虛擬仿真技術方案精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵字：虛擬仿真技術；建筑施工；應用

中途分類號：TU7 文獻標識碼：A

系統仿真是以多種學科理論為基礎，以計算機及其軟件為工具進行試驗研究的理論和方法論體系。仿真技術顧名思義，是把自然界中的物理現象通過一定的物理和數學模型在計算機上模擬來得到實際場變量的分析，有助于預知關心的物理現象。簡單的說，仿真技術是對系統模型的一種試驗技術(是對系統動態模型的一種實驗手段)，在安全性和經濟性方面有較大的優越性。

一、虛擬仿真技術的應用現狀

目前，虛擬現實技術在國際上是一個熱門研究課題，其應用已取得引人注目的成效，在國內也引起了廣泛的重視。當人們需要構造當前不存在的環境、人類不可能到達的環境或構造虛擬環境以代替耗資巨大的現實環境時，虛擬現實技術是必不可少的。隨著計算機硬件、軟件技術的發展以及人們越來越認識到它的重要作用，虛擬仿真技術在各行各業都得到了不同程度的發展，并且越來越顯示出廣闊的應用前景。虛擬現實的廣泛應用前景使之成為目前最具影響力的技術之一。軍事領域、航天技術、建筑設計、工業設計、教育培訓、醫學領域、石油化工等等，虛擬戰場、虛擬城市、甚至“數字地球”，無一不是虛擬技術的應用。虛擬仿真技術將使眾多傳統行業和產業發生革命性的改變。虛擬仿真技術在建筑方面的應用主要有：大型建筑先期演示和論證；建筑設計領域；結構工程領域(工程結構分析、巖土工程分析)；房地產展示領域(全方位的數字化沙盤、數字化投標領域、房地產展示、施工流程的數字化模擬)。本文主要闡述虛擬仿真技術在建筑施工中的應用。

二、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用方式

（一）用當前流行的三維動畫軟件3DS MAX、虛擬現實軟件3DVRI、多媒體編排軟件NeoBook、編程工具C#來實現模擬施工和虛擬建筑場景漫游。

3DVRI制作出來的虛擬仿真系統主要功能有：全方位互動漫游功能；即時輸出功能；數據實時查詢及修改功能；語音定位功能；導航圖功能。

事先用3DSMAX軟件做好建筑場景及主體的3D模型以及各施工模塊的3D模型，然后用3DVRI虛擬現實軟件對動畫場景進行處理轉換為3DVRI實時三維系統，最后用NeoBook軟件在3DVRI實時三維系統中按照需求寫入不同的指令，為實時三維系統添加交互功能，可以利用專業編程工具如C#等軟件對實時三維系統中的模型及動畫進行精確控制，并可編寫更復雜的交互功能程序，最終為可獨立運行的3DVRI施工模擬虛擬現實系統。此方案對于多種施工方案的展示、施工工序的編排比較有用，但無法對于施工方案進行預見性的模擬。

（二）用專業的建筑虛擬現實軟件(如奔特力Bentley、Multigen、Veger等)，結合部分編程技術，實現具有較強人機交互能力、模擬建筑施工過程，以選擇合理的設計方案以及合理的施工方案。

本方案更為專業和智能，能預見性地發現施工方案中的不足，便于指導施工，可以有效地提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本與時間。此方案的軟件購置費用比較高。

比較著名的是英國Bentley建筑工程系列軟件公司提供的系列建筑仿真軟件，目前已經在中國建筑、工程以及建造領域得到一些應用，主要在各建筑設計院使用，在施工中企業的應用還屬于起步階段。Bentley工程軟件系統公司首席執行官Greg Bentley宣布了兩項新的中國計劃，以支持中國的大規模基建投資。首先，Bentley亞洲總部將進駐北京，為中國的基建領域提供全面配套的軟件產品；其次，即將啟動的Bentley Power計劃，使中國用戶可在初期免費注冊專業的計算機輔助制圖／設計(CADD)軟件服務。

三、建筑施工中應用虛擬仿真系統的意義

（一）建筑工程施工方案的選擇和優化。

建筑工程施工的施工方法及施工組織的選擇和優化主要是建立在施工經驗的基礎上，存在一定局限性。同時，現代建筑基本都具有鮮明的個性，建筑工程施工成為不可完全重復的過程。使用施工虛擬仿真技術將可以直觀、科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果，可以定量地完成方案的對比，有助于施工方案的選擇和優化，真正實現最優施工。

（二）施工技術革新和新技術引入。

施工虛擬仿真技術一方面能使廣大施工技術人員低成本地試驗施工新工藝和革新思路，有助于創造性的充分發揮，同時能真切展示新技術的成效，縮短建筑業新技術的引入期和推廣期，降低新技術、新工藝的實驗風險。

（三）施工管理

施工虛擬仿真技術能事先模擬施工全過程，能提前發現施工管理中質量、安全等方面存在的隱患，因而可以采取有效的預防和強化措施，提高工程施工質量和施工現場管理效果。

（四）安全、生產培訓

施工虛擬仿真技術能實時、直觀地顯示施工過程的實際情況，有助于操作人員全面了解操作流程，優質安全地完成施工任務。

（五）大型工程設計

施工虛擬仿真技術可以考察建筑設計是否合理，可以方便地對擬改進部位進行修改，從而得到滿意的設計結果。設計的仿真也有利于設計單位與業主、施工單位進行設計交底。

（六）建筑市場管理

施工虛擬技術在招投標過程中能直觀對比各方的施工方法和成效，增加評標的透明度和公正性，有利于建筑市場的規范管理。

（七）其它方面

開發施工虛擬仿真技術必然帶動虛擬現實技術廣泛地應用于建筑業其它方面，帶動以下幾方面的進步：城市和市政規劃的優化；投資者的投資意圖及市場推銷；建筑機械設計；仿真和虛擬現實技術。

四、總結：

總而言之，隨著信息技術的高速發展，各種新型技術都已經開始投入實踐。建筑業也必須敢于創新，勇于嘗試，這是建筑行業發展自身、壯大自身并適應時展的唯一途徑。

參考文獻：

第2篇：虛擬仿真技術方案范文

【關鍵詞】三維仿真；城市的規劃；應用

1 前言

三維仿真技術就是把計算機的圖案組建成三維數字的模式后于計算機里面去制造仿真的虛擬環境。使得人們產生一種逼真的意向，傳統的三維仿真技術主要是在二維地形的平面的基礎上，開展場地的平面建設，而建設產生的三維效果，常常是采用計算機的仿真技術…透視圖來描述。雖然城市建設方案的相關軟件已經走向成熟，也能進行三維透視。可是其很難和現實生活中周邊的建筑物結合起來，并在規劃建設中系統的認識到現實生活中周邊環境和城市產生的整體作用；運用三維技術，就可以在城市的真實的數字模式的三維虛擬環境中開展城市化建設，從而真正達到了技術上的創新，為建設者提供逼真的虛擬環境，主觀意愿的挑選最好的設計方案、實現規劃設計方案與周邊環境和諧匹配；而且可以快速進行多方面選擇，只需隨時改變設計參數，可在真實三維景觀環境中，展現出想象的設計實體空間效果。其中包括設計模型的結構形狀、紋理效果、光照效果、相關位置、整體環境效果等。

2 仿真技術在城市規劃中的應用背景

城市規劃的連續性和超越性使得三維技術在這之中得到廣泛的發展，總體建設規劃和仔細規劃以及建設單體規劃，都必須運用其本身在現實中和將來的設計來創建居民的生活的環境，這樣，城市的規劃就更加具有理論性和客觀性。城市建設設計的決策人員和設計人員以及群眾的合作性是進行城市化設計的關鍵。仿真技術是和群眾建成合作關系的媒介，政府相關單位、工程開發單位、仿真技術人員和群眾能夠在任何角度切實相互的了解其作用的所在，這樣就更有利于技術人員掌握和認識到設計師的設計意圖， 使規劃者的宏觀戰略決策與公眾參與得以有效結合。

