數(shù)字化仿真技術(shù)概念精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數(shù)字化仿真技術(shù)概念主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化工廠工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化

中圖分類號：S220文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1引言

圍繞激烈的市場競爭，制造企業(yè)已經(jīng)意識到他們正面臨著巨大的時間、成本、質(zhì)量、產(chǎn)品差異化等壓力。如何快速適應(yīng)市場的變化，實(shí)現(xiàn)從“以產(chǎn)定銷”到“按訂單生產(chǎn)”模式轉(zhuǎn)變？數(shù)字化工廠提供了較為理想的解決方案。

2 數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠是BIM(建筑信息模型)技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。

2.1數(shù)字化工廠

2.1.1數(shù)字化工廠的概念

數(shù)字化工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)虛擬制造原理，在虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、優(yōu)化和重組的新的生產(chǎn)組織方式。它是在設(shè)計(jì)建造階段，建立全面、詳實(shí)的信息，包括材料、工藝、設(shè)備運(yùn)行管理等全生命周期的信息檔案數(shù)據(jù)庫，利用BIM(建筑信息模型)技術(shù)指導(dǎo)建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備的科學(xué)使用和維護(hù)，為信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺，加上CAD、EEP、MEP等應(yīng)用管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字化信息的有效傳遞，既鏈接了生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，又與企業(yè)經(jīng)營管理相互聯(lián)系，進(jìn)而把整個企業(yè)數(shù)字化的資金信息、物流信息、生產(chǎn)裝置狀態(tài)信息、生產(chǎn)效率信息、生產(chǎn)能力信息、市場信息、采購信息以及企業(yè)所必須的控制目標(biāo)都實(shí)時、準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)地提供給決策者和管理者，幫助企業(yè)決策者和管理者提高決策的實(shí)時性和準(zhǔn)確性以及管理者的效率，從而實(shí)現(xiàn)管理和控制數(shù)字化、一體化的目標(biāo)。

2.1.2數(shù)字化工廠的優(yōu)勢

數(shù)字化工廠利用其工廠布局、工藝規(guī)劃和仿真優(yōu)化等功能手段，改變了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的理念，給現(xiàn)代化工業(yè)帶來了新的技術(shù)革命，其優(yōu)勢作用較為明顯。

預(yù)規(guī)劃和靈活性生產(chǎn)：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，整個企業(yè)在設(shè)計(jì)之初就可以對工廠布局、產(chǎn)品生產(chǎn)水平與能力等進(jìn)行預(yù)規(guī)劃，幫助企業(yè)進(jìn)行評估與檢驗(yàn)。同時，數(shù)字化工廠技術(shù)的應(yīng)用使得工廠設(shè)計(jì)不再是各部門單一地流水作業(yè)，各部門成為一個緊密聯(lián)系的有機(jī)整體，有助于工廠建設(shè)過程中的靈活協(xié)調(diào)與并行處理。此外，在工廠生產(chǎn)過程中能夠最大程度地關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈上的各節(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)生產(chǎn)、物流、管理過程中的靈活性和自動化水平。

縮短產(chǎn)品上市時間、提高產(chǎn)品競爭力：數(shù)字化工廠能夠根據(jù)市場需求的變化，快速、方便地對新產(chǎn)品進(jìn)行虛擬化仿真設(shè)計(jì)，加快了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)成形的進(jìn)度。同時，通過對新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬仿真與優(yōu)化，保證了新產(chǎn)品生產(chǎn)過程的順利性與產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，加快了產(chǎn)品的上市時間，在企業(yè)間的競爭中占得先機(jī)。

節(jié)約資源、降低成本、提高資金效益：通過數(shù)字化工廠技術(shù)方便地進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，最大程度地降低了物理原型的生產(chǎn)與更改，從而有效地減少資源浪費(fèi)、降低產(chǎn)品開發(fā)成本。同時，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料（客戶需求、生產(chǎn)原料、設(shè)備狀況等）進(jìn)行生產(chǎn)仿真與預(yù)測，對生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)先判斷與決策，從而提高生產(chǎn)收益與資金使用效益。

提升產(chǎn)品質(zhì)量水平：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原料、生產(chǎn)過程等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)與統(tǒng)籌安排，降低設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，方便地進(jìn)行質(zhì)量規(guī)劃，提升質(zhì)量水平。

2.2數(shù)字化工廠的差異性

“數(shù)字化工廠”貫穿整個工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃、驗(yàn)證、直至車間生產(chǎn)工藝整個制造過程，在實(shí)施過程需要注意系統(tǒng)集成方面的問題，“數(shù)字化工廠”不是一個獨(dú)立的系統(tǒng)，規(guī)劃時，需要與設(shè)計(jì)部門的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗(yàn)證（工藝評審），同時，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況。所以，“數(shù)字化工廠”與設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是必須的。同時，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識”（如工時卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個集成的底部是PLM構(gòu)架。

同時，類似于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，每個企業(yè)都有自己的流程和規(guī)范，考慮到很多人都在一個環(huán)境中協(xié)同工作（工藝工程師、設(shè)計(jì)工程師、零件和工具制造者、外包商、供應(yīng)商以及生產(chǎn)工程師等），隨時會創(chuàng)建大量的數(shù)據(jù)，所以，“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)也存在客戶化定制的要求，如操作界面、流程規(guī)范、輸出等，主要是便于使用和存取等。

3 數(shù)字化工廠的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

數(shù)字化工廠以突出的功能優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，但其實(shí)現(xiàn)過程也涉及多種關(guān)鍵技術(shù)。

3.1數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化工廠涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：數(shù)字化建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、優(yōu)化仿真技術(shù)、應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)。

數(shù)字化建模技術(shù)：數(shù)字化工廠是建立在數(shù)字化模型基礎(chǔ)上的虛擬仿真系統(tǒng)，輸入數(shù)字化工廠的各種制造資源、工藝數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等要求建立離散化數(shù)學(xué)模型，才能在數(shù)字化工廠軟件系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行各種數(shù)字仿真與分析。數(shù)字化模型的準(zhǔn)確性關(guān)系到對實(shí)際系統(tǒng)真實(shí)反映的精度，對于后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程的模擬仿真具有較大的影響。因此，數(shù)字化建模技術(shù)作為數(shù)字化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)，其作用十分關(guān)鍵

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供一種具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性的多維信息空間，方便實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使用戶能身臨其境地感受開發(fā)的產(chǎn)品，具有很好地直觀性，在數(shù)字化工廠中具有廣泛的應(yīng)用前景。虛擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)水平，很大程度上影響著數(shù)字化工廠系統(tǒng)的可操作性，同時也影響著用戶對產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程判斷的正確性。

優(yōu)化仿真技術(shù)：優(yōu)化仿真技術(shù)是數(shù)字化工廠的價值所在，根據(jù)建立的數(shù)字化模型與仿真系統(tǒng)給出的仿真結(jié)果及其各種預(yù)測數(shù)據(jù)，分析虛擬生產(chǎn)過程中的可能存在的各種問題和潛在的優(yōu)化方案等，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高生產(chǎn)的可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量，最終提高企業(yè)的效益。由此可見，優(yōu)化仿真技術(shù)水平對于能否最大限度地發(fā)揮企業(yè)效益、提升企業(yè)競爭力具有十分重要的作用，其優(yōu)化技術(shù)的自動化、智能化水平尤為關(guān)鍵。

應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)：數(shù)字化工廠通過建模仿真提供一整套較為完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)與生產(chǎn)流程，但是作為生產(chǎn)自動化的需要，數(shù)字化工廠系統(tǒng)要求能夠提供各種可以直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的設(shè)備控制程序以及各種是生產(chǎn)需要的工序、報表文件等。各種友好、優(yōu)良的應(yīng)用接口，能夠加快數(shù)字化設(shè)計(jì)向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

3.2常見數(shù)字化工廠軟件

由于數(shù)字化工廠技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的優(yōu)越性，各知名企業(yè)競相開發(fā)各種數(shù)字化工廠軟件，其中較為常見、應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字化工廠軟件主要有eM-Power和Demia等。

eM-Power是由美國的Tecnomatix技術(shù)公司開發(fā)的數(shù)字化工廠軟件，它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。該軟件架構(gòu)是建立在Oracle數(shù)據(jù)庫之上的三層結(jié)構(gòu)，它為企業(yè)用戶提供零件制造解決方案、裝配規(guī)劃、工廠及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量和人員績效等主要功能。這些主要的功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫eM_Server中，實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)制造過程的信息共享。2007年以來，西門子公司在收購了UGS（UGS于2004年收購了Tecnomatix）的基礎(chǔ)上，推出了功能更為強(qiáng)大的Teamcenter 8和Tecnomatix 9，提供工廠設(shè)計(jì)及優(yōu)化、制造工藝管理、裝配規(guī)劃與驗(yàn)證、開發(fā)、仿真和調(diào)試自動的制造過程和質(zhì)量管理等功能，在各大企業(yè)具有廣泛應(yīng)用。

Delmia是由法國的Dassault公司開發(fā)的數(shù)字化工廠解決方案，該解決方案是構(gòu)建在Dassault公司的PLM結(jié)構(gòu)的頂層，由其專用數(shù)據(jù)庫（PPR-Hub）統(tǒng)一管理。Delmia的體系結(jié)構(gòu)主要包括：面向制造過程設(shè)計(jì)的（DPE）、面向物流過程分析的（QUEST）、面向裝配過程分析的（DPM）、面向人機(jī)分析的（Human）、面向虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的（Envision）、面向機(jī)器人仿真的（Robotics）、面向虛擬數(shù)控加工方針的（VNC）、面向系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成的（PPR Navigato）等。它主要由面向數(shù)字化工藝規(guī)劃模塊、數(shù)字化仿真平臺工具集以及車間現(xiàn)場制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成模塊等組成。

3.3數(shù)字化工廠的應(yīng)用

數(shù)字化工廠是信息化技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新的企業(yè)組織形式，是促進(jìn)企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新興技術(shù)，目前主要應(yīng)用在汽車制造、航空航天等大型制造企業(yè)。

3.3.1數(shù)字化工廠技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用。

目前，數(shù)字化工廠技術(shù)在國內(nèi)外汽車制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在國外，如通用汽車公司使用Tecnmatix eMPower的解決方案，大大縮短了通用公司從新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到投放市場的時間，同時提升了其產(chǎn)品質(zhì)量。奧迪公司使用eM-Plant進(jìn)行物流規(guī)劃仿真，如A3 Sportback項(xiàng)目。通過物流規(guī)劃仿真不僅使得整個生產(chǎn)物流供應(yīng)鏈之間建立起了緊密有序的聯(lián)系，同時也方便對物流方案進(jìn)行先期評估和可行性分析。在國內(nèi)，如一汽大眾在車身主拼線工藝設(shè)計(jì)中采用數(shù)字化工廠技術(shù)，改善了車身焊接工藝，提高車身焊接質(zhì)量。上海大眾在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品總裝領(lǐng)域采用數(shù)字化工廠技術(shù)，大幅提升了公司的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，華晨金杯公司引進(jìn)西門子的Tecnomatix軟件，對產(chǎn)品的總裝工藝進(jìn)行數(shù)字化改造。

