時間：2023-09-15 17:32:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機模擬仿真技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；土木工程；應(yīng)用
計算機的廣泛使用是人類智力發(fā)展道路上的重要轉(zhuǎn)折點，正是因為計算機的引入，使得人類能夠重新認(rèn)識世界，從而更好地改造世界。隨著計算機系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的不斷升級，計算機本身的技能得到了很大提高。土木工程中那些大型復(fù)雜的設(shè)計，常常要進行大量的計算，將計算機技術(shù)應(yīng)用到土木工程設(shè)計中，一方面能夠節(jié)省不必要的人力與時間，另一方面能夠提高運算效率與計算精度。
1 計算機輔助設(shè)計技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用
CAD技術(shù)即計算機輔助設(shè)計與制圖技術(shù)，指利用計算機系統(tǒng)作為輔助工具協(xié)助工程設(shè)計建立、修正、分析和優(yōu)化的過程。經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，CAD技術(shù)表現(xiàn)出來的操作快捷簡單、存儲方便等優(yōu)勢已成為土木工程設(shè)計中不可缺少的重要技術(shù)。
計算機輔助設(shè)計技術(shù)指的是設(shè)計人員通過計算機輸入工程設(shè)計資料，隨后計算機會自動編制程序，輸出優(yōu)化后的設(shè)計方案與產(chǎn)品的過程圖。第一臺具有繪圖系統(tǒng)的計算機產(chǎn)生于二十世紀(jì)五十年代的美國，此時的計算機僅有簡單的繪圖輸出功能用于工程設(shè)計。六十年代初期產(chǎn)生了CAD曲面技術(shù)，六十年代中期出現(xiàn)了計算機繪圖設(shè)備，知道二十世紀(jì)七十年代才形成了完整的CAD技術(shù)，隨后出現(xiàn)的光柵掃描顯示器、手動游標(biāo)和圖形輸入板等多樣化的圖形輸入設(shè)備，更加促進了CAD技術(shù)的快速發(fā)展。八十年代出現(xiàn)的威力強大的微處理器與存儲器，使得CAD技術(shù)深受中小企業(yè)的喜愛。
從20世紀(jì)八十年代至今，CAD技術(shù)先后經(jīng)歷了標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化等多個發(fā)展過程。并且先后推出了多種標(biāo)準(zhǔn)的圖形接口軟件與圖形制作功能，這些都為CAD技術(shù)的推廣、軟件的移植與數(shù)據(jù)的共享產(chǎn)生了較大的促進影響；在系統(tǒng)方面也打破了傳統(tǒng)的單一模式而轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苋娴木C合系統(tǒng)設(shè)置，例如一些計算機輔助設(shè)計和輔助制造集成系統(tǒng)的相繼出現(xiàn)等；CAD在其發(fā)展過程中還利用到了固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及并行處理能技術(shù)，使得輔助軟件的作用得到的極大的提升；人工智能與專家系統(tǒng)技術(shù)逐漸被引入至現(xiàn)在的CAD應(yīng)用中，智能CAD技術(shù)也在短暫的發(fā)展中得到了迅速的應(yīng)用，大大提升了CAD系統(tǒng)的問題解決性能，引導(dǎo)其發(fā)展方向向著自動化轉(zhuǎn)變。CAD技術(shù)在土木工程中的迅速普及，在土木工程方面解決了越來越多的工程分析難題，改變了傳統(tǒng)的工作方式，實現(xiàn)了許多以往人工或者建模方法所無法實現(xiàn)的過程，同時提高了工作質(zhì)量與效率，降低了多種工作的重復(fù)率。
2 計算機技術(shù)在材料檢測中的應(yīng)用
將計算機技術(shù)應(yīng)用到建筑材料質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，不但能夠保證建筑產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，而且有助于提高經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。隨著計算機技術(shù)在建筑材料質(zhì)量檢測中得到廣泛應(yīng)用，又有新的用于實驗管理與報表打印兩種計算機軟件逐漸得到應(yīng)用。
