導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

國(guó)內(nèi)的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)研究和應(yīng)用目前尚處于探索和預(yù)研階段，以陜西飛機(jī)制造公司為代表的飛機(jī)制造業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的裝配方法和手段，傳統(tǒng)裝配設(shè)計(jì)方法存在如下問題：

(1)飛機(jī)裝配工藝設(shè)計(jì)仍然使用傳統(tǒng)的二維方式表達(dá)

傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)是由工藝設(shè)計(jì)人員在頭腦中首先想象出三維裝配空間、設(shè)計(jì)裝配順序，并用平面(二維)方式表述。其設(shè)計(jì)質(zhì)量完全取決于工藝設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)，其次是裝配工人需要根據(jù)工藝設(shè)計(jì)人員編發(fā)的文件及二維工程圖紙理解裝配順序、裝配要求，并在大腦中再次構(gòu)建三維裝配過程，這樣易產(chǎn)生理解的二異性，造成裝配錯(cuò)誤。

(2)無法滿足三維數(shù)字化條件下裝配工藝設(shè)計(jì)要求

目前存在的工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中制造資源采取的傳統(tǒng)二維描述，這導(dǎo)致其工藝設(shè)計(jì)過程對(duì)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)淡化，對(duì)制造資源及裝配工藝知識(shí)描述比較弱，同時(shí)不能充分利用上游三維CAD數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的繼承性、規(guī)范性，標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化。

(3)飛機(jī)的裝配周期不易保證

工藝設(shè)計(jì)環(huán)境不具備三維工藝驗(yàn)證能力，致使裝配中是否干涉，裝配順序是否合理，工藝裝備是否滿足需要、操作空間是否開敞等一系列問題在生產(chǎn)試制階段才能暴露出來。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)影響飛機(jī)研制的進(jìn)度和質(zhì)量。

(4)缺少典型示教的三維動(dòng)態(tài)裝配過程，不便于裝配工人使用及理解。

為了解決上述工藝設(shè)計(jì)問題，我們選用某型機(jī)部件進(jìn)行三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與裝配仿真、優(yōu)化分析技術(shù)應(yīng)用研究，為建立飛機(jī)數(shù)字化制造體系積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)?；谀Ｐ偷臄?shù)字產(chǎn)品定義的數(shù)字化制造流程

國(guó)內(nèi)飛機(jī)設(shè)計(jì)將采用基于模型的產(chǎn)品數(shù)字化定義(griD，ModelBasedDefinition)技術(shù)，其特點(diǎn)是：產(chǎn)品設(shè)計(jì)不再發(fā)放傳統(tǒng)的二維圖紙，而是采用三維數(shù)字化模型作為飛機(jī)零件制造、部件裝配的依據(jù)。傳統(tǒng)的二維工藝設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能適應(yīng)全三維設(shè)計(jì)要求。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)與數(shù)字化仿真軟件技術(shù)的發(fā)展以及協(xié)同平臺(tái)的建立。為三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)和并行工程奠定了基礎(chǔ)。

圖1具體描述了飛機(jī)研制過程中基于模型的數(shù)字產(chǎn)品定義的數(shù)字化制造流程：

飛機(jī)的研制必須經(jīng)歷產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)。工裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和檢驗(yàn)檢測(cè)等5個(gè)主要環(huán)節(jié)，并在產(chǎn)品制造和檢驗(yàn)檢測(cè)環(huán)節(jié)中，由三維設(shè)計(jì)數(shù)模分別派生出三維工藝數(shù)模和檢驗(yàn)數(shù)模。

1)在工藝設(shè)計(jì)過程中，工藝部門依據(jù)設(shè)計(jì)部門按基線預(yù)發(fā)放的三維設(shè)計(jì)數(shù)模進(jìn)行工藝分析，并向設(shè)計(jì)部門反饋工藝審查意見依據(jù)設(shè)計(jì)部門正式發(fā)放的EBOM(產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu))和三維設(shè)計(jì)數(shù)模，建立PBOM(產(chǎn)品工藝結(jié)構(gòu))，制定裝配工藝協(xié)調(diào)方案，劃分工藝分離面，進(jìn)行全機(jī)裝配工藝仿真，最終形成經(jīng)過裝配仿真驗(yàn)證的MBOM(產(chǎn)品制造結(jié)構(gòu))頂層結(jié)構(gòu)，將此MBOM發(fā)放到下游的工裝設(shè)計(jì)、專業(yè)制造和檢驗(yàn)檢測(cè)等部門。

2)在工裝設(shè)計(jì)過程中，工裝設(shè)計(jì)制造部門依據(jù)產(chǎn)品制造部門提出的工裝訂貨單，三維工藝數(shù)模、產(chǎn)品制造工藝方案和設(shè)計(jì)部門的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)模進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)；依據(jù)三維工裝設(shè)計(jì)數(shù)模進(jìn)行AO(Assembly Order)的編制，并進(jìn)行裝配工裝的裝配仿真和工裝數(shù)控程序的編制，最終完成工裝的制造和自檢。

3)在產(chǎn)品制造過程中，產(chǎn)品制造部門依據(jù)設(shè)計(jì)部門正式發(fā)放的EBOM和三維設(shè)計(jì)數(shù)模，工藝部門的PBOM建立三維工藝數(shù)模，進(jìn)行零件的材料屬性仿真和部件幾何仿真，編制AO(裝配大綱)和FO(制造大綱)，編制數(shù)控程序，最終完成零件的加工，部件的裝配以及自檢。

4)在產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)過程中，檢驗(yàn)檢測(cè)部門依據(jù)設(shè)計(jì)部門正式發(fā)放的EBOM，三維設(shè)計(jì)數(shù)模，三維工裝設(shè)計(jì)數(shù)模編制檢測(cè)計(jì)劃，計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)，完成零部件和工裝的檢測(cè)。

5)工裝模型、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约霸跀?shù)字化裝配工藝模擬仿真過程中生成的三維工藝圖解和仿真視頻數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為現(xiàn)場(chǎng)工人施工和檢驗(yàn)提供三維數(shù)字依據(jù)。陜飛公司基于DELMIA的某飛機(jī)三維數(shù)字

化裝配工藝流程

DELMIA軟件是達(dá)索公司的一款可針對(duì)飛機(jī)裝配中的工藝設(shè)計(jì)及按其設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝配仿真驗(yàn)證的軟件，它給工藝工程師、工裝設(shè)計(jì)師提供了與產(chǎn)品設(shè)計(jì)師共同的可視化交流和怫同工作平臺(tái)，使制造部門的工作人員可以及早的參與到產(chǎn)品的研發(fā)中去，與設(shè)計(jì)人員并行的開展工作，從而使得在設(shè)計(jì)過程中能夠充分的考慮零件的工藝特性，部件的可裝配性和產(chǎn)品的可維護(hù)性等因素，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)“面向制造的設(shè)計(jì)”和“面向維護(hù)的設(shè)計(jì)”。

陜西飛機(jī)制造公司自2010年開始在某型飛機(jī)上全面使用DELMIA軟件進(jìn)行了的產(chǎn)品定義、組件的劃分、全三維工藝規(guī)劃，裝配仿真與優(yōu)化、人機(jī)工程仿真與分析、三維工作指令的發(fā)放以及各種報(bào)表的輸出等功能模塊。本文主要就DELMIA技術(shù)在陜飛某飛機(jī)中具體應(yīng)用的工作流程進(jìn)行闡釋。

第一步：PBOM的編制及各種數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備

(1)在協(xié)同平臺(tái)上根據(jù)EBOM進(jìn)行PBOM的編制；

(2)利用產(chǎn)品及資源的CATLAV5模型生成三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)DELMIA軟件所需用到的CGR模型及smgxml模型，并將這些格式的模型存放在指定位置，以備導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)讀取。

第二步：PBOM數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

將來自數(shù)字化協(xié)同平臺(tái)的XML格式的PBOM通過二次開發(fā)的接口程序?qū)氲紻ELMM的DPE軟件模塊中，構(gòu)建產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹，同時(shí)使得三維數(shù)模數(shù)據(jù)(屬性)導(dǎo)入到產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)下。

第三步：組件、工藝分離面的劃分

完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作后，在DELMIA軟件的DPE模塊中，根據(jù)生產(chǎn)批量、裝配能力進(jìn)行工藝分離劃面，并結(jié)合EBOM確定各工藝裝配部件、段件需要裝配的零、組件項(xiàng)目，構(gòu)建工藝大部件模型。在工藝分離面劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)工藝大部件進(jìn)行初步裝配流程設(shè)計(jì)，劃分裝配工位，確定在每個(gè)工位上裝配的零組件項(xiàng)目，在三維數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境下構(gòu)建各裝配的工藝模型。確定裝配工藝基準(zhǔn)和裝配定位方法，制定整個(gè)裝配體各工位之間的裝配流程圖。

第四步：MBOM的編制

根據(jù)組件和工藝分離面的劃分，完成MBOM的建立，并

將每個(gè)零件的三維數(shù)模(立體圖)與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹相關(guān)聯(lián)，在工位劃分的基礎(chǔ)上，依據(jù)段件裝配工藝模型在三維數(shù)字化環(huán)境下進(jìn)一步進(jìn)行各工位內(nèi)的裝配過程設(shè)計(jì)，確定每個(gè)工位內(nèi)的段件裝配工藝模型零組件的裝配順序，并定義裝配過程對(duì)應(yīng)的AO號(hào)。并將AO需要裝配的零組件項(xiàng)目及工作的內(nèi)容制定反映工位內(nèi)各AO關(guān)系的裝配流程上。

第五步：詳細(xì)的裝配工藝規(guī)劃

在AO劃分基礎(chǔ)上，依據(jù)段件裝配工藝模型進(jìn)行詳細(xì)的裝配工藝過程設(shè)計(jì)，定義該過程所需要的標(biāo)準(zhǔn)件，確定該裝配工藝過程零組件，標(biāo)準(zhǔn)件、輔助材料等裝配順序，明確裝配工藝方法、裝配步驟并選定該裝配過程所需要的工裝、夾具，工具、輔助材料等一系列的制造資源，形成用于指導(dǎo)生產(chǎn)的AO。在這里將零件和工步關(guān)聯(lián)，將工裝與工位關(guān)聯(lián)。

第六步：裝配仿真驗(yàn)證與優(yōu)化

在三維數(shù)字化虛擬裝配環(huán)境下，建立廠房、地面、起吊設(shè)備等三維制造資源模型，將已經(jīng)建立的各裝配工藝模型和裝配型架、工作平臺(tái)、夾具等制造資源三維模型放入廠房中，按照確定的裝配流程進(jìn)行全面的工藝布局設(shè)計(jì)，并仿真生產(chǎn)中的物流《如圖2)。在DELMIA的DPM軟件模塊中，依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程對(duì)每個(gè)零件、成品和組件進(jìn)行移動(dòng)、定位、夾緊和裝配操作，在裝配的過程中進(jìn)行零件與零件、零件與工裝的干涉檢查，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存在干涉情況時(shí)報(bào)警，并會(huì)顯示干涉區(qū)域和干涉量，以幫助工藝設(shè)計(jì)人員查找和分析。

第七步：WKC可視化文件編制

按照優(yōu)化后的工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)入DELMM系統(tǒng)的WKC模塊中應(yīng)用Composer軟件中進(jìn)行工步的視圖設(shè)計(jì)，包括裝配尺寸標(biāo)注、制孔信息、定位信息和工裝使用信息等裝配信息備注，完成工步級(jí)裝配可視化文檔編制(見圖3)。

第八步：AO內(nèi)容及可視化文件輸出與管理

通過二次開發(fā)的程序?qū)ELMIA中設(shè)計(jì)完成的AO內(nèi)容提取到CAPP中的相應(yīng)模板中，包括AO內(nèi)容頁，輔材配套表、標(biāo)準(zhǔn)件配套表，零件配套表等文檔信息，同時(shí)輸出仿真視頻和工步視圖，將上述各種配套表和內(nèi)容頁通過協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行審簽發(fā)放，并通過MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可視化裝配(見圖4)。

三維數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)與仿真優(yōu)勢(shì)

通過三維數(shù)字化虛擬裝配工藝設(shè)計(jì)和裝配過程仿真，發(fā)現(xiàn)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)和裝配過程仿真系統(tǒng)在數(shù)字化制造中有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)在產(chǎn)品實(shí)際(實(shí)物)裝配之前，通過裝配過程仿真，可及時(shí)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)，工裝設(shè)計(jì)存在的問題，有效地減少裝配缺陷和產(chǎn)品的故障率，減少因裝配干涉等問題而進(jìn)行的重新設(shè)計(jì)和工程更改。因此，保證了產(chǎn)品裝配的質(zhì)量。

(2)裝配仿真過程產(chǎn)生的圖片，視頻錄像直觀地演示裝配仿真，使裝配工人更容易理解裝配工藝，減少了裝配過程反復(fù)，減少了人為差錯(cuò)。

(3)裝配仿真過程產(chǎn)生的圖片、視頻錄像可用于對(duì)維修人員的培訓(xùn)。

(4)對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)，通過三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真，減少了技術(shù)決策風(fēng)險(xiǎn)，降低了技術(shù)協(xié)調(diào)成本。