3.3.2數(shù)字化工廠技術(shù)在飛機(jī)制造業(yè)的應(yīng)用。

在飛機(jī)制造業(yè)，數(shù)字化工廠技術(shù)的先進(jìn)性也得到了充分體現(xiàn)。如美國的洛克希德馬丁公司在F35研制過程中，采用數(shù)字化工廠技術(shù)縮短了2/3的研制周期，降低了50%的研制成本，開創(chuàng)了航空數(shù)字化制造的先河。有如波音787飛機(jī)在研制過程中采用基于Delmia的數(shù)字化工廠技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)?？湛虯380飛機(jī)采用虛擬裝配方案，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的三維虛擬裝配仿真和驗(yàn)證。不僅國外飛機(jī)制造企業(yè)在其產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)過程中使用數(shù)字化工廠技術(shù)，國內(nèi)的飛機(jī)制造企業(yè)也是如此。如上海飛機(jī)制造廠利用數(shù)字化工廠技術(shù)在三維環(huán)境中進(jìn)行人工裝配操作的數(shù)字化模擬，提高了人工操作的標(biāo)準(zhǔn)化。而西安航空動力控制公司則采用Tecnomatix的數(shù)字化工廠軟件對其異型件生產(chǎn)線進(jìn)行仿真和優(yōu)化，進(jìn)行技術(shù)改造探索。

3.3.3數(shù)字化工廠在鑄造行業(yè)的探索

共享鑄鋼團(tuán)《數(shù)字化工廠示范工程》擬運(yùn)用先進(jìn)制造理念（如虛擬制造、智能制造、綠色制造、柔性制造等）和先進(jìn)鑄造技術(shù)、方法，結(jié)合共享集團(tuán)在鑄造行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，全面融合先進(jìn)信息化技術(shù)，建設(shè)數(shù)字化模樣生產(chǎn)線、數(shù)字化柔性造型生產(chǎn)線、智能化熔煉控制系統(tǒng)、智能體聯(lián)合控制的鑄件精整線、數(shù)字化在線檢測等綜合集成的數(shù)字化鑄造工廠，在“多品種、小批量、快捷”鑄造生產(chǎn)方面達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平，建成一座在鑄造行業(yè)領(lǐng)先的“數(shù)字化、柔性化、綠色、高效”鑄造工廠，集成并創(chuàng)造數(shù)字化鑄造新模式。

4結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化工廠技術(shù)不斷與現(xiàn)代企業(yè)相結(jié)合，已成為提升企業(yè)競爭力的新動力。在當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的新形勢下，數(shù)字化工廠技術(shù)出現(xiàn)了新的趨勢。首先，現(xiàn)場總線技術(shù)在數(shù)字化工廠中的應(yīng)用，提升數(shù)字化工廠的現(xiàn)場可操作性；其次，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，拓展數(shù)字化工廠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力；最后，數(shù)字化工廠的智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真與企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)的無縫鏈接，打造真正的智能數(shù)字化工廠。

作者簡介

郭兆祥（1976-）男，碩士研究生，從事技術(shù)質(zhì)量管理工作。

參考文獻(xiàn).

[1]李險峰.DELMIA讓數(shù)字化工廠成為現(xiàn)實(shí)[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2006，(9)：48-50.

第2篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本概念。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)建模理論，以及相關(guān)的應(yīng)用性工具共同建構(gòu)的仿真性系統(tǒng)應(yīng)用模型，并在一定的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)建立的模型之綜合性檢驗(yàn)的實(shí)用技術(shù)。依照計(jì)算機(jī)設(shè)備的具體類型狀況展開分析，可以將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)劃分為：模擬仿真、數(shù)字仿真，以及混合仿真三個基本的類型。伴隨著當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的客觀發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)設(shè)備在運(yùn)算速度與運(yùn)算能力方面的提升，建立在數(shù)字化技術(shù)背景下計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，已經(jīng)對傳統(tǒng)模式下的原始仿真技術(shù)模式是實(shí)現(xiàn)了較為完全的實(shí)質(zhì)性替代，這種新式的仿真技術(shù)易于運(yùn)作與修改。計(jì)算精度高且速度快，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為可靠等特征。

（二）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本應(yīng)用流程

第一，對問題進(jìn)行描述。透過開展目標(biāo)問題的描述實(shí)踐，切實(shí)明確計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的對象、目的，以及相關(guān)的基礎(chǔ)性要求，之后依照教學(xué)研究工作的目的和實(shí)踐需求，具體確定計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的規(guī)模特征，以及約制條件。第二，初步建立原始化數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是針對某種特定的事物系統(tǒng)或者是數(shù)量關(guān)系對象，使用規(guī)范化的數(shù)學(xué)語言，實(shí)現(xiàn)對數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的近似化或者是概括化描述目標(biāo)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種基于模型技術(shù)的全新技術(shù)，其模型建構(gòu)的準(zhǔn)確性對仿真檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要影響。第三，建構(gòu)仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。在原有的數(shù)學(xué)模型的建制基礎(chǔ)上，引入計(jì)算機(jī)輔助科學(xué)技術(shù)模塊，對之前已經(jīng)建制完成的模型進(jìn)行有針對性地補(bǔ)充完善，這個過程也可以簡略性地描述為二次建模。第四，開展編程和調(diào)試行為。要將仿真技術(shù)系統(tǒng)前期建制過程中形成的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行具體的編程和相應(yīng)的調(diào)試行為。第五，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)系統(tǒng)，開展之前設(shè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)而得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第六，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證。通過反復(fù)開展仿真實(shí)驗(yàn)，對已經(jīng)建制的模型進(jìn)行驗(yàn)證以及修正，實(shí)現(xiàn)對仿真技術(shù)應(yīng)用模型的預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。

二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在體育學(xué)科實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在當(dāng)代體育學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用。

伴隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)的深化發(fā)展，這項(xiàng)實(shí)踐技術(shù)在理論教學(xué)工作中的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)了對課堂教學(xué)內(nèi)容的豐富，以及對對象學(xué)生群體學(xué)習(xí)興趣的有效激發(fā)，要逐步幫助學(xué)生加強(qiáng)對復(fù)雜知識項(xiàng)目的理解能力，切實(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量實(shí)踐水平的有效提升。與此同時，在現(xiàn)行的體育課程的教學(xué)實(shí)踐過程中，在目前階段，絕大多數(shù)的教師往往都是使用示范的模式來開展對教學(xué)內(nèi)容的講解，但是，伴隨著教師年齡的增長，以及教師在體育運(yùn)動技戰(zhàn)術(shù)水平掌握層面的客觀差別，有時可能很難在教學(xué)訓(xùn)練實(shí)踐中，順利完成對體育運(yùn)動技戰(zhàn)術(shù)知識的講授，以及訓(xùn)練實(shí)踐目標(biāo)，在一定的考量角度上，不利于學(xué)生體育課程學(xué)習(xí)成績的有效提高。在這樣的背景下，我們可以逐步開展可視化仿真技術(shù)，以及多媒體仿真技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐，可以針對具體的體育運(yùn)動項(xiàng)目，制定有針對性的仿真模擬化的運(yùn)動過程技戰(zhàn)術(shù)軟件，之后指令學(xué)生在模擬化的運(yùn)動環(huán)境中開展相應(yīng)的教學(xué)與訓(xùn)練環(huán)節(jié)，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生成績水平的有效提升。

（二）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在開展運(yùn)動訓(xùn)練指導(dǎo)實(shí)踐中的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)本身具備著極其廣闊的客觀性應(yīng)用范圍，它在較大的程度上，能夠?qū)崿F(xiàn)對某些重要的系統(tǒng)，或者是重要的現(xiàn)象的模擬與仿真實(shí)踐。將系統(tǒng)化的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)化的仿真模型，之后，再依照計(jì)算機(jī)輔助程序獲取到數(shù)學(xué)模型的解，以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果，并在科學(xué)的運(yùn)作程序背景下，實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)獲取到的數(shù)據(jù)對象的分析，以及驗(yàn)證目標(biāo)，最大限度地，使用數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)對運(yùn)動員的技戰(zhàn)術(shù)實(shí)踐行為，進(jìn)行科學(xué)化的實(shí)踐指導(dǎo)。

結(jié)束語

第3篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

【關(guān)鍵詞】城市仿真；應(yīng)用系統(tǒng)；城市規(guī)劃

一、引言

BillGates認(rèn)為：“在當(dāng)今世界，一座城市如果不跟蹤最新觀念，將技術(shù)運(yùn)用到極限，明天它就可能成為一座鬼城?！苯陙恚殡S著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化潮流已是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，建立在城市信息化平臺上的虛擬銀行、虛擬商務(wù)、虛擬政府、虛擬學(xué)校、虛擬影劇院、虛擬旅游、虛擬醫(yī)院等已紛紛出現(xiàn)。由于城市的各個子系統(tǒng)都可以在計(jì)算機(jī)中直觀地發(fā)映出來,從而可以很方便地對城市的物流、人流、信息流進(jìn)行集中而有效的控制和管理。所以，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、企業(yè)、城市居民所共同關(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，也成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

二、城市仿真技術(shù)簡介

2.1什么是城市仿真

城市仿真(UrbanSimulation)對大多數(shù)人來說，還是一個比較陌生的概念。簡單來說，“城市仿真”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。近幾年，城市仿真在國內(nèi)外已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用，其前所未有的人機(jī)交互性、真實(shí)建筑空間感、大面積三維地形仿真等特性，都是傳統(tǒng)方式所無法比擬的。

2.2與傳統(tǒng)方法的比較

傳統(tǒng)的規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方法基本包括以下4種：人工手繪、建筑微縮模型、建筑效果圖和三維動畫。其中，人工手繪（或非真實(shí)渲染-NPR）只是偶爾作為點(diǎn)綴用在早期的概念設(shè)計(jì)中。建筑效果圖、三維動畫、建筑微縮模型是目前廣泛采用的三種方式。由于其市場的成熟，單做其中某一個或幾個方面即可支撐一個中型公司(100人以下)的發(fā)展。

這三種方法雖然流行，但它們各自的不足還是很明顯的。制作建筑微縮模型需要經(jīng)過大比例尺縮小，因此只能獲得建筑的鳥瞰形象，無法以正常人的視角來感受建筑空間，無法獲得在未來建筑中人的真正感受；常用的效果圖表現(xiàn)也只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗(yàn)；三維動畫雖然有較強(qiáng)的動態(tài)三維表現(xiàn)力，但不具備實(shí)時的交互性，人是被動的，而且對方案的修改以及觀察路線的變化需要重新計(jì)算，幾天甚至幾周后才能看到結(jié)果。

而在城市仿真應(yīng)用中，人們能夠在一個虛擬的三維環(huán)境中，用動態(tài)交互的方式對未來的建筑或城區(qū)進(jìn)行身臨其境的全方位的審視：可以從任意角度、距離和精細(xì)程度觀察場景；可以選擇并自由切換多種運(yùn)動模式，如：行走、駕駛、飛翔等，并可以自由控制瀏覽的路線。而且，在漫游過程中，還可以實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案、多種環(huán)境效果的實(shí)時切換比較。這是傳統(tǒng)的建筑效果圖和預(yù)渲染回放的三維動畫所無法達(dá)到的。