3 計算機仿真技術(shù)系統(tǒng)
對于現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)來說，其破壞因素主要有洪水、地震、臺風(fēng)以及火災(zāi)等，面對這些小概率事件，大荷載參數(shù)下的工程結(jié)構(gòu)難以通過實驗進行驗證，而計算機仿真技術(shù)則能夠模擬工程構(gòu)筑物在上述荷載作用下倒塌的整個過程，進而探究工程結(jié)構(gòu)存在的不安全因素，由此提高工程結(jié)構(gòu)的可靠性。
3.1 計算機模擬仿真技術(shù)在土木工程教學(xué)中的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)構(gòu)件實驗作為土木工程專業(yè)學(xué)生的必修課程，運用計算機模擬仿真技術(shù)也能達到實驗的預(yù)期效果。若采用計算機模式仿真技術(shù)，制造出模擬實驗的環(huán)境，當(dāng)學(xué)生輸入構(gòu)建數(shù)據(jù)之后，便可以通過屏幕觀察構(gòu)件的全部過程與其內(nèi)外部發(fā)生的變化，同時能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，通過操作計算機進行破壞與修復(fù)工作。
3.2 計算機模擬仿真技術(shù)在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用
工程結(jié)構(gòu)在不同外加荷載的作用下產(chǎn)生的反應(yīng)是很多工程師研究的課題，為了研究工程在特殊結(jié)構(gòu)形式與荷載材料特性非常復(fù)雜時的性能，工程師們常常采用實驗的方法對其進行測試，但是當(dāng)遇到結(jié)構(gòu)參數(shù)改變時，這種進行試驗測試的方法就要受到場地與設(shè)備的限制。通過計算機仿真技術(shù)，這種模擬實驗就更容易進行了。結(jié)構(gòu)工程中，還可以運用計算機進行事故反演來尋找事故出現(xiàn)的原因，例如核電站、高壩等大型結(jié)構(gòu)工程，若發(fā)生事故必然帶來損失，又不能采用真實的模式實驗來尋求事故原因，而利用計算機仿真技術(shù)則可以進行事故反演，最終分析事故發(fā)生的原因。
3.3 計算機模擬仿真技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用
巖石多半是處于地下的，常常難以觀察，利用現(xiàn)行的幾筍雞仿真技術(shù)則能夠?qū)r石的內(nèi)部過程展現(xiàn)出來，具有相當(dāng)大的實用價值。如美國的斯坦福大學(xué)研制出的河口三江洲泥沙沉積模擬軟件，在給定河口的條件下，便能夠顯現(xiàn)出不同大小泥沙的沉積區(qū)域和對應(yīng)的厚度，這種技術(shù)在城市港口設(shè)計和河道疏通方面都有重要的指導(dǎo)意義。
[參考文獻]
關(guān)鍵詞：軋鋼工藝；計算機仿真；設(shè)備優(yōu)化
隨著近年來我國鋼鐵產(chǎn)能的不斷擴大，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)競爭日益激烈，軋鋼作為鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，對于鋼材制品的品類、質(zhì)量起到了舉足輕重的作用。在現(xiàn)有產(chǎn)能基礎(chǔ)的情況下，有效提升生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品多樣性關(guān)乎企業(yè)的競爭力。在不增加設(shè)備投資的情況下，采用計算機仿真技術(shù)，在現(xiàn)有機組敏捷生產(chǎn)出更多不同鋼種、規(guī)格的產(chǎn)品符合符合鋼鐵企業(yè)的發(fā)展需求。
1軋鋼工藝及設(shè)備的發(fā)展
軋鋼是通過改變鋼坯形狀的壓力加工過程，一方面為了得到所需的鋼制品形狀，另一方面為了改善鋼制品內(nèi)部特性。冷軋和熱軋是根據(jù)軋制溫度不同而劃分的，縱軋，橫軋和斜軋是根據(jù)不同的軋制時軋件與軋輥的相對運動而劃分的。一般軋制和特殊軋制是根據(jù)軋制的成型特點劃分的。近些年，軋鋼工藝也在不斷改進和升級，主要是受軋鋼工藝發(fā)展的影響。我國在軋鋼工藝方面的重大進展包括：1）鑄軋一體化，由于連續(xù)、高效、可控的軋制工藝，以及計算機等高新技術(shù)的容易應(yīng)用，以軋制為特征的連續(xù)軋制技術(shù)在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍將是鋼鐵行業(yè)鋼材成形的主流技術(shù)，但軋制工藝前后的連接技術(shù)將取得巨大進步。