進了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

6.3 降低了各類開支費用工程仿真系統(tǒng)降低了科研成本，節(jié)省研究經(jīng)費，并能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有計算機技術(shù)、,提高使用效率。

仿真技術(shù)論文范文4

中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：1007-9416（2012）04-0000-00

1、論文研究背景及意義

近多年來，由于計算機及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計算機技術(shù)來構(gòu)建數(shù)字城市，近而實現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個新的研究熱點。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計算機軟件模擬實際環(huán)境進行科學(xué)實驗的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機交互、真實建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實時三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)造出來的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對于城市發(fā)展規(guī)劃的各個方面都具有相當(dāng)重要的意義。

2、國內(nèi)、外的視景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實時三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實時視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實和視景仿真系統(tǒng)。我國在視景仿真系統(tǒng)開發(fā)的同時，也在進行仿真系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)。TrueSim v2.0 三維實時仿真軟件平臺是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國內(nèi)外多項最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的仿真平臺。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場景實時漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個實時三維虛擬現(xiàn)實編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產(chǎn)品。

3、本文的研究目的及重要內(nèi)容

本文通過研究虛擬現(xiàn)實視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識，實現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過對虛擬場景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來構(gòu)建虛擬場景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺和工具集對校園虛擬場景進行仿真，在VC++開發(fā)平臺下實現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標、鍵盤等交互方式）控制，實現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。

本文主要研究內(nèi)容和所做工作總結(jié)如下：

(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，對國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行調(diào)研。

(2)對黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。

(3)研究用虛擬現(xiàn)實建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對地形、道路、教學(xué)樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進行建模，構(gòu)建出虛擬場景模型庫，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對虛擬場景進行漫游和交互控制。

(4)研究模型數(shù)據(jù)庫建模和優(yōu)化技術(shù)問題，模型數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對提高實時仿真系統(tǒng)中運行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。

(5)碰撞檢測技術(shù)。開發(fā)虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)有一個主要目標就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場景中的物體直接進行交互。要實現(xiàn)自然的、精確的人機交互功能首先要解決的是碰撞檢測的問題。碰撞檢測是虛擬場景中動態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動態(tài)物體與動態(tài)物體之間進行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測中有兩個問題需要解決，一是檢測到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測是計算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測是虛擬環(huán)境中一個必不可少的部分。

(6)為保證虛擬場景的真實性、生動性及其對用戶的感染力，對基于粒子系統(tǒng)的虛擬場景環(huán)境特效技術(shù)進行研究。

校園視景仿真就是在計算機環(huán)境中對真實校園的景觀進行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)，生成一個實時的、能給用戶各種真實感受的三維虛擬環(huán)境。利用計算機軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場景中進行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來了解我們的學(xué)校，對本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認識。

參考文獻

仿真技術(shù)論文范文5

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)物流系統(tǒng)；系統(tǒng)仿真；Witness

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A

0 引 言

隨著現(xiàn)代科學(xué)的進步和科學(xué)管理方法的日益普及，通過降低產(chǎn)品生產(chǎn)的物料消耗和減少人力消耗來增加利潤的潛力越來越少。人們在企業(yè)利潤日減的困境中，逐漸發(fā)現(xiàn)研究和改善企業(yè)物流系統(tǒng)會給企業(yè)帶來可觀的利潤。生產(chǎn)物流是企業(yè)物流研究的核心環(huán)節(jié)[1]。然而在我國，生產(chǎn)物流是一個明顯的薄弱環(huán)節(jié)，時間、空間浪費大，重復(fù)搬運，流動路徑不合理，產(chǎn)品供貨周期長，不僅直接阻礙企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，而且占用大量資金，成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸[2]。

本文以某企業(yè)生產(chǎn)的速凍水餃為研究對象，采用Witness仿真軟件對該產(chǎn)品生產(chǎn)物流系統(tǒng)進行分析和仿真研究，擬解決生產(chǎn)物流系統(tǒng)中存在的問題，進而提出優(yōu)化方案，探索提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的方法和途徑。

1 模型概述

生產(chǎn)物流系統(tǒng)是由設(shè)備、原料或在制品及操作工人組成的離散事件系統(tǒng)，離散事件的仿真是按照實際的工作流程，在規(guī)定的時間內(nèi)順序的改變實體或設(shè)備的狀態(tài)[3]。由于本文中的生產(chǎn)物流系統(tǒng)中各事件是以某種順序或在某種條件下發(fā)生，并且多數(shù)都是隨機性的，所以本文采取了離散事件系統(tǒng)仿真的思想對其進行研究[4]。

