计算机仿真技术论文大全11篇

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篇（1）

1对系统仿真类型进行概述

顾名思义，“仿真”就是对现实世界的物体进行模拟的一种状态，使其达到逼真的情形。在工程技术领域，经常采用系统仿真技术来研究相关事物，如通过系统模型的相关实验来研究设计或者存在的某个系统。

2对计算机仿真技术在制造业中的应用以及发展现状进行概述

由于我国是一个制造业大国，并且制造业在我国的国民经济收入中也占很大的比例，因此，国家及企业都非常重视我国制造业技术的发展。随着我国科学技术及制造业的进步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速发展。而系统仿真技术作为工程领域里面的一个重要手段，其被大量应用到我国制造业进行研究及实践，从而产生出一些先进制造技术。对于系统仿真技术而言，如果从本质上面来讲，其就是通过建立仿真模型，然后再对仿真模型不断进行实践模拟的一种先进技术。它的实现过程主要是由仿真语言、计算机高级语言、以及计算机仿真软件来实现，具体情况如上图2-1所示。可以很明显的看出，对于一个典型的仿真软件来讲，它主要包括程序包、仿真语言、仿真环境三种不同的形式，它的覆盖功能也不是完全相同的，并且，从下到上是大致的反映了计算机仿真软件的一个发展情况。随着相关技术的发展，直到上个世纪80年代后期，出现了一体化的仿真环境。随着我国计算机技术的进一步发展，开始出现了面向对象的并发执行机制，这样，就非常容易的实现在数据库管理的基础之上来对实验及模型数据、以及实验仿真的结果等进行统一的管理，与此同时，人工智能等相关的先进技术也开始应用到仿真建模、运行以及对仿真的结果进行分析之中。另外，广义的制造系统的相关仿真器也开始大量出现，在某种程度上面很好的实现了对制造系统进行的非语言建模、以及模型数据驱动等相关的重要功能。比较典型的一体化仿真软件有TESS等，广义的仿真器有FATOR等。

3计算机仿真研究的热点以及对我国制造业的相关影响

自从上世纪末以来，随着我国制造业的竞争不断加剧，产品生产周期不断缩短，这样就导致系统仿真技术不断向横向的方向发展，在制造业里面比较典型的就是“虚拟制造技术”的发展。根据虚拟制造的概念可以得知，需要先采取计算机来模拟整个产品的设计及制造过程，这样便于发现各种问题，并且在产品制造之前就把问题解决掉，从而提高生产效率及产品质量。随着制造业的发展，仿真技术在我国制造行业里面的又一个重要研究热点诞生，即虚拟产品的开发（VPD），它最早是来源于并行工程的思想。并行工程技术（CE）在对产品进行开发之前就对产品的整个生命周期进行全面的考虑，这样，对解决相关产品的设计以及开发之间的矛盾是非常有益的。而虚拟产品开发是在并行工程的指导下，把大规模的产品数据管理系统以及CAD等产品设计系统等进行综合起来，从而进一步的形成虚拟产品的开发环境，这样就可以在该环境下进行产品的策划、设计等，以及预测产品在真实环境下的相关特征、功能及性能等，这样在进行实际设计、生产的过程中，可以减少反复或者变更等的次数。VPD技术能够深入到各种复杂产品的制造之中，从而为企业产生巨大的经济效益。随着计算机技术的高度快速发展，对仿真技术的相关应用已由单一的形式向复杂性的方向进行发展。由于现代制造企业面向全国甚至全世界，因此，它的仿真对象也是分布在不同的时空，在这样的背景下就产生了分布交互化仿真技术（DIS）。对于这种仿真系统来讲，它所包括的内容有：构造实体、实体-虚体、真实方面的实体等，并且，这些实体是可以基于不同时期的相关技术、不同产品的相互组成、不同的系统方面的目的、以及不同生产厂家的相关技术等，对于这样的复杂情况是允许他们进行交换操作的。分布交互化仿真技术（DIS）通过采用计算机网络将分布在不同地点的仿真设备进行连接起来，这样便可以通过实体之间的数据方面的交换构成时空到合成仿真环境的一种比较先进的仿真技术。如今，在我国制造业中已经产生了虚拟企业或者类似于DIS的虚拟研究开发中心等。就目前来讲，比较出名的就是香港城市大学与香港生产力方面的促进局共同构建的快速科技中心，它就是虚拟研究开发中心。由于当今社会是动态快速发展变化的，人们的需求更多转向个性化、多样化等方向，因此，对于制造企业来讲，它们就要抓住市场的需求，然后采取方式（如柔性生产制造）来快速响应市场需求，这样才能够为企业获取更多的市场利润，但是，通常情况之下，由于企业在短期内存在相关资源欠缺等方面的局限性，在这样的背景下，企业要想获得市场机会，它们就有可能通过互联网来临时连接成一种动态方面的联盟-也就是所谓的虚拟企业。

4结束语

随着我国社会的不断发展，导致计算机仿真技术的发展也日新月异。在制造业中，对于整个产品的生命周期来讲，仿真技术都表现出其强大的发展潜力。在当今制造业竞争激烈的社会，计算机仿真技术在制造领域的应用及发展在不断的扩展，其功能也更多的面向可视化、智能化生产、绿色制造等方面不断发展。

参考文献

[1]戴金海等.并行工程与仿真技术[J].计算机仿真,2013(23):54-59.

[2]熊光楞.计算机仿真及其在制造业中的应用[J].计算机仿真,2012,2(14):20-27.

篇（2）

作者简介：华民刚（1980-），男，江苏无锡人，河海大学常州校区计算机与信息学院，讲师；陈俊风（1979-），女，江苏句容人，河海大学常州校区计算机与信息学院，讲师。（江苏　常州　213022）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0082-02

计算机仿真技术的应用已经渗透到工程技术的各个领域。最近几年高校纷纷开设计算机仿真类课程，由于此类课程开设的时间尚短，名称和内容也不统一，如“计算机仿真”，“控制系统计算机仿真”，“建模与仿真”等，一般大类归属于电子信息类，小类归属于不同专业，如自动化专业、电子信息专业、测控专业和通信专业等。[1-4]因此针对不同的专业，“计算机仿真”课程的内容需有所侧重，要突出专业特点和专业知识的连贯性。该课程课时短，理论性强，且需一定前续的专业课程和高级编程语言的基础知识，在多年的教学实践中发现，计算机仿真技术入门难，学生学习热情不高，且现行的课堂教学模式制约了“计算机仿真”课程的发展。由此认识到，要适应时展的需要，从根本上提高教学质量和学生仿真设计的能力，做到学以致用，所以有必要在“计算机仿真”教学中引入合作创新。

一、现行教学模式存在的问题

“计算机仿真”课程教学的主要目标使学生了解仿真技术的发展与应用，能建立系统的仿真模型，学会用MATLAB进行系统仿真，对相关学科有进一步的认识或拓宽知识面，为从事电类不同专业技术的分析与设计和后续课程提供必要的仿真实验技能。

