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虛擬仿真解決方案范文第1篇

交通仿真是智能交通領(lǐng)域的重要分支,它是利用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),通過(guò)仿真模擬的方法來(lái)分析交通問(wèn)題,輔助交通管理人員做決策。傳統(tǒng)上,數(shù)學(xué)推導(dǎo)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究、解決科學(xué)問(wèn)題的主要方法。對(duì)于交通問(wèn)題來(lái)說(shuō),由于參與交通的人很多,影響交通出行的因素也很多,人們很難、甚至無(wú)法對(duì)交通問(wèn)題建立精確的數(shù)學(xué)模型。同時(shí),由于安全、法規(guī),以及開(kāi)銷(xiāo)方面的原因,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交通實(shí)驗(yàn)通常也是不可行的。而交通仿真恰恰能夠有效地解決上述兩個(gè)方面的困難。

然而,傳統(tǒng)的交通仿真由于設(shè)計(jì)理念上的原因,并不能從根本上有效地解決交通問(wèn)題。這是因?yàn)?交通系統(tǒng)是一個(gè)龐大的復(fù)雜系統(tǒng),必須用對(duì)付復(fù)雜系統(tǒng)的方法來(lái)處理,也就是要用綜合的方法,而不是還原分解的方法來(lái)處理。

城市交通系統(tǒng)是一個(gè)典型的復(fù)雜系統(tǒng):

1)城市交通系統(tǒng)是由經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人口等因素綜合作用的結(jié)果,必須全面綜合地考慮城市交通和這些系統(tǒng)之間的關(guān)系。例如,不能為例城市交通問(wèn)題的解決,而導(dǎo)致城市生態(tài)惡化,危害人居環(huán)境;不能為了城市交通的暢通,阻礙城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的健康發(fā)展。我們必須在已有工作的基礎(chǔ)上,突破傳統(tǒng)思維,探索研究此類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)的新途徑,而基于人工系統(tǒng)的研究方法正是這種有效途徑之一。

2)城市交通問(wèn)題不存在“一勞永逸”的解決方案。城市交通系統(tǒng)涉及人與社會(huì)的動(dòng)態(tài)變化,本身也在不斷變化和發(fā)展之中,不可避免地需要一個(gè)不斷深化地認(rèn)識(shí)過(guò)程,這類(lèi)系統(tǒng)實(shí)際上不存在精確完備的整體解析模型。因此,無(wú)法“一勞永逸”地解決城市交通問(wèn)題,我們需要基于“不斷探索和改善”的原則,研究建立有效可行的計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法體系,為不斷地完善城市交通系統(tǒng)的綜合可持續(xù)發(fā)展方案提供科學(xué)依據(jù)。

3)城市交通問(wèn)題不存在一般意義下的最優(yōu)解,更不存在唯一的最優(yōu)解。首先,基于解析模型的最優(yōu)解與假設(shè)條件直接相關(guān),具有條件敏感性,但對(duì)于城市交通這樣的問(wèn)題,假設(shè)條件與實(shí)際情況往往存在很大差別。其次,解決這些問(wèn)題一般不存在單一的優(yōu)化指標(biāo),而多層次多目標(biāo)優(yōu)化往往導(dǎo)致多個(gè)甚至無(wú)數(shù)個(gè)解決方案,就連采用近似模型的多目標(biāo)優(yōu)化也是如此。再者,對(duì)于這類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng),有時(shí)甚至連確定一個(gè)量化的綜合優(yōu)化指標(biāo)也有困難,特別是由于復(fù)雜系統(tǒng)長(zhǎng)期行為的不可預(yù)測(cè)性,試圖求解其某一最優(yōu)化解決方案本身就是不可行的。因此,我們應(yīng)當(dāng)接受有效解決方案的概念,而且還要接受一般情況下存在多個(gè)有效解決方案的事實(shí)。在這種情況下,我們應(yīng)該利用平行系統(tǒng)方法,追求具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力的有效解決方案。

基于以上分析,中國(guó)科學(xué)研自動(dòng)化所王飛躍研究員提出了人工交通系統(tǒng)的概念。其基本思想是利用人工社會(huì)的理論與方法,把交通仿真推向更高的層次、獲得更廣的視野。它利用基于的建模、面向?qū)ο蟮木幊毯筒⑿蟹植际接?jì)算等方法和技術(shù),“生長(zhǎng)”和“培育”交通系統(tǒng),即“人工交通系統(tǒng)”。

利用人工交通系統(tǒng)解決問(wèn)題的思路跟改革開(kāi)放摸著石頭過(guò)河差不多,不斷探索和改善,使過(guò)程、方法更科學(xué)化、系統(tǒng)化、綜合化,不斷改善探索建立城市交通、物流、生態(tài)綜合發(fā)展的理論和方法體系。