3 三維仿真技術于城市規劃建設中的應用意義

仿真技術作用于城市建設是一種新的應用于城市規劃的一項新技術和方案，它的應用使得人們能在虛擬的三維狀態下，使用交換和動態的方案對城市進行規劃建設和管理。仿真技術應用于城市的規劃建設中，強化了城市建設理念、城市設計方案、城市建設的開展和管理體系也隨之得到鞏固。城市三維仿真在城市規劃應用中的意義主要體

現在以下幾方面：

3.1 改善城市設計的質量

很多傳統的表現模式級易在距離、高矮、照明、材料幾個方面受到人為的改造，從而誘導評估者，作出一些主觀的決定，影響城市建設的進程。假如城市設計相關單位設計一種客觀的虛擬現實體系平臺，開發單位和建設部門把他們的計劃按照同樣的細節尺度和視覺效果直接進入，方案的估計就會更加精準和公平。

3.2 優化群眾服務質量

城市的仿真技術能夠把城市信息化從而更直觀的展現城市的風采，世界群眾能夠采用城市的仿真技術建立以網絡為基礎的三維信息地理平臺，通過網絡了解城市的現實狀況，收集數據和資料。這種方案可以擴寬數據地理服務體系而為公眾提供更好的信息地理服務平臺。在這樣的平臺上，可以為后續的商業發展和和電子商務的發展提供舞臺，同時還給現代的城市設計、宣傳相關城市改造和經濟進步狀況、提高城市的知名度和國際地位。最終變成吸引游客和投資者的良好介質。

3.3 展示現狀及規劃情況

通過利用計算機仿真和虛擬現實技術形成的標準三維城市信息平臺 ，將現狀與規劃成果運用到城市建設中去，給予相對逼真的虛擬環境，從而更好的為市民反應城市的狀況和規劃計劃，還有就是利用空間數據技術更直觀的描述結果，把傳統的信息系統匯入到空間可視技術中，從而對每個方面進行系統的了解。

3.4 使得城市問題的探究角度更加豐富

運用三維的仿真技術來研究不同的城市問題時，其每種特定的功能可以讓我們獲取更加豐富的信息，使得探究更具體、更具有樂觀科學性。此外，因為三維技術對項目規劃較為逼真，該系統能夠實時地對規劃項目進行真實的再現，很多不易察覺的設計問題能夠輕易地被發現，大大減少了由于事先規劃不周全而造成的損失與遺憾。

4 三維仿真技術的應用

4.1 三維仿真虛擬現實技術的不足之處

（1）對于除城市設計以外的規劃來說，地域及范圍太廣，三維數據模型需求量非常大，三維建模與數據處理采用傳統的建模方法很難完成，且表現深度也不好控制。

（2）從三維仿真技術上看，對于環境、紋理的表現，支持更多的特效、支持更大的紋理仍然是當前仿真技術的重點，這對范圍不大而注重環境表現的城市設計來說是非常有用的，而對重在研究城市問題的更大范圍的環境來說，并沒有特別的發展，仿真應用難度較高。

（3）三維仿真對軟硬件的要求極高，即使是面對范圍在較高水平以內的城市設計來說，工作周期也很長，投資也較大，因此，當前仿真應用仍不廣泛。

4.2 三維仿真技術的應用成效

4.2.1 虛擬現實與真實現實的集成

城市景觀的真實現實，即重建的城市真實三維數字模型；城市景 觀的虛擬現實，即城市規劃方案的設計模型，將兩個模型無縫的疊加在一起，就實現了虛擬現實與真實

現實的集成實際上，如果一個軟件平臺，既具有真實城市三維數字景觀的顯示功能，又具有靈活實用的虛擬景觀規劃設計功能，在此平臺上完成了參數化虛擬規劃設計后，就自動實現了虛擬現實與真實現實的集成。

4.2.2 建筑設計方案的輔助審批管理

通過建立建筑物及周邊環境的三維仿真模型，規劃管理人員可以在三維可視化環境下觀察和研究建筑物與周邊環境的協調狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等。對于規劃新區的建筑設計方案，由于沒有實際的周邊環境，可以用規劃的周邊環境來進行仿真模擬，還可以通過三維空間環境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調整等功能，來進行多方案的比較。此外，還可以進行特定視點的景觀圖生成、空間坐標查詢、距離量算、屬性數據管理、實時的規劃指標統計等。實現對建筑方案的全面的審查 。

4.2.3 城市總體規劃

總體規劃階段包括三個部分：城市戰略研究規劃、城市總體規劃和城市分區規劃。 這個階段，主要從城市宏觀發展的角度出發。確定城市方向，對發展中的各項城市資源做到合理的利用開發，確保城市健康穩定的發展，從而保證城市規劃建設的順利進行。

5 結束語

隨著我國信息技術的迅速發展，使城市規劃設計向信息化方向迅速推進。特別是隨著三維可視化地理信息系統真實現實與虛擬現實的集成 、視景仿真和海量數據漫游等關鍵技術，逐漸成熟和走向實用，為在真實三維環境中實現虛擬城市規劃設計，提供了良好的技術條件和拓展空間。但虛擬環境作為一種仿真，最多只能逼真，無論其如何變化，設計師還仍將是掌握主動、創造美好城市的主體。

參考文獻：

[1]國家測繪局.國家測繪局、江西省測繪局、新余市政府簽署數字新余地理空間框架共建共享[EB＼OL].

第3篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵詞：三維仿真 城市規劃 城市仿真技術

中圖分類號：TU98 文獻標識碼： A

前言

隨著三維建模與可視化技術的不斷發展，尤其是隨著虛擬現實(Virtual Reality—VR)技術研究的不斷深入開展，當前技術水平已能通過計算機整合圖像、聲音、動畫等將三維現實環境、物體等模擬成二維形式表現的虛擬現實，再由數字傳媒通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產生猶如身臨其境的交互式視景仿真，并可選擇任何一個角度，觀看任何一個范圍內的虛擬現實場景。正是由于對身臨其境的真實感和對超越現實的虛擬性追求，以及個人能夠沉浸其中，超越其上進出自如交互作用的多維信息系統的出現，進一步推動了虛擬現實技術在城市規劃中的應用與發展。

三維仿真技術的概述

三維仿真技術是利用計算機軟件模擬實際環境進行科學實驗的技術，以模擬的方式為使用者創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環境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《重慶市三維數字規劃管理系統》，利用地理信息系統、三維空間建模、遙感等現代信息技術，以數字地形數據、遙感影像數據、數字高程模型數據以及三維城市要素模型等數據為基礎，在三維虛擬空間內實現局部的規劃和建筑設計方案與區域景觀的實時、多方案綜合分析與決策。

二、基本概念和意義

城市三維仿真是城市空間信息在計算機環境中的三維直觀表達，是數字城市概念城市規劃、建設、管理領域的延伸，同時也是數字城市建設的重要基礎內容。城市三維仿真技術在規劃中的應用前景主要有以下幾個方面：

2.1 實現城市規劃精細化管理

實現從總規-控規-修規以及從項目的初步方案-正式方案-工程許可的全面三維數字化控制目標，在以往基于控規的規劃電子政務管理平臺的基礎上進一步細化、深化和優化規劃管理工作，運用可視化的圖、表、文一體化界面配置工具，實現多個展示組件的互動包含：統計圖、表格、文書、GIS、三維仿真等內容的綜合展示模型，使圖表展示工具、規劃業務文書展示工具、GIS展示工具、三維仿真展示工具之間通過配置實現動態調用和信息傳遞，完成從文到圖、從圖到表、從表到文的圖、表、文關聯互動，使各種統計分析結果融為一體，使城市規劃管理進入精細化管理階段。