1.教学模式与仿真课程独特性之间的矛盾

（1）要想学好“计算机仿真”课程，学生必须具备扎实的基础知识。“计算机仿真”课程内容包括：仿真的基本概念和基本流程；仿真模型的建立以及相互之间的转换；连续系统和离散系统仿真的基本算法与方法；建模与仿真的常用计算机软件，并能联系专业特色，解决具体问题。这其中涉及应用数学、仿真高级语言（典型如C++，MATLAB）和要仿真的对象的相关专业知识等多门交叉课程。计算机仿真技术离开这些基础知识，就成了无源之水，无本之木。目前学生基础参差不齐，普遍存在偏科和厌学的现象，因此在学生一无所知的情形下，讲解“计算机仿真”课程就更是费时、费力，且效果差。

（2）学习“计算机仿真”课程需要充分发挥出计算机仿真的实践性。计算机仿真的学习过程也是应用程序使用的训练过程。仅仅以课堂讲解为主，辅以较少的实验教学，理论生涩枯燥，难以激发学生学习兴趣，更无法充分发挥学生的学习主观能动性。课堂讲解教学无法训练学生的操作动手能力，也无法使学生理论联系实际，应用课本中的理论知识来解决实际操作问题。

（3）现在的考核方式难以考核学生的学习情况。现在的考试方法偏重基本知识的测试，而忽视能力的考核，单纯以期末考试分数作为学生水平高低的评价标准，不但严重扼杀了学生的创新能力，而且不能全面反映学生的学习情况。

2.理论教学与实践教学难以协调[5，6]

目前“计算机仿真”课程基本上采用课堂教学与上机实践分开进行的模式。以课堂讲解为主，辅以较少的实验教学。教师会根据自身的具体情况先进行理论知识的讲授，而一般上机实践的机会比较少。与此同时，由于授课与上机是分开进行的，学生在课堂上学到的理论知识不能马上在上机时加以应用；此外，上机实践中一般学生多教师少，学生在上机过程中所遇到的问题，教师无法一一解答，很难保证每个学生都认真独立地完成上机任务。

因此“计算机仿真”仅通过课堂讲授是不能达到教学效果的，这样既吸引不了学生的兴趣，也无法让学生真正理解知识、掌握相关技能。“上机实践是学习“计算机仿真”课程的重要环节，如何做好两者之间的衔接，是目前急需解决的问题。

3.专业特色不突出，工程背景不足

“计算机仿真”与不同专业的典型课程都有联系，如“现代控制理论”、“电力电子技术”、“电机与电力拖动基础”、“通信原理”、“信号分析与处理”、“过程控制系统”、“电力系统分析”、“自动控制原理”，结合专业课程进行仿真训练，选择上述课程的一些内容作为教学例题。然而目前在讲解“计算机仿真”课程时，未能结合专业特点，没有体现出专业特色。

此外“计算机仿真”课程的实践题目绝大多数都是工程背景不是很明确，题目数量也比较少，对象多为通用的数学模型。因此，要想让学生学会用MATLAB分析和解决实际工程问题，很难实现。

二、“计算机仿真”教学改革方案

1.理论与实践相结合教学方式

（1）在“计算机仿真”课程里选用MATLAB语言。该语言简单易用，有友好的工作平台和编程环境，具有强大的科学计算机数据处理能力和出色的图形处理功能。更值得一提的是，MATLAB的应用范围非常广泛，应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等各个领域。

篇（3）

主管单位：中国航天科技科工集团公司

主办单位：中国航天科工集团公司第十七研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1006-9348

国内刊号：11-3724/TP

邮发代号：82-773

发行范围：

创刊时间：1984

期刊收录：

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

篇（4）

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2009）06―0124―03

引言

现代信息技术环境为信息教育的开展提供了重要保证。在这样的环境下，如何对学与教的过程和学与教的资源进行设计、开发、使用、评价和管理，是一个有待于开发和探讨的课题[1]。

作为现代信息技术的重要组成部分−− 机器人仿真技术一般 用于工程设计，还没有用于高等学校听障学生学习计算机编程语言先例，它优良的计算机界面图象仿真功能，从视觉补偿角度非常适用于听障学生的特点。利用这一特性，我们将计算机编程语言学习中听障学生所遇到的难点，教学点用仿真图示的方法进行新的教学方法组合。例如：流程图设计与编写计算机指令的关系，我们抛开听障学生不易明白的技术术语，以工程设计项目为方式，机器人创新教育的教学训练的模式[2] ，设计了流程图与指令对应同时与所写指令有明确执行效果的教学方法（见下图1）。

由于是工程项目设计，目标易于理解，听障学生可以很容易地根据目标选用流程图中的图形进行过程组合，而在流程图的组合过程中对应的计算机指令也实事 的显示出来。指令的用法也一目了然。听障学生通过这一方法，首先知道流程图的基本画法，其中每一个图框中应写那 条指令，而且明白所写指令对应的实际效果是什么。利用这种图、文、做一体的简便方式，听障学生可以很清楚的看到计算机语言的编写过程和机器指令的使用方法。针对结果中出现的问题可以很清楚地知道在何处修改，同时可实时看到修改的结果。用这种教学模式可使听障学生的“入门” 较轻松，沟通较容易，这样便 使他们对学习编程建立信心。

一 基本设计思路

常规的计算机高级语言的教学一般选用指令分类的形式讲解, 每条指令的含义可用语言、文字解释。教材可以简洁明了。但听障学生由于听力障碍, 基础术语、语言文字能力较差，简洁的教材, 使得讲解十分困难, 同时没有听障学生适用的辅助教具, 更增加了听障学生的理解难度。为解决以上所涉及的难题，在本教学环节设计中引入仿真机器人，采用了屏幕机器人仿真和流程图与计算机语言对照的方式来讲解计算机高级语言, 大家知道：在计算机辅助教学系统中，被计算机程序化的影像起着视听教材的作用[3]。根据这一原理，我们将语言的学习变成屏幕游戏的编写, 不刻意强调每条指令的结构, 用简单的图面对比来告诉听障学生指令的意义和用法。这种视觉补偿的方式, 可很好地兼顾听障学生的生理特点, 扬长避短。设计原理框图见图2：

二 课程设计方案

1教学对象分析

在教学过程中, 我们发现听障学生极易放弃他们认为不易掌握的知识, 尽管有些在正常人看来是及其 简单的。为使听障学生能达到既定的学习目标，教师必须考虑听障学生达到此教学目标所经历的心理历程。本教学环境选用了视觉补偿的概念, 利用计算机仿真技术从基础知识入手，利用显、浅、易、懂的方式引导听障学生进入教学情景, 最大限度的集中听障学生在课堂上学习的注意力，积极参与到既定的教学过程中,提高学习效率。

从教学内容来讲，要分析掌握技能与听障学生原有学习习惯之间存在的差异，面向学生的学习需要[4]，听障学生还有多少知识没有掌握。从教材上来讲，教师应努力以鲜活的知识、通俗易懂的教授形式把生硬的教材符号简单化。