在本模型中，原材料精選豬肉、白菜、調(diào)味料經(jīng)過攪餡機的處理后成為肉餡，原材料面粉和水經(jīng)過和面機的處理后成為面團；肉餡和面團通過傳送帶的運輸進入水餃機前的緩沖區(qū)；水餃機從緩沖區(qū)獲得肉餡與面團，經(jīng)過加工制成水餃，水餃通過傳送帶進入速凍冷庫。建模目的為通過改進原材料的采購周期來降低物流成本，提高生產(chǎn)率和企業(yè)的市場競爭力。

2 速凍水餃生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真設(shè)計

2.1 元素及其可視化定義

本系統(tǒng)的元素定義如表1所示。

分別對系統(tǒng)中的各個元素實體進行可視化設(shè)置，包括它的Name、Text、Icon、Part Queue、Value等屬性[5-6]。各個實體元素的顯示特征如圖1所示。

2.2 元素細節(jié)設(shè)計

（1）對Part元素細節(jié)設(shè)計

Name：精選豬肉

Type：Active

Inter Arrival：10.0

Output Rules：PUSH to攪餡機（1）

元素“白菜”與“調(diào)味料”細節(jié)設(shè)計同元素“精選豬肉”

元素“面粉”與“水”的Output Rules為PUSH to和面機（1）

（2）對Machine元素細節(jié)設(shè)計

①Name：攪餡機

Type：Assembly

Input Quantity：3

Cycle Time：8.0

Output Rules：PUSH to C1（1）at Rear

②Name：和面機

Type：Assembly

Input Quantity：2

Cycle Time：10

Output Rules：PUSH to C2（1）at Rear

③Name：水餃機

Type：Assembly

Input Quantity：2

Cycle Time：15

Input Rules：PULL from B1（1），B2（1）

Output Rules：PUSH to C3（1）at Rear

Actions on Output：速凍冷庫=速凍冷庫+2 500

（3）對Conveyor元素細節(jié)設(shè)計

①Name：C1

Index Time：0.2

Output Rules：PUSH to B1（1）

②Name：C2

Index Time：0.2

Output Rules：PUSH to B2（1）

③Name：C3

Index Time：0.5

Output Rules：PUSH to SHIP

3 數(shù)據(jù)分析及改進方案

3.1 模型運行和數(shù)據(jù)報告

設(shè)定仿真時間為一天，為1 440個時間單位，然后點擊Run按鈕運行模型[7-8]。運行結(jié)果如圖2所示。

選中系統(tǒng)中所有元素，鼠標左鍵點擊Reports菜單中的Statistics選項，彈出數(shù)據(jù)統(tǒng)計報告如表2所示。

表2中Name代表對象名稱，Idle代表機器的閑置率，Busy代表機器的利用率，Blocked代表機器的阻塞率，Cycle Wait Labor代表加工周期中操作者處于等待的比例，No. of Operations代表機器的加工數(shù)量。

3.2 數(shù)據(jù)分析與模型優(yōu)化

由以上仿真運行結(jié)果可以看出，理論上該車間一天生產(chǎn)能力為237 500個水餃，但是造成了46個單位面團的積壓。水餃機有98.96%時間處于忙碌狀態(tài)，而和面機卻有33.33%時間處于空閑狀態(tài)，本來想通過優(yōu)先滿足和面機生產(chǎn)周期來實現(xiàn)降低生產(chǎn)物流成本，卻反而浪費了大量的生產(chǎn)能力。由于原材料為統(tǒng)一供應(yīng)故無法根據(jù)機器周期確定不同原材料的供應(yīng)周期，在此將Inter Arrival分別改為1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，進行1 440單位的仿真鐘推進，得到十組數(shù)據(jù)，如表3所示。

設(shè)定1單位水餃的生產(chǎn)成本為1，其中面團成本占20%，肉餡成本占80%，銷售價格為1.5。借助EXCEL軟件進行統(tǒng)計分析，規(guī)定橫軸為Inter Arrival，表示每批原材料到達的時間間隔，縱軸表示毛利潤。得到如圖3所示的曲線。

如圖3所示，當(dāng)以較短間隔（如1個時間單位）供應(yīng)原材料時，毛利潤較低；然后隨著時間間隔變長，毛利潤逐漸增大；當(dāng)?shù)介g隔為9個時間單位時，再增大供應(yīng)間隔，毛利潤開始逐漸減小直至間隔增大到11個時間單位；然后隨著原材料供應(yīng)周期的變大，毛利潤也在逐步變大，直到Inter Arrival為15時，毛利潤達到最大為