(5)通過三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真，進(jìn)行工時(shí)分析、車間三維工藝布局、資源規(guī)劃和評(píng)估，有利于提高生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確度。

(6)可提高企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)研制方面的快速應(yīng)變能力，以適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不同的用戶需求。

篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；施工；信息資源

建設(shè)工程施工是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，施工不僅復(fù)雜而且施工時(shí)期較長(zhǎng)，如何應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行安全而有序的管理，使施工體系達(dá)到現(xiàn)代化水平的目標(biāo)已成為施工管理人員的共識(shí)。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的日益普及，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，借助于系統(tǒng)仿真技術(shù)以及數(shù)字化的概念，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的透明化、傳播化和智能化施工管理，已成為工程項(xiàng)目施工管理的一個(gè)重要研究課題與發(fā)展方向。

一、數(shù)字化施工的概念以及核心思想

數(shù)字化施工是在“數(shù)字地球”這一大課題背景下提出的。美國(guó)于 1998 年率先提出了“數(shù)字地球”（Digital Earth）的概念，數(shù)字地球的概念不是一成不變的，而是隨著社會(huì)的發(fā)展而不斷進(jìn)步的。 “數(shù)字化施工”就是將施工過程數(shù)字化，其核心思想是用數(shù)字化手段的整體性去解決工程施工問題并最大限度地利用信息資源，使得在施工質(zhì)量得到保障的同時(shí)可以達(dá)到高效的施工。它不僅僅指由計(jì)算機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工制作報(bào)表，而且應(yīng)用在多項(xiàng)事件及職能上，可以對(duì)施工進(jìn)行全面性的控制。

空間信息是數(shù)字化施工管理的必須品，它包括施工場(chǎng)地的地形地貌的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)與記錄、建筑物的區(qū)位信息以及施工項(xiàng)目的安排等一切空間的信息，是對(duì)特定空間內(nèi)的全面操控。空間信息技術(shù)是全面而宏觀的空間處理技術(shù)，它主要包括遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)，即 3S認(rèn)證技術(shù)。其中，地理信息系統(tǒng)在建設(shè)工程施工中具有重要作用，地理信息系統(tǒng)是一門新興學(xué)科，它介于地球信息與信息科學(xué)之間，以存儲(chǔ)，采集，分析，管理，描述和應(yīng)用相關(guān)資源為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。地理信息技術(shù)可以對(duì)施工區(qū)域持續(xù)的進(jìn)行監(jiān)控與管理，可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)施工的問題以及運(yùn)算相關(guān)的施工數(shù)據(jù)。

二、數(shù)字化系統(tǒng)的仿真運(yùn)算

系統(tǒng)仿真技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展逐步形成的一門新興技術(shù)，它以相似性原理、系統(tǒng)工程方法、信息技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)等設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)的、或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究的一門多學(xué)科的綜合技術(shù)。例如在我國(guó)體育場(chǎng)（館）建設(shè)中，就是通過前期不斷的仿真運(yùn)算來推測(cè)體育場(chǎng)（館）建成之后的型貌，并在施工過程中隨時(shí)通過仿真運(yùn)算的結(jié)果顯示來更改施工措施及方案，使得工程進(jìn)度與仿真情況形成了對(duì)比，更有利于施工單位明確自己的施工體系，從而完善施工過程。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代仿真技術(shù)已經(jīng)成為工程單位的常規(guī)科技手段。仿真技術(shù)可以通過架設(shè)的方式讓施工單位看到施工完成后的大概情況，然后根據(jù)施工完成的情況優(yōu)劣而決定施工中的方案調(diào)整，簡(jiǎn)單的說就是一種反推理的過程，為復(fù)雜的工程以及運(yùn)算提供了不可缺少的分析、研究、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、決策和訓(xùn)練的重要手段。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)

所謂虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR），就是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高新科技生成逼真的模擬環(huán)境，該環(huán)境中包含了視覺、聽覺、觸覺與嗅覺為一體的特定環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備（如頭盔顯示器、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等）使用戶以自然的方式與模擬環(huán)境中的物體進(jìn)行相互交融，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)有重要的 3 I特性：

（1）Immersion（沉浸度）。VR 系統(tǒng)不再像傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)接口技術(shù)一樣，它強(qiáng)調(diào)用戶與計(jì)算機(jī)的自然接觸，就像現(xiàn)實(shí)中人與人之間的交流或者人與自然的融匯一樣。

（2）Interaction（交互性）。VR 系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)三維動(dòng)畫的特征是用戶不再被動(dòng)地接受計(jì)算機(jī)所給予的信息，或者是旁觀者，而是主動(dòng)的參與到三維動(dòng)畫之中，能夠使用交互輸入設(shè)備來操縱虛擬物體，以改變虛擬世界的。

（3）Imagination（想象性）。用戶利用 VR 系統(tǒng)可以從定性和定量綜合集成的環(huán)境中獲得感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而更深刻的認(rèn)識(shí)環(huán)境、相應(yīng)區(qū)位的情況及變化，從而深化概念和萌發(fā)新意。

四、智能施工

智能體（Agent）是一種完全創(chuàng)新的非人工技術(shù)，是指為了實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)或任務(wù)而獨(dú)立自主的運(yùn)行，能適應(yīng)自身所處的環(huán)境，并能不斷地從環(huán)境中獲取知識(shí)以提高自身能力的具有學(xué)習(xí)和推理功能的智能實(shí)體。多智能體技術(shù)具有自主性、分布性、協(xié)調(diào)性，并具有自組織能力、學(xué)習(xí)能力和推理能力并完全不需要人工操作。目前多智能體的建模軟件主要有 JAVA、Visual C++、VisualBasic、SQL Server、Delphi、PowerBuilder 中的 CLIPS 等。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)，工程項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大、形式日益復(fù)雜，工程建設(shè)過程涉及的單位和個(gè)人也越來越多，因而對(duì)建設(shè)工程管理的統(tǒng)籌性、協(xié)調(diào)性、時(shí)效性提出的要求就越來越高。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)用多智能體技術(shù)來保證工程建設(shè)任務(wù)的順利進(jìn)行是非常合適的。

五、結(jié)語

將來隨著數(shù)字化施工的普及，我國(guó)的場(chǎng)地施工質(zhì)量和效率必將有顯著性的提高，而通過更合理的改造及加工，我們的信息模塊也可以在短時(shí)期內(nèi)發(fā)展到較為完整的水平。只是我國(guó)如今的施工項(xiàng)目對(duì)于數(shù)字化施工的利用率還不高，有些施工項(xiàng)目的施工成本較低和對(duì)數(shù)字化施工的優(yōu)勢(shì)利用認(rèn)識(shí)不清導(dǎo)致數(shù)字化施工無用武之地。這就需要我們的管理者首先要明確數(shù)字化對(duì)施工效率的促進(jìn)作用及在施工管理過程中的優(yōu)勢(shì)，加大對(duì)數(shù)字化人員的培訓(xùn)力度，使數(shù)字化技術(shù)在縮短工程周期、強(qiáng)化工程質(zhì)量和節(jié)省資源方面發(fā)揮更大的作用，以促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)在施工過程中的利用率達(dá)到更高的水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李景茹, 胡程順. 數(shù)字化施工淺議[J].建筑管理現(xiàn)代化,2004年,第五期.

篇3

關(guān)鍵詞： 城市規(guī)劃；城市仿真技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)

Abstract: In this paper, from the change of city planning under the background of the digital city, introduces the characteristics and the key technology of city simulation technology, describes its plays in the city planning work in the role and significance of.

Key words: city planning; city simulation technology; virtual reality

中圖分類號(hào)：TU984文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）

1 引言

隨著城市社會(huì)科技的迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理要求越來越高，這是由城市規(guī)劃在城市發(fā)展中的戰(zhàn)略地位所決定的。然而過去傳統(tǒng)的城市規(guī)劃中，主要以感性規(guī)劃為主，存在自上而下命令式、強(qiáng)制控制等級(jí)式的管理體制，缺乏相應(yīng)的客觀性、獨(dú)立性和權(quán)威性，公眾參與的缺失，也影響了規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、前瞻性，影響了政府決策的宏觀和全局性的把握。

隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和數(shù)字化潮流的掀起，基于數(shù)字城市平臺(tái)上的虛擬學(xué)校、虛擬影院等應(yīng)運(yùn)而生。如何利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代城市本身的數(shù)字化，是城市管理者、規(guī)劃部門、公眾所共同關(guān)心的問題，而城市仿真技術(shù)作為數(shù)字城市的支撐技術(shù)之一，也成為了當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域所研究的熱點(diǎn)。

2 數(shù)字城市背景下城市規(guī)劃的變化

2.1城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變

隨著數(shù)字化、信息化概念的不斷深入，數(shù)字城市建設(shè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理念也受到了強(qiáng)烈的沖擊。傳統(tǒng)老式的靜態(tài)規(guī)劃面臨著向多階段過程轉(zhuǎn)化為一系列單階段問題逐個(gè)求解的動(dòng)態(tài)規(guī)劃轉(zhuǎn)變，從簡(jiǎn)單考慮資源配置的物質(zhì)規(guī)劃向全面考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展需要的精神規(guī)劃轉(zhuǎn)變，從集中式的由規(guī)劃設(shè)計(jì)專家評(píng)審到規(guī)劃設(shè)計(jì)人員、決策者和社會(huì)大眾三者共同參與的協(xié)作式規(guī)劃模式轉(zhuǎn)變，從行政管理到法制化管理的轉(zhuǎn)變。

數(shù)字城市的建立為城市規(guī)劃提供了數(shù)字平臺(tái)與技術(shù)基礎(chǔ)。它一方面使城市規(guī)劃所需要的一切信息通過數(shù)字技術(shù)表現(xiàn)出來，城市規(guī)劃和管理人員能夠從整體上了解和掌握城市各類信息，從更大和更廣的范圍研究和探討城市發(fā)展的一般規(guī)律。另 一 方面，通過數(shù)字城市提供的多種分析手段和模型，對(duì)城市現(xiàn)象進(jìn)行更多的定量分析，從而進(jìn)一步提高規(guī)劃的科學(xué)性、可操作性和前瞻性。規(guī)劃和管理工作者的觀念和邏輯思維也隨之發(fā)生重大變化，從工業(yè)社會(huì)的物質(zhì)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向信息社會(huì)和數(shù)字化社會(huì)的知識(shí)生產(chǎn)方式，思維從單一化轉(zhuǎn)向了多元化。

2.2城市規(guī)劃技術(shù)方法的轉(zhuǎn)變

（1）獲取信息的手段發(fā)生轉(zhuǎn)變。數(shù)字城市具備了海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，高速寬帶的信息傳輸系統(tǒng)和高效智能的處理系統(tǒng)，規(guī)劃設(shè)計(jì)所需的大量數(shù)據(jù)也由傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)踏勘方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi)數(shù)據(jù)處理方式，實(shí)現(xiàn)了城市規(guī)劃的現(xiàn)代化。

（2）規(guī)劃設(shè)計(jì)方案決策和表現(xiàn)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。數(shù)字城市的建立，使得規(guī)劃設(shè)計(jì)及規(guī)劃成果的表現(xiàn)由原來的二維平面轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬?dòng)態(tài)化、形象化，使規(guī)劃人員可以利用多種分析手段和模型對(duì)城市發(fā)展現(xiàn)象、過程、趨勢(shì)進(jìn)行量化分析和預(yù)測(cè)，使得規(guī)劃方案更加科學(xué)、合理、準(zhǔn)確。

（3）公眾參與度發(fā)生轉(zhuǎn)變。對(duì)于城市規(guī)劃成果，利用可視化技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)虛擬城市景觀，公眾可以實(shí)時(shí)、在線參與城市規(guī)劃，提出自己的意見和設(shè)想，在充分展現(xiàn)群眾的參與權(quán)和監(jiān)督權(quán)的同時(shí)，充分體現(xiàn)出了規(guī)劃工作的公平、公正和客觀性。

3 城市仿真技術(shù)

3.1 概念及特征

通俗地講，城市仿真(Urban Simulation)就是將“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)應(yīng)用在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。而“虛擬現(xiàn)實(shí)”（Virtual Reality）又稱為靈境技術(shù)，是一種用來構(gòu)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)。它具有實(shí)時(shí)的三維空間表現(xiàn)能力，自然的人機(jī)交互式操作系統(tǒng)并能給人類帶來身臨其境的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用在軍事模擬、視景仿真、虛擬制造等方面。

城市仿真具備三個(gè)特點(diǎn)：（1）良好的交互性。提供了任意角度、速度的漫游方式，可以快速替換不同的建筑；（2）形象直觀，為專業(yè)人士和非專業(yè)人士之間提供了溝通的渠道；（3）利用數(shù)字化的手段，使得數(shù)據(jù)更新和維護(hù)變得非常容易。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）3D建模技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)基于Web的三維虛擬城市，必須建立大量相應(yīng)的3D模型和2D紋理素材。常用的建模方式有：常規(guī)的語言編寫3D模型、3DS建模輸出3D模型、規(guī)劃成果經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換生成3D模型、根據(jù)2D信息進(jìn)行3D模型重建等等。