人工交通系統(tǒng)有三個(gè)核心組成部分:

一是根據(jù)人工社會(huì)的原理思想,建立一個(gè)來(lái)源于現(xiàn)實(shí)交通系統(tǒng)又超越現(xiàn)實(shí)交通系統(tǒng)的虛擬交通世界;

二是計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法,即在上述的虛擬交通世界里進(jìn)行可重復(fù)的實(shí)驗(yàn),不但可以復(fù)原已有的交通擁堵、事故的成因,而且能夠預(yù)先運(yùn)行解決方案,從而選擇最優(yōu)的擁堵解決方法和突發(fā)事件的緊急預(yù)案;

三是平行管理運(yùn)行,虛擬交通系統(tǒng)與實(shí)際交通系統(tǒng)相結(jié)合,直接采集現(xiàn)實(shí)交通數(shù)據(jù),進(jìn)行超前運(yùn)算,以判斷可能發(fā)生的交通事件,提前采取預(yù)防措施,為交通的高效暢通提供保障。

人工交通系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):

1)在宏觀認(rèn)識(shí)上,人工交通系統(tǒng)不是單純的討論交通自身的問(wèn)題。相反,人工交通系統(tǒng)將交通看作社會(huì)整體的一個(gè)子系統(tǒng),與經(jīng)濟(jì)、人口、環(huán)境、氣候等子系統(tǒng)具有平等的地位,并將各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互銜接、相互聯(lián)系、相互作用和相互影響作為研究的重點(diǎn)之一。

2)在仿真方法上,人工交通系統(tǒng)屬于微觀仿真的范疇,但是不局限于研究局部的交通問(wèn)題。人工交通系統(tǒng)面向大區(qū)域的仿真研究,采用復(fù)雜性科學(xué)中“涌現(xiàn)”的原理,在底層建立單個(gè)交通出行元素的模型,通過(guò)大交通區(qū)域內(nèi)單個(gè)模型之間的相互作用,“涌現(xiàn)”出宏觀的交通現(xiàn)象。

3)在實(shí)現(xiàn)手段上,人工交通系統(tǒng)不能在單一、孤立的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真,要使人工交通系統(tǒng)具備真實(shí)交通系統(tǒng)的分散性和社會(huì)性,必須采用先進(jìn)的分布式計(jì)算方法,如網(wǎng)格和P2P等,在互聯(lián)網(wǎng)上建立結(jié)構(gòu)化、分散化的虛擬交通路網(wǎng)系統(tǒng),并且通過(guò)終端界面將網(wǎng)絡(luò)中的真實(shí)人吸引到人工交通系統(tǒng)的運(yùn)行中來(lái),以使每一個(gè)模型具有逼近現(xiàn)實(shí)的社會(huì)屬性。

4)在仿真目的上,人工交通系統(tǒng)不是一味的追求逼近現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境和狀態(tài)。除此之外,人工交通系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)、添加隨機(jī)事件等方法產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)交通系統(tǒng)可能但尚未發(fā)生的交通現(xiàn)象,用以制定突發(fā)事故的緊急預(yù)案、交通控制方案的預(yù)評(píng)估以及交通參與人員的培訓(xùn)等等。

虛擬仿真解決方案范文第2篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí);虛擬教學(xué)系統(tǒng);建模

一、引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）是一門(mén)快速崛起的新型技術(shù)，它的出現(xiàn)對(duì)教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，改變了以往的一些教學(xué)觀念和教學(xué)模式，開(kāi)拓了現(xiàn)行教學(xué)手段的發(fā)展空間，為教學(xué)的創(chuàng)新提供了廣闊的空間[1]。使我們教學(xué)工作和科研可以遵循“低成本、高性能”的原則，從軟件、硬件上展開(kāi)，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)以及三維交互系統(tǒng)的研制。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)科研的實(shí)現(xiàn)方法