356 250；隨后原材料供應(yīng)周期越長，毛利潤越低。因而，得出當(dāng)Intel Arrival為15時，毛利潤最大。此時為最優(yōu)原材料供應(yīng)周期。

4 結(jié) 論

本文圍繞生產(chǎn)物流系統(tǒng)，對生產(chǎn)企業(yè)的離散事件的建模與仿真技術(shù)的原理與方法進行了比較深刻的分析，著重研究了計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)物流系統(tǒng)的分析方法以及應(yīng)用。在對某企業(yè)速凍水餃生產(chǎn)物流系統(tǒng)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，利用Witness仿真軟件對現(xiàn)行的系統(tǒng)狀況進行仿真，通過仿真分析和研究，提出了改善和優(yōu)化的系統(tǒng)方案使得優(yōu)化后的制造系統(tǒng)生產(chǎn)能力充分發(fā)揮，各環(huán)節(jié)的利用率有明顯改善，從而實現(xiàn)了制造系統(tǒng)的整體改進，提高了企業(yè)的市場競爭力。

參考文獻：

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[2] 徐常凱，郭全成. 現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)研究[J]. 物流科技，2002（6）：3-5.

[3] 劉麗文. 生產(chǎn)與運作管理[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[4] 施圍. 基于EXTEND的生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真研究[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2006.

仿真技術(shù)論文范文6

論文關(guān)鍵詞： 信息技術(shù)　微電子專業(yè)教學(xué)　應(yīng)用

論文摘 要： 信息技術(shù)包括多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，等等。它的飛速發(fā)展和廣泛普及，使得傳統(tǒng)的教學(xué)方法正在向現(xiàn)代教育技術(shù)方法轉(zhuǎn)變。針對新興的多學(xué)科綜合的微電子專業(yè)，作者討論了信息技術(shù)在微電子專業(yè)教學(xué)中的作用與意義，聯(lián)系實際教學(xué)實踐，指出了各種信息技術(shù)的特點及應(yīng)用中需注意的關(guān)鍵問題。

信息技術(shù)是現(xiàn)代教育技術(shù)的基石和重要組成部分。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中提出：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”；“強化信息技術(shù)應(yīng)用。提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進教學(xué)方法，提高教學(xué)效果”。信息技術(shù)與高校專業(yè)教學(xué)相結(jié)合，可以改進教學(xué)手段、創(chuàng)新教學(xué)方法、提高教學(xué)效率、增強教學(xué)效果。

微電子專業(yè)是我國近年來大力發(fā)展的一個多學(xué)科綜合、高技術(shù)密集的新興專業(yè)，主要研究半導(dǎo)體材料、器件與工藝和集成電路與系統(tǒng)的設(shè)計、制造和測試等理論和技術(shù)。微電子專業(yè)教學(xué)由于課程開設(shè)時間較短、涉及學(xué)科多、理論性強、同時又與實踐結(jié)合緊密。因此如何有效地改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量成為微電子專業(yè)教學(xué)中迫切需要解決的問題。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到微電子專業(yè)的教學(xué)活動中，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，促進了教師與學(xué)生的互動，取得了很好的教學(xué)效果。

1.多媒體技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

多媒體教學(xué)是信息技術(shù)在教學(xué)過程中最典型、最廣泛的具體應(yīng)用。多媒體信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用是指采用圖像、動畫、視頻等新穎的教學(xué)形式，將教學(xué)內(nèi)容生動形象地展示給學(xué)生，使學(xué)生獲得直觀的感性認識。多媒體教學(xué)方式有助于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容，特別是重難點內(nèi)容的理解和吸收，是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的突破和有益的補充。針對于微電子專業(yè)的特殊性和綜合性，我們在教學(xué)中采用多種多媒體表現(xiàn)方式，分別應(yīng)用在以下幾個方面。

1.1幻燈片教學(xué)

多媒體輔助教學(xué)課件通常由多頁幻燈片組成。在幻燈片中可以插入各種對象如文字、圖片、圖形、表格、藝術(shù)字和聲音等，把抽象的、難以直接用語言表達的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現(xiàn)出來，有效地增強了教學(xué)效果。微電子專業(yè)課程理論較多，信息量大，直接講授學(xué)生感到比較枯燥。使用幻燈片教學(xué)后，色彩豐富，圖形清楚，概念清晰，有助于把抽象概念形象化，復(fù)雜問題簡明化，調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)習(xí)效率。