2.3城市仿真技術(shù)的重點(diǎn)

1、在一定軟硬件的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場景

在城市仿真中，場景的真實(shí)感是最為關(guān)鍵的一個因素。而如前面已提到過的，由于實(shí)時三維渲染的要求及硬件顯示能力的限制，場景的復(fù)雜程度不能太高。同時，由于實(shí)時仿真技術(shù)的限制，一些比較費(fèi)時的渲染選項(xiàng)，如動態(tài)陰影、Bumpmap等實(shí)現(xiàn)起來還有一定困難。這些都會直接影響場景的真實(shí)感。

在硬件渲染能力的限制下，為創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場景，一方面需要發(fā)掘各種軟件的功能，進(jìn)行優(yōu)化組合；另一方面，要發(fā)展更為高級的算法，如程序幾何（ProceduralGeometry）和分形算法（FractalMathematics）。

但“發(fā)展算法”不是一件簡單的事，非個人所能為，只能是由某家公司開發(fā)出相應(yīng)的軟件，我們再來應(yīng)用。所以，從一般的制作者而言，要創(chuàng)建真實(shí)場景還是在于充分利用各種已存在的軟件工具。從實(shí)際的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)來看，主要有以下幾種軟件：

l實(shí)時三維模型創(chuàng)建軟件：MultigenCreator；

l紋理處理軟件：Photoshop

l實(shí)時場景管理/驅(qū)動軟件：Vega

l輔助軟件：

建模方面可以用3DsMax/Maya輔助，Maya有免費(fèi)的flt文件(MultigenCreator格式文件)輸入/輸出插件,3DsMax則要通過OkinoPolytrans軟件來進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；

在三維紋理貼圖方面，可用DeepPaint3D和DeepUV輔助；

在燈光效果貼圖方面，可用Lightscape；

AutoCAD用于接收用戶原始DWG文件，預(yù)覽并輸出DXF。

在項(xiàng)目之初，就要詳細(xì)規(guī)劃、分配任務(wù)，根據(jù)任務(wù)思考如何充分利用上述各種軟件達(dá)到最終效果。除了從這幾個方面著手以外，我們所能期待的就只能是計(jì)算機(jī)硬件顯卡能力的迅速提高了。

2、在三維漫游的基礎(chǔ)之上，開拓新功能

不滿足于僅僅簡單的三維場景漫游，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行人機(jī)互動效果的開發(fā)，并和用戶應(yīng)用緊密結(jié)合，如在Vega/VC下開發(fā)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)擊查詢、三維/二維結(jié)合、多媒體結(jié)合、3DGIS(地理信息系統(tǒng))等。

三、城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)與城市規(guī)劃

由于城市規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。從總體規(guī)劃到城市設(shè)計(jì)，在規(guī)劃的各個階段，通過對現(xiàn)狀和未來的描繪（身臨其境的城市感受、實(shí)時景觀分析、建筑高度控制、多方案城市空間比較等），為改善人居生活環(huán)境，以及形成各具特色的城市風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的支持。規(guī)劃決策者、規(guī)劃設(shè)計(jì)者、城市建設(shè)管理者以及公眾，在城市規(guī)劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規(guī)劃最終成功的前提。城市仿真技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用城市仿真技術(shù)建立的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員及公眾在一個統(tǒng)一的平臺上，可從任意角度，實(shí)時互動真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達(dá)到的。

3.1城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案評估、領(lǐng)導(dǎo)決策、規(guī)劃審批、市民公示、宣傳展示及招商等各方面。

3.2城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)

l仿真的虛擬環(huán)境:

類似于時下流行的三維動畫，同樣是通過強(qiáng)大的三維建模技術(shù)建立逼真的三維場景，對規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。但是城市仿真技術(shù)建立的虛擬環(huán)境是由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)；而傳統(tǒng)動畫的三維場景則是由動畫制作人員根據(jù)資料或想象繪制而成，與真實(shí)的環(huán)境和數(shù)據(jù)有較大的差距，嚴(yán)格意義上來說屬于一種演示作品。

l多方式、運(yùn)動中感受城市空間：

在城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)中，可以全方位,多種樣式（步行、驅(qū)車、飛行、UFO等）,完全由用戶自由控制在場景中漫游。城市仿真技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動畫最根本的區(qū)別就是：傳統(tǒng)動畫的觀察路徑都是預(yù)先設(shè)定好的，用戶只能按照事先設(shè)定的路徑瀏覽場景；而城市仿真技術(shù)可以由用戶在三維場景中任意漫游，人機(jī)交互，甚至還可以使用專用的頭盔把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生一種身臨其境的錯覺。這樣一來，很多不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評估質(zhì)量。

l實(shí)時多方案比較：

運(yùn)用城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意的進(jìn)行修改，改變建筑高度，改變建筑外立面的材質(zhì)、顏色，改變綠化密度，……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要象傳統(tǒng)三維動畫那樣，每做一次修改都需要對場景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖通過城市仿真技術(shù)實(shí)時的反映出來，用戶可以做出很全面的對比，并且城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調(diào)整，輔助用戶作出決定。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。

l三維空間信息交流：

城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的沉浸感和互動性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口與GIS信息相結(jié)合，從而可以在實(shí)時的虛擬環(huán)境中隨時獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報批、管理等需要。此外，城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)還可以與網(wǎng)絡(luò)信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對三維空間數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程操作。

3.3城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的功用

一套完善的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)能夠很好的展示城市規(guī)劃、宣傳城市建設(shè)、提升城市形象。系統(tǒng)根據(jù)城市的當(dāng)前狀況和對城市的未來規(guī)劃，將城市的過去、現(xiàn)在和將來任意時間的情況展示在規(guī)劃設(shè)計(jì)者、政府決策者、投資開發(fā)者和普通市民面前。系統(tǒng)首先根據(jù)城市的當(dāng)前狀況和對城市的規(guī)劃資料完成城市的設(shè)計(jì)，然后該系統(tǒng)的交互控制軟件可以幫助使用者從不同角度遍歷城市的各個部分，幫助有關(guān)人員作出決策。

提高項(xiàng)目管理能力和效率

規(guī)劃部門使用城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，可以使方案評估更為準(zhǔn)確、公正和快捷。另外，如果系統(tǒng)中需要增加新的項(xiàng)目，或其中的項(xiàng)目遇到方案修改，可以隨時導(dǎo)入或更新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并且可供日后存檔，極大地方便了政府規(guī)劃管理部門的管理工作，提高了效率，節(jié)省了成本。

提高公眾參與度和部門協(xié)同作業(yè)

由于城市仿真技術(shù)打破了專業(yè)人士和非專業(yè)人士之間的溝通障礙，使得各部門能夠在統(tǒng)一的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)平臺下進(jìn)行交流，能更好的理解設(shè)計(jì)方的思路和各方的意見，能更快的找到問題、達(dá)成共識和解決一些設(shè)計(jì)中存在的缺陷。

提高方案設(shè)計(jì)和修正的效率

通過城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，改變用地布局，改變建筑高度，改變綠化密度，改變外立面的顏色……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)就可以輕松實(shí)現(xiàn)，大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量。

提高展示和城市形象宣傳的效果

城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的沉浸感和交互性不但能夠讓用戶獲得身臨其境的體驗(yàn)，同時還能隨時獲取項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)資料。對于公眾關(guān)心的大型規(guī)劃項(xiàng)目，在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)過程中，城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可以將現(xiàn)有的方案導(dǎo)出為視頻文件用來制作多媒體資料予以一定程度的公示，讓公眾真正的參與到項(xiàng)目中來。當(dāng)項(xiàng)目方案最終確定后，也可以通過視頻輸出制作多媒體宣傳片，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的宣傳展示效果。

四、結(jié)語

第4篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

關(guān)鍵詞：船舶；虛擬仿真技術(shù)；建造評估；應(yīng)用

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0084-02

1 船舶虛擬仿真技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

在船舶工業(yè)里面對虛擬仿真技術(shù)加以應(yīng)用，能使敏捷造船、并行工程以及數(shù)字化造船得以實(shí)現(xiàn)，同時它也是我國傳統(tǒng)造船模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)之一。對虛擬仿真技術(shù)加以運(yùn)用，在建造船舶之前，工程師可在虛擬環(huán)境下對船舶的建造過程進(jìn)行仿真，從而改進(jìn)和評價船舶的工藝與設(shè)計(jì)，這樣便于指導(dǎo)船廠進(jìn)行現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)。在船舶行業(yè)里運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，能使生產(chǎn)效率得到提升，降低生產(chǎn)成本，使建筑周期縮短，從而為我國船舶行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

船舶的建造評估和設(shè)計(jì)可以使先前工藝或前期設(shè)計(jì)導(dǎo)致的工程修改得以消除，進(jìn)而對船舶企業(yè)的成本、質(zhì)量以及生產(chǎn)效率產(chǎn)生直接的影響。現(xiàn)如今，許多國家正在開展以虛擬仿真評估和數(shù)字化描述相結(jié)合的船舶虛擬制造、設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，并且在船舶建造中也應(yīng)用了多種仿真評估軟件，而且其研制水平和效率還在近年來得到了大幅提升，包括我國在內(nèi)的許多國家都正在尋求提升研制質(zhì)量、節(jié)省研制費(fèi)用、縮短研制時間的新方式。

挪威UD公司作為船舶設(shè)計(jì)的佼佼者，現(xiàn)如今，他們在對新船型進(jìn)行設(shè)計(jì)時，全都會對三維模型加以利用，然后在虛擬環(huán)境下綜合評價鉆井船的設(shè)備布局、布置、外觀等，分析虛擬船舶水動力，對虛擬評估進(jìn)行分段劃分，并仿真船舶的作業(yè)過程。

自20世紀(jì)90年代一來，我國開始對各種先進(jìn)的仿真技術(shù)加以研究，并開展大規(guī)模系統(tǒng)仿真。但將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在海洋和船舶領(lǐng)域的起步還比較晚，現(xiàn)如今，其工作最主要集中在初步實(shí)施和理論研究的應(yīng)用階段，此外，國內(nèi)的船舶研究所也開發(fā)有虛擬仿真的軟件系統(tǒng)和硬件平臺。

2 將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在船舶的建造評估中

此項(xiàng)技術(shù)通過對虛擬實(shí)體模型加以利用，來實(shí)現(xiàn)評估船舶建造過程的目的，包含船舶生產(chǎn)工藝規(guī)劃、操作順序驗(yàn)證、生產(chǎn)系統(tǒng)創(chuàng)建。它能支持船舶生產(chǎn)管理、機(jī)器人仿真、人機(jī)功效分析、作業(yè)時間測定、工藝規(guī)劃與驗(yàn)證等的內(nèi)容。