2.2 提高規劃編制的科學水平

利用三維數字模型、GIS等信息化技術，為規劃編制過程中的信息采集、指標分析、方案決策、成果展示等工作提供高效，直觀，便捷的新方法，實現控規編制的技術方法信息化和過程管理信息化，體現規劃編制“科學性”、“過程性”、“動態性”特點。

2.3 展示現狀及規劃情況

通過利用計算機仿真和虛擬現實技術形成的三維數字規劃管理系統，將現狀與規劃成果帶入城市景觀的電腦虛擬環境中，提供一個逼真的模擬環境，從而很好地向規劃管理者和市民展示該地區的現狀及規劃建設情況。此外，利用空間信息可視化技術可以實現分析、查詢大量數據信息并以直觀的方式顯示結果，將傳統的數據庫帶入到可視化空間中，以對各個方面的情況有一個全面的了解。

2.4 提高規劃項目的管理效率

通過制作項目模型或者提供靜態的三維效果圖來展示項目的整體規劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規劃對象的修改和管理。城市三維仿真技術可以設計一個可操作的三維仿真系統，為開發機構或城市規劃單位提供高精度的數據服務和視覺質量。在需要修改或增減項目工程的過程中，可以直接導入或更新相關的數據信息，可以及時做出方案調整和實施，提高規劃項目的整體管理質量和效率。

2.5 多樣化的數據服務

利用三維仿真技術進行三維模擬和三維仿真系統的設計，可以利用三維仿真系統查詢相對對象的信息資料，為規劃管理者提供城市單位或部門的信息資料。在重慶市三維數字規劃管理系統中，運用城市三維仿真、地理信息系統、空間數據庫、關系數據庫、工作流、系統集成、網絡、多媒體等技術，以現有的規劃電子政務平臺為框架，以分布式數據庫應用為基礎，實現了網絡環境下多數據源海量精細化城市三維仿真數據的高效管理和服務，通過強大的三維仿真，GIS分析和輔助審批功能，為現狀調查、規劃編制、項目方案審批、行政決策提供了直觀、高效和科學的技術手段，實現了精細化建筑管理，提升了重慶市規劃局規劃管理技術水平。

三、仿真技術在重慶市規劃管理的應用

3.1通過建立建筑物及周邊環境的三維仿真模型，規劃管理人員可以在三維可視化環境下觀察和研究建筑物與周邊環境的協調狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等（圖1）。對于規劃新區的建筑設計方案，由于沒有實際的周邊環境，可以用規劃的周邊環境來進行仿真模擬，還可以通過三維空間環境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調整等功能，來進行多方案的比較(圖2)。此外，還可以進行特定視點的景觀圖生成、空間坐標查詢、距離量算、屬性數據管理、實時的規劃指標統計等，實現對建筑方案的全面的審查（圖3）。

（圖1）

（圖2）

（圖3）

3.2 城市景觀設計的應用。城市景觀設計反映城市的整體風貌，城市的整體風貌依靠科學的環境資源布局來實現。利用仿真技術對城市景觀進行設計和環境模擬，可以對城市建筑的空間形態、建筑形式、城市天際線、城市景觀、城市色彩等多方面進行綜合考慮，做出更為準確的、直觀的設計方案。仿真技術的應用有助于城市規劃管理人員進行多功能技能操作，從整體上把握城市空間形態的展示要點和亮點的設計，體現出城市的整體風貌和城市特色之處。同時，仿真技術利用計算機軟件進行實際景觀設計的環境模擬，創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，將設計的內容和效果展示在大眾面前，實現人機交互，讓大眾和客戶有一種身臨其境的感受。對于城市規劃評審、公示、展覽、規劃項目的宣傳及招商引資等各方面都有著重要的指導意義和經濟效益。（圖4）

（圖4）

3.3城市規劃需要把握整個城市土地利用的決策動向，就需要對城市土地利用現狀信息資料進行完整的把握，所以城市土地利用現狀信息資料尤為重要。規劃管理人員可以依靠當地的航空衛星影像、DEM 高程數據等基礎地理數據，構建仿真三維模型，通過三維模型，可以更廣泛的了解和把握整個城市的土地利用范圍、現狀以及城市周邊的概況，對城市的整體信息資料的掌握和城市規劃設計方案的確定有著重要意義。仿真技術還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等，通過三維空間環境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調整等功能，來進行城市土地利用現狀和規劃設計方案的篩選。

四、小結

總而言之，三維仿真在城市規劃中的應用前景是廣闊的。我們有理由相信，三維仿真技術會使城市規劃的產生一次技術革新，會極大地拓展和豐富城市規劃的工作思路。三維仿真技術的應用，明顯的提高規劃審批的效率和方案設計的科學科學性，避免了傳統規劃評審采用大量設計文稿的方式，極大提高了設計單位、業主單位和管理單位的溝通效率，協調了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現城市的特點，促進城市的可持續發展。

參考文獻：

[1] 楊建國，黃玲，高劍鋒.三維仿真技術在城市規劃中的應用[J]規劃信息化，2007

第4篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵詞 虛擬制造技術；信息化；仿真技術

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0010-02

當今隨著科技進步和人類生活水平的提高，消費市場已經逐步進入需求個性化、多樣化、快速響應的時代。在競爭日趨激烈的全球市場環境下，消費產品企業必須能夠更好地滿足市場快速反應的需求，即要以更短的產品開發周期，個性化的產品服務，更高的產品質量，更低廉的制造成本和更好的售后服務來贏得客戶市場。為應對快速變化的產品變更，制造企業的生產加工活動必須與時俱進，具備柔性的生產加工能力。隨著近年來計算機軟硬件技術的快速發展和生產管理理念升級，20世紀90年代以來產生了很多創新的概念和方法，虛擬制造（Virtual Manufacture，VR）就是其中一種全新的制造體系和模式創新方法。在虛擬制造系統中，充分利用信息技術、三維仿真技術、計算機技術對制造系統進行系統化組織與分析，在基礎上采采集相關的數據進行系統建模，從而不斷優化整個設計過程。整個過程采用虛擬制造技術，并沒有制造實物產品，而是利用計算機進行模擬整個制造過程。從而可以做出更為準確的決策與優化方案，大大提高了企業的快速響應和市場開拓能力，降低企業決策風險。

1 虛擬制造技術簡介

1.1 虛擬制造技術簡介

目前，信息技術技術發展日新月異，信息技術的迅猛發展給制造業的發展提供了巨大支持。從世界制造業發展潮流來看，信息技術與制造業的不斷融合是必然的趨勢。在這個領域產生了很多新概念，其中虛擬制造技術引起了廣泛的關注。所謂虛擬制造技術是采用計算機仿真與虛擬現實技術，在高性能計算機及軟件技術的支持下，實現產品設計工藝規劃、制造流程、性能分析、質量檢驗，并進行過程管理與控制。從這個概念我們可以看出，虛擬生產技術并沒有生產出實物產品，這是與傳統的制造加工過程最明顯的不同。虛擬生產技術將傳統的設計加工過程在計算機上進行虛擬演示，在計算機整個模擬過程中，設計師可以清楚看到產品虛擬加工的整個過程，設計人員可以隨時在虛擬的空間中根據市場需要和用戶需求對產品設計進行不斷的修改和完善。虛擬制造技術的出現只有幾年的時間，但對制造業的影響是巨大的，虛擬技術擺脫了傳統制造業設計、生產的不可逆性，優化了產品的設計流程，提高了產品的設計質量，縮短了產品的研發周期，在極短的時間內迎合市場需求，生產出用戶受歡迎的產品，占領市場，贏得競爭優勢。