（2）真實(shí)感圖形的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)

場(chǎng)景造型是構(gòu)造虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的第一步，不同于傳統(tǒng)真實(shí)感圖形繪制算法，它追求的是圖形的真實(shí)感和高質(zhì)量，我們往往需要通過一些算法在“真實(shí)”和“實(shí)時(shí)”之間尋求一種平衡，常用的包括光亮度計(jì)算、紋理映射技術(shù)和實(shí)時(shí)消隱技術(shù)等，以滿足我們的需要。

（3）立體聲合成和立體顯示技術(shù)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，如何消除聲音的方向與用戶頭部運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性已成為聲學(xué)專家們研究的熱點(diǎn)；同時(shí)，雖然三維圖形生成和立體圖形生成技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但復(fù)雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。

（4）交互技術(shù)

交互性能的高低是衡量虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。虛擬現(xiàn)實(shí)中的人機(jī)交互遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了鍵盤和鼠標(biāo)的傳統(tǒng)模式，三維交互技術(shù)、觸覺反饋是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的難點(diǎn)。此外，語音識(shí)別與語音輸入也是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一種重要人機(jī)交互手段。

4 城市仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

城市仿真技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃，可以為城市規(guī)劃提供輔助設(shè)計(jì)、查詢分析、成果展示、模型更新等技術(shù)手段。人們可以將城市設(shè)計(jì)方案放入虛擬世界，考慮這些規(guī)劃方案對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的影響，觀察方案是否合理、與周邊環(huán)境是否和諧，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的推敲對(duì)比、評(píng)審，甚至實(shí)時(shí)地進(jìn)行方案修改，同時(shí)結(jié)合城市規(guī)劃、城市建設(shè)進(jìn)程，通過進(jìn)行方案評(píng)審和成果入庫，動(dòng)態(tài)更新城市模型，從而避免實(shí)際建造所消耗的資本和時(shí)間，對(duì)提高城市規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境，降低城市合理規(guī)劃的成本，縮短城市合理規(guī)劃的時(shí)間有著非常重要的意義。

（1）規(guī)劃審批工作更具科學(xué)性。虛擬現(xiàn)實(shí)可視化，結(jié)合3D、GIS技術(shù)，具備了規(guī)劃方案的多方案比較、對(duì)照分析、通視分析、空間信息分析服務(wù)，地下管網(wǎng)及城市網(wǎng)線布局控制顯示功能，實(shí)現(xiàn)城市多維、多源、多尺度時(shí)態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的維護(hù)與更新管理，能解決規(guī)劃審批工作中的諸多難題。

（2）多部門協(xié)同工作更具共享性。城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)應(yīng)用與一體化管理，能為多部門提供便捷的城市立體空間數(shù)據(jù)信息共享，在根本上實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字一體化管理進(jìn)度。

（3）領(lǐng)導(dǎo)決策更具可依性。通過將具體項(xiàng)目在真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行多方案比較分析，提高了項(xiàng)目的可行性，也為領(lǐng)導(dǎo)層提供了直觀、真實(shí)、科學(xué)的空間綜合數(shù)據(jù)決策依據(jù)，提高了項(xiàng)目方案配比合理化水平。

（4） 規(guī)劃建設(shè)更具民主性。虛擬現(xiàn)實(shí)可視化，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與市民公示。市民通過在線瀏覽共享和查詢分析，參與評(píng)論和投票，從而增加項(xiàng)目的民意性參與，樹立良好的市政形象。

（5）城市在線宣傳更具推廣性。虛擬現(xiàn)實(shí)可視化，可以對(duì)特定場(chǎng)所進(jìn)行高精度渲染，可以預(yù)設(shè)待開發(fā)項(xiàng)目的規(guī)劃效果，為今后城市的在線宣傳與投資政策起到了巨大的直觀推動(dòng)作用。

5 結(jié)束語

城市仿真技術(shù)作為信息技術(shù)中的一種新興技術(shù)，正在逐漸成為幫助城市規(guī)劃和管理的重要手段，它對(duì)于城市規(guī)劃的影響不僅表現(xiàn)在對(duì)城市規(guī)劃所需信息的采集、處理和利用方面，更為重要的是它改變了城市規(guī)劃內(nèi)部信息流程和規(guī)劃部門與社會(huì)的信息交流與反饋機(jī)制，進(jìn)而對(duì)城市規(guī)劃管理體制產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，城市仿真技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，同時(shí)，城市仿真技術(shù)還可以拓展到如市政管理、公共交通、環(huán)境保護(hù)、地產(chǎn)開發(fā)、公安消防等其他領(lǐng)域的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)各種道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三維立體仿真，包括高速公路線路選擇、立交體系的仿真、城市交通仿真等，前景令人期待。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃麗娜，龐前聰，費(fèi)立凡.基于GIS的城市規(guī)劃仿真系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J]. 國(guó)土資源科技管理，2006.

[2] 姜峰.數(shù)字規(guī)劃中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2004，37（6）.

篇4

關(guān)鍵詞：情境教學(xué)；教學(xué)模式；數(shù)字化

引言

職業(yè)教育是對(duì)受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識(shí)、技能的訓(xùn)練，以能力培養(yǎng)為本位，以就業(yè)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)技能和實(shí)際操作能力培養(yǎng)。但從總體上看，職業(yè)教育仍然是我國(guó)教育事業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)的廣泛使用，改變了生活、工作和學(xué)習(xí)的方式，也對(duì)職業(yè)教育提出了新要求。無論是大規(guī)模的區(qū)域性數(shù)字化職業(yè)教育資源，還是學(xué)校自建的小型數(shù)字化職業(yè)教育資源，普遍存在缺乏系統(tǒng)性、優(yōu)質(zhì)數(shù)字職業(yè)教育資源不足、低質(zhì)數(shù)字職業(yè)教育資源重復(fù)建設(shè)、動(dòng)態(tài)更新緩慢等一系列問題，嚴(yán)重困擾著數(shù)字職業(yè)教育資源建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。因此，構(gòu)建數(shù)字環(huán)境下職業(yè)教學(xué)情境教學(xué)模式，將新知識(shí)、新技術(shù)和新方法融入職業(yè)教育課程體系中，深化職業(yè)教育教學(xué)改革，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)要求的高素質(zhì)勞動(dòng)者和專業(yè)人才是職業(yè)教育的發(fā)展趨勢(shì)。

教學(xué)過程模式

職業(yè)院校培養(yǎng)的人才類型是技術(shù)應(yīng)用型、技術(shù)技能型或操作性的高技能人才，因此，要根據(jù)未來職業(yè)需求和學(xué)生未來發(fā)展需要制定培養(yǎng)目標(biāo)，圍繞既定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，在數(shù)字環(huán)境下構(gòu)建未來職業(yè)情境，采用師生相互作用的方式、結(jié)構(gòu)與程序開展教學(xué)組織活動(dòng)。

1.創(chuàng)設(shè)情境

教學(xué)情境是指在課堂教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容，為落實(shí)教學(xué)目標(biāo)所設(shè)定的，適合學(xué)習(xí)主體并作用于學(xué)習(xí)主體，產(chǎn)生一定情感反應(yīng)，能夠使其主動(dòng)積極建構(gòu)性學(xué)習(xí)的具有學(xué)習(xí)背景、景象和學(xué)習(xí)活動(dòng)條件的學(xué)習(xí)環(huán)境。[1]廣義來說，是指作用于學(xué)習(xí)主體，產(chǎn)生一定的情感反應(yīng)的客觀環(huán)境；狹義來說，是指在課堂教學(xué)環(huán)境中，作用于學(xué)生而引起積極學(xué)習(xí)情感反應(yīng)的教學(xué)過程。[2]依托數(shù)字環(huán)境創(chuàng)設(shè)多層目標(biāo)結(jié)構(gòu)模式，形成職業(yè)教學(xué)中情境教學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，縮短學(xué)校與職業(yè)領(lǐng)域的距離，提高學(xué)生對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的適應(yīng)能力。教師依托開放教育資源和數(shù)字環(huán)境創(chuàng)設(shè)情境，營(yíng)造一種學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生形成良好的求知心理，參與對(duì)所學(xué)知識(shí)的探索、發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)過程，激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí)，引發(fā)問題，使其進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，主動(dòng)參與。

（1）創(chuàng)設(shè)技能目標(biāo)情境

利用開放教育資源創(chuàng)設(shè)技能目標(biāo)情境，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)崗位能力，掌握相關(guān)職業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和工藝變革。[3]利用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)技能目標(biāo)情境，使學(xué)生在職業(yè)情境中掌握職業(yè)崗位的工作流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)工具的使用，培養(yǎng)學(xué)生的操作運(yùn)行能力、維護(hù)檢修能力、安裝調(diào)試能力、技術(shù)管理與安全管理能力，使學(xué)生具有一定的可持續(xù)發(fā)展能力。

（2）創(chuàng)設(shè)知識(shí)目標(biāo)情境

利用開放教育資源創(chuàng)設(shè)知識(shí)目標(biāo)情境，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)能力，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握職業(yè)崗位所需專門性知識(shí)和技術(shù)特征知識(shí)，建立職業(yè)崗位所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。[4]利用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)知識(shí)目標(biāo)情境，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基本技能，突出實(shí)用性、技能性和職業(yè)性，為學(xué)生提供一個(gè)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)平臺(tái)。

（3）創(chuàng)設(shè)通用能力目標(biāo)情境

利用開放教育資源創(chuàng)設(shè)通用能力目標(biāo)情境，培養(yǎng)學(xué)生在不同職業(yè)中的適應(yīng)能力，即在職業(yè)崗位變化時(shí)，依然能較快地適應(yīng)新的職業(yè)崗位的能力；培養(yǎng)在不同職業(yè)間的可遷移能力，即在環(huán)境變化中不斷自我充實(shí)、自我提高、自我發(fā)展及終身不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步所必備的能力[5]。利用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)通用能力情境，訓(xùn)練學(xué)生探索問題、判斷問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，形成職業(yè)意識(shí)，提高職業(yè)能力，使學(xué)生具備一個(gè)現(xiàn)代職業(yè)人的基本素質(zhì)。

（4）創(chuàng)設(shè)情感態(tài)度和價(jià)值觀情境

根據(jù)不同的職業(yè)，利用開放教育資源和仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)培養(yǎng)情感態(tài)度和價(jià)值觀情境，即培養(yǎng)學(xué)生自我管理、自我調(diào)節(jié)、自我約束的能力，既掌握理論知識(shí)的識(shí)記、理解、遷移和運(yùn)用的方法，又掌握實(shí)踐技能學(xué)習(xí)的一般規(guī)律，具有對(duì)職業(yè)技能進(jìn)行分解、歸納，并用來解決實(shí)際問題的能力。

2.監(jiān)控指導(dǎo)

教學(xué)過程監(jiān)控主要是監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)策略的使用情況、監(jiān)控與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)和專業(yè)素養(yǎng)的穩(wěn)步提升。監(jiān)控指導(dǎo)包括課堂理論教學(xué)監(jiān)控指導(dǎo)和實(shí)踐教學(xué)監(jiān)控指導(dǎo)。

（1）理論教學(xué)監(jiān)控指導(dǎo)

依托開放教育資源教師針對(duì)學(xué)科專業(yè)知識(shí)進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)，教學(xué)內(nèi)容突出教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，注重基本理論、知識(shí)的傳授，確保知識(shí)豐富連貫。

（2）實(shí)踐教學(xué)監(jiān)控指導(dǎo)

利用仿真技術(shù)是將理論知識(shí)和實(shí)踐活動(dòng)、間接知識(shí)與直接經(jīng)驗(yàn)、抽象思維和形象思維、傳授知識(shí)與訓(xùn)練才能相結(jié)合進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。注重實(shí)踐技能的傳授，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的直覺能力和創(chuàng)造性思維能力。

3.個(gè)別指導(dǎo)

個(gè)別指導(dǎo)可以做到因材施教，有助于發(fā)展學(xué)生潛力，提高綜合素質(zhì)，在教學(xué)過程中采用面對(duì)個(gè)體、兼顧全體的教學(xué)策略，教師注重個(gè)別差異，重視與學(xué)生的交流，迅速反饋。根據(jù)不同的學(xué)生個(gè)體，利用開放教育資源和仿真技術(shù)提供個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)資源，制定不同學(xué)習(xí)任務(wù)和不同難度的學(xué)習(xí)計(jì)劃。在教學(xué)過程中教師要既注重前期的教學(xué)設(shè)計(jì)也重視學(xué)習(xí)過程的個(gè)別指導(dǎo)，在教師引導(dǎo)和帶領(lǐng)下，學(xué)生在特定時(shí)間內(nèi)有目標(biāo)、按計(jì)劃地交互性學(xué)習(xí)。[6]