首先利用現(xiàn)有的軟硬件、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和教學(xué)資源，包括各種相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家和開(kāi)發(fā)人員。本著自主研發(fā)和合作相結(jié)合的方向，完成各類(lèi)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)教學(xué)場(chǎng)景虛擬實(shí)現(xiàn)和模型建立，從而完成相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、科研方向和需求，逐步完善各學(xué)科教學(xué)課件的整合工作，包括醫(yī)學(xué)診治方案和試驗(yàn)場(chǎng)景再現(xiàn)的制作和標(biāo)準(zhǔn)化工作[2]。以期達(dá)到最佳的教學(xué)效果和目的。醫(yī)學(xué)與其它學(xué)科不同，針對(duì)的對(duì)像是復(fù)雜的人體。因此其操作回饋，除去視覺(jué)之外，目前還沒(méi)有太好的解決方案。即使在國(guó)外，亦沒(méi)有多少可以借鑒的案例，要摸索的東西多。針對(duì)這些問(wèn)題，最好的解決的方案是立足現(xiàn)有條件，從實(shí)際使用的可能性出發(fā)，制作不必求全求大，針對(duì)教學(xué)中的問(wèn)題，用VR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)作精、作透。對(duì)于能夠模擬的，盡量模擬，無(wú)法模擬的，則想辦法模仿。虛擬教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)遵循合理整合現(xiàn)有軟硬件資源，本著實(shí)用性，高效性，前瞻性的原則進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究。

1.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行技能訓(xùn)練。

虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)角色，并全身心地投入到該學(xué)習(xí)環(huán)境中去，以達(dá)到動(dòng)作技能類(lèi)教學(xué)目標(biāo)要求。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，如手術(shù)仿真，影像系統(tǒng)仿真，電子病歷模擬等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練[3]。學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。如學(xué)生利用虛擬教學(xué)系統(tǒng)做實(shí)驗(yàn)，先閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和操作步驟，然后觀察虛擬教學(xué)系統(tǒng)中的演示實(shí)驗(yàn)，再與模擬實(shí)驗(yàn)的多媒體課件進(jìn)行交互“操作”，控制實(shí)驗(yàn)條件，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，論證實(shí)驗(yàn)原理和規(guī)律，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或?qū)嶒?yàn)結(jié)束后，隨時(shí)可以由網(wǎng)上老師或計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤與糾錯(cuò)。

2.借助網(wǎng)絡(luò)的虛擬化實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，借助于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化進(jìn)行輔助教學(xué)，將是未來(lái)教育占據(jù)主導(dǎo)地位的一種全新教學(xué)方法、方式。建構(gòu)主義主張學(xué)習(xí)情境和實(shí)際情境相結(jié)合，因?yàn)閷?shí)際情境具有豐富性和生動(dòng)性等特點(diǎn)，這對(duì)于學(xué)生高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展有促進(jìn)作用。然而計(jì)算機(jī)教學(xué)的內(nèi)容，特別是實(shí)踐教學(xué)因場(chǎng)所等限制不是每時(shí)每刻都可以進(jìn)行，它有空間和時(shí)間等因素的限制。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以打破時(shí)空的限制，為學(xué)生提供一種可在課堂和實(shí)驗(yàn)室中就能找到的虛擬實(shí)現(xiàn)，還可以再現(xiàn)特定的環(huán)境。

3.構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)平臺(tái)。

本研究結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)教研室現(xiàn)有600臺(tái)微機(jī)和6臺(tái)服務(wù)器、創(chuàng)建.NET平臺(tái)，在B/S架構(gòu)上逐步開(kāi)發(fā)出適合進(jìn)行智能型的、交互式、分布式、圖文并茂的教學(xué)軟件，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸逼真的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用

在遠(yuǎn)程教學(xué)中，往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些應(yīng)該開(kāi)設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行[4]。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶(hù)便可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)，從而豐富感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。

圖1 模塊框架

三、虛擬教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教學(xué)中具有“減少實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)”、“突破時(shí)空限制”等優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上比較當(dāng)前實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的幾種解決方案，本項(xiàng)目并最終選擇基于Flex的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這一解決方案：利用3DS MAX進(jìn)行建模、通過(guò)MXML+Action Script語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、放縮等，并對(duì)該解決方案中的技術(shù)特性、方案可行性及應(yīng)用于教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行剖析;最后，借助軟件工程的開(kāi)發(fā)思想（準(zhǔn)備階段、分析階段、設(shè)計(jì)階段、開(kāi)發(fā)階段和實(shí)施階段），設(shè)計(jì)出一個(gè)虛擬教學(xué)系統(tǒng)，并結(jié)合結(jié)構(gòu)學(xué)的應(yīng)用案例對(duì)該系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，為虛擬教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)提供一個(gè)新的開(kāi)發(fā)途徑和模式[5]。如對(duì)研究實(shí)體，通過(guò)3D MAX完成場(chǎng)景建模，再由VRML創(chuàng)建的三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，使學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以直接瀏覽并交互。模塊框架如圖1所示。

具體技術(shù)路線(xiàn)為：

1.在.NET環(huán)境和B/S架構(gòu)上建立教學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺(tái)。

2.從計(jì)算機(jī)虛擬教學(xué)課件著手，到逐步實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科的虛擬實(shí)現(xiàn)的過(guò)度。其中包括國(guó)家精品課程教學(xué)課件的聲、圖和影像的多維虛擬實(shí)現(xiàn)（其中包括醫(yī)學(xué)影像，電子病歷，LIS，HIS，RIS等。