1.2 虛擬制造的關鍵技術

虛擬制造技術是制造技術的一大突破，也是未來制造技術發展的潮流。事實上，虛擬生產技術涉及范圍很廣，應用也比較廣泛，其核心技術分別是信息技術、仿真技術以及虛擬現實技術。

1.2.1 信息技術

在現代制造技術中的信息技術主要包括管理信息系統（MIS）技術、生產排程系統、倉儲管理系統（WMS）、配送優化系統等。通過虛擬制造系統應用，可以模擬這些系統運行情況，設計合理的系統功能和數據庫結構。

1.2.2 仿真技術

計算機仿真技術是以計算機系統為基礎，根據用戶的要求建立實際系統的數學模型，并使之轉換為仿真模型，在不同的工況下在計算機系統中運行演示，從而真實地展現實際系統運行狀態的過程。仿真技術主要優點有：

1）減少方案設計與開發時間。

2）減少運營瓶頸的風險。

3）降低方案改善成本。

1.2.3 虛擬現實技術

虛擬現實技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種科學及時而發展起來的計算機領域的新技術。

它包括以下關鍵技術：

1）動態環境建模技術。

2）三維顯示和傳感器技術。

3）實時三維圖形生成技術。

4）系統集成技術。

2 虛擬制造技術在家電制造業中的應用

家電是制造業中競爭最為激烈的領域之一，我國的家電企業經過短短幾十年的發展，通過人性化的產品設計、敏捷的市場反應能力和低廉的制作成本，目前已經在以高科技為依托的家電市場上找到了立足點，特別是以電視、空調、冰箱為代表的大家電在國內市場占有率超過70%。家電業為了提高產品的市場競爭力，對產品的制造技術的應用力度明顯加大，隨著CAD，CAM等技術的廣泛應用，家電產品在產品設計和質量標準上得到了大大改善，產品更新換代速度加大，市場競爭力不斷加強，其中虛擬制造技術的使用更使得家電產品設計與制造發生了根本性的改變。下面本文分別對虛擬制造技術在家電制造業中的虛擬設計、虛擬產品制造來闡述虛擬制造技術在家電制造業的應用。

2.1 虛擬設計在家電產品設計中的應用

設計階段是家電產品走入市場的最重要階段，這個階段對產品的質量和成本具有重要影響。在家電產品設計階段利用虛擬技術是家電設計領域的一大突破，家電設計師們利用虛擬技術對家電產品這個過程進行計算機模擬，與以往的實物模型設計不同，采用虛擬技術后，設計師們對虛擬的家電產品進行零部件裝配，大大提高了設計效率和質量。還可以通過動畫演示來展示家電產品的性能和結構，發現問題及時進行修改和補充，尤其是對家電產品的零部件進行有限元分析，來對家電產品的可加工性、可采購性、可裝配性等因素進行分析，并參考客戶反饋的意見進行優化綜合優化設計，必要時用快速成型樣機予以驗證。

虛擬產品設計主要包含以下兩類。

1）增強的可視化系統。

利用先行的CAD系統進行建模，在對數據格式進行轉換后輸入虛擬環境系統進行進一步的設計；目前的虛擬設計系統大都屬于這種類型。

2）基于虛擬現實的CAD系統。

CAD技術最早的應用就是在設計中，將虛擬技術用于CAD系統中，創建虛擬現實的集成化CAD系統，這種系統不再是傳統的二維交互手段進行建模，而直接是進行三維設計，用戶可以在這種虛擬環境中進行設計活動，大大提高設計效率。另外，這種系統也支持其它的輸入方法，如語音識別、手勢和眼神跟蹤等。整個系統操作方便、簡單易懂，設計人員經過簡單了解后就可以進行操作，不需要進行專門的培訓，因而擁有廣闊的應用市場。

2.2 虛擬產品制造在家電生產中的應用

虛擬產品制造在家電生產中的應用主要是虛擬家電產品生產線制造流程。利用計算機仿真技術，模擬產品生產整體流程，對生產線規劃方案進行評估，擇優選擇設計方案，大大降低產品生產風險，降低后期生產線改造成本，并對部分難以通過手工分析的復雜控制邏輯模塊進行仿真分析，驗證優化生產線控制邏輯，以實現設備、人員、物料、生產計劃的最優化運作。圖1為虛擬制造分析流程。

圖1 虛擬制造分析流程

進行生產系統仿真分析主要包含以下步驟：系統分析收集數據抽象系統模型建立仿真模型運行仿真模型仿真實驗輸出結果并分析。圖2為仿真技術在生產線規劃中的應用。

2.3 應用虛擬制造技術可以給家電企業帶來的好處

1）為家電制造企業提供高質量的設計產品，虛擬制造技術在家電生產領域的應用，改變了家電產品設計模式，降低了設計成本，設計師們可以在計算機虛擬環境中正確處理家電產品生產成本與效率之間的關系，幫助管理者做出正確的決策，獲取最大利潤。

2）家電產品開發中使用虛擬制造技術，可以在建模方法、虛擬運動仿真中的運動鏈簡化和等價轉換的精度評價等技術或應用上有所創新，

3）家電制造企業采用虛擬制造技術，可以迅速根據市場的發展以及用戶的要求來修改產品設計，實現了家電產品的定制化設計和生產，為家電產品迅速占據市場形成競爭優勢提供了巨大幫助。

圖2 虛擬制造中的生產系統仿真技術

3 總結

結合本文所述和相關文獻知識，虛擬制造技術是制造技術的一大突破，虛擬制造技術在制造行業的使用可以大大提高制造業的生產效率，降低成本。對家電制造行業而言，隨著家電市場競爭的日益白熱化，傳統的家電生產方式已經滯后于家電市場的發展以及用戶的實際需要，急需創造新的制造技術突破口。在這方面，虛擬制造技術的使用更使得家電產品設計與制造發生了根本性的改變，幫助家電企業迅速的適應市場需求、形成競爭優勢。當然，虛擬制造技術在我國發展不過短短幾年，還處于理論研究階段，對于我國制造行業而言，要積極借鑒國外成熟的虛擬制造技術理論，與我國實際相結合，在生產實踐中不斷完善和強化，最終進行大規模的推廣和應用。

參考文獻

[1]王愛云.虛擬制造技術研究現狀及展望[J].礦山機械，2007（12）.

[2]（德）施普爾，等.虛擬產品開發技術[M].機械工業出版社，2000.

[3]張阿維，雷曉鳳.虛擬產品設計技術研究[J].紡織器材，2002（7）.

[4]周祖德，陳幼平.虛擬現實與虛擬制造[M].武漢：湖北科學技術出版社，2005.