2.1 在建造前期的論證評估中運(yùn)用

船舶建造的內(nèi)容之一便是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)力布局要求以及實(shí)際能力，對船舶企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和發(fā)展條件加以研究，對船舶企業(yè)的發(fā)展方向和規(guī)模進(jìn)行預(yù)測和論證，將企業(yè)建設(shè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)擬定出來。在建造船舶的前期對生產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)行論證評估是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的工作，這個過程需要對企業(yè)多方面信息進(jìn)行分析。此項(xiàng)技術(shù)可用于對當(dāng)前企業(yè)環(huán)境、生產(chǎn)規(guī)模以及結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行虛擬，并由設(shè)計(jì)人員在虛擬中模擬各種設(shè)想，經(jīng)由分析信息數(shù)據(jù)庫對各種設(shè)想利弊進(jìn)行分析，同時對其可行性加以論證，這就包括環(huán)境影響、船型選擇、生態(tài)保護(hù)、現(xiàn)狀分析等工作。此項(xiàng)技術(shù)為船舶的建造前期論證提供了論證方式和技術(shù)手段。

2.2 在建造方案的設(shè)計(jì)評估中運(yùn)用

船舶建造方案通過設(shè)計(jì)人員將各種想法不斷形象法和概念法，同時用相應(yīng)生產(chǎn)手段加以表達(dá)出來，這個過程需要對前后進(jìn)行參照，在設(shè)計(jì)方案時，要求方案的初步設(shè)計(jì)和深入設(shè)計(jì)必須具有交互性。對虛擬仿真技術(shù)所具備的交互性和真實(shí)性特征加以利用，可用于對三維空間進(jìn)行虛擬，從而使設(shè)計(jì)人員可以對他們的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行更精確的表達(dá)。例如，由中國船舶工業(yè)集團(tuán)研究所開發(fā)出來的虛擬仿真評估系統(tǒng)。通過對不同總組方案的比較，將船舶的建造設(shè)計(jì)思維在虛擬環(huán)境里展現(xiàn)出來，讓設(shè)計(jì)人員可直觀的對其進(jìn)行評析，通過對方案生產(chǎn)環(huán)境、結(jié)構(gòu)布局的協(xié)調(diào)性進(jìn)行觀測并比較，可對設(shè)計(jì)思維進(jìn)行修改完善。對虛擬三維空間加以利用，進(jìn)而為生產(chǎn)方案在場地位置設(shè)計(jì)、動態(tài)調(diào)整、生產(chǎn)布局選擇、結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面提供依據(jù)，從而使后續(xù)生產(chǎn)過程可以更為合理。

2.3 在生產(chǎn)方案的比較中運(yùn)用

此技術(shù)所創(chuàng)建的環(huán)境為三維虛擬環(huán)境，它可對構(gòu)建環(huán)境進(jìn)行全方位展示，并且通過虛擬現(xiàn)狀，讓建造方案可以更加真實(shí)。此技術(shù)可以讓建造方案在表現(xiàn)上突破原有平面、靜態(tài)的模式，讓建造人員的思想可以更形象和直觀的呈現(xiàn)在操作者面前，使規(guī)劃方案與操作者之間能有更強(qiáng)的交互性，從而對多人員多層次協(xié)調(diào)參與船舶的建造有利。

可通過許多途徑來實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)需要達(dá)到的目標(biāo)，而這當(dāng)中必不可少的一環(huán)便是方案比較。虛擬仿真技術(shù)為方案比較提供了一個更為有效和方便的應(yīng)用工具。在進(jìn)行方案比較時，可在船舶建造的虛擬系統(tǒng)中對生產(chǎn)方案加以直接使用，讓設(shè)計(jì)方案可以在虛擬三維空間里得到體現(xiàn)。對試用不同的方案，并考察其對生產(chǎn)環(huán)境所形成的影響，對各生產(chǎn)要素不同的設(shè)想進(jìn)行評價比較，并進(jìn)行不同方案的實(shí)時切換，然后在同一建造序列和生產(chǎn)項(xiàng)目中感受不同的生產(chǎn)效果，從而對設(shè)計(jì)合理性加以判斷。與此同時，還可運(yùn)用技術(shù)手段量化分析比較方案中的具體指標(biāo)，從而使船舶生產(chǎn)方案能更加合理。例如，運(yùn)用SPD-V3.2設(shè)計(jì)軟件虛擬布置機(jī)艙管路的結(jié)構(gòu)方案。在評估方案的基礎(chǔ)上，對機(jī)艙管路設(shè)計(jì)合理性以及工藝合理性進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而將設(shè)計(jì)中存在的缺陷找出，從而使生產(chǎn)現(xiàn)場返工率得以降低。

2.4 在建造過程中運(yùn)用

在建造船舶時，對虛擬仿真評估技術(shù)加以利用，可以實(shí)現(xiàn)對船舶建造方案實(shí)施效果進(jìn)行先期檢驗(yàn)，也就是看其能否達(dá)到環(huán)境、生產(chǎn)的最佳綜合效益，并在實(shí)施中不斷選擇和修改，最終幫助決策者來決定后續(xù)的生產(chǎn)方案。比如，可通過虛擬仿真技術(shù)將某虛擬方案和船舶生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，進(jìn)而將建造方案實(shí)施狀況予以真實(shí)展現(xiàn)，從而使由于方案欠缺而造成的效益損失狀況得以減少。此外，此技術(shù)還能對溫度、噪音等不可見現(xiàn)象進(jìn)行模擬，從而達(dá)到檢測影響船舶生產(chǎn)各因素的目的。

3 船舶虛擬仿真的評估應(yīng)用實(shí)現(xiàn)現(xiàn)存問題

①虛擬仿真技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。作為船舶建造領(lǐng)域極為重要的技術(shù)，虛擬仿真技術(shù)一定要與建造技術(shù)規(guī)范、規(guī)定等相符。但由當(dāng)前情況可知，因?yàn)榇敖ㄔ鞓?biāo)準(zhǔn)化問題尚未解決，為保障虛擬軟件商的軟件獨(dú)立性，使得軟件系統(tǒng)之間存在較差的兼容性，要想使仿真成果的協(xié)調(diào)和共享得以實(shí)現(xiàn)，就必須對仿真技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化問題加以研究。通過對同一設(shè)計(jì)平臺的開發(fā)，使協(xié)同平臺集成效率得到提升，從而在更大范圍上實(shí)現(xiàn)信息的共享和設(shè)計(jì)的協(xié)同。

②改進(jìn)建造設(shè)計(jì)技術(shù)。在傳統(tǒng)船舶的設(shè)計(jì)中絕大部分平面結(jié)構(gòu)圖的表達(dá)方式為二維表達(dá)，最近幾年開始引進(jìn)三維技術(shù)，從而形成了三維與二維相結(jié)合的建造技術(shù)模式。但在我國，由于虛擬仿真技術(shù)欠缺完善化和標(biāo)準(zhǔn)化的仿真軟件作為載體，假如能將生產(chǎn)技術(shù)改為規(guī)范化的三維表達(dá)和設(shè)計(jì)模式，將會對此技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的進(jìn)一步應(yīng)用有利。

③生產(chǎn)設(shè)計(jì)習(xí)慣與傳統(tǒng)觀念問題。因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)尚且處在推廣使用期，現(xiàn)如今設(shè)計(jì)人員對此技術(shù)的認(rèn)識尚且不足，并且傳統(tǒng)觀念并未隨著技術(shù)進(jìn)步而有所改進(jìn)。絕大部分船舶企業(yè)在此項(xiàng)技術(shù)上尚且停留在演示層次，并未認(rèn)識到此項(xiàng)技術(shù)的深層效用。此外，由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)習(xí)慣對新方法的使用形成了一定制約作用，要想在短時間內(nèi)改變此種設(shè)計(jì)習(xí)慣還有一定難度。對此技術(shù)進(jìn)行及時的開發(fā)利用，對此技術(shù)的三維平臺設(shè)計(jì)平臺加以搭建，將對培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員普及性有利。

④虛擬仿真技術(shù)有待完善。因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)自身存在一定局限性，使得此技術(shù)在船舶設(shè)計(jì)某些場合中的應(yīng)用尚且存在一定難度。比如，對建造方案在構(gòu)思期的表達(dá)模糊性問題以及修改實(shí)時性問題，建立標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)評價體系統(tǒng)、建立預(yù)測分析模型等問題上依舊存在一定的技術(shù)障礙。

⑤船舶行業(yè)中虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用效果不顯著。此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)需要投入大量資金和尖端設(shè)備。盡管此項(xiàng)技術(shù)在研究船舶生產(chǎn)作業(yè)形式和建造方案上屬于高科技手段，但由于開發(fā)此項(xiàng)軟件產(chǎn)品的價格確實(shí)相當(dāng)昂貴，并且其系統(tǒng)兼容性也比較差，現(xiàn)如今，國內(nèi)對此系統(tǒng)的應(yīng)用還多半依賴于進(jìn)口提供，因?yàn)槟壳拔覈目蒲性簾o法對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全面配置，在各高校也無法運(yùn)用多系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)學(xué)員的全面培訓(xùn)，導(dǎo)致此項(xiàng)技術(shù)在船舶行業(yè)中并不能取得很好的應(yīng)用效果，這也是實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)在船舶設(shè)計(jì)中應(yīng)用的一個難點(diǎn)。

要想使上述問題得到解決，極為重要的一點(diǎn)便是全面應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，在軟件開發(fā)公司的作用下，開發(fā)具有普及型的仿真技術(shù)軟件是非常必要的，同時需要科研院和相關(guān)院校合作，對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的培訓(xùn)。

4 結(jié) 語

因?yàn)樵趪鴥?nèi)的船舶生產(chǎn)評估過程中應(yīng)用虛擬仿真評估技術(shù)尚屬起步階段，并且在國外也并無標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用模式可供借鑒，再加上國內(nèi)造船現(xiàn)狀有別于國外，此外，由于船舶虛擬仿真的評估技術(shù)是伴隨船舶制造工藝以及技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，所以，它的研究工作、虛擬維修、新工藝等許多方面還有待完善和改進(jìn)?，F(xiàn)如今，集成化仿真已經(jīng)成為船舶制造的發(fā)展方向，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)成為船舶制造模式最為關(guān)鍵性的技術(shù)，并且已經(jīng)變成船舶制造能力得到提升的手段之一，此外，在船舶企業(yè)中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，將會為企業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝榮.船舶虛擬仿真技術(shù)在船舶建造評估中的應(yīng)用研究[J].船舶工程，2011，（5）.

[2] 蔣艷會，甄希金，韋乃琨，等.船舶虛擬裝配系統(tǒng)研究及應(yīng)用[A].第十二屆全國內(nèi)河船舶與航運(yùn)學(xué)術(shù)會議論文集[C].北京：《中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社，2012.

[3] 謝子明，徐東，朱蘇.虛擬造船技術(shù)應(yīng)用探討[A].2011年中國造船工程學(xué)會優(yōu)秀論文集[C].北京：《中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社，2011.

[4] 楊潤黨，范秀敏，王文榮.虛擬仿真技術(shù)在船舶建造過程中的研究與應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2008，（1）.