學(xué)習(xí)過程模式

數(shù)字環(huán)境下職業(yè)教育的學(xué)習(xí)過程強(qiáng)調(diào)情境化、個(gè)性化和多樣化的教學(xué)和學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)過程的主體，因此在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

1.創(chuàng)設(shè)情境

在開放教育資源和仿真技術(shù)的支持下構(gòu)建職業(yè)教學(xué)情境學(xué)習(xí)環(huán)境，優(yōu)化整合學(xué)習(xí)資源，提供包括各種多媒體網(wǎng)絡(luò)課件模塊、實(shí)時(shí)輔導(dǎo)模塊、非實(shí)時(shí)輔導(dǎo)模塊的學(xué)習(xí)系統(tǒng)；包括作業(yè)跟蹤模塊、分級(jí)操作測(cè)試模塊、學(xué)習(xí)記錄模式、成績(jī)分析模塊、評(píng)估反饋模塊的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)；包括多媒體素材模塊、操作技能訓(xùn)練模塊、學(xué)習(xí)策略模塊、試題庫模塊的學(xué)習(xí)資源庫。

數(shù)字環(huán)境下的職業(yè)教育情境有助于讓學(xué)生在“一站式”的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)，不必因到處尋找資源而迷失在教育資源中。教師不關(guān)注如何填鴨式地將大量的內(nèi)容強(qiáng)加于學(xué)生，而是致力于給學(xué)生提供多樣化的、情境化的學(xué)習(xí)資源，支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

2.明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

在數(shù)字環(huán)境下創(chuàng)設(shè)職業(yè)教育情境學(xué)習(xí)的環(huán)境中，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的本質(zhì)是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行引領(lǐng)，整合優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)習(xí)更加有效。根據(jù)教學(xué)需求和職業(yè)需求，教師有效地組織數(shù)字化教學(xué)資源，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的篩選與組織，引導(dǎo)學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師進(jìn)行學(xué)期整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)效果測(cè)評(píng)等做好“一體化”的統(tǒng)籌規(guī)劃，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握最有價(jià)值、最具核心、最有用的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

3.探究學(xué)習(xí)

基于數(shù)字化環(huán)境的構(gòu)建職業(yè)教育情境學(xué)習(xí)環(huán)境，以“教師引導(dǎo)、學(xué)生主體”為中心，在教師的指導(dǎo)監(jiān)控下，學(xué)生選擇探究形式，完成從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的學(xué)習(xí)和交流過程，通過親身實(shí)踐，得出結(jié)論。學(xué)生除了有一定的邏輯能力等智力因素外，在情感智能、思維策略和技能方面要具有創(chuàng)新的勇氣、寬松的心理氛圍及良好的完成任務(wù)的動(dòng)機(jī)。在探究學(xué)習(xí)過程中，搭建數(shù)字化的情境學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在職業(yè)情境中獲取豐富的教學(xué)資源，如視頻課件、案例分析、崗位流程、操作演示等，實(shí)現(xiàn)各種資源的優(yōu)化組合，學(xué)生可以在大量的教育資源中獲取知識(shí)和技能，培養(yǎng)未來職業(yè)能力。同時(shí)，在數(shù)字化的情境學(xué)習(xí)中，針對(duì)不同的學(xué)生，采用不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式，教師，學(xué)生參與并討論，最后教師總結(jié)，這種探究學(xué)習(xí)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其解決問題的能力，活躍了學(xué)習(xí)氣氛。

4.評(píng)測(cè)反饋

評(píng)測(cè)反饋是有效自主學(xué)習(xí)過程的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程不斷進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)，對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行反饋，有助于提高學(xué)習(xí)成績(jī)最終達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。為確保在數(shù)字化情境中評(píng)測(cè)反饋的科學(xué)性、導(dǎo)向性、客觀性和全面性，可采用學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)測(cè)等多元化評(píng)測(cè)方式，多維度地對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行反饋，為學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)方法的調(diào)整提供依據(jù)。

結(jié)束語

數(shù)字環(huán)境下職業(yè)教學(xué)情境教學(xué)模式能夠優(yōu)化課堂環(huán)境與結(jié)構(gòu)，突出體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用，使職業(yè)教育由傳統(tǒng)的灌輸講授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主探究、發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，進(jìn)而完成知識(shí)的建構(gòu)。在數(shù)字化職業(yè)教學(xué)情境中，提供給學(xué)生充分、自由運(yùn)用的時(shí)間，創(chuàng)建學(xué)生個(gè)性發(fā)展的空間，激起他們的創(chuàng)造欲，發(fā)揮其潛能，培養(yǎng)其自學(xué)能力、思維能力、表達(dá)能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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[4]陸海英.教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的常用方法[J].新課程，2011（8）.

篇5

Abstract: The concept of virtual simulation technology and new campus construction features are described,the application of the virtual simulation technology in the new campus construction is explored.

關(guān)鍵詞:仿真技術(shù);建筑施工;新校區(qū);高校

Key words: simulation technology;building construction;new campus;university

中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)27-0131-01

1虛擬仿真技術(shù)的概念

系統(tǒng)仿真是以多種學(xué)科理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)及其軟件為工具進(jìn)行試驗(yàn)研究的理論和方法論體系[1]。仿真技術(shù)顧名思義,是把自然界中的物理現(xiàn)象通過一定的物理和數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上模擬來得到實(shí)際場(chǎng)變量的分析,有助于預(yù)知關(guān)心的物理現(xiàn)象[2]。簡(jiǎn)單的說,仿真技術(shù)是對(duì)系統(tǒng)模型的一種試驗(yàn)技術(shù)(是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的一種實(shí)驗(yàn)手段),在安全性和經(jīng)濟(jì)性方面有較大的優(yōu)越性。

2高校新校區(qū)建筑施工的特點(diǎn)

2.1 項(xiàng)目占地規(guī)模大、現(xiàn)代化水平高高校建設(shè)新校區(qū)已成為我國(guó)高校發(fā)展的重要特征,其占地規(guī)模之大是前所未有的(少則千余畝,多則幾千畝)。新校區(qū)建設(shè),堅(jiān)持現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化的技術(shù)取向。新校區(qū)建設(shè)在硬件設(shè)施、軟件平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)等全方位實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理,使學(xué)校的校園建設(shè)與管理工作實(shí)現(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化[4]。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)工期緊、周期長(zhǎng)新校區(qū)建設(shè)工程不同于一般工程,隨著招生規(guī)模的迅速擴(kuò)增以及高水平大學(xué)創(chuàng)建工作的展開,工期要求很緊,從項(xiàng)目的前期決策階段、實(shí)施階段到工程項(xiàng)目的使用階段,需要三到五年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。

2.3 項(xiàng)目建設(shè)投資大、技術(shù)復(fù)雜高校的新校區(qū)建設(shè)從立項(xiàng)、可研、計(jì)劃規(guī)劃、勘探、設(shè)計(jì)、審批、招投標(biāo)等前期準(zhǔn)備工作直至施工期間的監(jiān)督、檢測(cè)、監(jiān)理審計(jì)等事項(xiàng),耗時(shí)費(fèi)資;校園占地規(guī)模大,土地征用及遷移補(bǔ)償費(fèi)用可觀;項(xiàng)目基本建設(shè)費(fèi)用及設(shè)備、工器具購置費(fèi)用大,貸款利息包袱沉重。同時(shí)由于項(xiàng)目工程量大,基本建設(shè)專業(yè)性強(qiáng),現(xiàn)代化水平高,技術(shù)難度加大,施工過程復(fù)雜。

2.4 項(xiàng)目組成多樣化、復(fù)雜化從建設(shè)項(xiàng)目組成來看,它主要包括:公共教學(xué)樓、專業(yè)教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)樓、圖書館、體育館、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、餐廳、教師公寓、學(xué)生公寓以及道路建設(shè)、各種供電、供水、供氣的地下管線、景觀綠化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。建設(shè)項(xiàng)目從立項(xiàng)、選址定位、地質(zhì)勘探、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工程招標(biāo)投標(biāo)、工程施工到竣工驗(yàn)收,整個(gè)過程要經(jīng)過多道程序。

2.5 項(xiàng)目建設(shè)生態(tài)化、人文化生態(tài)化、人文化是新校區(qū)建設(shè)突出的特點(diǎn)。新校區(qū)綠地面積大,綠化率高,因地制宜地栽上了各種花卉和樹木。形成自然親水空間、綠色共享空間,高低自然錯(cuò)落,保證春、夏、秋三季有鮮花,四季有綠色的效果。校園環(huán)境中的休息、服務(wù)設(shè)施充分考慮了所在環(huán)境的特點(diǎn),造型別致,提高了環(huán)境的景觀效果;又充分考慮使用人的要求,分布面廣,數(shù)量眾多,便于學(xué)生尋找和隨時(shí)利用。

2.6 項(xiàng)目管理業(yè)主化、高效化為了更好地協(xié)調(diào)組織和推進(jìn)學(xué)校的新校區(qū)建設(shè)工作,各高校都成立了新校區(qū)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)組織機(jī)構(gòu),如新校區(qū)建設(shè)指揮部,或是新校區(qū)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組等,抽調(diào)高素質(zhì)、專業(yè)化的人員組成基建管理隊(duì)伍。細(xì)化內(nèi)部工作職責(zé),責(zé)任到個(gè)人,加強(qiáng)內(nèi)部管理,建立良好的約束機(jī)制,使基建管理工作健康運(yùn)轉(zhuǎn)。

3新校區(qū)建筑施工中應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)的意義

使用虛擬仿真系統(tǒng)對(duì)新校區(qū)建筑施工過程進(jìn)行模擬,在施工前了解各種構(gòu)件在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置及相互關(guān)系,實(shí)驗(yàn)多種施工方法,計(jì)算相應(yīng)工況應(yīng)力,對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化,這對(duì)以下幾方面將產(chǎn)生重大意義[3][5]。

3.1 利于施工方案優(yōu)選現(xiàn)代校園建筑基本都具有鮮明的個(gè)性,建筑工程施工成為不可完全重復(fù)的過程。使用施工虛擬仿真技術(shù)將可以直觀、科學(xué)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(duì)比,有助于施工方案的選擇和優(yōu)化,真正實(shí)現(xiàn)最優(yōu)施工。

3.2 利于施工技術(shù)革新施工虛擬仿真技術(shù)一方面能使廣大施工技術(shù)人員低成本地試驗(yàn)施工新工藝和革新思路,有助于創(chuàng)造性的充分發(fā)揮,同時(shí)能真切展示新技術(shù)的成效,縮短建筑業(yè)新技術(shù)的引入期和推廣期,降低新技術(shù)、新工藝的實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 利于施工過程管理施工虛擬仿真技術(shù)能事先模擬施工全過程,能提前發(fā)現(xiàn)施工管理中質(zhì)量、安全等方面存在的隱患,因而可以采取有效的預(yù)防和強(qiáng)化措施,提高工程施工質(zhì)量和施工現(xiàn)場(chǎng)管理效果。

3.4 利于項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)施工虛擬仿真技術(shù)可以考察新校區(qū)校園建筑設(shè)計(jì)是否合理,可以方便地對(duì)擬改進(jìn)部位進(jìn)行修改,從而得到滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。設(shè)計(jì)的仿真也有利于設(shè)計(jì)單位與業(yè)主、施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底。

3.5 利于建筑技術(shù)進(jìn)步開發(fā)施工虛擬仿真技術(shù)必然帶動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于建筑業(yè)其它方面,帶動(dòng)以下幾方面的進(jìn)步:①城市和市政規(guī)劃的優(yōu)化;②投資者的投資意圖及市場(chǎng)推銷;③建筑機(jī)械設(shè)計(jì);④仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

4結(jié)語與展望

隨著仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用,施工虛擬仿真系統(tǒng)將會(huì)不斷完善和發(fā)展,對(duì)建筑工程施工技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展將會(huì)起到巨大的推動(dòng)作用。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,是一個(gè)受教育大國(guó),高校有著大量繁重的基本建設(shè)任務(wù),要充分發(fā)揮高等院?？蒲袑?shí)力和人才優(yōu)勢(shì),立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn),積極開發(fā)和應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng),科學(xué)、高效地推動(dòng)新校區(qū)建設(shè)工作。

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篇6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；仿真技術(shù)；結(jié)合探究

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）13-0253-03

Abstract： with the continuous development of social economy and science and technology， computer simulation technology become in recent years to compare one of the commonly used types of computer. Computer simulation technology in the simulation of the effect of do the effect is more accurate， more real， so is the recognition of the application of the broad masses of the people. Signal as the computer simulation technology in an important way and an abstract expression of the concept， the simulation technology is convert the sight can be seen the true image of these invisible abstract things. Information processing as an important part of computer and in simulation technology is is a significant part of computer information processing is closely linked. So， the computer simulation technology and information processing technology are interrelated， interdependent relationship.