第5篇：虛擬仿真技術方案范文

一、工程施工實習實訓教學的現狀

工程施工實習實訓主要包括施工技術的模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、砌體工程的操作性實訓和現場管理的單位工程施工組織設計兩大部分，它是土木工程專業培養方案中的專業關鍵必修課，是實踐性、綜合性都很強的課程，有別于其他選修類別的課程。然而，目前我國土木工程施工類課程教學普遍存在著較大的困難和問題，主要表現為如下幾方面。

1.教學內容滯后于現行規范、工程實踐。土木工程施工教材內容陳舊，技術落后，沒有與時俱進，緊跟現行法律和規范，貼近工程實踐，沒有形成較好的課內課外相結合的有層次的互動式的施工類課程教學體系。例如，2009年國家出臺了《建筑施工組織設計規范》（GB/T50502-2009），盡管是推薦性規范，但是在《土木工程施工》教材中講述的仍然是50年代施工組織設計內容。

2.在課堂教學方法和教學手段方面。由于土木工程施工課程的實踐性、綜合性和理論跨度大等特點。施工課基本是采用課堂教學方式，以教師講授為主，這樣傳統的教學模式非常陳舊，沒有調動起學生的學習積極性，教學效果一般較差。盡管有的教師運用多媒體教學手段，收集大量的圖片、動畫資料，然而，由于時間與空間的限制，學生也很難觀察到施工的全過程。

3.施工生產管理實訓方法和手段方面。土木工程專業是一個實踐性很強的工科類專業，實踐教學環節效果的好壞對畢業后學生適應社會工作及動手操作能力尤為重要。現在全國高校土木類院校的培養方案實習分為施工生產實習3周，畢業實習3周，條件好的學校有3周的實訓，以老師根據教學安排事先聯系好實習單位，在規定時間內集中組織學生到工地去參觀、見習，由現場技術人員和老師對工程概況及施工技術進行講解，然后由學生自己去尋找實習單位，這種放羊式的教學方法，使得實踐環節流于形式，效果極差。

4.在實習實訓教學環境方面。實習實訓教學資源的不足是長期困繞《土木工程施工》實踐教學質量提高的難題。時代的發展和科技的進步對實驗教學提出越來越高的要求，對學生創新思維和實踐能力的培養需要一種趨于個性化的教學，需要占用更多的實驗、實習實訓教學資源。而這種矛盾可通過仿真技術的應用得以緩解，運用計算機仿真技術軟件，可模擬環境情境，學生通過仿真實習實訓后，對實訓的整體到局部建立起直觀感性認識，學生可不受實際實訓條件和時間限制進行實驗、實習實訓方案設計。虛擬仿真技術和實際情境實驗結合的模式可合理有效配置教學資源，解決實踐課時少的問題，改善教學條件，形成多元化的教學環境[4]。

二、土木工程施工實習實訓教學內容和方法

針對以上土木工程施工教學的現狀，對土木類學生進行市場調研，采取一系列教學措施，利用仿真技術在施工實習實訓中的3D技術和教學調研取得的成果帶到課堂上，采取“理論實踐一體化”教學方法，以實踐技能教學為主線，重視理論聯系實際的教學原則，是提高學生綜合執業能力和技能的有效的教學方法。

1.加快虛擬仿真實訓教學的規范化和標準化建設。2003年我系申報了我校教學科研項目《以軟手段模擬硬設備開展多媒體輔助混凝土結構實驗教學的研究》，現已獲批。該項目研究的主要目的就是要研制一個適合土木工程專業實訓教學的實驗教學軟件，越來越注重虛擬仿真技術實訓教學的應用研究。基于虛擬仿真技術具有人機交互，寓教于樂，直觀形象，便于記憶，實現互聯網，場景逼真體驗等優點，規范化、標準化的實訓教學引入虛擬現實將大大激發學生的學習興趣，增強求知的渴望和好奇心，避免傳統教學模式課程教學機械、沉悶的現象[5]。

2.利用虛擬仿真技術進行施工安全控制。由于土木工程施工過程的復雜性和危險性，建筑企業從業人員流動性大、安全意識差等情況已經成為建筑企業保證工程質量、安全施工、安全管理的一個十分棘手的問題。土木類施工實訓實習多數高等院校都是把實習生安排到與建筑施工企業校企結合的工程項目。而工程項目現場安全隱患較多，一般建筑企業都不愿意學生在現場實訓過程中的親自動手操作，加上目前法律法規不夠完善，最害怕實習生在建筑施工現場出現安全事故。目前虛擬現實技術主要應用在課堂講解演示與試驗實踐教學環節中，而利用它進行施工過程安全控制，規范施工企業安全生產管理，提高建筑施工企業安全生產管理水平，預防和減少減少安全事故的發生，實現標準化安全管理，這也是將虛擬現實技術用于安全管理的基礎[6]。

3.注重VR系統設計和實訓師資培養。虛擬仿真技術（Virtualreality，簡稱VR）又稱靈境技術，是以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。VR系統的建設和發展，師資隊伍建設是關鍵，講授土木工程施工這門實踐性極強的專業課，除了需要系統的專業理論外，還要有一定的施工實踐經驗。而培養出既熟悉工程施工專業知識，又有較好的計算機應用能力的實訓指導教師是開展虛擬仿真技術的必要條件。開展虛擬仿真實訓實驗，在實訓之前要做好充分的準備工作，進行實訓教學科學周密的策劃設計過程，更需要實訓指導教師在教學理念和教學能力上具備創新能力。利用學校青年教師工程實踐培訓機會，首先安排擬講授施工課的青年教師到施工企業信息管理中心兼職鍛煉，時間不少于一年，彌補實踐經驗的不足。與此同時，可考慮與企業合作進行虛擬仿真實訓教學軟件開發和設計，力爭構建具有工程特色的土木工程施工課程教師隊伍，即雙師型的施工課教師隊伍，以滿足施工授課的需要。

4.實習實訓前做好充分準備。施工生產實習實訓前由教研室充分論證做好實施方案，采用集中和散點方式，時間安排從大三第六學期末的倒數第三周開始，至第七學期第二周結束，其問包含一個暑假，共計十周左右時間，學生可在此期間靈活安排完成生產實習任務。在實習之前，除了實習指導教師會安排學生按照實綱的要求完成實習各項任務外，土木工程施工任課教師還會專門為學生布置部分工作，即要求每個實習實訓小組（3～5人），根據自己的實習內容制作一份多媒體課件，內容主要是在施工實習過程中，學生認為比較新的施工材料、工藝以及施工管理方法和措施。開課前提交給任課教師，并隨時準備在土木工程施工理論授課時講授。通過此種形式鍛煉了學生總結工程實踐經驗的能力，培養了學生的團隊意識，同時學生提交的多媒體課件還豐富了任課教師的教學素材和內容，及時更新的案例會更加吸引學生的注意力，有利于改善教學效果。

5.改革后的實訓實習成績評定方法。考核也是激發學生學習潛能的重要方式，考核既是學生學習的壓力也是動力，為了保證日常教學效果，激發學生參與課堂教學的積極性，對土木工程施工理論教學的考核進行了局部調整，將實習實訓成果的課堂展示作為評判課程平時成績的重要依據。為了取得較好的成績，學生在施工生產實習實訓中，非常注重對施工細節的觀察，對施工中的某些做法會有更深入的思考，使實習實訓不再流于形式，施工實習實訓的質量也有所改善[7]。因此，應用虛擬仿真技術實訓實習后的成績評定方法劃分為優良、合格、不合格三個等級。實訓實綱中要求的保證項目應全數檢查，動手操作評分值達到80分及以上者評定為優良；評分值應在80分以下，70分及以上者評定為合格；當考核匯總表得分值不足70分時，當有一分項檢查評分表為零時，評定為不合格。當實訓實習考核評定的等級為不合格時，必須限期整改達到合格。

第6篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵詞：虛擬數控；加工過程；仿真技術

虛擬數控的加工可以仿真出不同的加工方法與加工過程中應用的材料，而且還可以顯示并評價出加工的具體結果，但是與此同時還存在著加工的形式較少及研究的范圍有一定的局限性。由于切削的系統是一個較復雜的加工系統，因此，在加工的過程仿真技術還具有一定的不成熟性，也就是在虛擬的數控加工過程中還存在著諸多的問題需要解決。

1.在虛擬數控的加工過程中對仿真技術的主要分類

隨著科技的進步，虛擬數控加工技術在制造業加工領域得到了廣泛的應用，而仿真過程是虛擬的制造技術最關鍵的技術和最主要的核心內容。物理的仿真技術與幾何的仿真技術是對虛擬數控的研究與探索的最主要的兩個方面。