以往教学目标关注较多的是知识， 技能。缺少为达到此目标所进行的感情、能力的关注。对听障学生而言，教学目标与他们的生理、心里、认知能力之间有很大的联系, 而沟通难是工科学科教学中的一大难点。因此教学目标的设计首先要以如何使听障学生能够学会为主要目的，即用仿、学、做结合的方式改变“沟通难” 的问题。

2 教学目标

（1）根据知识的性质确定教学方式[5]。通过仿真教学辅具的帮助，听障学生能够较有成效地学习计算机编程语言的知识及基本操作，培养听障学生建立基本工程设计的概念，使听障学生能运用计算机仿真的手段将制定项目 设计构思以直观形象表达 出来，同时听障学生可用此方法完成自定义项目的练习。

（2）教学设计过程要根据听障学生的生理特点和知识水平选择教授知识的切入点，教师应“激活” 以符号为主要载体的书本知识，并对其进行个性化解读和诠释[6]。教授给 听障学生学会选择，正确使用，把学习内容分解成为一系列更易处理的单一子任务，从而使听障学生获得一种较为轻松的学习环境。感受到科学的有用和研究的

乐趣，在亲历体验的过程中构建他们动态的知识体系，从而学会学习、乐于学习。

三 设计方法

1 课前准备

（1）教学点：流程图设计与编写计算机指令的关系及设计效果。

（2）构建计算机仿真技术支持的学与教实践教学环境。

学生每人一台教学计算机，在机器上装有仿真教学辅助软件。

学生自由组合组成练习小组，搭建实践教学用仿真场地同时配备教学机器人一台。

2 教学流程

（1）复习流程图的基本知识。

（2）利用仿真教学平台中流程图设计子系统，建立指定项目的设计流程。观察流程图的设计过程与指定项目之间的逻辑关系，流程图的图示化选择是否正确，并分析原因。

（3）观察流程图的图形模块所生成的计算机指令与单一指令设计的不同。

（4）将流程图对应生成的计算机指令调入到计算机语言的编译环境中，进行语法检查，通过后，进入仿真。

例如：―― 设计一个《机器人走四边形》的工程训练项目，学习条件转移语句的使用。

首先：抛开听障学生不易明白的技术术语，以工程设计项目为方式，利用《聋教育仿真教学平台》设计了流程图与指令对应同时与所写指令有明确执行效果的教学方法（见图3）。

第二：对应学习计算机编程语言指令― 讲解用while实现虚拟前行的方法，条件循环走正方形指令。

第三：指导学生利用教学软件在计算机屏幕上利用图形化C语言编译环境工具完成指定教学科目的训练，教授对应学习的手段和方法。让学生了解语言编程的基本方法和调试手段。

3 教学过程

根据图2我们可知，这是一个虚拟机器人运动的工程项目，我们将此单元课程设计为：

第一：设定工程目标： 虚拟机器人向前行走一段距离然后右转,重复进行。

第二：选用流程图与机器指令对应的设计方法讲解计算机语言。

首先用图形化编辑的方法列出流程图，此时每一个流程图形所对应的机器指令亦同时在屏幕上对应显示出来。

第三：学习机器指令，讲解使用方法。

第四：屏幕仿真，观看设计结果。见图4。若有误差对应修改。

第五：保存结果。

四 小结

利用这种图、文、做一体的简便方式，听障学生可以很清楚的看到计算机语言的编写过程和机器指令的使用方法。针对结果中出现的问题可以很清楚地知道在何处修改，同时可实时看到修改的结果。用这种教学模式可使听障学生的“入门” 阶段的学习较轻松，技术沟通较容易，这样便使他们对学习编程这门课程建立信心。用这种方法作为“入门”阶段的的教学途径，降低入门难度，从教学结果看听障同学掌握较好，课堂氛围轻松。

仿真技术用于听障学生的计算机语言教学实际上是一个新的课题。本着浅显易懂的教学理念，在教学时进行了如下设计：

第一：课前准备。将现代仿真技术成为听障学生课堂教学的组成元素。创建一个新颖的实践教学环境。减轻听障学生学习难度, 树立学习的信心。这样可以减轻听障学生学习计算机高级语言普遍存在的畏难情绪。

第二：从整个教学设计中关注学生自主参与，要照顾聋生的思维进程[7]，将合作学习贯穿在查找、收集、交流、构思（设计）和运行等各个教学环节之中，确立学生的主体地位，培养了合作精神。提倡项目式合作训练，使学生把学习过程当成一种“游戏” ，轻松愉快，减轻了学习过程中的心理压力。

第三：重视以发展的眼光来评价学生的设计，尽可能挖掘学生在学习中的闪光点，并给予充分的肯定，让每个学

生都有成功的体验，从而让他们树立信心，初步学会计算机语言的编程规律。 有一个良好的开端。

五 教学后记

通过教学辅具在听障教学中的使用，以构建计算机仿真技术支持的学与教创新环境为出发点，利用计算机仿真的教学手段，同时运用身心障碍补偿和技能训练的方法，对有听力障碍的学生进行现代技术知识的传授。教师利用这一教学载体，通过机器人创新教育的教学训练模式，力求解决听障学生学习计算机语言“入门难” 的问题，听障学生能借助此技术来改善学习境况，同时建立一种新的听障教学的实践模式。

特殊教育象征着一个社会的文明程度和发展水平，特教教学是一个复杂而细腻的过程, 教师的一个手势，一个微笑，一句称赞等各种表示都会对聋哑学生产生很大的影响，更由于听障教学人文主义色彩较为浓厚，这种作用就更为重要。而我们在发展的同时要始终把握好一个原则，那就是技术只能是一种工具，无法代替人的情感因素。根据听障学生认知活动的特点来选择恰当的教学策略[8]。将情感因素带入教学中，帮助听障学生克服心理障碍，提高学习质量，达到最终教学目标。

参考文献

[1] 杜平原, 吴超英. 信息技术环境下教学设计创新的构思[J]. 教育技术理论与实践.2004.2:3-5

[2] 仲照东,李益明.机器人教学与高职创新教育[DB/OL].

[3] 山口熏,金子健.特殊教育的展望[M].辽宁: 辽宁师范大学出版社, 1996.

[4] （美）汤姆林森 著.多元能力课堂中差异教学[Z].刘颂译.北京: 中国轻工业出版社, 2003. 9.

[5] 李明祥.聋校信息技术教育探索[OL].

[6] 胡波.基于新课程理念的现代教学设计[J]. 中国教育学刊, 2007, (3): 44－48.