1.2動畫演示

電腦動畫的運用能夠進一步提升多媒體技術(shù)的作用和效果。動畫能夠?qū)⑽㈦娮訉I(yè)課程中遇到的深奧的理論問題和復(fù)雜的內(nèi)部機理，通過簡單的畫面動態(tài)地表示出來，從而使學(xué)生加快加深理解，特別有利于重點難點的掌握。另外，電腦動畫能夠逼真地再現(xiàn)微電子工藝流程的加工過程，可以模擬實際操作步驟，從而可以代替或輔助部分實踐教學(xué)。

1.3錄像放映

微電子專業(yè)的實習(xí)單位往往是高投資、大規(guī)模、貴重設(shè)備云集的高科技公司。這些公司管理制度嚴格、專業(yè)程度高，對在校學(xué)生進企業(yè)實習(xí)有著很多限制，同學(xué)們經(jīng)常只能去參觀工廠環(huán)境，遠眺機器的運作，甚至有些生產(chǎn)企業(yè)不對學(xué)生開放實習(xí)。這樣，教學(xué)得不到生產(chǎn)實踐的支持，使得理論與實踐嚴重脫節(jié)，降低了教學(xué)效果。而將企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)流程拍成錄像，或者購置相關(guān)內(nèi)容的影像資料，通過多媒體放映給同學(xué)觀看，可以近距離地觀摩生產(chǎn)流程和設(shè)備運作、了解技術(shù)細節(jié)，對不甚明白的內(nèi)容可以反復(fù)觀看。采用這種方式進行教學(xué)，同學(xué)們紛紛反映大開眼界，受益匪淺，不僅對課程里所學(xué)的內(nèi)容有了直觀的認識，而且了解到產(chǎn)業(yè)的前沿發(fā)展。

2.虛擬仿真技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

得益于計算機硬件的飛速進步和軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)成為當(dāng)前流行的新型教學(xué)手段。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)手段，局限于實驗室購置的設(shè)備和儀器，特別是微電子專業(yè)的實驗設(shè)備價格高昂、操作復(fù)雜、容易損傷，使同學(xué)很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結(jié)果直觀明了，既能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

虛擬仿真技術(shù)在微電子專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是在電路設(shè)計方面，基于電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation，EDA）技術(shù)實現(xiàn)對電子線路（包括集成電路與版圖）的模擬仿真；二是在微電子工藝與器件方面，基于半導(dǎo)體工藝和器件的計算機輔助技術(shù)（Technology Computer Aided Design，TCAD）實現(xiàn)對微電子制造工藝和半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強大功能，包括軟件所具有的可升級性，在課堂和實驗中通過軟件設(shè)計微電子電路、工藝和器件，在屏幕上模擬其功能，可使教學(xué)概念清晰，內(nèi)容生動，過程可視，還能夠大幅節(jié)省實驗設(shè)備的購置和維護費用，經(jīng)濟高效。

3.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

近年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加普及，也更加方便，特別是校園局域網(wǎng)的建設(shè)，提供了學(xué)生隨時隨地使用各種終端進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的教育環(huán)境。這也促使我們把教學(xué)平臺從教室向網(wǎng)絡(luò)拓展，必然在一定程度上改變教學(xué)的形式和基本架構(gòu)，帶來革命性的變化。

互聯(lián)網(wǎng)和校園局域網(wǎng)一方面可以作為信息資源庫，為微電子專業(yè)課程教學(xué)提供教學(xué)教案、課件、習(xí)題等資源的下載和在線瀏覽；另一方面也可以作為師生課外互動的平臺，進行答疑、作業(yè)提交、通知等教學(xué)活動。這兩種方式也是目前微電子教學(xué)中最主要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用手段。使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有助于師生雙方的交流，教學(xué)信息的豐富，以及多元化教學(xué)，等等。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的推廣和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)，極大地推動了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)體系中的應(yīng)用，將會成為現(xiàn)代教育技術(shù)的主流之一。

綜合運用信息技術(shù)的各種方法和手段，結(jié)合微電子專業(yè)特點，更新教學(xué)觀念，加強教學(xué)實踐應(yīng)用，能夠有效地提升教學(xué)效率和效果，培養(yǎng)出更優(yōu)秀的符合社會需求的專業(yè)人才。

參考文獻

［1］劉子良.發(fā)揮幻燈片在計算機輔助教學(xué)中的作用［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2007，52（6）：22-24.