1.1.對物理的仿真技術的解析

物理的仿真技術就是在對制造零部件進行切削加工的過程中，把引起制造零部件物理變化的因素反映到虛擬的制造系統中，在實際的加工過程中，要先預測切削因素的種類，并分析出切削過程中產生的各種參數，且各參數數據間相互耦合。所以，在建模的過程中怎樣綜合看待數據參數及影響的原因，是在切削的過程中建模的最關鍵所在。

1.2.幾何的仿真技術的解析

在幾何的仿真加工過程中，并不考慮切削力與數據參數及別的原因對切削的加工過程的具體影響，只是仿真刀具及機床還有幾何體工件的相對的運動，可以檢驗出出現的碰撞及所有干涉，能夠準確的避免費力及耗時的試切的全過程。

圖1 虛擬現實系統的構成

2.數控的加工過程中存在的具體問題

切削的加工過程是一個復雜的系統過程，在切削的加工過程中出現的機理研究及探索還沒有得到相應的解決措施，致使了在加工仿真技術的過程中依然存在一定的不成熟技術，主要是由于在數控的加工過程中，所使用的不同的加工材料及應用不同的加工手段，而且可以顯示出對評價的加工結果，這就直接導致了在虛擬的數控加工過程中出現的相應的局限性。

2.1.仿真的模型具有較差的實用性

現在存在的仿真模型都是在一定的假象下做出的理想型模型，由于在加工的過程中存在著諸多的影響因素，并且對不同的影響因素之間又存在著強耦合的關系，所以，這就要求必須建立健全科學合理的模型加工的過程，以增加實際的系統及仿真的系統之間的飽和程度，這是在仿真模型的加工過程中必須要解決的重要問題所在。

2.2.仿真的模型具有較差的通用性

現在存在的仿真模型一般都是根據具體的工況，根據工件的材料及加工的不同手段、不同的刀具種類及不同的機床種類，在一定的條件下加工完成的模型，因此，這種方式下加工過程的模型就具有較差的通用性，如果這時其中有數據參數需要進行相應的變化，加工的過程中模型就需要在一定程度上做出較大程度的修改。

2.3.模型并沒有與幾何的仿真技術進行結合

在研究與探索的具體過程中，還存在著較為孤立的研究進程，幾何的仿真技術與物理的仿真技術在具體的加工過程中并沒有充分的做好結合的工作。同時，還存在著在具體的加工過程中，并沒有應用工件的材料，而是純幾何式的加工虛擬環境，現在應用的仿真加工的形式較少，對研究及探索的范圍也就比較窄。

3.對總體結構的仿真系統進行解析

數控機床的具體加工系統是由幾部分組成，數控機床的加工過程是在代碼的帶動下對工件實施切削的加工過程，要想完成數控的加工仿真的技術過程，就必須建立健全一套數控機床的幾何模型，并在此基礎上完善數控機床往運動模型發展的進度，進而完成數控機床加工的過程中仿真技術的應用。

3.1.基本形式在裝配模型中的應用

基本形式在裝配模型中的具體體現就是層次樹的和圖，這種基本形式能夠清晰表達出裝配體具體的組成關聯，同時在一定程度上也有利于在進行裝配的序列規劃過程中的正確求解，但是卻存在著不能夠較容易的表達出各零件之間的相互配合關系，相反的，圖的結構能夠更加容易的表達出各個零件之間的相互關系，而且可以提供出裝配體的其中一個零件到另一個零件存在的關系及相關的路徑，尤其適用于運動鏈與公差的實施解析，但是卻較難表達出各層次間的相互組成關系，而且結構也較復雜，不容易進行維護，在實施操作上也較困難；幾何的模型具有與其他系統不同的裝配模型需要的要求，可以總體的分為：第一，對裝配的幾何關系進行的具體描述；第二，裝配的拓撲關系的具體描述；第三，對零件的層次性進行結構的解析；幾何的模型具有一定程度的層次性，在沒有公差配合的情況下，能夠采取層次的結構手段。

3.2.完善仿真模型技術的應用

在系統的應用過程中，裝配體的表達方式是一棵樹的形式，樹的相關根節點所表示的就是用戶所需要的相應的裝配體，零件在樹樁的結構中使用的是較低層中的葉結點來進行表達，其中非葉結點的具置不會發生變化，也只有處在一個層次的裝置單元會產生約束位置的變化，處在不同層次的裝置單元會產生相應的從屬關系的變化，這種仿真的模型在一定程度上具有操作簡單、方便維護及存儲較小的具體特征。

結語：

現代虛擬的仿真技術，在發展的過程中要逐漸的將技術應用到數控的加工過程中，對仿真技術進行不斷研究與探索，主要提升數控的加工仿真系統的相關質量，建立健全仿真技術的整體結構，逐漸實現仿真技術手段及方法的多樣性應用，以加強模型仿真技術的適應性與可靠性。

參考文獻：

[1]劉金環，王占平，李雪薇.數控加工專業課程體系建設方案的研究與實施――技校系列[J].中國科技博覽，2009（30）

[2]趙艷麗，仲偉滬，陳福建.淺談數控加工仿真系統在教學中的應用[J].職業，2012（21）

第7篇：虛擬仿真技術方案范文

近年來，我國鐵路行業發展迅猛，截至2016年底，全國鐵路運營里程達12.4萬千米，其中高速鐵路2.2萬千米以上，占世界高速鐵路總里程的60%以上。同時，鐵路技術也快速發展，鐵路信號設備不斷地更新換代。為適應高速鐵路大面積投入實際運營的需要，鐵路企業對鐵路信號工提出了全新的要求，需要大量掌握高新技術的高技能人才。

虛擬仿真技術（Virtual Reality）是近年來出現的高新技術之一，該技術能夠產生一個與真實環境高度近似的虛擬數字化環境，用戶可以對虛擬環境中的對象進行交互操作，并能從中得到必要的反饋，從而讓用戶獲得如同在對應真實環境中一樣的體驗。隨著虛擬仿真技術在國內外的發展日趨成熟，該技術已經被廣泛運用到各個領域，并且取得了良好的效果。

二、目前教學遇到的困難

鐵道信號專業的畢業生主要從事鐵路信號設備的檢修、維護等工作，在教學中需要講授專業設備的組成結構、作用和工作原理，以及設備在實際應用過程中的檢修、故障處理等內容。鐵路信號設備種類多、體積大、原理復雜，所以有的授課內容難以理解。一般采用文字加圖片的方式進行課堂講授，學生的學習興趣不高，缺乏主動性，教學效果一般。鐵道信號專業的實訓設備種類多、造價高，在現有的條件下將現場實際設備完整地搬進學校是不可能的。校內實訓基地場地有限，有的信號設備體積龐大，普通的實訓場地無法容納。因此，鐵道信號專業的校內實訓設備一般來自鐵路現場退役或報廢的設備。這些設備數量有限、技術落后，導致學校實訓內容難以系統化，學生無法整體認知鐵路信號系統。鐵道信號專業的校外實踐一般要到鐵路電務段、鐵路車站等單位進行，這些單位是鐵路運輸的關鍵部門，出于安全生產和交通正常運行的考慮，通常能為職業院校提供的實踐教學機會較少。