[7] 张峰.聋校运用计算机辅助教学的几点思考[OL].省略/runwen/xklw/xx/200703/144353.html.2007-03-09>

[8] 陈书爽.多媒体技术在听障学生个性化教育中的支持性研究[OL].省略/xgjy/tsjy/jszx/jxyj/tzyj/200802/t20080227_446842.htm.2008-02-26>

The Design and Practice of Computer Programming Language Teaching for Deafness Students

HAN Yu-min

篇（5）

中图分类号：TP391.9 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）12-0049-02

1 前言

实践教学是高等工科教育教学中的重要组成部分。通过实践教学，可以帮助学生巩固课堂知识、培养其专业基本技能、养成并具备良好的创新习惯。可是，在实际教学实施过程中存在诸多问题。

首先，能够接受学生去实习的企业数量有限，学生数量又较多，都到企业或工厂进行实习，给工厂带来较大的压力。

其次，工厂现在都是大规模连续生产，生产过程要求连续稳定，导致学生在生产实习时只能看不能动手操作，难以完成生产实习的教学目标。

最后，随着科技的进步，现有大型生产装置日益系统化、自动化，导致学生只能观察和了解整个系统的表面，无法深入学习，难以提高教师和学生的积极性，生产实习的效果很差。

2 仿真实验

在增加硬件实验设备难以立即实现的情况下，利用计算机仿真技术，开发适合于专业需求的实验与操作实习仿真软件成为解决当前实验教学存在问题的一个重要途径。区别于传统的实验，仿真实验不需要实物形态工具与对象，实验时主要是针对软件设计的实验设备与仪器进行。计算机仿真技术借助面向对象编程软件与多媒体制作技术，制作与传统实验操作相对应的软硬件条件。学生在仿真实验中可像在真实环境中一样实现各种实验项目，实验结果甚至优于实际实验。可见，计算机仿真实验可辅助、部分替代传统实验操作。仿真实验提供了友好、操作方便的教学环境，学生的学习兴趣也大大提高。仿真实验与互联网信息技术结合后，通过网络链接，学生可在网络上进行远程实验课程学习，克服了传统实验教学空间和时间的限制，同时能大幅降低实验经费。

当前，计算机仿真在工科实验教学中已经得到越来越多的应用。以生物工程专业为例，烟台大学就已经开发完成一套谷氨酸发酵生产仿真软件，实现了谷氨酸发酵生产与分离提取过程的形象化与动态模拟。该软件在山东轻工业学院、青岛农业大学、文经学院等多所学校内试用，成为生物工程专业实习教学与培训的重要辅助手段。国内某公司开发的离心泵单元仿真培训被众多院校采用，作为相关专业的离心泵操作训练工具。

其他专业如热能与动力工程专业，许多高校都在实验教学中加入仿真实验以辅助教学，如制冷模拟教学课件[1]、小型冷库仿真教学系统[2]、制冷空调综合创新模拟实验平台[3]等。烟台大学也研制了传热学实验教学仿真软件[4]辅助实验教学。这些仿真实验在实际应用中都取得较好的教学效果，值得大力推广。

3 柠檬酸发酵生产仿真实验

柠檬酸发酵实验 柠檬酸发酵实验是生物与食品类专业的主要实验教学内容之一，目的是让学生了解柠檬酸的生产原理与流程，掌握柠檬酸的发酵生产工艺与发酵分析方法，通过实验能熟练地掌握真菌发酵的接种、培养与发酵产物的分析测定等技术。由于柠檬酸整个发酵生产流程所需设备众多，现在国内还没有厂家制作销售实验用柠檬酸全过程生产演示的仪器，大多数学校实验教学中只是在实验室中开展柠檬酸生产中发酵部分的实验，无法实现整个生产过程的操作练习。由于柠檬酸生产厂家分布过于分散，大部分高校因人力、物力等资源限制，无法开展实地操作实验教学。

针对此问题，本文开发了柠檬酸发酵生产仿真软件。该软件能够实现柠檬酸发酵生产全过程的仿真模拟，为广大生物与食品类专业学生的生产实习提供支持。通过该软件的推广使用，满足这些专业实验教学的迫切需要。

柠檬酸实验仿真工具 柠檬酸实验仿真软件的开发是根据教学任务要求，分析整理实验教学内容而进行的。利用该软件，学生对柠檬酸生产流程获得形象化的认知，还可以在仿真平台上完成实验虚拟操作，得到实践成绩。

本软件含有实验内容、成绩评定、使用帮助等内容。软件能够实现的实验内容包括柠檬酸生产的淀粉糊化、发酵、粗提和精提四个主要流程，在每个流程的实验界面上，都设计了该流程所需的全部实验部件，包括罐体、阀门、泵、过滤机、搅拌器等，各动力机械与调节阀门均可实现手动调节。学生在该仿真软件上手动完成各生产过程的相关操作练习。软件的成绩评定功能将在学生实际操作过程中，根据操作过程顺序以及由此引起的生产工艺参数变化情况给出实验成绩，并提供详细的得分明细与说明，学生可根据该明细查找实验操作中出现的问题并加以改进。软件的实验成绩判别功能实现了实验操作的定量计分，减轻了实验指导教师的负担。软件提供的帮助功能为学生提供逐步实验操作指导，帮助学生更快地熟悉相关实验操作。软件还提供了时间加速功能，使得学生能够在较短的时间内就完成柠檬酸的实际长时间生产过程。

软件采用VB6.0软件开发，功能包括装置组成与工艺流程演示、部件运行与阀门操作动态演示、工艺参数动态变化、逐步指导等功能。图1～图4分别为淀粉糊化、发酵、粗提和精提四个流程的实验界面。

该软件的开发采用模块化编程，每部分实验内容作为一个大模块，大模块中还细分为若干个小的模块，模块之间通过操作流程引起的操作流程因果关系、耦合参数进行衔接。开发过程中采用动态模拟技术实现搅拌器、罐体液位、管道内流体流动等动态变化内容，实验参数可依据实际操作实现动态即时显示，学生能够随时了解参数的动态变化情况，并据此判断操作时机。

教学效果 基于仿真技术开发的柠檬酸发酵生产仿真软件，完整地模拟了柠檬酸生产的全过程，学生通过使用该软件，不仅加深了对所学理论知识的理解，还对柠檬酸的生产流程有了更深刻全面的认知，生产操作水平也得到了较大的提高。仿真实验由于界面设计友好，形式新颖，学生对此普遍欢迎，实验兴趣大大提高，取得较好的教学效果。可见，柠檬酸发酵生产仿真软件很好地解决了实践教学过程中存在的不足，提高了实践教学的水平，强化了生物工程专业学生综合素质的培养。

4 结论

本文首先分析传统实验与实习教学存在的一些问题，总结仿真实验教学应用现状及其优点，叙述自主开发的柠檬酸发酵生产仿真软件以及学生的使用体会。■

参考文献

[1]晏刚，吴业正，厉彦忠，等.发挥实验室优势，完善实践教学改革[M]//2004年制冷会议论文集：实践教学.2004：

135-137.