Key words： computer； simulation technology； combination of inquiry

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)中用到的最廣泛的的技術(shù)之一，發(fā)展的速度極為快速，適用人群眾多，無論是生活還是工作，滲透到各個(gè)方面。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種方式，它的工作原理是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，加以模擬仿真，達(dá)到仿真的再現(xiàn)，將抽象的看不見的形象通過仿真展現(xiàn)出來。目前由于這項(xiàng)技術(shù)具有精確的仿真效果，受到各行各業(yè)的青睞，在各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究，一直是計(jì)算機(jī)技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要的話題和工作。對(duì)于信息技術(shù)而言，也與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)具有緊密的聯(lián)系，也是計(jì)算機(jī)發(fā)展領(lǐng)域的一個(gè)重要的方面。信息化依靠仿真技術(shù)得到抽象化的轉(zhuǎn)化，進(jìn)行有關(guān)的信息處理的工作。

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的含義

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是運(yùn)用相關(guān)的信息進(jìn)行軟件處理工作，可以對(duì)音頻、視頻及圖片等方面進(jìn)行整理，把現(xiàn)實(shí)中的各種事物模擬成計(jì)算機(jī)仿真的形式，再通過各種信息媒介進(jìn)行傳達(dá)給觀眾。在觀看某個(gè)事物時(shí)候，如果利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)觀看，可以有多種視覺的角度進(jìn)行觀賞，并且可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行任意的觀察，營(yíng)造一種實(shí)與虛結(jié)合的視覺效果。對(duì)于讓人們可以多方面的進(jìn)行交流信息具有重大的意義和作用。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)有兩點(diǎn)重要的意義。第一，計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)是與一些計(jì)算機(jī)工程的進(jìn)行緊密聯(lián)系的，缺一不可。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)的工程的開發(fā)，起到了至關(guān)重要的作用。第二，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種重要的商業(yè)分析信息的工具，在公司的運(yùn)行中，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)節(jié)約各種投資的成本，降低投資的風(fēng)險(xiǎn)等工作，為企業(yè)的發(fā)展具有預(yù)算和分析的作用。

1.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)生活中的各個(gè)領(lǐng)域，涉及到工作和生活的方方面面，推動(dòng)了不同的行業(yè)的方展方向，為工作帶來了新的發(fā)展動(dòng)力和源泉。對(duì)于計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)的應(yīng)用主要是用于以下的幾個(gè)領(lǐng)域。

1.2.1 在教育界的應(yīng)用

最近幾年，由于教育的不斷改革，逐漸的對(duì)學(xué)生的實(shí)操能力越來越重視，所以對(duì)于學(xué)生的實(shí)際操練的水平就可以用計(jì)算機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行考核工作。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)是一種新型的考核項(xiàng)目，利用現(xiàn)代信息技術(shù)的各方面元素把教學(xué)的內(nèi)容和指導(dǎo)實(shí)踐等合理有效的整合成一個(gè)有機(jī)體，建立起一個(gè)實(shí)操平臺(tái)，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力的水平。

這項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)方式的出臺(tái)，活躍了原本閉塞的學(xué)習(xí)氛圍，把理論與實(shí)踐充分的結(jié)合了起來，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操練的能力，對(duì)所學(xué)習(xí)的理論內(nèi)容能夠進(jìn)一步的加深理解和記憶。培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)發(fā)展。

1.2.2 在運(yùn)輸界的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展，交通運(yùn)輸工具早已普及到城市及小鎮(zhèn)的各個(gè)街道。由于車輛的不斷增加，交通事故也就常有發(fā)生，現(xiàn)在而言，交通方面的安全隱患一直是出于事故發(fā)生的主要問題。在運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)中，避免不了三個(gè)方面的因素，主體是人，客體是車和路。所以，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，可以作為分析交通安全的現(xiàn)代化先進(jìn)的方式。工作原理就是，建立起一個(gè)模擬形式的交通路段，在這個(gè)交通路段中系統(tǒng)的研究發(fā)生事故的原因，并通過對(duì)交通事故的分析對(duì)交通的安全方面做出評(píng)價(jià)和探究。

交通的安全仿真系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是它的最核心的部分。作為該系統(tǒng)的仿真技術(shù)，用于交通的安全的仿真技術(shù)系統(tǒng)是與其他的一般的仿真數(shù)據(jù)存在一定的區(qū)別的。在對(duì)一個(gè)區(qū)域的交通安全進(jìn)行評(píng)估的時(shí)候，交通安全仿真系統(tǒng)必須運(yùn)用精確的數(shù)法和事故率法進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且還必須考慮到人們的各種思想和行為方面的因素等。對(duì)于進(jìn)行摸模擬的交通路段，交通工具的選擇就可以做任意的選擇，環(huán)境設(shè)置也沒有固定的要求，盡量把環(huán)境設(shè)置的真實(shí)化。再以一個(gè)旁觀者的角度來對(duì)交通事故進(jìn)行分析與探討，通過進(jìn)行系統(tǒng)的分析得出交通路段的精確的安全評(píng)估結(jié)果，并為安全事故提供出一個(gè)合理的解決方法。

1.2.3 在制造界的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造行業(yè)方面也具有較為廣泛的應(yīng)用。比如，將這一技術(shù)運(yùn)用于汽車制造業(yè)，可以為投資進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，解決成本大、難度高的相關(guān)問題。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在對(duì)進(jìn)氣管內(nèi)氣體的流動(dòng)的模擬工作的時(shí)候，就可以把發(fā)動(dòng)機(jī)工作的整個(gè)過程呈現(xiàn)出來，能夠進(jìn)行較較直觀的描述。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車流場(chǎng)上的應(yīng)用，可以模擬出氣流的分離的整個(gè)狀態(tài)，將抽象的形式表達(dá)出來，建立起了一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)模型。如果遇到汽車碰撞的狀況，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以通過一些相關(guān)的數(shù)據(jù)建立碰撞的數(shù)學(xué)模型。

1.2.4 在通信業(yè)中的應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)式的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能夠適用于通信系統(tǒng)的多端的要求。通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代的通信的手段的重要應(yīng)用方式。比如說，可以做對(duì)通信系統(tǒng)的規(guī)劃工作，以及測(cè)試它的性能等方面。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)于通信系統(tǒng)的不同的模塊具有精確的分析性能的作用。

在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)中，很難運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)來分析它的復(fù)雜性。在協(xié)議設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中間，通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的代碼可以把它設(shè)計(jì)成為可以得以實(shí)現(xiàn)的代碼。所以，在信息的學(xué)科教學(xué)中，仿真技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性問題的解決中也有相當(dāng)重要的作用。這項(xiàng)技術(shù)可以做到對(duì)一些信息學(xué)科進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行合理有的評(píng)估工作。另外，如果運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)也能夠避開由于不恰當(dāng)?shù)姆治鲈斐傻呐袛嘧璧K。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)建模工作，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的精確確認(rèn)，就能夠迅速的把模擬的系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中展現(xiàn)出來。所以根據(jù)這項(xiàng)仿真技術(shù)的應(yīng)用，可以把教學(xué)中的相關(guān)評(píng)估工作進(jìn)行改進(jìn)處理。同時(shí)為了考察網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)募皶r(shí)性和應(yīng)用的效率，要構(gòu)建起相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)。所以，通過以上可以看出計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真具有至關(guān)重要的分析和進(jìn)行評(píng)估的作用和意義。

2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的類型

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。在對(duì)技術(shù)上的分析，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要有兩種類別。一種是OOS，它是一種面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)仿真技術(shù)，運(yùn)用操作目標(biāo)的對(duì)象，把系統(tǒng)的功能和對(duì)象充分的運(yùn)用起來，再通過與對(duì)象間的信息進(jìn)行傳送工作。另一種是DIS，它是一種分布式的計(jì)算機(jī)交互的仿真技術(shù)，它主要是通過計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)方面的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備之間的相互連接，形成一個(gè)虛擬的仿真環(huán)境。

3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的技術(shù)分析

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，它的主要核心技術(shù)就是計(jì)算機(jī)平臺(tái)的一種虛擬模擬技術(shù)，包括了建模的思想，數(shù)字化的基礎(chǔ)，以及對(duì)圖像的處理技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)由于它的仿真技術(shù)做到極其逼真，所以這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用的領(lǐng)域也是極廣泛的，具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)條件能夠把顯示仿真的效果做到最好。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有幾個(gè)步驟：

3.1 建立數(shù)據(jù)模型

建立起數(shù)據(jù)模型，是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立的前提工作。對(duì)于其的建立方式會(huì)有兩種不同的方法，一般可以運(yùn)用演繹法或者歸納法?；蛘邇煞N方法結(jié)合起來一起運(yùn)用也能達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)模型的建立。在分析法中，第一步工作是把數(shù)字化模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將數(shù)據(jù)模型建立是以實(shí)際情況為前提的。建立模型的工作中，先做數(shù)據(jù)分析的工作，充分的對(duì)數(shù)據(jù)做好分析工作，然后再進(jìn)行仿真的準(zhǔn)備。

3.2 實(shí)現(xiàn)仿真模型

在數(shù)據(jù)模型建立完畢后，就要對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行程序化的處理工作。在這一工作過程中，要運(yùn)用很多的編程語言來完成。把它模型化是一個(gè)重要而有些難度的工作，必須經(jīng)過對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后做程序化的管理，最終才能實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的建立。

3.3 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過建立好數(shù)據(jù)模型，和實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的仿真，接下來的工作就是驗(yàn)證仿真實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證的工作中，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證工作，進(jìn)而得到相關(guān)的仿真結(jié)果。

4 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展

社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷革新與進(jìn)步，使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也要根據(jù)時(shí)代的需求進(jìn)行不斷的完善發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展步伐，與時(shí)俱進(jìn)，才能夠在未來的市場(chǎng)應(yīng)用中能夠持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展。

4.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)會(huì)與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系交融

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)現(xiàn)在雖被廣泛的運(yùn)用在了各個(gè)領(lǐng)域，但是目前開發(fā)出來的絕大多數(shù)都還不能夠交融或者轉(zhuǎn)移，要實(shí)現(xiàn)共享的局面還達(dá)不到要求，具有一定的困難性。對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的高成本的開發(fā)現(xiàn)狀，這還是一個(gè)急需解決的問題，關(guān)鍵之處就是將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)一步的擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)化的層面。這項(xiàng)工作在未來的發(fā)展中必將會(huì)有更為廣闊的運(yùn)用前景，首先一點(diǎn)就是可以避開又一次的投資，另外，可以在這項(xiàng)工作進(jìn)程中獲得一些共享資費(fèi)。所以，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化具有重要的意義。

4.2 虛擬制造技術(shù)

該領(lǐng)域是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的又一廣闊前景。虛擬制造技術(shù)的各項(xiàng)工作的完成，要依托計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，比過程之中的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品出廠和企業(yè)的管理工作等等，都離不開計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用使其正常運(yùn)營(yíng)。另外，虛擬制造已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)制造的多維度的進(jìn)行預(yù)測(cè)工作，制造技術(shù)不再單一。

4.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

該技術(shù)是在軟件模擬的實(shí)驗(yàn)下進(jìn)行的一項(xiàng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。作為一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用較經(jīng)濟(jì)，安全可靠，并且還可以實(shí)現(xiàn)多次的實(shí)驗(yàn)。仿真技術(shù)在現(xiàn)代的很多實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中都有所應(yīng)用，是對(duì)系統(tǒng)分析并進(jìn)行涉及的重要方式。

5 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合的分析

對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在不同的層面上進(jìn)行分析以后確切的認(rèn)識(shí)到，之所以這項(xiàng)技術(shù)能夠被廣泛的運(yùn)用到生活和工作的各個(gè)領(lǐng)域，就是因?yàn)樗哂袠O強(qiáng)的使用價(jià)值。在對(duì)新的處理方面當(dāng)然也會(huì)有更大的運(yùn)用意義。在對(duì)光的信息的處理上，起著至關(guān)重要的作用。

作為先進(jìn)的信息技術(shù)的處理方式，光信息處理的最大的優(yōu)點(diǎn)在于容量大，速度快和具有并行的特性。計(jì)算機(jī)技術(shù)中的處理二維碼圖像信息的技術(shù)，光的信息處理可以對(duì)信息的增強(qiáng)處或者一些特別的特征方面進(jìn)行識(shí)別都有很重要的影響作用?，F(xiàn)在，有很多的計(jì)算機(jī)軟件都對(duì)信息的處理技術(shù)具有深刻的研究和發(fā)展。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)信息的處理方法還有對(duì)軟件的信息處理。例如，matlab軟件是科學(xué)計(jì)算機(jī)軟件的一種，對(duì)于信息的處理也具有極強(qiáng)的靈活性，處理的方式涉及到矩陣的運(yùn)算和信息處理的很多方面。運(yùn)用此項(xiàng)信息處理是先利用軟件輸入進(jìn)信息進(jìn)行的仿真模擬，最后進(jìn)行可視化信息處理工作。這項(xiàng)軟件輸入快速，運(yùn)算很安全，而且具有方便的處理信息的優(yōu)點(diǎn)。

將計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)與光信息處理技術(shù)結(jié)合起來，仿真技術(shù)的功能也會(huì)更加的進(jìn)步與發(fā)展。通過將仿真技術(shù)和信息處理技術(shù)的結(jié)合，能夠作為一項(xiàng)很好的信息處理方法。把抽象的信息具體的展現(xiàn)出來，使其實(shí)現(xiàn)可視化，對(duì)于信息的處理的精確性能夠有更高層次的提升。所以，基于此原因，要做好計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理的結(jié)合運(yùn)用工作。

因此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為靈活性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也主要是對(duì)信息進(jìn)行處理工作。把計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合起來，可以有效的提高信息處理的精確性和工作的效率。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)通過圖像技術(shù)或者數(shù)學(xué)建模思想，進(jìn)行虛擬的轉(zhuǎn)換，將現(xiàn)實(shí)世界利用圖像的形式表現(xiàn)出來，具有可觀，并可以把抽象的信息具體化，再進(jìn)行高效率的處理工作，能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)中高效率快節(jié)奏的環(huán)境。

6 結(jié)語

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在未來的發(fā)展道路上，必將隨著時(shí)代的進(jìn)步步伐不斷的完善自己科學(xué)化的發(fā)展。作為目前應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在數(shù)字計(jì)算或是信號(hào)通信方面都都有他的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。仿真技術(shù)中，它將虛擬的抽象世界還原成可視的現(xiàn)實(shí)世界。而對(duì)于信息處理，它另一方面來說又被大量的植入進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中。所以，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理合理的結(jié)合起來，就具有極強(qiáng)的發(fā)展空間，同時(shí)有更廣闊的研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；先進(jìn)制造；機(jī)械；信息化

【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.