3.逐步實(shí)現(xiàn)臨床診療（虛擬手術(shù)，仿真影響神經(jīng)元信號(hào)傳導(dǎo)的因素等）的網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)和遠(yuǎn)程仿真實(shí)現(xiàn)。

4.整合人工智能、仿真技術(shù)、圖形技術(shù)、顯示技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)于一體[6]。通過(guò)硬件設(shè)備，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)等多維信息通道獲取信息的高級(jí)用戶(hù)界面，從而為數(shù)字化教學(xué)的構(gòu)想提供保證，填補(bǔ)一些國(guó)內(nèi)在虛擬教學(xué)領(lǐng)域的空白，培養(yǎng)教研室科研隊(duì)伍。

四、小結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是本世紀(jì)發(fā)展的重要技術(shù)之一，并發(fā)揮神奇的作用，二十一世紀(jì)將是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)代。而借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)與現(xiàn)實(shí)社會(huì)逼真的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，在這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境中，知識(shí)以可視化的方式呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)者可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，以自然的方式與學(xué)習(xí)內(nèi)容交互，就是本研究的目的。

參考文獻(xiàn)

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虛擬仿真解決方案范文第3篇

ANSYS大中華區(qū)總經(jīng)理孫志偉先生在會(huì)開(kāi)幕詞中提到：2015年中國(guó)經(jīng)濟(jì)下滑，但ANSYS卻在中國(guó)逆勢(shì)取得令人驕傲的業(yè)績(jī)，這與ANSYS密切關(guān)注中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型有關(guān)；在國(guó)家提出“中國(guó)制造2025”的背景下，ANSYS中國(guó)在2015年招募17家合作伙伴為客戶(hù)提供服務(wù)，開(kāi)發(fā)出200多個(gè)解決方案，以實(shí)際行動(dòng)有力支持用戶(hù)仿真業(yè)務(wù)的發(fā)展；ANSYS 17.0大規(guī)模地引入并行計(jì)算從而大幅提升計(jì)算效率，并將結(jié)構(gòu)和流體分析納入系統(tǒng)仿真之中以增強(qiáng)多物理場(chǎng)耦合解決方案，再結(jié)合優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和支持，ANSYS必將為中國(guó)用戶(hù)的產(chǎn)品創(chuàng)新甚至轉(zhuǎn)型作出卓越貢獻(xiàn).

會(huì)上，ANSYS全球副總裁Robert A Kocis先生和ANSYS中國(guó)區(qū)經(jīng)理丁海強(qiáng)先生介紹了ANSYS 17.0的新特性；工信部賽迪智庫(kù)安琳博士和eworks總編黃培博士分別介紹了智能制造背景下的軟件政策發(fā)展趨勢(shì)和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略下的仿真行業(yè)發(fā)展趨勢(shì).

2013年12月15.0，2015年1月16.0，2016年1月17.0……ANSYS公司幾乎每年都會(huì)為行業(yè)帶來(lái)驚喜――最新推出的ANSYS 17.0為用戶(hù)提供系統(tǒng)工程框架與仿真平臺(tái)，在仿真的功能和效率方面以及設(shè)計(jì)流程和效率方面有非常多的重要改進(jìn)，將使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)力、洞察力和性能提升10倍.

1）流體仿真

實(shí)現(xiàn)更加流暢的新界面，而且在前處理過(guò)程中網(wǎng)格劃分速度更快.

打破之前的仿真世界紀(jì)錄，可以支持12.9萬(wàn)個(gè)核的并行求解.

FLUENT并行計(jì)算效率更高.解決case讀取和大數(shù)量CPU并行創(chuàng)建時(shí)的運(yùn)行瓶頸；優(yōu)化通信；在大規(guī)模和小規(guī)模計(jì)算上并行擴(kuò)展性均有提升.

收斂性得到提高.在FLUENT中，對(duì)代數(shù)多重網(wǎng)格求解器的設(shè)置進(jìn)行更改以提高其在典型工程應(yīng)用工況下的收斂性和魯棒性；守恒粗化方法已成為基于壓力的耦合求解器的默認(rèn)設(shè)置.

優(yōu)化效率大幅提升.利用伴隨求導(dǎo)技術(shù)支持可壓流分析可以得到快速的優(yōu)化和結(jié)果.