[2]张华，刘楚芸，王勤.基于web的小型冷库教学系统的设计与开发[M]//2004年制冷会议论文集：实践教学.2004：

篇（6）

0 引 言

实验教学是学校教学活动的重要组成，教学质量的好坏是对学校人才培养层次与质量的直接体现。实验作为实验教学活动的主要内容, 在改善教学质量方面发挥着不可替代的作用。实验室在传播知识的同时，更重要的作用体现在对学生的创造性思维与想象力的培养上。通过实验教学，学生分析解决问题以及动手能力明显提高。伴随教学改革的日益深入, 实验教学的改革也越来越引起人们的关注，以往的教师灌输式的理论教授方式，学生被动接受的教学模式，已无法满足社会经济发展的要求。当前，社会需要的是主动型、能力为主的人才培养。加强学生创新能力的培养，必须切实转变以往重理论教学轻实验教学的错误观念，重新认识实验教学在学校教学活动中的地位与作用，根据当前社会经济对人才的要求， 改革传统的实验教学模式，改革实验教学手段，优化更新实验教学的内容，切实提高实验教学质量。

1 实验教学的传统模式与存在的问题

国内高校工科教育当中，实验教学存在着硬件条件不足、硬件实验条件的发展与技术要求不相符[2]，加上近几年高校扩招，实验教学的硬件条件更是供不应求。进一步加大对教学硬件条件的投入，丰富实践教学的内容、加强实验条件的改革及建设，在目看来具有特殊的重要性。面对这种情况，我国的教育主管部门采取了一些推进实践教学改革及建设的措施。如：在全国高校本科的教学水平评估中，实验室基地建设与建设投资及其实验教学改革被列为一项重要的指标。并且，各高校也逐渐开始响应教育部的的这一举动，纷纷实行了“双基”型实验室[2]，与此同时，建设了“实验教学示范中心”。当前，传统实验教学模式的缺点主要有以下几点：验证性的实验所占比例较大，与综合性、设计性、创新性实验之间的比例失调；实验模式单一、实验室设备陈旧；实验教学中缺乏先进的实验教学手段。

2 提高电子信息类专业实验教学质量的方法

2.1 实验中引入相应的仿真技术来进行虚拟实验

在实验教学中引入计算机仿真技术，能够充分调动学生主动学习的积极性，培养学生的学习兴趣。同时，教师能够通过计算机技术对学生的实验操作的全过程进行观察，对学生进行良好的跟踪与指导，更好地进行学生实验结果的采集工作，先进科学的教学理念与教学手段对于提升实验教学效果，提高实验教学水平具有重要作用。引入计算机技术后，理论与实验教学，教师教学指导与学生操作、思考融合成一个有机整体。以往传统实验教学中课堂、课时以及实验设备因素的限制作用得到了解决，实验教学更加灵活化，教学内容在时空上得到进一步的延伸，更好地激发了学生进行实验的热情。

将计算机仿真技术引入到实验教学中，通过相应技术进行的虚拟实验，为学生提供了更为灵活开放的实验环境，能够更好地培养学生在实验过程中独立思考能力，增强学生的的学习创新意识。对于实验教学内容，仿真技术的应用，将虚拟性实验与真实的电路实验整合成有机整体，实验的能动性与趣味性明显提高，同时实验内容的充实，有利于学生综合实践以及探索创新能力的培养。当前，已经有越来越多的高校重新进行了实验室的规划建设，通过计算机仿真技术进行虚拟实验是实验教学改革发展的新方向。将与实验教学相关的计算机软件技术引入到高校实验室中，为实验科研提供了良好的平台，对于激发学生学习的主动性与积极性，培养创新能力具有重要作用。计算机仿真技术的应用，一方面能够改善实验教学条件、充实实验教学的内容，另一方面，还能够明显降低实验成本，提高实验教学的效率。通过单片机的实验教学，能够发现，教学过程中引入proteus仿真软，通过该软件对单片机的硬件系统进行模拟，克服了实际实验过程中硬件电路固定以及实验内容不易改动等因素的限制。实验设计全过程，除计算机外不用再进行任何硬件的添加即可实验，这有力地推动了实验课程教学改革，更有利于学生创新能力的培养。仿真技术的另一重要应用主要表现在学生的业余爱好上，如挑战杯、电子设计大赛等等，学生就能够用计算机来实现仿真，首先用计算机仿真出实验的模型，再在计算机上进行相应的模拟调试，最终用硬件来实现。在整个仿真的过程中，学生可以自由发挥自己的潜能，通过大量的仿真对比，来达到设计目的，也可大胆反复地调试，避免了器件的损坏。电子设计竞赛中，由于proteus开发环的运用，培训过程中不需投入任何硬件的条件下，学生却普遍反映，对于单片机的学习比单纯理论知识的学习更易接受也更易得到提高。事实证明，运用proteus进行系统仿真成功后进行的实际制作，可明显的提高单片机系统的设计效率。此外，远程教学中仿真教学的运用具体重要的意义，对于教学改革是一种很好的尝试[2]。

2.2 实验中引入matlab软件内建的simulink组件技术

目前，我国开设了电子信息类专业的高校中，大部分都将matlab软件作为重要的实验教学平台，对定理以及算法进行仿真和验证实验。simulink组件作为matlab的重要组成，能够为用户提供一个仿真分析与动态建模的集成系统环境。该环境下，只需利用鼠标进行简单直观的操作，就能够完成复杂系统模型的构建，在此过程中避免了大量繁杂的书写程序。由于 simulink组件具有适应性强、效率高，结构仿真精细、流程清晰且贴近实际、效率高、使用灵活等诸多优点，simulink组件技术已经被广泛地运用于处理数字信号与控制理论等复杂的仿真设计之中。同时simulink能够通过连续、离散采样时间以及两种采样时间混合的的方式进行建模，该组件还可支持多速率系统，不同的系统组成部分的采样速率不同。此外，simulink为动态系统模型的创建，提供的图形用户接口(gui) ，使在进行模型方块图的创建时只需通过鼠标单击与拖动鼠等简单操作即可完成，为用户提供了一种更便捷、更直接的创建方式，同时能够立即获得系统仿真结果。

该组件的这一特性，一方面可以使算法的验证更为简单，减少学生投入在验证性实验中所用的时间，而将大部分精力投入到设计性、综合性试验中；另一方面，可以使学生更快捷的验证新思路、新算法，而不会由于代码调试方面的问题影响了创新实验的开展。以自适应滤波中的经典rls 算法为例，如果直接采用matlab编程方式，在进行代码调试时，就会消耗掉大量的精力，代码长度将达到200 行以上。而如果采用simulink组件模块化设计的思想，只需要鼠标对模型的拖拽，就能以流程图的形式将滤波器搭建起来。由于simulink提供了丰富的元件库，采用图形化的表示方法，学生在进行算法验证的时候只需调用成熟的模块进行参数设计即可。这样的实验方法事半功倍，思路清晰，参数的调整也十分便捷，广受学生欢迎。由此可见，引入simulink组件后的实验，既不会影响实验效果，又能够提高实验效率，对学生模块化编程的思想也有较好的促进作用。

3 结 语

当前，社会对人才综合素质的要求不断提高，进行实验教学改革已经迫在眉睫，而大学实验教学的改革又直接影响到学生的动手和创新能力。实验教学必须能够跟得上时代的脚步，把计算机仿真技术与simulink组件技术应用到实验教学中可以充分调动学生主动学习的积极性，充分发掘学生的创造能力，在学习到先进技术的同时，提高学生对社会的适应能力。