第5篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

【關(guān)鍵詞】 虛擬樣機(jī) 地質(zhì)工程機(jī)械 機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析

地質(zhì)工程機(jī)械作為工程機(jī)械設(shè)備在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中國起到重要作用，其應(yīng)用范圍較為廣闊，特別是在工程地質(zhì)勘察、能源開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害防治等領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。雖然我國地質(zhì)工程機(jī)械設(shè)備的研發(fā)取得了一定成績，但是其設(shè)計(jì)和制造所需要的時間較長、投資的成本較大，隨著產(chǎn)品老化加劇，其市場競爭力逐漸降低。為了提高地質(zhì)工程機(jī)械制造企業(yè)的市場競爭力，需要引用全新的產(chǎn)品開發(fā)方法。作為一種全新的產(chǎn)品開發(fā)方法，虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，在地質(zhì)工程機(jī)械的應(yīng)用使地質(zhì)工程機(jī)械的研發(fā)過程從物質(zhì)流和資金流轉(zhuǎn)向?yàn)閿?shù)據(jù)流和信息流，體現(xiàn)出數(shù)字化設(shè)計(jì)制造新理念[1]。

1 虛擬樣機(jī)技術(shù)簡介

虛擬樣機(jī)技術(shù)（VPT，virtual prototyping technology）就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)字化模型，由于該數(shù)字化模型能中的圖形能反映系統(tǒng)在真實(shí)條件下的各種特性，因此，可以通過對數(shù)字化模型圖形的修改來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的建立。虛擬樣機(jī)技術(shù)集合了多個學(xué)科的相關(guān)知識，與多體系運(yùn)行學(xué)和動力學(xué)建模理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)之間有密切聯(lián)系，是一種集建模技術(shù)、仿真技術(shù)、交互式用戶界面技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等眾多技術(shù)于一身的綜合應(yīng)用技術(shù)。虛擬建模技術(shù)作為一項(xiàng)技術(shù)是計(jì)算技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，但它又不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)更是一種嶄新的設(shè)計(jì)理念[2]。從傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)流程中，我們看到產(chǎn)品是由最初產(chǎn)品概念出發(fā)，進(jìn)而進(jìn)入產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，之后建造物理樣機(jī)，再進(jìn)行試驗(yàn)，之后反饋設(shè)計(jì)，如此循環(huán)，最終形成最終產(chǎn)品。這一流程中，每循環(huán)一次都要進(jìn)行一次樣機(jī)制造，這就使產(chǎn)品的開發(fā)周期大大延長，與此同時，產(chǎn)品的開發(fā)成本也隨之增加，再加上，由于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程中往往將重心放在產(chǎn)品的局部優(yōu)化上，而對產(chǎn)品的整體性能考慮不周，導(dǎo)致最終形成的產(chǎn)品出現(xiàn)諸多設(shè)計(jì)上的問題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。虛擬樣機(jī)技術(shù)一改傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)流程，將傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)流程通過數(shù)字化的方式來進(jìn)行，從而不必進(jìn)行物理樣機(jī)的建造，不僅使產(chǎn)品的開發(fā)周期大大縮短，而且也節(jié)約了大量的產(chǎn)品開發(fā)成本。此外，通過設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，使產(chǎn)品整體性能得到大幅度提升。

2 地質(zhì)工程機(jī)械實(shí)施虛擬樣機(jī)技術(shù)方法

在地質(zhì)工程機(jī)械實(shí)施虛擬樣機(jī)技術(shù)，首先通過市場調(diào)查，考察市場需求，根據(jù)市場的需求，將地質(zhì)工程機(jī)械系統(tǒng)的總體參數(shù)和各項(xiàng)性能指標(biāo)得以確定下來，之后利用專家系統(tǒng)起草地質(zhì)工程機(jī)械的初步設(shè)計(jì)方案。根據(jù)初步的設(shè)計(jì)方案，地質(zhì)工程機(jī)械設(shè)備總體設(shè)計(jì)按照模塊化設(shè)計(jì)思路分為一組相互連接的功能模塊集合。之后對模塊功能進(jìn)行詳細(xì)地分析，將地質(zhì)工程接卸設(shè)備劃分為多個功能子系統(tǒng)，如機(jī)械系統(tǒng)、啟動控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等。子系統(tǒng)劃分完成以后對每個子系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化，產(chǎn)生概念樣機(jī)。之后將產(chǎn)生的概念樣機(jī)通過相關(guān)的虛擬樣機(jī)平臺得出地質(zhì)工程機(jī)械的虛擬樣機(jī)。虛擬樣機(jī)形成以后，要從產(chǎn)品開發(fā)需求角度出發(fā)，利用仿真分析平臺，對虛擬樣機(jī)功能性進(jìn)行仿真分析，并利用仿真分析平臺對地質(zhì)工程機(jī)械設(shè)備虛擬樣機(jī)的行為進(jìn)行模擬分析。產(chǎn)生的分析結(jié)果，用于指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型的修改以及相應(yīng)仿真分析模型的修改。在反復(fù)的建模、仿真分析、模型改進(jìn)的流程中，逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)需求，形成預(yù)期的虛擬樣機(jī)。

3 虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

以地質(zhì)工程機(jī)械設(shè)備中常用的氣動潛孔錘為例，介紹虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。氣動潛孔錘的工作環(huán)境較為特殊，具有復(fù)雜性，且氣動潛孔錘的運(yùn)動的耦合、非線性表現(xiàn)明顯。從氣動潛孔錘的研發(fā)上來看，目前大多是建立在傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方法基礎(chǔ)上。無閥式氣動潛孔錘作為氣動潛孔錘的一種，在進(jìn)行建模時，借助機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）、Pro/Engineer三維造型軟件、ANSYS有限元分析軟件[3]。無閥式氣動潛孔錘虛擬樣機(jī)模型得以建立，并對形成的虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真分析，進(jìn)而將虛擬樣機(jī)在地質(zhì)工程機(jī)械產(chǎn)品制造中的巨大作用體現(xiàn)出來。機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件具有建模、求解、可視化功能，是虛擬樣機(jī)的重要平臺，在世界機(jī)械設(shè)計(jì)制造中得到廣泛的應(yīng)用。通過機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件可以生成任意機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)虛擬模型[4]。由于潛孔錘零件復(fù)雜性較強(qiáng)，先利用Pro/Engineer三維造型軟件生成參數(shù)化的零件實(shí)體，后通過機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件與Pro/Engineer三維造型軟件接口將潛孔錘的模型傳遞給機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件，同時將由ANSYS有限元分析軟件產(chǎn)生機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件的柔性體零件，之后在機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件中完成運(yùn)動約束、運(yùn)動激勵的定義，產(chǎn)生參數(shù)化的虛擬樣機(jī)模型。機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件Solver模塊依據(jù)虛擬樣機(jī)模型生成動力學(xué)方程，并提供所需要的解算結(jié)果。最后利用后處理模塊觀察運(yùn)動與參數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。

4 結(jié)語

利用機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件、Pro/Engineer三維造型軟件和ANSYS有限元分析軟件成功建立起了氣動潛孔錘的虛擬樣機(jī)模型，并對其動態(tài)特性進(jìn)行了分析，充分顯示了虛擬樣機(jī)技術(shù)在地質(zhì)工程機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)中的重要作用，相信隨著虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用越來越成熟，地質(zhì)工程機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)水平將會得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李瑞濤，方湄，張文明，彭龍洲.虛擬樣機(jī)技術(shù)的概念及應(yīng)用[J].金屬礦山，2010，（7）：38-40.

[2]王國彪，程小虎.工礦設(shè)備設(shè)計(jì)新模式）））基于虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)聯(lián)盟[J].礦山機(jī)械，2010（7）：256-257.

第6篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

【關(guān)鍵詞】液壓支架；協(xié)同仿真；仿真軟件

1.引言

由于煤礦機(jī)械大多在地下作業(yè)，維修極其不方便，所以不得不運(yùn)到地面進(jìn)行修理。但機(jī)器質(zhì)量重、體積大等特點(diǎn)，使搬運(yùn)及其不便，短期的維修也會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程顯得尤為關(guān)鍵。而越來越短的產(chǎn)品周期迫使設(shè)計(jì)人員要在短時間內(nèi)對問題做出快速可靠的分析，從而找到問題的處理和解決方法，這只能借助于仿真技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，給產(chǎn)品仿真提供了前提條件。建立仿真環(huán)境成為了煤炭工業(yè)和企業(yè)發(fā)展的共同需要。煤礦機(jī)械種類繁多，主要包括采掘機(jī)械、運(yùn)輸與提升機(jī)械、流體機(jī)械三大部分。本文以液壓支柱為例，建立協(xié)同仿真系統(tǒng)模型。

2.協(xié)同仿真技術(shù)介紹

協(xié)同仿真技術(shù)是基于建模技術(shù)、分析仿真技術(shù)和信息管理技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，個人不可能掌握設(shè)計(jì)所需要的全部的知識。大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)一系列產(chǎn)品不再由一個人而是一個團(tuán)隊(duì)來完成，這樣就需要相關(guān)人員不時地進(jìn)行技術(shù)和信息交流，所以借助于協(xié)同仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)人員（專家、技術(shù)人員、決策人員、以及用戶、制造人員和維護(hù)人員等）在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)等階段進(jìn)行探討。這樣使得根據(jù)產(chǎn)品行為指標(biāo)獲得較優(yōu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成為可能，從而使企業(yè)能夠在更短的時間內(nèi)、更好的質(zhì)量、更低的成本推出自己的產(chǎn)品[1] 。

計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，無疑帶來了機(jī)械設(shè)計(jì)方面飛速發(fā)展，目前用到造型軟SOLIDWORKS、Pro/E、UG、CDATA 等；有限元分析軟件：MSC公司的 NASTRAN、ANSYS、ADINA、ABAQU等；多體力學(xué)分析軟件ADMAS、virtual lib等；高性能計(jì)算與信號處理的控制分析軟件 MATLAB、EASY5、Matrix X等；電子電路領(lǐng)域：PROTEL、ORCAD、PSPICE、EWB等。

3.基于液壓支架的協(xié)同仿真結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

液壓支架由頂梁、前梁、掩護(hù)梁、立柱、底座、推移裝置、閥件、管路系統(tǒng)，連接部件及各種附屬裝置等組成。頂梁和底座通過數(shù)根立柱支撐在頂、底板之間，構(gòu)成一個可移動的剛性架體，支撐頂板并形成一定的工作空間。

根據(jù)功能要實(shí)現(xiàn)支架升降、推移，及到結(jié)構(gòu)是否合理、電液控制系統(tǒng)配置和聯(lián)接是否合理等，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)估算初撐力、工作阻力、支護(hù)強(qiáng)度、推溜力、移架力和支架高度，也可根據(jù)已知外力仿真結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變等。可以建立機(jī)械結(jié)構(gòu)模型、控制系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等模型仿真。

3.2仿真平臺設(shè)計(jì)