三、 虛擬仿真的特點

目前，越來越多的高校認識到單純依靠實訓設備無法解決日益增長的實訓需求，虛擬仿真技術在實訓教學中的優勢越來越明顯，在實訓教學中虛擬仿真技術具有以下特點：①基于虛擬仿真技術構建的實訓環境方便、易用，而且占用的教學場地很少，可構建在校園內無法建設的實訓室，大大地降低了實訓教學的成本；②虛擬仿真系統可實現情境式教學、互動式教學等多種教學方式，能夠激發學生的興趣，讓學生主動學習，教學效果顯著；③虛擬仿真系統能夠根據現場發展動態隨時更新，最大限度地降低了購置鐵路信號實訓設備、設施的投入資金。同時，教學內容也可以不斷更新，使實踐訓練能夠及時跟上現場技術的發展，讓學生學習的內容與鐵路現場結合更為緊密；④虛擬仿真系統可以使學生沉浸在“真實的”虛擬環境中，與虛擬環境進行各種交互，讓學生針對某個知識點反復練習，從而可以深化概念，鞏固基礎知識，強化實踐技能。

四、 虛擬仿真系統設計

針對專業教學內容，本課題提出了鐵路信號計算機聯鎖虛擬仿真系統的設計方案。運用Unity3D技術，有效整合DS6-K5B計算機聯鎖系統的結構和工作原理，運用二維、三維結合的形式和較強的虛擬仿真技術進行互動仿真表達。該虛擬仿真系統為鐵道通信信號相關專業學生提供了直觀、逼真的鐵路信號現場工作場景和完整的虛擬操作過程，按照鐵路信號專業人才培養方案的要求，將學生所學專業知識與實際操作相結合，運用學習的專業基礎知識指導實踐。該系統為專業教學提供了較好的虛擬互動平臺，增強了學生的學習興趣，提高了學生的實際動手能力，降低了R到萄С殺盡P檳夥掄嫦低車淖芴騫δ莧縞賢妓示。

計算機聯鎖虛擬仿真系統主要包括設備認知、虛擬操作、故障檢修以及人機交互四個功能。設備認知部分主要包括DS6-K5B型計算機聯鎖系統的相關基礎知識，屬于學習者應知應會的內容，主要包括控制臺、控顯機、監測機、聯鎖機、電子終端、繼電器接口電路和電源等設備的認知。通過控制鼠標鍵盤，可從不同角度觀看設備模型，展示其組成部件之間的連接關系，并介紹其相應的作用和工作原理，能夠讓學習者對設備有整體的認知與了解。虛擬操作部分主要包括對主要計算機聯鎖系統的拆解、組裝以及特性測試等操作，通過對鼠標鍵盤的控制，按照設備拆裝維護的步驟對設備及其部件進行操作，既能讓學習者掌握并深入理解設備的原理及組成，還能提高其實際動手操作能力。故障檢修部分主要包括計算機聯鎖系統的日常檢修、聯鎖試驗和故障處理等內容，學習者可以根據已掌握的聯鎖知識，在虛擬仿真系統中進行聯鎖試驗，進一步鞏固聯鎖的概念。并且，虛擬仿真系統模擬現場一些常見故障，學習者可以完全按照現場的作業流程進行故障處理練習。同時，學習者還有機會在仿真的工作場景中，完成計算機聯鎖系統的日常檢修工作。虛擬培訓系統必須有完善的人機交互功能，通過設置鼠標、鍵盤的交互控制功能，實現系統場景的場景切換功能和漫游巡視功能，學習者可以在學習過程中身臨其境地觀察設備的工作狀態及虛擬動作。

五、 結束語

在虛擬仿真技術基礎上設計的計算機聯鎖虛擬仿真系統能夠系統、完整、真實地模擬現場實際設備，大大降低了教學成本，改善了教學效果。在未來的專業教學中，根據現實條件將虛擬教學與傳統教學有機地融合在一起，可使虛擬教學不斷克服專業教學中的難題，最大限度地利用教學資源，達到與傳統教學的良好兼容。

參考文獻：

第8篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵詞 電子仿真技術；電工維修

中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2011)122-0171-01

隨著電子電工技術以及計算機軟件技術的迅猛發展，電子仿真技術不斷滲透到電子電工技術的各個領域。電工維修作為電子電工技術中重要的一部分，十分需要電子仿真技術應用推廣到該領域。我們可以利用電子仿真軟件進行電路的相關設計，有效地鍛煉電工的電子設計能力和開發能力。也就是通過實際的設計電路，電工維修工作者才會更加熟悉電路，更有利于進行維護工作。另外，作為電子仿真技術的特色之處就是其能夠充分調動使用者的主動性，讓使用者自己動手去搭建，能夠提高使用者實際動手能力。它能夠多方面地調動使用者的積極性，激發使用者學習興趣和欲望，提高使用者掌握的效率。例如在電子仿真軟件焊接操作的五個步驟，就是提供給你視頻教學和實用的場景，教你一步一步去實現焊接的過程。下面我們重點討論如下兩個電子仿真技術在電工維修中的應用。

1 電子仿真軟件ELECTRONICS WORKBENCH在電工維修中的應用

在電工維修中，利用ELECTRONICS WORKBENCH軟件作為電路設計，能夠有效地鍛煉了電工維修工作者的電子設計能力和開發能力，不僅使使用者的能力得到提升，另一方面還節約了成本代價。在實際使用電子仿真軟件進行電路設計時，首先是搭建電路，尋找電路中的各個元件，然后將各個元件進行連接，設定相應的參數，最后運用示波器觀察各個點的輸出波形的結果。如果不采用這種電子仿真軟件，則對于接觸示波器比較少的使用者在使用真實的示波器時，可能由于陌生或緊張造成示波器的損壞，這樣就會大大增加電工維修工作者的成本，浪費了大量時間。而使用電子仿真軟件中的示波器，就不會出現這種問題，可以很清晰地得到波形結果。由于電子仿真軟件中的示波器外觀和真實示波器類似，因此，熟悉了電子仿真軟件中的示波器，上手真實的示波器是很容易的。這樣就會避免對實際設備的損壞，即節省時間，又節省了成本，更有利于電工維修工作者的自我成長和創新精神的培養。

在實際的電路設計過程中，電路維修工作者主要面臨的問題是電源故障，主要包括：直流電和交流電錯位、直流電源的正負極反接等；對于由于元器件短路帶來的故障，例如在實際的操作過程中，電工維修工作者很不小心可能會把三極管的兩個管腳短路，導致三極管燒壞的現象。這些問題可以利用電子仿真軟件先事先操作一遍，在進一步提高正確率的情況下，再進行實際操作，進一步減少設備損壞，有效節約設備

成本。

2 電子仿真軟件網絡虛擬實驗室在電工維修中的應用

作為當前的一項熱門技術，虛擬技術擁有廣闊的應用前景，現在已經在軍事與航空技術、機器人領域、通信行業、醫療等相關領域應用廣泛。當然，虛擬技術在電工維修領域也有應用的地方，即虛擬實驗室。所謂虛擬實驗室，就是可以借助一些新興技術，例如：多媒體技術、電子仿真技術以及現實虛擬技術等，來實現電工維修工作者實際的軟硬件的工作環境。這樣對于一些高危環境的工作，具有很大的意義。因為這種虛擬的環境和實際的環境相近，這樣就可以提前熟悉工作內容和預知環境所產生的狀況等。目前，國外的網絡虛擬技術應用已漸漸成熟，成立許多網絡虛擬實驗室，而國內在網絡虛擬技術的研究正處于起步發展的階段，需要進一步研究分析。從國內外地對網絡虛擬實驗室的相關研究來看，我們可以把它主要分成如下兩類。

1）軟件仿真形式的網絡虛擬實驗室。這種實驗室是完全依托于軟件的，以仿真軟件為基礎，為電工維修工作者提供虛擬的工作環境，讓其通過網絡的途徑進入實驗室進行學習和共享資源，在其中可以利用上述講的電子仿真軟件ELECTRONICS WORKBENCH進行電子電路設