【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization

1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義

先進(jìn)制造技術(shù)AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企業(yè)綜合效益為目的，綜合利用信息、能源、環(huán)保等高新技術(shù)以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)制造過程中及產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期中的使用、維護(hù)、回收、利用等有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究并發(fā)行的所有適用技術(shù)的總稱[1-2]。

相對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字化先進(jìn)制造是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。它是對(duì)制造過程進(jìn)行數(shù)字化的描述，將制造信息采用數(shù)字化的表征、存儲(chǔ)、處理、傳遞和加工，從而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過程[3-6]。

2 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)

2.1 先進(jìn)制造技術(shù)的基本特征

先進(jìn)制造技術(shù)包括以下五個(gè)基本特征。

（1）先進(jìn)性。制造工藝作為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，必須是經(jīng)過優(yōu)化的先進(jìn)工藝。先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝，它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來，并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。

（2）通用性。先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過程的某一環(huán)節(jié)，它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)，甚至回收整個(gè)過程。

（3）系統(tǒng)性。隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進(jìn)制造技術(shù)的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動(dòng)過程。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

（4）集成性。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

（5）技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合。對(duì)市場(chǎng)變化做出更敏捷的反應(yīng)及對(duì)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的追求，使先進(jìn)制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過程組織管理體制的合理化和最佳化。

2.2 基于數(shù)字化的先進(jìn)制造技術(shù)

數(shù)字化制造技術(shù)符合先進(jìn)制造技術(shù)的上述五個(gè)基本特征。先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)代是數(shù)字化信息的時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字的生產(chǎn)、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領(lǐng)域。制造業(yè)從50年代數(shù)控機(jī)床的發(fā)明，標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)向著數(shù)字化走出了第一步，隨后制造信息化沿著三個(gè)方面推進(jìn)，一是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生產(chǎn)管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等?？梢哉f信息技術(shù)改變了當(dāng)代制造業(yè)的面貌。

3 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心

3.1 數(shù)字化先進(jìn)制造的核心技術(shù)

數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，它是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。數(shù)字化先進(jìn)制造主要包括以下幾個(gè)核心技術(shù)[4，6]：

（1）制造過程的建模與仿真。制造過程的建模與仿真是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程，建模通?；谥圃旃に嚤旧淼奈锢砗突瘜W(xué)知識(shí)，并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。

（2）網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)性。我國(guó)企業(yè)向國(guó)際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究，盡快掌握并趕上國(guó)外先進(jìn)水平。

（3）虛擬產(chǎn)品開發(fā)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個(gè)核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計(jì)算與通訊和組織、管理的改變。

3.2 數(shù)字化對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

（1）數(shù)字制造的全球?qū)崿F(xiàn)―網(wǎng)絡(luò)制造。隨著數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，這些企業(yè)可利用協(xié)同工作技術(shù)，在一定的時(shí)間、一定的空間內(nèi)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，小組成員共享通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞的知識(shí)與信息。

（2）數(shù)字制造的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造。為實(shí)現(xiàn)高增值、高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)，只有借助于高性能計(jì)算機(jī)和高速網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)字化環(huán)境中，充分利用其他企業(yè)制造過程的信息流和數(shù)據(jù)庫等有用的數(shù)字化資源，才能對(duì)變化市場(chǎng)做出快速的響應(yīng)。對(duì)于某些產(chǎn)品一個(gè)企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨(dú)立開發(fā)和制造其全部，必須根據(jù)任務(wù)，由一個(gè)公司的某些部門或不同公司按資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置。于是，一種以數(shù)字制造為平臺(tái)的先進(jìn)制造技術(shù)即數(shù)字制造的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造嶄露頭角。

（3）數(shù)字制造的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)―虛擬制造。數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真是數(shù)字制造的核心科學(xué)問題。這種能實(shí)現(xiàn)制造形狀與過程的數(shù)字化表征、非符號(hào)化制造知識(shí)的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個(gè)制造信息形成的數(shù)字空間，為計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了用武之地。

（4）數(shù)字制造的快速實(shí)現(xiàn)―快速原型制造。制造業(yè)面臨兩個(gè)重要的挑戰(zhàn)：一是要大大減少開發(fā)時(shí)間，二是產(chǎn)品的個(gè)性化。雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方法，但在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造集成實(shí)踐過程中仍有許多障礙。

虛擬制造技術(shù)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品實(shí)際的制造過程，對(duì)縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期、減少開發(fā)費(fèi)用、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力做出了重大貢獻(xiàn)。通過長(zhǎng)期的探索與實(shí)踐，催生了制造技術(shù)上的又一次新的變革―快速成型制造技術(shù)。

（5）數(shù)字制造的環(huán)保化實(shí)現(xiàn)―綠色設(shè)計(jì)與制造。制造業(yè)為人類的繁榮昌盛做出了巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，每年產(chǎn)生了近55億噸的無害廢品和7億噸的有害廢品。因此，為了有效地保護(hù)環(huán)境，一定要在制造的各個(gè)階段進(jìn)行污染控制。有必要使用能在各個(gè)階段評(píng)估環(huán)境被影響的后果的工具和方法學(xué)來支持設(shè)計(jì)和制造，一種具有意識(shí)的先進(jìn)制造技術(shù)―綠色設(shè)計(jì)與制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。

4 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的未來

目前，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已成為制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境和重要手段，目前世界500強(qiáng)企業(yè)無一例外地建立了內(nèi)部網(wǎng)。制造業(yè)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)到來時(shí)呈現(xiàn)明顯的信息化趨勢(shì)，可以說信息技術(shù)在促進(jìn)當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展過程中的作用是第一位的，信息技術(shù)將在更深層次上滲透和改造傳統(tǒng)制造業(yè)。

當(dāng)前，數(shù)字化制造正在深入發(fā)展，其主要趨勢(shì)呈以下四點(diǎn)：

（1）由二維向三維的轉(zhuǎn)變―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書）為核心的設(shè)計(jì)與制造。MBD是用集成的三維實(shí)體模型來完整的表達(dá)產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品定義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)人員服務(wù)，解決的是要制造什么的問題；MBI是以三維模型表達(dá)的車間工作規(guī)范和方法，為加工、裝配、檢測(cè)人員服務(wù)，解決的是怎么制造的問題。MBD/MBI技術(shù)將使工程技術(shù)人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來，可將更多精力轉(zhuǎn)移到需求分析和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)上。

（2）真正并行和協(xié)同的實(shí)現(xiàn)-數(shù)字化制造中的直觀可視化工作環(huán)境以及建模和仿真技術(shù)，為并行和協(xié)同工作提供了友好的協(xié)同工作環(huán)境及有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段和評(píng)估優(yōu)化工具。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段，也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向，如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等，無一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。

（3）數(shù)字化裝配與維修的應(yīng)用―裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR， Virtual Reality）的發(fā)展為解決裝配序列規(guī)劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法，虛擬裝配技術(shù)可在無物理樣機(jī)的情況下對(duì)產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過程中的裝配精度、裝配性能等進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和驗(yàn)證，并支持面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的裝配工藝過程的動(dòng)態(tài)仿真、規(guī)劃與優(yōu)化。目前虛擬裝配技術(shù)已從簡(jiǎn)單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過程、環(huán)境等多方面因素的裝配技術(shù)方向發(fā)展，這是推進(jìn)虛擬裝配技術(shù)實(shí)用化發(fā)展的重要一步。

（4）數(shù)字化車間與數(shù)字化工廠―數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造技術(shù)在車間和和工廠集成應(yīng)用和高效運(yùn)營(yíng)的全新生產(chǎn)模式。它在三維工藝過程、工藝裝備、生產(chǎn)線布局和生產(chǎn)管理綜合優(yōu)化和集成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在工廠、車間和生產(chǎn)線上由設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字化執(zhí)行、管理和控制問題，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)挖潛和增效的最有效形式。目前，生產(chǎn)線建模仿真技術(shù)和車間布局規(guī)劃已日益受到重視，它為高效物流實(shí)施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、單元化制造等先進(jìn)制造模式提供科學(xué)分析工具，尤其對(duì)多品種、變批量和混線生產(chǎn)等復(fù)雜生產(chǎn)模式具有重要指導(dǎo)意義。

5 結(jié)束語

先進(jìn)制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)制造業(yè)的有效手段，為了有效地在我國(guó)利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，需要明確研究、開發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的重點(diǎn)。綜觀以上先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，可以看出數(shù)字制造實(shí)為先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)，是實(shí)施其他先進(jìn)制造技術(shù)的平臺(tái)。

數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)是席卷全球的數(shù)字化浪潮中的重要一環(huán)，其本質(zhì)是支持?jǐn)?shù)字化或信息化制造業(yè)的技術(shù)。充分運(yùn)用當(dāng)代數(shù)字化技術(shù)，大力發(fā)展數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)符合本世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

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篇8

關(guān)鍵詞：船舶建造；數(shù)字化；信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：U673 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.什么是船舶建造數(shù)字化

船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理、經(jīng)營(yíng)和決策的全過程，使船舶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向著自動(dòng)化、精細(xì)化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)代管理思想和先進(jìn)工程方法的融合，形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)造船業(yè)的信息化改造，使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，縮短設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)涵

船舶建造數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面：

2.1 CAX（計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)）

CAX（計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)）是CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）和CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃）的統(tǒng)稱。

（1）CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）指在計(jì)算機(jī)及可視化設(shè)備為基礎(chǔ)的專業(yè)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作?？梢栽贑AD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設(shè)計(jì)開始的一系列設(shè)計(jì)工作，建立產(chǎn)品數(shù)字模型，進(jìn)行工程計(jì)算和分析，生成和繪制工程圖，生成物料清單等。

（2）CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。

（3）CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng)，其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（簡(jiǎn)稱數(shù)控NC）。有狹義和廣義兩個(gè)概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控，包括數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動(dòng)繪圖儀、焊機(jī)、機(jī)器人等；廣義概念還包括制造活動(dòng)中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。

（4）CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃）是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工時(shí)定額計(jì)算，包括工裝、夾具設(shè)計(jì)、刀具和切削用量選擇等，生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁，是生成各種加工制造，管理信息的重要環(huán)節(jié)。

2.2 企業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)過程與信息管理

通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過信息技術(shù)與現(xiàn)代管理理念的融合，使人、資源、技術(shù)、管理等要素有機(jī)地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過程管理的精細(xì)化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。

2.3 數(shù)字化裝備

軟硬件相結(jié)合的數(shù)字化裝備，如NC（數(shù)控設(shè)備）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）、Robot（機(jī)器人）等通過數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動(dòng)化裝備。這些設(shè)備通過離散的數(shù)字信息控制設(shè)備或傳動(dòng)裝置的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動(dòng)化。

3.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1 單項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)部門級(jí)應(yīng)用階段

該階段主要是單項(xiàng)技術(shù)，如數(shù)值計(jì)算技術(shù)、CAD/CAE/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及各種部門級(jí)的管理信息系統(tǒng)，如財(cái)務(wù)、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門的局部范圍內(nèi)的應(yīng)用。部門級(jí)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用作為一種技術(shù)手段對(duì)提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。

3.2 企業(yè)內(nèi)綜合應(yīng)用集成階段

這一階段是由企業(yè)內(nèi)的信息集成、過程集成到應(yīng)用集成。通過信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性，通過應(yīng)用集成使企業(yè)內(nèi)部的各種信息系統(tǒng)組成了一個(gè)有機(jī)的整體，大幅提高了數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的整體效益，使得企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理的各種業(yè)務(wù)活動(dòng)得以協(xié)調(diào)運(yùn)行，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。