從仿真過程中看，仿真人員需要不斷的從一個軟件導(dǎo)出，然后再導(dǎo)入下一個軟件。給仿真人員帶來了很大的麻煩，工作效率很低。而這個系統(tǒng)涉及到多領(lǐng)域的仿真，為了能讓這些仿真在同一個系統(tǒng)中完成，可以建立軟件之間的接口，充分發(fā)揮各領(lǐng)域商用軟件在各自領(lǐng)域的特長，讓仿真操作流程化。

如圖2，仿真人員：可以通過仿真知識庫查看相關(guān)知識或進(jìn)行仿真操作。例如，采用Pro/e軟件建立了機(jī)械結(jié)構(gòu)幾何模型，再通過Pro/e與ADAMS間的接口，將機(jī)械結(jié)構(gòu)的幾何模型導(dǎo)入到機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ADAMS中，建立了液壓支柱調(diào)高系統(tǒng)數(shù)字化模型，并模擬實(shí)際支柱各種載荷，通過控制系統(tǒng)，得出系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。

管理人員：為了使仿真人員能夠更加快速、有效的進(jìn)行仿真，管理人員建立網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)等的遠(yuǎn)程控制和提取。（1）數(shù)據(jù)/報表方面：實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的輸入輸出管理；提供數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能；模型數(shù)據(jù)文件的檢入/檢出；統(tǒng)一文件格式，實(shí)現(xiàn)文件在線的檢索和瀏覽。（2）知識管理方面：將各專家的知識或經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行搜集與整理形成知識庫，再配合相應(yīng)的推理機(jī)制和控制策略而構(gòu)成的知識系統(tǒng)。為仿真人員提出指導(dǎo)性意見，同時對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、評估起到關(guān)鍵的作用。（3）流程管理方面：劃分仿真模塊，實(shí)現(xiàn)軟件之間的無縫連接等。

決策人員：通過網(wǎng)絡(luò)查看各類仿真結(jié)果、仿真報告等，確定設(shè)計(jì)方案。

通過這種方法不同地方、不同領(lǐng)域的仿真人員可以在協(xié)同仿真系統(tǒng)中仿真、設(shè)計(jì)液壓支架系統(tǒng)，同時還可以查看其它部件的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共用、知識共用。這對液壓支柱的性能進(jìn)行預(yù)測，評估設(shè)計(jì)的正確性，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定的高性能液壓支柱提供了有力的工具和實(shí)現(xiàn)方法。最后真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同化的效果。

4.結(jié)束語

本文提出了面向液壓支柱系統(tǒng)的協(xié)同仿真系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同仿真，大大加快企業(yè)之間、研究所之間的合作效率，減小了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，對推進(jìn)煤礦設(shè)計(jì)發(fā)展有促進(jìn)作用。隨著軟件工具的開發(fā)，協(xié)同仿真發(fā)展會有更大的空間。

第7篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

【關(guān)鍵詞】國際工程 數(shù)字化施工管理 應(yīng)用

在改革開放的三十年里,隨著我國對外開放政策的靈活展開,國與國之間經(jīng)濟(jì)合作和技術(shù)交流規(guī)模的不斷擴(kuò)大,我國的建筑企業(yè)在拓展國際建筑市場中取得了一系列驕人的成績,不僅在數(shù)量規(guī)模上實(shí)現(xiàn)了巨大跨越,而且在市場區(qū)域、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)范圍等領(lǐng)域也進(jìn)一步優(yōu)化,抒寫一個又一個的輝煌戰(zhàn)果。

根據(jù)商務(wù)部合作司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截止到2008年底,我國對外承包工程完成營業(yè)額566億美元,同比增長39.4%;新簽合同金額1046億美元,同比增長34.8%。截止到2008年底,我國對外承包工程累計(jì)完成營業(yè)額2630億美元,簽訂合同額4341億美元。2008年,我國對外勞務(wù)合作完成營業(yè)額80.6億美元;新簽合同額75.6億美元,同比增長12.8%;全年累計(jì)派出各類勞務(wù)人員42.7萬人,較上年同期增加5.5萬人;2008年末在外各類勞務(wù)人員74萬人。截止到2008年底,我國對外勞務(wù)合作累計(jì)完成營業(yè)額559億美元,簽訂合同額599億美元;累計(jì)派出各類勞務(wù)人員462萬人。同期,我國對外設(shè)計(jì)咨詢業(yè)務(wù)完成營業(yè)額4.48億美元,新簽合同8.88億美元,累計(jì)完成營業(yè)額26.7億美元,簽訂合同額46.6億美元。如今,在激烈的國際建筑市場競爭中,我國已經(jīng)成為全世界主要的建筑服務(wù)出口國,國內(nèi)建筑企業(yè)在國際建筑市場的足跡遍及世界五大洲,眾多國際工程的成功履約,對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展,提高我國綜合國力起到了重要作用。

國際建筑工程管理的根本是施工管理,是工程從施工準(zhǔn)備、建筑安裝到交工驗(yàn)收的全部施工過程的全面管理,包括計(jì)劃管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理、物資管理、設(shè)備管理、勞動管理、經(jīng)濟(jì)管理等管理工作,它考驗(yàn)著現(xiàn)場管理人員的指揮調(diào)度、協(xié)調(diào)平衡等能力,施工管理的好壞也是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。數(shù)字化施工管理就是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),借助于系統(tǒng)仿真技術(shù),實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的可視化、信息化和智能化施工管理,其核心思想是用數(shù)字化手段整體性地解決工程施工問題并最大限度地利用信息資源。將數(shù)字化施工管理用于國際工程,通過信息從國外到國內(nèi)或從國內(nèi)到國外的縱向流動,保證信息的及時性和有效性,達(dá)到管理和控制的目的,將為建設(shè)行業(yè)加快工程進(jìn)度、節(jié)約工程造價、保證工程質(zhì)量等起到巨大作用。

一、數(shù)字化施工管理的實(shí)質(zhì)

數(shù)字化管理是指利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),通過統(tǒng)計(jì)技術(shù)量化管理對象與管理行為,實(shí)現(xiàn)研發(fā)、計(jì)劃、組織、生產(chǎn)、協(xié)調(diào)、銷售、服務(wù)、創(chuàng)新等職能的管理活動和方法?？纯碞BA、歐洲頂級足球聯(lián)賽的數(shù)字統(tǒng)計(jì)我們就可以明白數(shù)字化管理運(yùn)用的廣泛性了。隨著PLM(產(chǎn)品生命周期管理)與ERP系統(tǒng)的日漸普及,企業(yè)的研發(fā)能力和成本控制能力得到不斷提高。面對激烈的市場競爭和現(xiàn)代化水平的提升,一些行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)越來越意識到產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量將成為下一輪競爭的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)質(zhì)量管理辦法存在著質(zhì)量信息采集與管理不規(guī)范、質(zhì)量問題追溯不易;質(zhì)量過程控制有法不依,效率低下;質(zhì)量決策與分析信息不全,決策拍腦袋等問題制約了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著研發(fā)、生產(chǎn)、采購和銷售過程信息化程度的提高,質(zhì)量管理部門越來越迫切地希望采用質(zhì)量信息系統(tǒng)來輔助質(zhì)量管理并和其他部門實(shí)現(xiàn)信息化溝通。在施工領(lǐng)域,要實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程的基礎(chǔ)是有效地實(shí)行數(shù)字化施工管理系統(tǒng)。

“數(shù)字化施工管理”就是將施工管理過程數(shù)字化,它包括工程管理全過程和全部施工資料的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化。“數(shù)字化施工管理”的實(shí)質(zhì)就是在數(shù)字化施工的基礎(chǔ)上,用數(shù)字化手段整體性地解決工程施工問題并最大限度地利用信息資源。數(shù)字化施工管理是以信息化網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),運(yùn)用空間的概念整合信息及資料庫體系,是一種強(qiáng)調(diào)知識共享與更新的機(jī)制及過程,注重將原始資料經(jīng)過整理、統(tǒng)計(jì)與分析后變成信息,而信息經(jīng)過充分運(yùn)用及共享,則可轉(zhuǎn)化為有用的知識。本文作者認(rèn)為數(shù)字化施工管理在國際工程中的應(yīng)用主要包括以下幾個部分:系統(tǒng)仿真模擬;可視化施工現(xiàn)場;資料信息數(shù)字化;智能化施工。

二、數(shù)字化施工管理在國際工程中如何應(yīng)用

國際工程項(xiàng)目的管理與國內(nèi)工程項(xiàng)目管理的差異性非常大,因此國際工程數(shù)字化施工管理需要建立適合該項(xiàng)目的運(yùn)作體系,將數(shù)字化施工管理應(yīng)用于國際工程,主要從以下幾個方面入手。

1、建立項(xiàng)目的全方位仿真模擬系統(tǒng)

通常情況下,國際工程大多為大型項(xiàng)目,設(shè)計(jì)的工作面特別廣,項(xiàng)目資金投入大,因此國際工程數(shù)字化施工管理的一個首要工作就是在項(xiàng)目實(shí)施前將項(xiàng)目進(jìn)行仿真模擬。其主要工作就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)有力的計(jì)算功能與高效的圖形處理能力,來直觀、智能的輔助工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行過程設(shè)計(jì)與分析的一種技術(shù)。它同時實(shí)現(xiàn)整個施工過程的可視化與智能化。它包括工程設(shè)計(jì)條件可視化(地質(zhì)、水文、地形、建筑物布置及施工條件等可視化),設(shè)計(jì)建?？梢暬?計(jì)算分析過程可視化與成果設(shè)計(jì)可視化(三維真實(shí)感圖形顯示及空間數(shù)據(jù)的圖表,文檔輸出)等。力求把整個工程的設(shè)計(jì)、管理以及主要涉及到的水文泥沙、地質(zhì)、地表(含規(guī)劃、環(huán)保)、水工、施工、機(jī)電等專業(yè)的設(shè)計(jì)工作的過程、相互之間的關(guān)系和結(jié)果通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)平臺及輔助設(shè)備以可視化的形式展現(xiàn)出來,達(dá)到虛擬設(shè)計(jì)的目的。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)時仿真完全不同于以前的動畫渲染,它是滿足設(shè)計(jì)詳細(xì)要求的具體施工計(jì)劃的真實(shí)三維顯示,這就是數(shù)字化施工管理的系統(tǒng)仿真模擬。

2、建立可視化施工現(xiàn)場

可視化施工現(xiàn)場就是在項(xiàng)目實(shí)施前,構(gòu)建整個項(xiàng)目的可視化識別系統(tǒng)。并通過對施工現(xiàn)場設(shè)施和設(shè)備的分類和分析,提取出能夠反映其空間幾何特征的關(guān)鍵屬性,可在圖形平臺上構(gòu)造3D實(shí)體模型,并可以從任意位置和角度對3D模型進(jìn)行動態(tài)顯示變換,以實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場和3D可視化。每個實(shí)體不僅有其位置、形狀、大小等幾何特征,還包含該實(shí)體特定的場地屬性,如施工設(shè)備的名稱、型號以及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)等。