TurboBladeRow模型仍然是CFX改進(jìn)的主攻方向.時(shí)間變換和傅里葉變換均可使用；提供一種高效的同時(shí)考慮傳熱的瞬態(tài)仿真方法；改進(jìn)了混合面；可在計(jì)算中進(jìn)行圓柱坐標(biāo)系下的周期流動(dòng)監(jiān)視；可以基于頻域方法進(jìn)行諧振分析.

2）結(jié)構(gòu)仿真

全面實(shí)現(xiàn)分布式并行求解，取代共享內(nèi)存求解，CPU利用率更高.改進(jìn)整個(gè)工作流程和求解方法，讓工程師研究更多的設(shè)計(jì)參數(shù)和工況，從而實(shí)現(xiàn)更出色的產(chǎn)品.支持分布式計(jì)算和超過(guò)1 000個(gè)靜態(tài)和瞬態(tài)結(jié)構(gòu)仿真，從而呈現(xiàn)無(wú)與倫比的加速性能.

3）電路板可靠性仿真

采用新的方法快速映射PCB物理結(jié)構(gòu)，使其用于熱、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度/振動(dòng)和跌落等虛擬試驗(yàn)，節(jié)省大量工程時(shí)間，提升仿真精度.

4）電子設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)在ANSYS電子設(shè)計(jì)桌面系統(tǒng)下版圖驅(qū)動(dòng)的非可視組裝和整體驗(yàn)證.

實(shí)現(xiàn)PO/IE/FEM混合求解.

瞬態(tài)電磁場(chǎng)仿真中的時(shí)間分解法專(zhuān)利技術(shù)讓工程師把不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)分布到單臺(tái)電腦的多核上，甚至在私有云上進(jìn)行求解，從而使仿真速度提升10倍.

收購(gòu)EMIT公司以支持系統(tǒng)級(jí)射頻干擾分析.EMIT還可以與電大載體天線(xiàn)布局仿真工具Savant結(jié)合在一起.

5）芯片仿真方面

全新自動(dòng)化熱分析和集成型結(jié)構(gòu)分析功能，可帶來(lái)穩(wěn)健可靠、高效的耦合芯片感知和系統(tǒng)感知型解決方案，從而使芯片封裝系統(tǒng)工作流程的生產(chǎn)力提升10倍.

可以快速生成芯片的功耗模型，同時(shí)支持分布式并行處理技術(shù)，使得大規(guī)模的芯片計(jì)算速度提升10倍以上.

6）系統(tǒng)仿真技術(shù)方面

能夠比以往更快地在Simplorer中創(chuàng)建和裝配模型，從而滿(mǎn)足完整系統(tǒng)仿真的需求――結(jié)構(gòu)仿真軟件與系統(tǒng)仿真軟件的直接連接可以大大提高結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)仿真的效率.例如，Simplorer已完全集成于電子設(shè)計(jì)桌面系統(tǒng)，可優(yōu)化降階模型生成的工作流程.

與Modelon達(dá)成合作伙伴關(guān)系，支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建模語(yǔ)言Modelica.

擁有全面完備的機(jī)電系統(tǒng)仿真功能，系統(tǒng)驗(yàn)證的工作效率提升10倍.

7）嵌入式軟件方面

ANSYS SCADE基于模型的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)與仿真環(huán)境增加專(zhuān)門(mén)針對(duì)航空電子、汽車(chē)和鐵路運(yùn)輸?shù)淖钚陆鉀Q方案，所支持的行業(yè)專(zhuān)用應(yīng)用數(shù)量增加10倍.

8）SpaceClaim

ANSYS SpaceClaim直接建模工具不僅實(shí)現(xiàn)10倍性能提升，還提供用于加速幾何模型創(chuàng)建和編輯的更多工具，同時(shí)擴(kuò)展文件導(dǎo)入和編輯功能.

9）AIM

AIM提供完整的解決方案，在統(tǒng)一的易用型環(huán)境中可完成幾何模型創(chuàng)建、優(yōu)化到結(jié)果的所有步驟.借助AIM，用戶(hù)可以更多地開(kāi)發(fā)模板和仿真流程，供大多數(shù)工程師使用，從而大大地改善CAE軟件的可用性和易用性.有了AIM的幫助，資深工程師可以研究更前沿的問(wèn)題，更好地建模，或者更好地研究摩擦、材料特性等，其他的設(shè)計(jì)工程師則可以利用開(kāi)發(fā)出的模板快速地優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，使得整體設(shè)計(jì)效率得到顯著提升.因此，AIM在未來(lái)將形成一個(gè)全新的CAE生態(tài)環(huán)境.