計等。

2）直接操作遠程試驗的網絡虛擬實驗室。這種實驗室并不是完全依托于軟件的，它控制的對象是實實在在的實驗設備。也就說電工維修工作者可以利用該電子仿真軟件接收來自客戶端的故障問題和參數設置，然后利用相關的電子仿真軟件進行仿真分析，最后將分析得到的故障解決方案和新的參數設置通過實驗室傳送給客戶端，甚至電工維修工作者可以對實際的實驗設備的參數進行一邊調整，一邊看真實的運行過程以及輸出結果。這種仿真技術，利用了有限的資源，提高了電工維修工作者的工作效率，是目前虛擬網絡實驗室研究的一個重要方向。

3 總結

由于電子仿真軟件具有強大的電路設計、電路繪圖、設備虛擬、對故障設備分析處理等功能，其可操作性強，作為電工維修的訓練和學習的有效手段，其在電工維修領域起到越來越重要的作用。電子仿真技術不但能夠提高電工維修工作者的業務知識水平，更能開闊電工維修工作者的視野和工作的積極性，促進電工維修行業的發展和進步。

參考文獻

第9篇：虛擬仿真技術方案范文

關鍵詞：機械設計；仿真技術；應用

仿真技術的應用，主要就是對計算機技術下加以實現的，通過多種學科理論作為基礎，在計算機的軟件工具支持下，發揮著重要作用。在早期的計算機仿真技術的應用，是隨機數通過實驗求解隨機問題方法的應用，在近些年的科學技術迅速發展下，和工業領域的發展有著緊密的結合，這樣就對工業發展起到了很大促進作用。通過從理論上對仿真技術的應用研究，就能為實際機械設計制造發展提供理論支持。

1機械設計制造中仿真技術的應用重要性和應用流程

1.1機械設計制造中仿真技術的應用重要性分析

機械設計制造產業在我國的經濟發展中起著重要促進作用，從上世紀七十年代以來，在全球化的競爭發展方面愈來愈激烈，產品消費結構也在向著個性化以及多元化的方向發展。仿真技術的出現，對機械設計制造產業就有著很大推動，而在收到經濟水平的因素影響，在實際操作系統的應用上費用相對比較高。仿真技術的應用，在設計人員將計算機技術作為載體下，通過運用相應的軟件以及構建數據模型等，這樣就能對參數詳細準確的分析，在機械設計制造當中應用，就能有效提高設計的效率[1]。機械設計制造中仿真技術的應用，只需要設計人員結合不用方案在仿真軟件當中進行構建虛擬機，從而就能有效完成不同假設性虛擬實驗，對最優化的方案進行選擇。仿真技術的應用對計算的精度可有效保證，對研發的質量也能有效提高，節約了大量的研發資金，這對機械設計制造行業的可持續發展就有著積極促進作用。

1.2機械設計制造中仿真技術的應用流程分析

機械設計制造領域的發展，需要從多方面加強重視，在機械設計制造過程中仿真技術的應用，主要是在電腦數學模型以及仿真模式的建立基礎上應用的。仿真技術的應用涉及到圖形學以及幾何造型學等，在對系統實質抽象數學模型的處理過程中，要按照相應的程序進行實施。首先就是對模型進行建立，仿真技術應用中先要能抽象出能達到仿真目的的可靠系統，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對相應學科知識的應用，把這一系統在數學表達的方式下進行闡述。主要的內容就是數學模型，模型的構建過程中，就要結合時間關系進行劃分。在模型的構建類型上有動靜兩種模型類型，在動態模型方面又分為連續時間以及離散時間和混合時間幾種。機械設計制造過程中的仿真技術應用流程中，在模型的變換層面就比較關鍵。這一環節主要是將抽象的數學表達進行轉換成計算機處理形式。然后通過適當的算法以及計算機語言，就能對仿真模型進行分析，這就需要對計算機研發新的系統，或者是通過仿真軟件加以應用，都能夠達到模型變換的目的[3]。接著就是模型的實驗環節。也就是把創建仿真模型輸入到計算機當中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結果。在進行仿真實驗中是通過先期設計實驗方案進行運行的，這樣就比較的簡單。對于仿真實驗的結果的衡量標準問題，就要先對仿真實驗的結果進行辨析，對其結果的可靠性進行檢驗可通過反正過程反向驗證法以及置信通道方法加以應用。通過這一系列的程序實施，就能有助于仿真技術的積極作用發揮。

2機械設計制造中仿真技術的應用特征及實際應用

2.1仿真技術應用的特征體現分析

第一，應用范圍大特征。仿真技術在機械設計制造當中的應用，有著鮮明的特征體現，從產品設計到制造和測試維護的整個過程中，仿真技術都能貫穿始終。在機械產品的概念設計以及詳細設計和加工制造等環節，仿真技術都能發揮積極的作用。在仿真技術的實際應用中，在范圍上得到了迅速擴大化，仿真對象和目的上從研究制造對象動力學以及運動學特性，已經向著研究制造系統設計運行方向發展，在庫存管理以及產品開發過程組織等層面都有著涉及。第二，集成化特征。機械設計制造過程中的仿真技術應用，在集成化的特征層面表現的比較突出，也就是對仿真技術的綜合性應用，從而就能有效形成可運行的產品開發以及制造環境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產品以及制造工藝和生產管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術的應用都得到了綜合性體現。第三，分布性特征。仿真技術的應用在和網絡技術的結合下，對仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網絡的支持實現的。仿真技術的應用和傳感器以及圖形技術的結合應用特征也比較突出，這就對仿真技術的交互性得到了加強。

2.2機械設計制造中仿真技術應用

仿真技術在機械設計制造中多個環節都能進行應用，其中在復雜的數值計算分析中的應用作用比較突出。仿真技術應用對機械設計制造中的大量復雜化數據分析計算能力比較強，能將數據分析簡單化以及層次性的實現，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重復勞動的問題也能避免。機械產品的研發設計中，運用仿真技術就能在計算分析上準確快速的實現，直到滿足實際的要求標準，對機械產品材料的浪費以及耗時的問題也得到了解決。機械產品的動力學模型的分析下，對機械產品的結構強度等都能得到有效保障，對機械設備的剛度應變以及動態特性的參數分析能力也比較強。仿真技術在機械結構的設計中應用，也能優化設計的質量。機械產品是通過大量結構組裝的工藝動作。對新機械產品的研發過程中，結構的正確設定，和結構間的運動得當與否等，都和產品的實際應用效果有著直接的應用。這就需要在仿真技術的應用下，通過三維機械設計軟件的應用進行仿真設計，從而有效的檢查機械結構設計的質量。將仿真技術在機械設計制造當中的齒輪設計中加以應用，能有效提高齒輪設計的質量。機械裝備當中的齒輪是比較關鍵的零件，對其設計的精度有著高要求，實際設計過程中就要充分注重對仿真技術的應用。具體應用中對visuallisp語言的應用，就能在齒輪端面實施模型的構建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術的運用下能對圓弧針齒輪星傳動研究分析，以及對影響正交齒輪齒輪傳動接觸點的參數實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設計的精確度。

3結束語

綜上所述，機械設計制造產業的發展過程中，隨著新技術的廣泛應用，對整體的機械設計制造產業的發展也有著促進作用。仿真技術和機械設計制造的結合，為我國的機械制造產業帶來了生機，為促進機械制造產業的可持續發展以及科學性發展打下了基礎，希望此次研究有助于實際機械設計制造產業的發展。

作者:楊磊 單位:鄭州飛機裝備有限責任公司

參考文獻:

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[2]賈志欣，樓應侯，張學昌，等.機械設計制造及其自動化專業網絡化平臺建設[J].實驗科學與技術，2013（04）.

[3]張寶坤，王淑霞，王艷.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].化工裝備技術，2014（04）.