3D場地模型與進(jìn)度計(jì)劃實(shí)行雙向鏈接,通過分析場地布置與施工進(jìn)度之間、各種施工設(shè)施之間、材料供給與需求之間等諸多復(fù)雜的依存關(guān)系,研究施工資源的“時間―空間―數(shù)量”關(guān)系以及定義這些關(guān)系的規(guī)則、動態(tài)變化規(guī)律及其施工效率的影響因素,實(shí)現(xiàn)3D場地模型與進(jìn)度計(jì)劃之間的雙向據(jù)交流和反饋,從而保證了場地布置與施工進(jìn)度在時間和空間上協(xié)調(diào)一致?？梢暬┕がF(xiàn)場真實(shí)地反映了任意時間和場地的施工狀態(tài),當(dāng)施工進(jìn)度發(fā)生變化時,自動計(jì)算出任意時間段、任意施工狀態(tài)的工程量和人力、材料、機(jī)械等資源需求以及場地空間狀況,為場地布置提供準(zhǔn)確、直觀的依據(jù)。同時,可視化施工現(xiàn)場還為項(xiàng)目的安全管理提供了很多便利之處,并及時糾正施工過程中存在的安全隱患。

3、資料信息數(shù)字化

眾多的工程資料是國際工程的一個特點(diǎn),無論是技術(shù)資料還是商務(wù)資料都使得施工現(xiàn)場的資料室變成了一個檔案室。工程建設(shè)資料是多樣性的,有文字、表格、圖形、圖片、視頻等,由于信息量的巨大,如果平時不注意整理或是中途換人,都會在工程竣工時花費(fèi)大量的人力去整理。在國際工程數(shù)字化施工管理中,一個重要的方面就是利用發(fā)達(dá)的數(shù)字化技術(shù)使所有工程資料實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變?yōu)榭赡?所謂資料信息數(shù)字化簡單的講就是將資料檔案轉(zhuǎn)化為電腦可以識別的數(shù)字信號,它解決了傳統(tǒng)資料難以保存、流通和查閱的問題。

資料信息數(shù)字化一旦建立,項(xiàng)目的所有資料可以在任何時間、任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接近真實(shí)的再現(xiàn)。信息的豐富程度、傳播的便捷程度等方面都有著極為明顯的優(yōu)勢,這一切使得傳統(tǒng)的資料管理發(fā)生了巨大的改變。目前,在一般國際項(xiàng)目中,資料信息數(shù)字化的硬件建設(shè)已經(jīng)基本具備,在工程實(shí)施過程中,將全面收集、整理工程數(shù)字化資料,按照工程檔案整理的規(guī)范要求對其進(jìn)行編輯,并通過現(xiàn)場播映、信息查詢、寬帶網(wǎng)絡(luò)傳播等多種方式為技術(shù)人員、管理人員和監(jiān)理、業(yè)主服務(wù)。實(shí)現(xiàn)了國際工程資料信息數(shù)字化,就能在公司及所屬基層單位和項(xiàng)目部任何一臺電腦上,只要輸入正確的代碼和密碼,就可以進(jìn)入辦公自動化管理系統(tǒng),只需輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo),就可以掌握工程項(xiàng)目施工進(jìn)展、安全質(zhì)量等各方面信息,并且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程工程項(xiàng)目的有效管理,可謂是“重洋幾渡隔不住,盡收眼底在瞬間”。

4、智能化施工

智能化施工是指在工程施工過程中,采用先進(jìn)的智能化施工機(jī)械降低人工勞力的使用量,并實(shí)現(xiàn)智能機(jī)械的獨(dú)立運(yùn)行,并與其它智能設(shè)備一起,實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)的質(zhì)的飛躍。

智能化施工具有自主性、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。采用多智能化施工系統(tǒng)解決實(shí)際應(yīng)用問題,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和可靠性,并具有較高的問題解決效率。因此,智能化施工系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊,具有潛在的巨大市場。隨著國際工程的快速發(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人也越來越多,因而對建設(shè)工程管理的統(tǒng)籌性、協(xié)調(diào)性、時效性提出的要求就越來越高,對于這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng),應(yīng)用智能化施工系統(tǒng)來保證工程建設(shè)任務(wù)的順利進(jìn)行是非常合適的。

三、數(shù)字化施工管理前景展望

目前數(shù)字化施工管理還是一個全新的概念,相關(guān)理論和技術(shù)尚不成熟,尤其是在國際工程應(yīng)用才剛剛起步。但數(shù)字化施工管理是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢在必行的趨勢,將數(shù)字化施工管理應(yīng)用于國際工程管理,并不斷總結(jié)提高,是工程管理現(xiàn)代化的需要,也是我們每一位建筑工作者義不容辭的責(zé)任。

【參考文獻(xiàn)】

第8篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

關(guān)鍵詞:數(shù)碼插畫 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 互動性

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為繪畫藝術(shù)創(chuàng)造了新的媒介,數(shù)碼繪畫應(yīng)運(yùn)而生。同時,數(shù)字技術(shù)的發(fā)展不斷豐富著數(shù)碼繪畫的創(chuàng)作手法、表現(xiàn)形式與藝術(shù)感染力。數(shù)字繪畫更以其易于傳播的特性,通過互聯(lián)網(wǎng)得到了廣泛的傳播與應(yīng)用,也隨著創(chuàng)作技術(shù)的發(fā)展、人們藝術(shù)文化需求的提高不斷豐富。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為藝術(shù)文化創(chuàng)作領(lǐng)域的新寵兒,其技術(shù)的發(fā)展正不斷為數(shù)碼繪畫的表現(xiàn)形式與表現(xiàn)方法注入新的動力,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下給數(shù)碼繪畫帶來了更多元的表現(xiàn)形式,創(chuàng)造了數(shù)碼繪畫新的藝術(shù)表現(xiàn)語言。

1、新媒體時代的數(shù)碼繪畫

數(shù)碼繪畫是新媒體時代的產(chǎn)物,它以計(jì)算機(jī)為創(chuàng)作平臺和表現(xiàn)媒介。具體來說,數(shù)碼繪畫指的是在計(jì)算機(jī)數(shù)字化平臺的基礎(chǔ)上,運(yùn)用鼠標(biāo),壓感筆、數(shù)位板、繪畫軟件等構(gòu)成的虛擬環(huán)境,來模擬傳統(tǒng)的繪畫的藝術(shù)技法和表現(xiàn)形式。

數(shù)字媒體時代,數(shù)碼繪畫的表現(xiàn)手法和表現(xiàn)語言隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展不斷豐富。以Pianter為代表的繪畫軟件對傳統(tǒng)筆刷的模擬,使傳統(tǒng)繪畫的表現(xiàn)更為便捷,節(jié)省了傳統(tǒng)繪畫的創(chuàng)作時間和工序,各種計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也使數(shù)碼繪畫突破了原有的表現(xiàn)形式;不僅如此,CG技術(shù)賦予了數(shù)碼繪畫不同于傳統(tǒng)繪畫的、新的筆觸、質(zhì)感和表現(xiàn)形式,給繪畫藝術(shù)帶了來全新的視覺效果。數(shù)碼繪畫突破了傳統(tǒng)繪畫的表現(xiàn)技法與媒介限制,不僅可以對傳統(tǒng)繪畫進(jìn)行直接模擬描繪,還可以通過對數(shù)字圖像的處理進(jìn)行繪畫創(chuàng)作,通過克隆圖像、濾鏡處理、圖像混合等綜合表現(xiàn)手法進(jìn)行處理,而不再局限于傳統(tǒng)繪畫的筆刷描摹。當(dāng)代數(shù)碼繪畫的創(chuàng)作方不僅僅是將傳統(tǒng)繪畫數(shù)字化表現(xiàn)的過程,更多的是現(xiàn)代藝術(shù)表現(xiàn)形式的介入,是以科技為藝術(shù)創(chuàng)作的手段、媒材和載體,使數(shù)碼繪畫的視覺語言更加自由和多元。

目前,用于數(shù)碼繪畫創(chuàng)作的軟件越來越多,功能也越來越強(qiáng)大,較為廣泛應(yīng)用于數(shù)碼繪畫的軟件有二維類的Photoshop、CorelDRAW、Illustrator、Painter和三維類的3DsMax、MAYA、Zbrush等等,這些軟件在功能上各有側(cè)重,在繪畫表現(xiàn)及效果上面也各有所長,大大豐富了數(shù)碼繪畫的表現(xiàn)力和藝術(shù)效果。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和載體的進(jìn)一步變遷,數(shù)碼繪畫在表現(xiàn)形式及表現(xiàn)手法上也必將會有新的突破,數(shù)碼繪畫的發(fā)展也將給我們帶了更豐富的視覺藝術(shù)體驗(yàn)。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與藝術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)及硬件設(shè)備,實(shí)現(xiàn)一種人們可以通過視、觸、嗅等手段所感受到的虛擬幻境,故VR技術(shù)又稱幻境或靈境技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)[1]。以沉浸性、交互性、構(gòu)想性、多感知性為根本特征的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于軍事航空領(lǐng)域、建筑設(shè)計(jì)漫游、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程教育、醫(yī)學(xué)、工程以及文化藝術(shù)領(lǐng)域。

現(xiàn)今,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正越來越廣泛的應(yīng)用于數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作,成為新媒體藝術(shù)家的新寵。2009年6月,上海當(dāng)代藝術(shù)館舉辦了《無界·黑匣子-藝術(shù),烏托邦與虛擬現(xiàn)實(shí)》為主題的新媒體藝術(shù)展,針對當(dāng)今這個充斥著擬象的新世界,從視覺、聽覺和互動之間模擬出各種未來的新現(xiàn)實(shí),將視覺藝術(shù)及多媒體帶入更深層次的討論。

不同于傳統(tǒng)的藝術(shù)創(chuàng)作,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的藝術(shù)創(chuàng)作可以給人帶來五維的多感官體驗(yàn),更能給人身臨其境的藝術(shù)體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)下的數(shù)字藝術(shù)更豐富了傳統(tǒng)藝術(shù)的交互形式,通過動畫、聲音等與觀眾進(jìn)行互動。

虛擬現(xiàn)實(shí)在藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,給數(shù)字媒體藝術(shù)帶來了新的藝術(shù)表現(xiàn)語言、新的藝術(shù)感官體驗(yàn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展正不斷推動著新媒體藝術(shù)的創(chuàng)造性的多元發(fā)展。在數(shù)碼繪畫領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展空間,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也必將會在繪畫領(lǐng)域有所突破,有所作為。

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下數(shù)碼繪畫的新表現(xiàn)

現(xiàn)今,在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與繪畫表現(xiàn)結(jié)合的領(lǐng)域已有初步實(shí)踐,在國外有通過QTVR和Stitcher創(chuàng)作交互全景插畫,人們可以通過QTVR在二維插畫內(nèi)進(jìn)行360度的全景漫游體驗(yàn)。（如圖1）在國內(nèi),李勛祥運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了數(shù)碼水墨山水畫的創(chuàng)作,以數(shù)字化的三維虛擬空間作為水墨山水的創(chuàng)作媒介和平臺,開辟了中國山水畫創(chuàng)作和審美的新視野。不僅用三維建模,機(jī)理渲染模擬了水墨山水的效果,更賦予了傳統(tǒng)二維水墨畫三維的觀賞視角（圖2-1）以及基于攝像機(jī)視角的場景動畫、基于Flow Speed的樹木花草生長動畫（圖2-2）,基于重力、風(fēng)速等等參數(shù)設(shè)定的風(fēng)的效果的動畫。