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随着我国经济的发展，物流业迅速地成长，全国各地的物流工程建设也在逐步展开，但在项目的投资建设中产生了一系列的合理性分析的问题，如技术、经济可行性和管理方法等。如物流配送中心在规划建设过程中的选址是否恰当，其容量设计、装备配置和场地规划是否合理，是否能够更好简化工作，节约成本和时间，对理货、存储、分拣等工作区的划分是否能够更加方便各项作业的进展和管理。对于这些实际的问题，如果只凭经验和感觉来判断，难免会有些方面被疏忽，建成后再进行调整就会增加建设的成本，耽误正常的工作，从而带来巨大的损失。

物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术。它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真技术最大的优点就是不需要实际设备的安装，不需要实际实施相应的方案，即可验证如下目标：①增加新设备后给企业带来的效应；②设计新的生产线的好坏；③比较各种设计方案的优劣等等。本文主要研究物流系统仿真技术的基本理论，并通过Flexsim仿真软件进行说明说明。

1.物流系统仿真的特点

物流系统仿真的特点主要体现在以下3个方面。

（1）物流系统中流的仿真：对于物流系统中的多种流，如货流、车流、信息流、资金流等，可以采用动态仿真 描述流的产生、流动、消失、积累和转换等。

（2）物流系统中排队的仿真：由一个或多个服务台和等待服务的顾客组成的离散系统成为排队系统。物流系统是复杂的离散事件系统，并且各种设施设备可以看作是服务台，各种实体货物等可以看作是顾客等待接收服务。

（3）物流系统组织中资源的因素仿真：物流组织是通过各种人员和设备参与实现的，这些都是物流系统中的资源。通过对各种资源不同的规划，物流服务质量和运作效率也是有差异。利用计算机仿真技术描述人和设备的行为过程，可以得出较优的物流体统组织方案。

2.物流系统仿真的优势

在构建物流系统时，由于建设投资巨大，存在一定的投资风险，且建成后发现了不合理的地方需要改造，成本将会非常的高。利用仿真技术实现物流系统各个模块的运行状况，并得出适应发展、经济有效的设计方案。物流系统仿真技术的主要有以下优点。

（1）对于复杂的物流系统可以采用仿真的方法构建模型；（2）对于新的物流系统，无需实际建设投资，可先利用计算机仿真模拟对新系统进行可行性和效率做出正确的评判，如方案合理再实施，降低投资风险；（3）可以对多个方案进行分析对比，从中选择最优方案；（4）通过仿真调整目标函数和约束条件来优化方案。

3.物流系统仿真的步骤

物流系统仿真的一般步骤：（1）弄清问题，掌握实际情况；（2）收集整理资料；（3）确定各个因素之间的相互关系；（4）构造仿真模型模型；（5）确定模型参数；（6）检验模型的正确性；（7）仿真模型的运行及结果分析。

4.Flexsim仿真软件

4.1 Flexsim仿真软件介绍

Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术，并具有三维显示功能。建模快捷方便，显示能力强大，特别适合于生产制造、配送、交通运输等领域。其主要特点包括：（1）基于面向对象技术建模；（2）突出的3D图形显示功能；（3）建模和调试的方便；（4）建模的扩展性强；（5）开放性好。

4.2 应用Flexsim仿真软件建模仿真方法

（1）设置模型布局

Flexsim对象库中的对象基本能够反映各项实际设施。如进货源和出货源可以分别用发生器和吸收器来表示，加工作业可以用处理器表示，货架、运输机、操作员分别有相应的实体表示。并根据各个实体的数量尺寸，将其调整到适当的位置，使其与实际方案相符。在设置这些参数时，要根据具体的对象特征设置参数才能正确的模拟显示。

（2）定义“流”

根据系统中各对象之间的逻辑关系，连接相应的端口，构建模型的逻辑流程。

实体与实体之间的联系可用输入输出（A）连接或者中间端点（S）连接。作业的流程要与实际作业时的流程相符合。

（3）设施参数的设计

根据每个对象所描述的物流系统的特征，设定对象的参数。Flexsim中常用的一些仿真参数主要有：

①生成器参数：可按到达时间间隔模式、到达时间表模式、到达序列模式创建临时实体。通过生成器可以设置货物的到达类型和到达时间分布等。

②处理器参数：处理器参数一般用到的是处理器容量、处理时间、预置时间、平均故障时间和平均维修时间等。

③暂存区参数：暂存区参数主要有暂存区容量、暂存区大小、暂存区货物堆放形式等。

④货架参数：货架参数主要有货架容量、货架列数、层数、列宽、层高、最小停留时间和堆存方式等。

⑤运输工具参数：运输工具包括工人、运输叉车、堆垛机等，参数主要有装载时间、卸载时间、运行速度、装载量、加速度以及运输线路设计等。

⑥临时实体流参数：临时实体流参数决定实体如何将临时实体送到下游。这些参数主要有送往端口、是否使用运输工具、是否拉动、拉动条件、优先级等。

4.3 编译运行与仿真结果分析

在完成模型的建立后，可以对仿真模型进行编译运行。为了减小误差，可以通过反复多次的运行或根据不同的设定条件运行，得出仿真的结果。分析实验中各个对象的工作状况及效率，对比不同的实验的结果，提出改进优化措施，并再次进行验证。最终得出最优的方案。

【参考文献】

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1、论文研究背景及意义

近多年来，由于计算机及网络相关技术的迅猛发展，世界经济发展的必然趋势就是数字化，数字城市也逐渐引起了人们的注意。那么怎样应用计算机技术来构建数字城市，近而实现城市的数字化已经引起城市规划及管理人员和城市居民的共同关注。城市仿真技术在构造数字城市过程中发挥着非常重要的作用，因此成为当前一个新的研究热点。仿真(Simulation)技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，以模拟的方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图形界面，使之在感知行为的逼真体验中获得直接参与和探索仿真技术对象在所处环境中的作用和变化。城市仿真(Urban Simulation)技术就是仿真技术在城市规划、建筑设计等领域中的应用，表现为人机交互、真实建筑空间感与大面积三维地形仿真，即交互式实时三维(Interactive Realtime 3D)。采用虚拟现实技术构造出来的城市视景仿真系统是数字地球的重要组成部分和支撑手段，已经被广泛应用在城市的规划、建设以及管理当中，对于城市发展规划的各个方面都具有相当重要的意义。

2、国内、外的视景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三维建模软件是世界上流行的实时三维数据库生成系统的软件环境，在仿真系统中得到广泛的应用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的世界领先的软件环境。Urbansim是基于城市交通需求模拟分析和城市土地综合分析的新型城市发展仿真软件。MagicCity属于WinTel架构基础上的虚拟现实和视景仿真系统。我国在视景仿真系统开发的同时，也在进行仿真系统软件平台的开发。TrueSim v2.0 三维实时仿真软件平台是深圳市创想科技发展有限公司在综合了国内外多项最新三维仿真技术的研究成果以及多年来从事三维仿真研究所积累的多种经验的基础之上推出的具有自主知识产权的仿真平台。神州视景信息技术有限公司自主研发了“基于普通PC和Internet的大规模场景实时漫游引擎系统――SCVR”。 Virtools是一个实时三维虚拟现实编辑软件，可将多种常用文件格式（三维模型、二维图表、声音等）整合到一起，并具备交互功能，能够开发出电脑游戏、建筑仿真、交互娱乐等多种3D产品。