3.3 企業(yè)間的應(yīng)用集成階段

由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，促使電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同設(shè)計(jì)、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型管理思想和管理方法得以實(shí)施，使得船舶這種具有大量配套設(shè)施的高度復(fù)雜產(chǎn)品的制造能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的專業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運(yùn)作，使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應(yīng)對(duì)用戶的需求。

自20世紀(jì)60年代末將計(jì)算機(jī)用于船舶線型放樣開始，我國(guó)船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年，國(guó)內(nèi)造船業(yè)經(jīng)過不懈的努力，使得造船數(shù)字化技術(shù)已逐步滲透到造船業(yè)價(jià)值鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)，引進(jìn)或自主開發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計(jì)、建造和管理過程中。國(guó)內(nèi)一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開始引進(jìn)虛擬仿真技術(shù)，開展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)和建造過程模擬等研究。

4.船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系

制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)是以現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造的工程方法和先進(jìn)制造理論為依據(jù)，以數(shù)字化技術(shù)為手段，面向產(chǎn)品全生命周期，理論方法與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)體系。

4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)

主要有計(jì)算機(jī)集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論，以及建模技術(shù)、仿真技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、集成技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合，形成了其技術(shù)理論基礎(chǔ)。

4.2 數(shù)字化基礎(chǔ)環(huán)境

主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、信息安全體系、信息標(biāo)準(zhǔn)化體系等。

4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)

主要包括產(chǎn)品需求分析、設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)制造等各個(gè)階段中，為分析和解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的各種問題而提供的數(shù)字化的技術(shù)方法和應(yīng)用工具，如單項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)CAD、CAE、CAM、VR等，過程管理和集成平臺(tái)PDM、仿真及優(yōu)化應(yīng)用等。

4.4 數(shù)字化制造技術(shù)

主要有數(shù)字化生產(chǎn)計(jì)劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。

4.5 數(shù)字化管理技術(shù)

主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應(yīng)鏈管理與電子商務(wù)技術(shù)、企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)技術(shù)及企業(yè)管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施過程及方法等。

船舶建造數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)針對(duì)船舶制造的特點(diǎn)和具體要求的實(shí)際應(yīng)用。船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)和一體化集成技術(shù)，此外，還有數(shù)字化基礎(chǔ)支撐環(huán)境與相關(guān)技術(shù)等。

（1）船舶產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)以三維建模技術(shù)、數(shù)值計(jì)算技術(shù)、CAD、PDM、并行協(xié)同技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，按照船舶設(shè)計(jì)不同階段及不同專業(yè)的規(guī)范和技術(shù)要求，形成船舶各設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化技術(shù)。

（2）船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術(shù)以MES、CAPP、NC、過程仿真等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求，形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術(shù)。

（3）船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術(shù)則是將制造業(yè)先進(jìn)的管理理念和方法與數(shù)字化技術(shù)相融合，按照船舶生產(chǎn)管理特點(diǎn)，形成船舶制造數(shù)字化管理技術(shù)。

（4）一體化集成技術(shù)則是進(jìn)一步在設(shè)計(jì)、制造、管理等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息的集成和應(yīng)用的集成，達(dá)到工程的并行和協(xié)同。

上述數(shù)字化技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用需具備相應(yīng)的基礎(chǔ)環(huán)境，需要解決一些相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，如信息標(biāo)準(zhǔn)化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、集成平臺(tái)、信息安全體系等。

5.船舶建造集成系統(tǒng)

船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、管理的主要業(yè)務(wù)過程：

（1）設(shè)計(jì)方面主要包含船、機(jī)、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)、船舶設(shè)計(jì)虛擬仿真系統(tǒng)，以及結(jié)合生產(chǎn)工藝要求的各個(gè)專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通過PDM（船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）存放并管理，以PDM作為平臺(tái)，為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關(guān)產(chǎn)品信息的共享。

（2）船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計(jì)劃管理、物資與物流管理、成本管理、財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理、企業(yè)資源（設(shè)備與人力資源）管理，以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等。

（3）制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車間級(jí)的生產(chǎn)制造執(zhí)行過程，如造船精度管理、資源日程計(jì)劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實(shí)績(jī)反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計(jì)劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求制訂工程計(jì)劃、采購計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃和其他生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實(shí)施生產(chǎn)作業(yè)過程。

結(jié)語

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)的新思想、新方法、新技術(shù)層出不窮、日新月異，船舶建造業(yè)應(yīng)該緊跟現(xiàn)代科技潮流，不斷創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)船舶建造技術(shù)的跨越式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇9

（北京理工大學(xué)軟件學(xué)院，北京100081）

摘要：在信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)交流無論在深度還是在廣度上都顛覆了傳統(tǒng)意義上的交流，成為人們生活的重要組成部分，它不但滿足了人們的內(nèi)在需要，擴(kuò)大了人們的社交范圍，而且改變了人們的生活方式。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一門專門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，為促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的交流提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬交流平臺(tái)的研究，對(duì)仿真技術(shù)在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交流方面的技術(shù)突破點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞 ：仿真技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)交流；虛擬；關(guān)鍵突破

DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066

中圖分類號(hào)：O245文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—1580（2015）02—0151—02

本文受國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAH38F01-05）資助。

收稿日期：2014—09—12

作者簡(jiǎn)介：張福泉（1975— ），男，福建福州人。北京理工大學(xué)軟件學(xué)院在讀博士，閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，副教授，研究方向：流媒體智能存取技術(shù)，智能化數(shù)字表演與仿真技術(shù)。

一、虛擬網(wǎng)絡(luò)交流的重要平臺(tái)及其發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們的交流方式發(fā)生了巨大的變化，低效率的傳統(tǒng)交流方式逐漸被網(wǎng)絡(luò)交流方式所取代。網(wǎng)絡(luò)交流以網(wǎng)絡(luò)作為信息的載體，將互聯(lián)網(wǎng)作為交流分享的平臺(tái)，極大地提升了交流的即時(shí)性和效率。

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)主要包括即時(shí)通信交流平臺(tái)、信息互動(dòng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)商品交易平臺(tái)和在線交流平臺(tái)。無論人們?cè)谀囊粋€(gè)平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，對(duì)交流過程的快速、真實(shí)、便利的追求都永無止境，這極大地推動(dòng)了仿真技術(shù)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為仿真技術(shù)的發(fā)展指明了方向。首先，雖然網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)的種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)交流的方式越來越繁雜，但是，單一的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)無法滿足人們的需要，未來網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)不僅能實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”與“虛擬人”的交流，還將實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”之間的交流。其次，網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)畢竟都是虛擬環(huán)境下的交流，無法滿足人們相互之間真實(shí)的精神情感交流的需要。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)交流的可視化、智慧化以及無障礙交流必將成為新的發(fā)展趨勢(shì)，追求虛擬現(xiàn)實(shí)世界成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向。

二、可視化仿真技術(shù)在虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的技術(shù)突破

可視化仿真技術(shù)指的是將仿真中的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、以圖形圖像形式表示的、隨時(shí)間和空間變化的仿真過程呈現(xiàn)的技術(shù)手段?？梢暬抡婕夹g(shù)是仿真領(lǐng)域的重要研究分支，包括了可視化算法、實(shí)時(shí)繪制、圖像生成、多通道及多視點(diǎn)顯示、人機(jī)交互、分布式與并行計(jì)算、軟件工程學(xué)、效果評(píng)估等理論技術(shù)以及各行業(yè)相關(guān)的建模技術(shù)，等等。

（一）可視化仿真軟件的智能化、自動(dòng)化。隨著網(wǎng)絡(luò)交流的不斷深化和發(fā)展，實(shí)體動(dòng)態(tài)、智能視點(diǎn)選取成為可視化軟件的發(fā)展潮流。1.實(shí)體動(dòng)態(tài)生成。在仿真開始前先在想定仿真節(jié)點(diǎn)編制好態(tài)勢(shì)變化的想定文件，在仿真過程中通過節(jié)點(diǎn)的仿真軟件對(duì)想定文件進(jìn)行動(dòng)態(tài)解析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同仿真節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)匹配。實(shí)體動(dòng)態(tài)生成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于將網(wǎng)絡(luò)交流的不同需求進(jìn)行分散化建模，簡(jiǎn)化了仿真建模的復(fù)雜性。2.視點(diǎn)智能選取。Vega是可視化視點(diǎn)選取使用較為廣泛的工具，帶有靜止、運(yùn)動(dòng)模式等多種視點(diǎn)方式，但是，Vega等工具的固定觀看模式無法充分體現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)仿真過程中各個(gè)實(shí)體、事件、環(huán)境、場(chǎng)景、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)變化情況，要實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的視點(diǎn)管理，就需要全局漫游、俯視以及智能眼視點(diǎn)等模式。

（二）可視化仿真建模的三維實(shí)體柔性技術(shù)。智能視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有固定實(shí)體的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)仿真，對(duì)于沒有固定形狀，并且隨著時(shí)間和過程不斷變化的實(shí)體，例如云、風(fēng)、煙霧彈等柔性體，則需要采用柔性仿真技術(shù)，通過對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)特性、機(jī)理以及作用建立起這些柔性體特殊的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)行可視化繪制，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性體的三維仿真。

（三）可視化仿真實(shí)時(shí)性和逼真度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)和逼真是虛擬網(wǎng)絡(luò)交流追求的兩個(gè)重點(diǎn)，在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者的最大突破成為可視化仿真技術(shù)不斷進(jìn)步的動(dòng)力。在硬件方面，通過提升計(jì)算機(jī)運(yùn)行芯片的計(jì)算性能和處理模式來實(shí)現(xiàn)快速繪制；在軟件方面，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)格技術(shù)的并行計(jì)算、分布式計(jì)算，可以逐步優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)和代碼，減少計(jì)算量，從而提升繪制速度。

（四）非視覺物理量的可視化技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中不僅存在看得見、摸得到的實(shí)體，還存在不可見的非視覺物理量

（例如磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、水聲場(chǎng)、電場(chǎng)等）

。要實(shí)現(xiàn)虛擬社會(huì)交流的真實(shí)性，非視覺物理量的可視化技術(shù)也是非常重要的突破。非視覺物理量可視化仿真的關(guān)鍵技術(shù)是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)仿真，一般通過兩個(gè)途徑來實(shí)現(xiàn)：1.對(duì)三維數(shù)據(jù)生成的等值面進(jìn)行繪制，這是基于面的可視化，主要方法有切片技術(shù)、幾何變形曲面法以及網(wǎng)格劃分法等。2.將三維數(shù)據(jù)投影到計(jì)算機(jī)，再通過體繪制技術(shù)進(jìn)行繪制，這是基于投影的可視化。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的關(guān)鍵突破

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)通過虛擬的“現(xiàn)實(shí)人”體驗(yàn)來表達(dá)、獲取信息，集合了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，例如人工智能、控制論、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、電子傳感技術(shù)、機(jī)器人、多媒體以及遙現(xiàn)技術(shù)，等等，是一種最有效模擬“現(xiàn)實(shí)人”在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。通過VR技術(shù)，創(chuàng)造出一個(gè)“現(xiàn)實(shí)人”可以與虛擬世界進(jìn)行對(duì)話、虛擬世界對(duì)“現(xiàn)實(shí)人”的行為作出反應(yīng)的人機(jī)交互環(huán)境，同時(shí)，表現(xiàn)出虛擬世界的自律、臨場(chǎng)感，使得“現(xiàn)實(shí)人”具有身臨其境的感覺，這也正是人們?cè)谶M(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)社會(huì)交流時(shí)所極力追求的體驗(yàn)。

（一）VR的視覺表現(xiàn)技術(shù)。真實(shí)感以及圖形圖像實(shí)時(shí)繪制是實(shí)現(xiàn)VR視覺感知的重要手段之一，也是構(gòu)造虛擬環(huán)境的核心，更高、更強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性不但保證了VR系統(tǒng)的沉浸感和交互性，而且也是VR視覺表現(xiàn)技術(shù)所追逐的重要目標(biāo)。圖形圖像繪制是VR視覺表現(xiàn)的基礎(chǔ)，一般可以分為：1.圖形繪制技術(shù)，主要研究真實(shí)感光照計(jì)算、自然景物繪制以及紋理映射等；2.場(chǎng)景繪制技術(shù)，包括全光函數(shù)、光場(chǎng)計(jì)算、同心拼圖、全景拼圖等研究?jī)?nèi)容；3.圖像與圖像相結(jié)合的繪制技術(shù)，包括幾何一致性以及光照一致性等方面的內(nèi)容。