世博會中國館的《清明上河圖》也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)渲染、動畫技術(shù)在數(shù)碼繪畫領(lǐng)域的成功應(yīng)用?！肚迕魃虾訄D》不僅將原圖放大了30倍,長寬分別為128米、6.5米,并且將原畫有平面延伸到一定的三維效果,將其中的人物從靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài),并輔助有聲音對話,生動展示了一幅宋代繁華景象（圖3）。

從上述國內(nèi)外的案例來看,當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的數(shù)碼繪畫逐漸突破傳繪畫在二維平面的、靜態(tài)的表現(xiàn)觀念,呈現(xiàn)著虛擬式、交互式、動態(tài)化、多感知化的表現(xiàn)特點(diǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用使新時代的數(shù)碼繪畫不斷突破原有的概念,將數(shù)碼繪畫的概念泛化,并賦予了其新的多元化的表現(xiàn)方式?？偨Y(jié)目前發(fā)展現(xiàn)狀,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的數(shù)碼繪畫有如下幾種表現(xiàn)形式:

(1)交互式全景繪畫。交互式全景繪畫的探索賦予了數(shù)碼繪畫新的觀賞視角,使觀看者能夠以三維的視角欣賞作品,并且通過自身需求通過簡單操作改變視角,交互式全景繪畫大大增強(qiáng)了數(shù)碼繪畫藝術(shù)的互動性。交互性繪畫使得觀賞者能夠更好的融入其中,使觀賞者產(chǎn)生共同參與的美感體驗(yàn)。藝術(shù)作品的審美體驗(yàn)應(yīng)該是多元的和互動的,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的交互式全景繪畫正是數(shù)碼繪畫藝術(shù)多元化的表現(xiàn)和互動性的增強(qiáng),給觀賞者帶來了前所未有的審美體驗(yàn)。

(2)傳統(tǒng)繪畫的三維仿真。虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真技術(shù),使傳統(tǒng)繪畫可以通過三維渲染得以表現(xiàn),并賦予原本二維畫面多維度的觀賞視角,運(yùn)用三維軟件,如MAYA、3DsMax等,可以通過建模,再進(jìn)行材質(zhì)貼圖、渲染得以表現(xiàn)。三維仿真技術(shù)豐富了傳統(tǒng)二維繪畫的表現(xiàn)技法和觀賞視角,賦予了數(shù)碼繪畫新的藝術(shù)語言和審美體驗(yàn)。

(3)多感官的表現(xiàn)形式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦予數(shù)碼繪畫動態(tài)、聲效等多感官的體驗(yàn)方式。動態(tài)、聲音的結(jié)合,動畫的表現(xiàn)形式更能給予觀賞者身臨其境的感官體驗(yàn),增強(qiáng)數(shù)碼繪畫的藝術(shù)表現(xiàn)力和審美體驗(yàn)效果。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真動態(tài)效果使得繪畫的表現(xiàn)效果更為真實(shí)也更為生動。如李勛祥在數(shù)碼水墨山水創(chuàng)作中運(yùn)用的基于Flow Speed的樹木花草生長動畫,基于重力、風(fēng)力等定義對風(fēng)吹樹動的模擬動畫等等,這些利用軟件模塊進(jìn)行的模擬仿真的動態(tài)效果大大豐富數(shù)碼繪畫的動態(tài)表現(xiàn)效果,簡化了其繪制及表現(xiàn)工序。

4、結(jié)論及展望

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下,數(shù)碼繪畫表現(xiàn)形式和表現(xiàn)技法上都有了新的突破,將虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性的特征引入數(shù)碼繪畫的創(chuàng)作及表現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的數(shù)碼繪畫以交互性、多感知性、模擬化、動態(tài)化等新特點(diǎn)賦予了數(shù)碼繪畫新的感官體驗(yàn)和藝術(shù)表現(xiàn)力,突破了數(shù)碼繪畫二維平面的、靜態(tài)的概念,給予了數(shù)碼繪畫新的生命力。數(shù)碼繪畫的創(chuàng)作形式和表現(xiàn)方式也將進(jìn)一步變革,并呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢,朝著動態(tài)化、互動化、隨機(jī)化、個性化的方向繼續(xù)發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦予數(shù)碼繪畫的藝術(shù)表現(xiàn)語言大大豐富了數(shù)碼繪畫的表現(xiàn)形式和藝術(shù)表現(xiàn)力,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)碼繪畫互動性表現(xiàn)上將有很大的發(fā)展空間,也具有更深一步的探索價值。

參考文獻(xiàn)

[1]李勛祥.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與藝術(shù)[G].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2007.

[2]王博.淺析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與新媒體藝術(shù)結(jié)合[J].科技致富向?qū)?2011(21):97.

[3]姜連萌.關(guān)于數(shù)字繪畫創(chuàng)新性的思考[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報.2010(1):82-84.

第9篇：數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文

Abstract： virtual manufacturing is the actual manufacturing process on a computer in a virtual. It is a developing concept.

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù) 數(shù)控加工技術(shù)

Key words：virtual technology of NC Machining Technology

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了并且還在繼續(xù)發(fā)生著極為深刻的變化。隨著數(shù)控技術(shù)的推廣及數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，使機(jī)械制造業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，不僅提高了機(jī)械加工生產(chǎn)率，而且也保證了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了生產(chǎn)成本。

由于數(shù)控機(jī)床是通過數(shù)控程序完成加工循環(huán)的，無需人工操作，調(diào)整方便，適應(yīng)靈活多變的產(chǎn)品，使得中小批生產(chǎn)自動化成為可能。數(shù)控機(jī)床和自動換刀的各種加工中心已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)床的發(fā)展趨勢。數(shù)控加工技術(shù)是一個國家繁榮昌盛的技術(shù)基礎(chǔ)之一。

虛擬制造技術(shù)是20世紀(jì)80年代提出的新概念，它是制造科學(xué)自身發(fā)展的必然，也是在激烈得市場競爭環(huán)境下產(chǎn)生的應(yīng)對措施之一，同時虛擬制造技術(shù)也是信息技術(shù)與制造科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著制造業(yè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的不斷發(fā)展，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用、學(xué)術(shù)研究及軟件支持方面取得了顯著的成果。

1.1數(shù)控加工技術(shù)

1.1.1數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

數(shù)控技術(shù)具有高精度、高效率、柔性自動化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。

數(shù)控技術(shù)是制造自動化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心，是國家工業(yè)和國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)國家綜合國力水平，其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，數(shù)控加工技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要技術(shù)支撐數(shù)控加工技術(shù)是直接創(chuàng)造社會財(cái)富的重要手段，是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)支撐，是發(fā)展各支柱產(chǎn)業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)各部門的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)水平的高低，可直接影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國工業(yè)總產(chǎn)值和出口總額的25％左右時幾點(diǎn)產(chǎn)品，只有掌握數(shù)控加工技術(shù)，才能制造出先進(jìn)的機(jī)電產(chǎn)品，才能不斷更新裝備，推廣至國民經(jīng)濟(jì)各個部門。

1.1.2數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)及運(yùn)用

數(shù)控設(shè)備在各行各業(yè)中得以日益廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展的主要原因，是數(shù)控設(shè)備具有如下特點(diǎn)：

1、 加工過程的柔性好，廣泛的實(shí)用性

適宜多品種、單件小批生產(chǎn)，便于產(chǎn)品的開發(fā)研制，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝裝備和費(fèi)用。

2、 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

數(shù)控加工設(shè)備制造精度高、剛性好、脈沖當(dāng)量小、工序集中、減小了多次裝夾對加工精度的影響等。

3、 生產(chǎn)率高

產(chǎn)品的生產(chǎn)時間主要包括工藝時間和輔助時間，數(shù)控設(shè)備可有效地減少這兩部分時間，明顯地提高了生產(chǎn)效率。

數(shù)控機(jī)床能自動進(jìn)行連續(xù)加工，直至加工結(jié)束，可在惡劣的環(huán)境下自動進(jìn)行工作，從而降低了工人的勞動強(qiáng)度，并極大的改善了勞動條件。

4、 便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造，有利于生產(chǎn)管理

數(shù)控機(jī)床的加工可預(yù)先精確估計(jì)加工時間，所使用的刀具，夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，是現(xiàn)代集成制造的基礎(chǔ)。

1.2虛擬加工概述

1.2.1虛擬加工技術(shù)簡介

在新世紀(jì)里，隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化、一體化和貿(mào)易自由化趨勢的不斷發(fā)展，以及對資源和環(huán)境的高度重視，世界各國重新審視制造業(yè)的生產(chǎn)方式，對制造業(yè)的

發(fā)展提出了更高的要求和新的制約條件。同時，同行業(yè)之間、跨行業(yè)之間的相互滲透，相互競爭也日益激烈，21世紀(jì)的制造業(yè)面臨著新的歷史性發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，制造業(yè)的經(jīng)營策略、經(jīng)營理念也不得不加以調(diào)整，TQCS成為現(xiàn)代企業(yè)適應(yīng)市場需求、增強(qiáng)自身競爭力的關(guān)鍵因素。

1.2.2虛擬加工技術(shù)的特點(diǎn)與分類

1、虛擬加工技術(shù)的特點(diǎn)

（1）無須制造實(shí)物樣機(jī)就可以預(yù)測產(chǎn)品性能，節(jié)約制造成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

（2）產(chǎn)品開發(fā)中可以及早發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)現(xiàn)及時的反饋和更正。

（3）以軟件模擬形式進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。

（4）企業(yè)管理模式基于Intranet或Internet,整個制造活動具有高度的并行性。

2、虛擬制造的種類

廣義的制造過程不僅包括了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)加工、裝配，還包含了對企業(yè)生產(chǎn)活動的組織與控制。從這個觀點(diǎn)出發(fā)，可以把虛擬制造劃分為三類：以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造、以生產(chǎn)為中心的虛擬制造和以控制為中心的虛擬制造。

（1）以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造

以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造強(qiáng)調(diào)以統(tǒng)一制造信息模型為基礎(chǔ)，對數(shù)字化產(chǎn)品模型進(jìn)行仿真與分析、優(yōu)化，進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)方面的分析和可裝配性分析，以獲得對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評估與性能預(yù)測結(jié)果。

（2）以生產(chǎn)為中心的虛擬制造

以生產(chǎn)為中心的虛擬制造是在企業(yè)資源的約束條件下，對企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真，對不同的加工過程及其組合進(jìn)行優(yōu)化。它對產(chǎn)品的“可生產(chǎn)性”進(jìn)行分析與評價，對制造資源和環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化組合，通過提供精確的生產(chǎn)成本信息對生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度進(jìn)行合理化決策。

（3）以控制為中心的虛擬制造