3、本文的研究目的及重要内容

本文通过研究虚拟现实视景仿真技术的相关知识，实现以我们学院校园为虚拟环境的视景漫游系统。通过对虚拟场景的构建，能够实现视景漫游中的自动漫游和交互漫游等效果。本系统应用建筑草图大师Sketchup和MultiGen Creator软件工具来构建虚拟场景中地形及建筑物的三维模型，并建立道路、树木、路灯等虚拟景物，借助Vega Prime软件平台和工具集对校园虚拟场景进行仿真，在VC++开发平台下实现三维景观及模型的交互式（以鼠标、键盘等交互方式）控制，实现了虚拟校园景观的视景仿真漫游系统。

本文主要研究内容和所做工作总结如下：

(1)了解视景漫游技术以及虚拟现实的发展，对国内外虚拟现实技术应用现状进行调研。

(2)对黑龙江农垦科技职业学院的视景环境数据进行搜集和整理，包括地形数据的获取、建筑物数据的获取、纹理数据的获取等等。

(3)研究用虚拟现实建模软件Sketchup、Creator以及三维建模技术、模型真实感技术以及模型优化技术等对地形、道路、教学楼和图书馆等建筑以及校园之中的花草树木等进行建模，构建出虚拟场景模型库，然后用视景漫游软件Vega Prime和VC++对虚拟场景进行漫游和交互控制。

(4)研究模型数据库建模和优化技术问题，模型数据库的建构、调整和优化对提高实时仿真系统中运行的速度和流畅性起着至关重要的作用，成为目前重要的研究课题。

(5)碰撞检测技术。开发虚拟现实仿真系统有一个主要目标就是能够让用户以尽可能接近自然的方式与构建的虚拟场景中的物体直接进行交互。要实现自然的、精确的人机交互功能首先要解决的是碰撞检测的问题。碰撞检测是虚拟场景中动态物体与静态物体之间或动态物体与动态物体之间进行交互的基础。在碰撞检测中有两个问题需要解决，一是检测到碰撞的发生和碰撞的位置，二是计算碰撞后的反应。而碰撞检测是计算碰撞反应的先决条件，因此，碰撞检测是虚拟环境中一个必不可少的部分。

(6)为保证虚拟场景的真实性、生动性及其对用户的感染力，对基于粒子系统的虚拟场景环境特效技术进行研究。

校园视景仿真就是在计算机环境中对真实校园的景观进行虚拟再现，采用虚拟现实相关技术，生成一个实时的、能给用户各种真实感受的三维虚拟环境。利用计算机软硬件及其相关输入输出设备，使用户可以在虚拟的校园场景中进行浏览和交互漫游，感受校园中的风景。利用这种方法可以让更多的人来了解我们的学校，对本校园的环境及交通现状等方面有更深刻的认识。

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实践教学在高等职业教育教学活动中占有非常重要的位置，对于深化学生对知识的理解和掌握、培养学生分析问题和解决问题的能力具有重要的作用。但是我国高等职业学校实践教学特点及条件的限制，阻碍了学生的动手能力和创新能力的培养。不能最大程度的激发学生的求知欲望，在一定程度上影响了学习的效果，而用虚拟现实技术来进行实践教学却可以解决这些难题。

1 虚拟现实技术的内涵及特征

虚拟现实(Virtual Reality，VR)又称临境技术，是一种利用计算机系统来创建和体验虚拟世界(Virtual World)的技术。虚拟现实技术是综合应用各种技术来制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在 自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术，使用户身临其境地感知虚拟环境中的物体，通过虚拟现实的三维设备与物体接触，从而真正地实现人机交互。可以说人处在虚拟环境之中跟现实环境是没有差别的。

VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。它同时具有沉浸性(immersion)、交互性(interacdon)和构想性(imagination)L2 J，VR技术的发展始终围绕这三个特征而前进。沉浸性是指用户对虚拟世界中的真实感，此种真实感将使用户难以觉察、分辨出其自身正处于一个由计算机生成的虚拟环境中；交互性是指用户对虚拟世界中的物体的可操作性；构想性是指用户沉浸在虚拟世界的多维信息空间中，依靠自身的感知和认知能力获取新的知识，提高感性和理性认识，从而深化概念并萌发新意 J。因而可以说 ，虚拟现实可以启发人的创造性思维。VR技术的实质是一种采用计算机技术制作仿真的假想世界的技术 J，采用计算机产生一个被仿真世界的动态、三维视觉环境，使操作者产生一种身临其境的感觉。实现的方式主要是戴上特制的头盔显示器、数据手套以及身体部位跟踪器，通过听觉、触觉和视觉在虚拟场景中进行体验。

2 虚拟现实技术在高等职业教育实践教学中的应用

2．1 高等职业学校实践教学的现状

我国正处于社会、经济的快速发展时期，时代需要大量应用型人才、高技能人才。“加快培养高质量技能型人才，是当前我国职业教育面临的紧迫任务；加强实践教学的建设和改革，是提高技能型人才培养质量的关键环节”[5]。因此，高等职业教育要将学生职业技能的培养工作落到实处，实践教学起着不可替代的作用，加强实践性教学可提高教学效果和开发学生创造能力，进而达到巩固理论知识、提高综合素质和实践能力的目的。可见，加强实践性教学，是当前高等职业教育改革与发展的重中之重。帮助学生形成实践操作技能和职业能力，满足就业的需要是职业技术教育普遍的教学终端目标。

高等职业教育实践教学通常存在的问题：(1)专业实训设备体积较大而实训教学的场地有限，教师在讲授设备操作、使用、注意事项时，只有在设备附近的少数学生能看清楚。(2)专业实训设备结构比较复杂、单价较高，为实训教学增加设备的台数势必大幅度增加购置经费，而且每次使用机器成本较大(包括原材料、电力、机器损耗和设备维修费用，而实验产品是不能投放市场产生经济效益的)。(3)实验设备更新速度相对滞后于技术更新的速度。如果按照现在的技术更新速度同步进行实验设备的更新，投入将是非常巨大的，由此造成的浪费也是非常严重的。(4)由于实验故障等原因导致的设备损耗较为严重。对实验过程指导不力或实验过程中的失误，易导致设备非正常损耗。(5)对于没有实践经历的学生在真实实验或生产车间进行操作存在一定的危险性。因而在现实教学中，一般采用教师演示或组织学生看录像的方式，但学生很难获得感性认识，实验效果大打折扣。(6)教师只能对机械外表进行讲授，而机器的运作原理及内部运作无法了解，当机器运转时内部结构无法讲授(机器运转时不能拆开机壳)；(7)在财经、管理等文科专业教学中存在单纯依靠语言讲授，实践不足的现象；旅游等专业的学生实践教学要专程到旅游景点进行，费用太高等问题。