10）工程知識(shí)管理系統(tǒng)EKM

虛擬仿真解決方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：室內(nèi)裝飾 仿真 FLASH Unity3D

中圖分類(lèi)號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（c）-00-02

近年來(lái)，房地產(chǎn)行業(yè)持續(xù)升溫，與其密切相關(guān)的室內(nèi)裝飾行業(yè)也受到了帶動(dòng)，人才需求不斷增加。在這樣的背景下，很多學(xué)校都根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)設(shè)了室內(nèi)裝飾專(zhuān)業(yè)，以培養(yǎng)更多專(zhuān)業(yè)人才輸送給市場(chǎng)。在教學(xué)執(zhí)行過(guò)程中，最讓教師頭痛的是如何提高學(xué)生對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)。

由于安全、管理、交通等問(wèn)題，讓學(xué)生親臨施工工地學(xué)習(xí)存在很大的執(zhí)行難度。與室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)情況類(lèi)似，建筑施工專(zhuān)業(yè)同樣遇到工地現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的困難，而較為普遍的解決方法就是采用數(shù)字仿真進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)數(shù)字仿真，學(xué)生可以對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)有更深入的了解，而且可以親自動(dòng)手進(jìn)行仿真操作，學(xué)習(xí)積極性得到了提高。

然而，市場(chǎng)上大部分仿真系統(tǒng)都是針對(duì)建筑施工專(zhuān)業(yè)的，專(zhuān)門(mén)針對(duì)室內(nèi)裝飾的仿真系統(tǒng)基本還是一片空白，有見(jiàn)及此，筆者作為專(zhuān)業(yè)教師就這方面進(jìn)行了深入探討及實(shí)踐，希望開(kāi)發(fā)出適合室內(nèi)裝飾專(zhuān)業(yè)教學(xué)的仿真系統(tǒng)。

從室內(nèi)裝飾執(zhí)行流程上看，施工現(xiàn)場(chǎng)主要涉及尺寸度量、定位、施工、驗(yàn)收等幾大環(huán)節(jié)，作為數(shù)字仿真系統(tǒng)的探索性開(kāi)發(fā)，筆者選擇了毛坯房尺寸度量作為主題，這主要是因?yàn)槌叽缍攘坑幸欢ǖ幕?dòng)性，動(dòng)作重復(fù)性較高，研發(fā)工作量適中。

把毛坯房尺寸度量作為開(kāi)發(fā)主題后，下一步就是圍繞主題擬定開(kāi)發(fā)要求。作為仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，首先必須關(guān)注其仿真度，如果不能讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感受，就失去了開(kāi)發(fā)的意義。第二，要具備良好的交互性。

由于毛坯房尺寸度量是一個(gè)全屋游走的過(guò)程，因此仿真課程必須支持實(shí)時(shí)漫游，且必須支持人機(jī)交互。第三，仿真系統(tǒng)能夠支持度量空間的持續(xù)更新，讓學(xué)生可以不斷接觸不同空間的尺寸度量過(guò)程。第四，具備擴(kuò)展功能，如果不能支持持續(xù)的修改，系統(tǒng)很快就失去使用價(jià)值，最終被淘汰。第五，從仿真系統(tǒng)的推廣來(lái)看，要安裝方便，盡量做到直接復(fù)制使用，如果能支持在線(xiàn)使用更好。第六，要有良好的教學(xué)設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單明了。

明確了開(kāi)發(fā)要求后，下一步就是根據(jù)要求挑選研發(fā)工具。挑選過(guò)程中，筆者對(duì)不同軟件進(jìn)行了深入了解及對(duì)比，還選擇部分軟件制作了案例，具體情況如下。

1 圓方室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)系統(tǒng)

圓方是專(zhuān)門(mén)針對(duì)室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的以CAD為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是空間構(gòu)建方便并內(nèi)置了大量家具模型，可以輕松制作漫游動(dòng)畫(huà)，效果真實(shí)?？上A方在漫游過(guò)程中不能進(jìn)行尺寸度量，且漫游只限于動(dòng)畫(huà)，不支持實(shí)時(shí)漫游，因此并不適合作為尺寸度量仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具。

2 草圖大師

草圖大師（SketchUp）具備優(yōu)越的平面圖向立體空間轉(zhuǎn)換的性能，且能輕松導(dǎo)入各種家具模型，空間構(gòu)建便捷。草圖大師支持立體空間下的尺寸度量，遺憾的是，其只支持固定路徑漫游，且只能在預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)進(jìn)行停留并以固定角度觀察，雖然可作為一種解決方案考慮，但并沒(méi)有從根本上解決漫游及尺寸度量的問(wèn)題，且軟件所制作場(chǎng)景仿真度不高，故仍需尋求進(jìn)一步的解決方案。

3 FLASH

FLASH是網(wǎng)絡(luò)上盛行的矢量動(dòng)畫(huà)制作軟件，由于支持程序腳本嵌入，固其拓展性較強(qiáng)，可根據(jù)使用者的需要提供不同的解決方案。