（二）VR的聽覺表現(xiàn)技術(shù)。聽覺是人類感知世界的重要信息來源，虛擬社會(huì)中的每一個(gè)發(fā)聲體都是“現(xiàn)實(shí)人”感知虛擬社會(huì)信息的一個(gè)重要來源。事實(shí)上，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上感知的聲音素材大部分都是數(shù)字化音頻，由于不具有空間信息，無法體現(xiàn)虛擬社會(huì)聽覺空間的真實(shí)感和立體感，而通過描述人的聽覺系統(tǒng)對(duì)不同方位聲音的不同頻譜特性（頭部相關(guān)傳輸函數(shù)：HRTF），例如雙耳時(shí)間差、聲級(jí)差等，可以建立起虛擬聽覺空間（VAS），其中的聲音定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)三維逼真音效的關(guān)鍵技術(shù)。

（三）VR的力/觸覺表現(xiàn)技術(shù)。VR通過力/觸覺設(shè)備對(duì)力/觸覺信息（主要包括碰撞檢測(cè)和碰撞響應(yīng)）進(jìn)行高效處理，在客戶操作力/觸覺設(shè)備時(shí)，碰撞檢測(cè)算法對(duì)“現(xiàn)實(shí)人”與虛擬對(duì)象的碰撞情況進(jìn)行檢測(cè)，并在發(fā)生碰撞后運(yùn)行碰撞響應(yīng)策略。

（四）VR的嗅/味覺表現(xiàn)技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)，人的嗅覺是由化學(xué)刺激產(chǎn)生的，而且氣味間細(xì)微的差別都會(huì)引發(fā)不同人的不同反應(yīng)，顯然，要對(duì)虛擬社會(huì)的嗅/味覺進(jìn)行高仿真，現(xiàn)在還存在一定的困難，這也將成為未來VR技術(shù)研究的重要方向，現(xiàn)階段有許多科學(xué)家進(jìn)行了有益的探索。例如：Amoore J.E就曾想用基本的七種氣味來進(jìn)行合成，但真實(shí)度不高。

雖然仿真技術(shù)為促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)行了各種關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了虛擬社會(huì)的可視化和可交流，但離現(xiàn)實(shí)社會(huì)中人與人的真實(shí)交往還存在一定的差距，而且虛擬社會(huì)中“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”的相互交流還存在一定的障礙，需要進(jìn)行進(jìn)一步的仿真技術(shù)研究才能更好地實(shí)現(xiàn)。

［

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篇10

1建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的必要性

實(shí)驗(yàn)室是現(xiàn)代大學(xué)的心臟，是實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)想、產(chǎn)生創(chuàng)新思維和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所。21世紀(jì)信息化的快速發(fā)展使教育發(fā)生了重大變革，教育信息化受到了國(guó)家的高度重視?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出：信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視［2］。教育部印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》，要求“利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，整合資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的高等教育信息基礎(chǔ)設(shè)施”，推進(jìn)“實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)等信息化建設(shè)”［3］。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)順應(yīng)了新常態(tài)下高等教育的發(fā)展趨勢(shì)，是高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化的最新舉措。以華中師范大學(xué)為例，近年來，學(xué)校堅(jiān)持“一體兩翼，建設(shè)高水平大學(xué)”的辦學(xué)思想，大力推進(jìn)信息化、國(guó)際化兩項(xiàng)重點(diǎn)改革舉措。在數(shù)字化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教育建設(shè)的基礎(chǔ)上，華中師范大學(xué)整合心理、信息、工程等學(xué)科資源，依托2010年獲批的“青少年網(wǎng)絡(luò)心理與行為教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和2012年獲批的“國(guó)家級(jí)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”，大力推進(jìn)心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，并于2014年1月獲批建設(shè)“國(guó)家級(jí)心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”（以下簡(jiǎn)稱“中心”）。該中心旨在貫徹教育部“科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的指導(dǎo)思想，將虛擬仿真技術(shù)引入心理學(xué)的教學(xué)和科研，更好地促進(jìn)對(duì)處于多維信息空間中的個(gè)體如何與外部世界進(jìn)行信息交流的理解和探索，成功模擬、實(shí)現(xiàn)了一批在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中無法做到，或者具有高風(fēng)險(xiǎn)和高成本的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，體現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，有效地拓展了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間，提高了心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用

1989年，美國(guó)的Wulf教授提出了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室概念。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室使用虛擬現(xiàn)實(shí)（virtualreal－ity，VR）技術(shù)，綜合了各種計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是現(xiàn)代仿真技術(shù)的延伸。它是由計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)的環(huán)境，參與人員對(duì)虛擬環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行操控和交流，從而產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境相同或相近的體驗(yàn)［4］。對(duì)于心理學(xué)實(shí)驗(yàn)來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好地呈現(xiàn)視覺圖形，也能呈現(xiàn)聽覺刺激，而這兩種通道是人獲得外部世界信息的主要通道，占人所獲得外部信息量的95％，是進(jìn)行心理學(xué)研究的主要領(lǐng)域。VR技術(shù)不但可以較好地模擬、再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，構(gòu)建某些基于倫理學(xué)原因無法通過其他手段使用的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景（例如道德兩難問題的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景），還可以對(duì)其所模擬場(chǎng)景中的元素（包括刺激的內(nèi)容和表象、任務(wù)的復(fù)雜度和被試的響應(yīng)等）實(shí)施精確、實(shí)時(shí)、全面的控制與記錄。總之，以虛擬現(xiàn)實(shí)為代表的虛擬仿真技術(shù)在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、研究中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和深遠(yuǎn)的意義。

2．1突破時(shí)空和各種因素的限制

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室，因此學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，不受時(shí)間、空間和實(shí)驗(yàn)次數(shù)的限制。對(duì)于某些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要數(shù)天或更長(zhǎng)時(shí)間才能觀察到的變化過程，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室則可在較短的時(shí)間內(nèi)將全部過程及結(jié)果模擬、呈現(xiàn)給學(xué)生進(jìn)行觀察分析［5］。以虛擬“數(shù)字化生理心理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”為例，它的界面設(shè)置簡(jiǎn)潔、選單操作清晰，只需進(jìn)行點(diǎn)選就能完成高度復(fù)雜的虛擬解剖實(shí)驗(yàn)操作，獲得連續(xù)人體斷層掃描數(shù)據(jù)信息（每個(gè)斷層厚度約1mm），能涵蓋人體所有的解剖結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)有助于教師和學(xué)生全方位觀察人體任一器官的形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、在人體中的位置以及斷層中的位置，并且可以做任意角度的旋轉(zhuǎn)觀察，可方便地用于系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、斷層解剖學(xué)以及運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)等多門課程的教學(xué)，擺脫了傳統(tǒng)生理解剖實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人體器官模型實(shí)物的依賴。此外，通過借助校園高速無線網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生在校園各場(chǎng)所（教室、圖書館、宿舍、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）都可以隨時(shí)隨地登錄客戶端，高速、快捷、互動(dòng)地開展生理心理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而達(dá)到突破實(shí)驗(yàn)課時(shí)空限制，隨時(shí)隨地開展數(shù)字化生理、心理實(shí)驗(yàn)操作。

2．2創(chuàng)新虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈魂。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在改進(jìn)、完善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)補(bǔ)充了有助于提高學(xué)生研究、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的創(chuàng)新型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。中心在實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)方面明確提出：在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)中體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則。中心明確要求骨干實(shí)驗(yàn)課教師根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)課程的專業(yè)特色，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相融合，將每門實(shí)驗(yàn)課程安排20％～30％的學(xué)時(shí)開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，新增加的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既包括相關(guān)學(xué)科最新、最前沿的一些實(shí)驗(yàn)，也包括一些利用已有科研成果轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過持續(xù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫不斷擴(kuò)大和創(chuàng)新，大大地豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)的多樣性和靈活性［6］。目前，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫中已增加了近30項(xiàng)心理學(xué)綜合性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，例如：“虛擬學(xué)習(xí)情境中注意多動(dòng)障礙兒童認(rèn)知加工特征”、“虛擬現(xiàn)實(shí)在社交焦慮癥治療中的應(yīng)用”、“虛擬現(xiàn)實(shí)在恐高癥治療中的應(yīng)用”、“虛擬創(chuàng)造性問題解決實(shí)驗(yàn)”、“虛擬兒童養(yǎng)育系統(tǒng)”、“虛擬情境下執(zhí)行功能檢測(cè)和訓(xùn)練”、“虛擬情景中人類空間導(dǎo)航”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2．3模擬高危環(huán)境，避免實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)

利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室可以模擬一些在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中無法做到的有高度風(fēng)險(xiǎn)、高成本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。以虛擬心理咨詢與治療實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例，通過構(gòu)建一系列能夠使恐高癥患者產(chǎn)生恐高心理的模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景（例如觀光電梯、高樓頂層、空中索道、懸崖頂端等），然后讓患者反復(fù)暴露在這些場(chǎng)景中，利用系統(tǒng)脫敏法減少患者的恐高心理。虛擬仿真治療中的任何一個(gè)恐高癥模擬場(chǎng)景，都可以應(yīng)患者要求隨時(shí)開始、暫停、中止和結(jié)束。這使得虛擬場(chǎng)景治療方法更安全、也更具有彈性。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)真實(shí)事物的模擬，使危險(xiǎn)系數(shù)較真實(shí)實(shí)驗(yàn)降低很多，學(xué)生無需為自己的失誤承擔(dān)后果，給他們帶來更多的安全感，滿足學(xué)生心理安全的需要。

2．4開放性和共享性

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的模式。學(xué)生利用課余時(shí)間登錄網(wǎng)站，輸入正確的用戶名、密碼就可進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就可以進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作。以虛擬現(xiàn)實(shí)心理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例，該平臺(tái)依托虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體呈現(xiàn)、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫和高速網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果［7］。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師和學(xué)生無需親歷每個(gè)真實(shí)環(huán)境，卻能最大化地體驗(yàn)真實(shí)環(huán)境，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)和示范應(yīng)用。中心的虛擬仿真平臺(tái)還可以幫助尚不具備真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件和心理學(xué)應(yīng)用服務(wù)條件的地區(qū)，大幅度提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)和心理學(xué)應(yīng)用服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的地區(qū)平衡和最大化共享。再以“數(shù)字化生理心理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”為例，該平臺(tái)所有教學(xué)過程的中間環(huán)節(jié)都能夠以圖像方式輸出，并支持音頻、視頻文件導(dǎo)入。因此，教師的教學(xué)過程、學(xué)生的學(xué)習(xí)過程以及師生的互動(dòng)過程都可以通過添加語音、視頻標(biāo)簽的方式保留記錄。該設(shè)計(jì)思路旨在方便教師編輯教案和解答學(xué)生提出的疑問。教師和學(xué)生也可以就虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，在中心教學(xué)管理平臺(tái)的“互動(dòng)交流”頻道開展反饋與交流。

2．5提供多項(xiàng)虛擬心理學(xué)實(shí)踐技能訓(xùn)練項(xiàng)目

華中師范大學(xué)是一所具有鮮明的“教師教育”特色的部屬重點(diǎn)師范大學(xué)，不但重視培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的基礎(chǔ)教育和基礎(chǔ)研究能力，也高度重視培養(yǎng)面向社會(huì)、面向市場(chǎng)的理論與實(shí)踐結(jié)合的復(fù)合型、高技術(shù)人才。利用本中心的專業(yè)資源優(yōu)勢(shì)和虛擬仿真技術(shù)，華中師范大學(xué)心理與行為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心面向校內(nèi)高年級(jí)本科生、研究生，提供了多項(xiàng)以實(shí)踐技能為導(dǎo)向的大型綜合性心理學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。這些大型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，依托當(dāng)代最前沿的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，廣泛采用網(wǎng)絡(luò)視頻、在線交流、多媒體演示等信息化教育手段，模擬學(xué)生在課堂管理、教學(xué)技術(shù)、心理咨詢與治療等過程中所接觸的實(shí)踐場(chǎng)景與環(huán)節(jié)。通過數(shù)字化教學(xué)演示和學(xué)生在虛擬實(shí)踐平臺(tái)中的反復(fù)練習(xí)，讓學(xué)生將心理學(xué)理論知識(shí)與解決實(shí)際問題的實(shí)踐技能相結(jié)合［8］。這種虛擬仿真的實(shí)訓(xùn)方式既生動(dòng)又安全，又可對(duì)場(chǎng)景多次重復(fù)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2．6綠色環(huán)保，降低成本

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)需要借助于具體實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然而實(shí)際使用的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴、損耗大、實(shí)驗(yàn)成本較高；而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室最大的優(yōu)點(diǎn)是成本低。虛擬設(shè)備只是概念上的設(shè)備，沒有磨損、損壞，可供學(xué)生無限次重復(fù)使用。另外，由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室設(shè)備是由軟件虛擬出來的，因此可有效避免大型設(shè)備重復(fù)購置，在同一計(jì)算機(jī)中運(yùn)行不同的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就可構(gòu)建不同的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本降低。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室因管理不善造成的儀器損壞、器械丟失等問題，使實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本降低。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)前無須準(zhǔn)備各種器械、材料，教學(xué)結(jié)束也無須進(jìn)行瑣碎的整理工作，維護(hù)管理工作量減少，使實(shí)驗(yàn)室管理成本降低［9－14］。

3結(jié)束語