2．2 虚拟现实技术在实践教学中的应用特点

2．2．1 教学手段先进 用现代化计算机仿真技术展示设备，学生能真实的对虚拟设备进行操作，且操作过程清晰易懂。同时，在立体投影屏幕上显示相应的图像和交互操作的效果，坐在虚拟现实教室的其余近百名学生则可带上立体眼镜进行观摩学习，课堂气氛活跃，参与度高，有利于学生的正确理解和掌握。

2．2．2 降低办学成本 用现代化计算机仿真技术，减少设备台数，没有原材料消耗，旅游等专业减少了异地实践的费用，可大大降低办学成本。

2．2．3 学习效果明显提高 用现代化计算机仿真技术，将设备三维“虚拟”出来，并可产生互动，学生通过在计算机反复操作练习后，掌握基本操作技能的时间比以前大大减少，提高了教学质量。

2．2．4 学习兴趣增强 用现代化计算机仿真技术，学生可使用计算机进行仿真操作，使一些比较枯燥难于操作的实验、实训变得有趣和便于掌握。

2．3 利用虚拟现实技术加强高职学校理工科学生实践能力的培养

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中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 15-0000-02

The Application of Operations Research on the Equipment Evaluation

Han Bo,Liu Qiang

(Xinjiang Urumqi 69017 Troops,Urumqi830017,China)

Abstract:This is a new technological revolution in the context of military operations research in the equipment evaluation on the Application of issues were discussed.First,we should make a clear analysis of the performance evaluation system in the equipment operational research on the application,then make sure the battle simulated effectiveness evaluation,to lay a solid foundation for the application of operations research in equipment performance.

Keyword:Smilitary operations research;Equipment effectiveness evaluation;DWK

所谓军事运筹学就是应战争中准确计算和合理分配战场资源的，根据实际需要而产生的学科。它诞生于20世纪30年代,是军事学的重要组成部分。军事运筹学就是用数学方法研究各种军事系统最优化问题的学科，应用于军事运筹学，以便解决实际问题。它为指挥员提供科学决策的依据。

基于仿真的武装装备效能的评估就是一个很大的成就。效能评估是军事运筹学里面的一个非常基础却又非常重要的分支，也是现在战争战法的依据所在。在美国，这方面的应用远远高于其它国家(从最近的几次战争的效果来看)，所以我们现在要以美国的发展趋势为目标，就实际情况而论，我们和他们之间的差距还很大，但是，美国这方面的成就很值得我们去借鉴。

一、运筹学在装备系统效能评估上的应用

高新技术快速发展到今天，往往在一个武器装备系统中综合运用了多种高新技术，如：红外、雷达、激光、电子等探测技术、雷达、红外、GPS、激光、图形匹配等精确制导技术，电子对抗技术、通信技术、信息处理技术等。如果想要准确评估一个武器装备系统的作战效能是非常困难的，因为这不仅涉及到多种高新技术，而且还要涉及到它们之间的相互关联和相互影响，并且还涉及到这些技术的综合运用后对作战效果的影响。

DWK是为了适应复杂仿真系统的需求仿真模型的重用和计算机仿真技术的发展所开发的对抗仿真应用软件的高层开发平台。DWK采用了HLA技术，它可以方便地实现分布运行集中控制、模型重用等仿真工作。DWK主要由建模模块、配置模块、态势生成、效能评估模块、视景显示模块和管理工具几部分组成。DWK还包括几个联邦成员，包括相应的HLA框架和其数学模型。

DWK不仅可以用于武器效能评估系统的开发，还可以用于战术训练系统开发，是对抗仿真应用系统的高层开发平台。DWK主要由开发工具、通用仿真模块和专业联邦成员组成，其中专业联邦成员包括相应的HLA框架和其数学模型。为了适应复杂仿真系统的需求、仿真模型的重用和计算机仿真技术的发展，DWK采用了HLA技术，它可以方便地实现分布运行集中控制、模型重用等仿真工作。

使用DWK，用户可以不了解HLA技术，只要将自己的仿真模型添加到DWK中就可以实现对抗系统的建模与仿真。用户就可以将主要的精力放在专业数学模型的开发和改进之上，仿真的控制和协同由DWK来完成。DWK提供效能分析和战术训练两种仿真模式组成。利用效能评估工具可对仿真对象的效能做出科学的判断；战术训练通过GL Studio开发的模拟真实设备的操作界面和丰富的指挥参考信息，对指挥人员和武器操作员进行战术使用训练。

DWK适用于对作战场景中的装备、装备部件进行仿真，军方装备部门、地方工业部门都可以利用DWK测试武器装备在对抗条件下的效能和进行装备的使用训练。

二、运筹学在装备作战模拟效能评估上的应用

运筹学在作战模拟效能上的应用是20年来研究最为活跃的领域之一，但是，在实际应用中，必须先建立作战模拟模型，这是研究运筹学在其应用中的先决条件。在运筹问题中，运筹学在作战模拟效能的应用表现为：武器装备的对抗问题；高技术下采用何种作战方法；使用何种方案对作战效能进行评估；作战的兵力需求和兵力结构研究等。

众所周知，构建作战模拟模型工作量大、周期长、技术难度高，因此，如何解决模拟的可重用性、模型的有效性，是运筹学发展的重要目标。为了提高建模的质量和效率，我们应注意以下两个方面。

（一）为了能充分发挥武器装备的作战效能，要深入研究新的作战样式的特点和规律，和发展相应的军事运筹的理论和方法。针对作战模拟中联合作战能力量化和效能评估所提出的难点问题中，不仅提出利用“联合指数”法按打击力、机动力、防护力、信息力和保障力对武器装备的作战能力进行量化，而且并利用矢量求模的方式，求取武器装备整体合力。它不但克服了传统指数法无法对联合作战中各军兵种作战能力按统一标准量化的缺点。还论文尝试利用“协同系数”方法对联合作战编组整体作战能力进行量化和分析，弥补传统指数计算中单纯利用线性聚合方法所造成的无法反映协同作战效果的问题。最后，根据指数―兰彻斯特方程对想定背景条件下的联合作战进行了效能评估。高技术战争呼唤新的军事运筹方法，是军事运筹学在新的军事革命形势下面临的挑战，同时也为运筹学的创新和发展提供了难得的机遇。

（二）军事运筹学效能的评估应用在技术方面需要我们共同的提高和进步,这点是我们共同的目标。但是我们还要在应用中发现问题，譬如说效能的评估结果的呈现,现在的文献与应用结果都把结果的呈现简单化了。这样种种的问题会使其应用非常困难，因为现有的体制使得我国在效能评估方面的应用本来就是非常有难度的。如果我们还不适应领导们的口味，那么效能评估都只能是纸上谈兵了。

目前，我国现在军队的装备效能技术水平远远低于美国等发达国家。作为一个具有优秀军事思想的国家，在技术发展的今天我们已经落后了,这不仅表现在技术上，而且表现在思想上。作为新时期的工作者任重而道远。我们应在分析落后原因的基础上，提出解决问题的方案，迎头赶上，为我们国家的军事运筹学的应用做更大的贡献。