盡管作為二維矢量動(dòng)畫(huà)開(kāi)發(fā)工具而存在，但實(shí)際上FLASH可以通過(guò)加入腳本使其獲得三維展示能力，俗稱(chēng)Papervision3 d（效果像使用紙板進(jìn)行圍合）。

遺憾的是，網(wǎng)上可找到的資源一般僅限簡(jiǎn)單的360全景瀏覽，即站在空間內(nèi)部環(huán)視，不能移動(dòng)也不能進(jìn)行其他交互操作，雖然存在二次開(kāi)發(fā)的可能，但需要具備FLASH專(zhuān)業(yè)編程能力，故此解決方案暫不具備執(zhí)行性。

筆者根據(jù)FLASH的特點(diǎn)，擬定了其他的解決方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在3 dSMAX等三維軟件中建立模型，把毛坯房各個(gè)區(qū)間的環(huán)視過(guò)程渲染成圖片序列并導(dǎo)入FLASH，再通過(guò)圖片序列播放模擬360全景瀏覽效果，由于每個(gè)視覺(jué)實(shí)際上只是一幅靜態(tài)圖片，所以可以在圖片中放置一些預(yù)制度量點(diǎn)，這些預(yù)制點(diǎn)嵌入了尺寸度量的腳本，并包含了點(diǎn)的三維坐標(biāo)，度量時(shí)，只要依次點(diǎn)擊不同的度量點(diǎn)，就可以獲得所需要的尺寸。

相對(duì)于Papervision3 d，此解決方案中的腳本編寫(xiě)難度要低得多，且度量預(yù)制點(diǎn)間的腳本是一致的，無(wú)需逐一編寫(xiě)。這樣一來(lái)，研發(fā)人員實(shí)際上只需在圖片中相應(yīng)位置放置預(yù)制點(diǎn)并輸入對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)，即可獲得尺寸度量功能（圖1）。

雖然這樣解決了尺寸度量及仿真效果的問(wèn)題，但其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。

首先，由于圖片序列只涉及單個(gè)空間的環(huán)視過(guò)程，不涉及空間的過(guò)渡，所以毛坯房區(qū)間之間只能進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，不能實(shí)現(xiàn)真正的漫游。其次，制作一套空間需要渲染大量圖片，以一個(gè)兩房一廳的毛坯房為例，加上廚衛(wèi)合共5個(gè)區(qū)間，為了實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，對(duì)于某一區(qū)間的環(huán)視效果，一般每10度渲染一幅圖片，即一個(gè)空間需要渲染36幅圖，一套毛坯房需要渲染180幅圖，如果這些圖片都要求達(dá)到高仿真度的話(huà)，那么單是進(jìn)行圖片渲染就需要耗費(fèi)大量時(shí)間了。另外，整個(gè)仿真系統(tǒng)需要放置大量預(yù)制度量點(diǎn)，其工作量也相當(dāng)大。更糟糕的是，一旦需要更換度量空間，以上工作都要重新執(zhí)行，這樣系統(tǒng)的持續(xù)開(kāi)發(fā)及實(shí)用性就大大降低了。

盡管工作量大，但使用圖片序列導(dǎo)入FLASH進(jìn)行毛坯房尺寸度量仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的確能在一定程度上解決漫游、實(shí)時(shí)尺寸度量、高仿真等問(wèn)題，且便于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行推廣，故仍可作為保留方案進(jìn)行考慮。

虛擬仿真解決方案范文第5篇

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

中圖分類(lèi)號(hào)：S220文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言

圍繞激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到他們正面臨著巨大的時(shí)間、成本、質(zhì)量、產(chǎn)品差異化等壓力。如何快速適應(yīng)市場(chǎng)的變化，實(shí)現(xiàn)從“以產(chǎn)定銷(xiāo)”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(shí)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(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)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(kù)，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(tái)，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(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，又與企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理相互聯(lián)系，進(jìn)而把整個(gè)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(chǎng)信息、采購(gòu)信息以及企業(yè)所必須的控制目標(biāo)都實(shí)時(shí)、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(shí)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(shì)

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(lái)了新的技術(shù)革命，其優(yōu)勢(shì)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(gè)企業(yè)在設(shè)計(jì)之初就可以對(duì)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(píng)估與檢驗(yàn)。同時(shí)，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(mén)單一地流水作業(yè)，各部門(mén)成為一個(gè)緊密聯(lián)系的有機(jī)整體，有助于工廠建設(shè)過(guò)程中的靈活協(xié)調(diào)與并行處理。此外，在工廠生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中的靈活性和自動(dòng)化水平。

縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力：數(shù)字化工廠能夠根據(jù)市場(chǎng)需求的變化，快速、方便地對(duì)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(shí)，通過(guò)對(duì)新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行模擬仿真與優(yōu)化，保證了新產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)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(shí)間，在企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。

節(jié)約資源、降低成本、提高資金效益：通過(guò)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(kāi)發(fā)成本。同時(shí)，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料（客戶(hù)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(cè)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(gè)工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃、驗(yàn)證、直至車(chē)間生產(chǎn)工藝整個(gè)制造過(guò)程，在實(shí)施過(guò)程需要注意系統(tǒng)集成方面的問(wèn)題，“數(shù)字化工廠”不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，規(guī)劃時(shí)，需要與設(shè)計(jì)部門(mén)的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗(yàn)證（工藝評(píng)審），同時(shí)，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(shí)，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識(shí)”（如工時(shí)卡、焊接規(guī)范等）集成起來(lái)，整個(gè)集成的底部是PLM構(gòu)架。

同時(shí)，類(lèi)似于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，每個(gè)企業(yè)都有自己的流程和規(guī)范，考慮到很多人都在一個(gè)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(shí)會(huì)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(hù)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(guò)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(duì)實(shí)際系統(tǒng)真實(shí)反映的精度，對(duì)于后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過(guò)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(hù)能身臨其境地感受開(kāi)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(shí)也影響著用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過(guò)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(jià)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(cè)數(shù)據(jù)，分析虛擬生產(chǎn)過(guò)程中的可能存在的各種問(wèn)題和潛在的優(yōu)化方案等，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)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(jiàn)，優(yōu)化仿真技術(shù)水平對(duì)于能否最大限度地發(fā)揮企業(yè)效益、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的作用，其優(yōu)化技術(shù)的自動(dòng)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(guò)建模仿真提供一整套較為完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)流程，但是作為生產(chǎn)自動(dòng)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(bào)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(jiàn)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(guò)程中的優(yōu)越性，各知名企業(yè)競(jìng)相開(kāi)發(fā)各種數(shù)字化工廠軟件，其中較為常見(jiàn)、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(guó)的Tecnomatix技術(shù)公司開(kāi)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(kù)之上的三層結(jié)構(gòu)，它為企業(yè)用戶(hù)提供零件制造解決方案、裝配規(guī)劃、工廠及生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量和人員績(jī)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(kù)eM_Server中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程的信息共享。2007年以來(lái)，西門(mén)子公司在收購(gòu)了UGS（UGS于2004年收購(gòu)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(kāi)發(fā)、仿真和調(diào)試自動(dòng)的制造過(guò)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(guó)的Dassault公司開(kāi)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(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)（PPR-Hub）統(tǒng)一管理。Delmia的體系結(jié)構(gòu)主要包括：面向制造過(guò)程設(shè)計(jì)的（DPE）、面向物流過(guò)程分析的（QUEST）、面向裝配過(guò)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(tái)工具集以及車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(chē)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(chē)行業(yè)的應(yīng)用。

目前，數(shù)字化工廠技術(shù)在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在國(guó)外，如通用汽車(chē)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(chǎng)的時(shí)間，同時(shí)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(guò)物流規(guī)劃仿真不僅使得整個(gè)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(shí)也方便對(duì)物流方案進(jìn)行先期評(píng)估和可行性分析。在國(guó)內(nèi)，如一汽大眾在車(chē)身主拼線(xiàn)工藝設(shè)計(jì)中采用數(shù)字化工廠技術(shù)，改善了車(chē)身焊接工藝，提高車(chē)身焊接質(zhì)量。上海大眾在發(fā)動(dòng)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(mén)子的Tecnomatix軟件，對(duì)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(guó)的洛克希德馬丁公司在F35研制過(guò)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(kāi)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(guò)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(guó)外飛機(jī)制造企業(yè)在其產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)過(guò)程中使用數(shù)字化工廠技術(shù)，國(guó)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(dòng)力控制公司則采用Tecnomatix的數(shù)字化工廠軟件對(duì)其異型件生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)、數(shù)字化柔性造型生產(chǎn)線(xiàn)、智能化熔煉控制系統(tǒng)、智能體聯(lián)合控制的鑄件精整線(xiàn)、數(shù)字化在線(xiàn)檢測(cè)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(yǔ)

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(jìng)爭(zhēng)力的新動(dòng)力。在當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)下，數(shù)字化工廠技術(shù)出現(xiàn)了新的趨勢(shì)。首先，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(chǎng)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(wú)縫鏈接，打造真正的智能數(shù)字化工廠。

作者簡(jiǎn)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(xiǎn)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.