由于連鑄的發(fā)展，初軋工序已經(jīng)被逐步淘汰了。生產(chǎn)的薄帶連鑄技術(shù)是直接冷軋，使連鑄和熱軋過程集成。鑄軋一體化將優(yōu)化了整個軋制過程。2）靈活的軋制過程，應(yīng)用程序的壓力寬度調(diào)整技術(shù)和形狀控制技術(shù)在熱帶鋼軋制，實現(xiàn)自由安排軋制板的寬度。粗糙和介質(zhì)軋制技術(shù)的應(yīng)用在桿和線生產(chǎn)實現(xiàn)了自由軋制。冷彎焊管機器也可以實現(xiàn)自由規(guī)范生產(chǎn)。這些新技術(shù)使軋制過程靈活。3）軋鋼技術(shù)進步的主得益于信息技術(shù)的應(yīng)用。高新技術(shù)包括形狀自動控制，自由安排，精度高、多參數(shù)在線綜合測試在內(nèi)，這些高新技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)。軋機最早由計算機模型控制，后來轉(zhuǎn)變成人工智能控制。這些改變也是因為信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)的發(fā)展具有優(yōu)化生產(chǎn)周期，減少庫存和降低成本的優(yōu)點。
2計算機仿真技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r分析
計算機模擬技術(shù)主要是一個全面的技術(shù)，利用計算機科學(xué)和技術(shù)的成就建立模擬系統(tǒng)模型，并對模型進行動態(tài)實驗在特定的實驗條件。被廣泛應(yīng)用在分析、設(shè)計、運行、評價已經(jīng)培訓(xùn)系統(tǒng)中，因其具有運行高效安全，且不受環(huán)境條件影響，可以改變時間比例尺的特點。自1980年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)已經(jīng)進入了一個新時代的計算機模擬和仿真應(yīng)用軟件。計算機仿真技術(shù)的實用價值是增加，它已廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活的各個方面，如儀器、虛擬制造、電子產(chǎn)品設(shè)計、模擬訓(xùn)練等。從90年代以來，基于計算機仿真技術(shù)，建立了一批高水平、大規(guī)模的環(huán)內(nèi)硬件仿真系統(tǒng)，如射頻制導(dǎo)導(dǎo)彈環(huán)內(nèi)硬件仿真系統(tǒng)、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈環(huán)內(nèi)硬件仿真系統(tǒng)、戰(zhàn)斗機工程飛行模擬器、戰(zhàn)斗機環(huán)內(nèi)硬件仿真系統(tǒng)、驅(qū)逐艦環(huán)內(nèi)硬件仿真系統(tǒng)等，發(fā)揮了重要作用。綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機仿真已經(jīng)成為一種不可或缺的手段，控制系統(tǒng)的分析、研究和設(shè)計。計算機模擬的意義在于它的應(yīng)用。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以降低控制系統(tǒng)的開發(fā)成本，提高安全實驗的過程中，調(diào)試和培訓(xùn)，帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，應(yīng)用于工程和非工程。目前，計算機仿真技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械制造、航空航天、交通運輸、船舶工程、經(jīng)濟管理、工程建設(shè)、軍事仿真、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。
3計算機仿真技術(shù)在軋鋼工藝的實際應(yīng)用探究
3.1計算機仿真軟件
計算機仿真軟件主要為了提高兩方面能力，一是解決問題的能力，二是面向用于模塊，添加功能描述和模式實驗。通過仿真軟件，用戶使用不同的技術(shù)水平可以用他們的語言來表達不同程度的問題，與計算機方便地交流，并完成建模和仿真實驗。仿真軟件分為模擬語言，模擬方案和仿真軟件系統(tǒng)。仿真語言是最廣泛使用的仿真軟件。仿真軟件包是一種用于仿真特殊應(yīng)用領(lǐng)域的程序系統(tǒng)。軟件設(shè)計師設(shè)計通用程序段劃分為通用子程序模塊，并設(shè)計一個主程序模塊調(diào)用子程序模塊。仿真研究人員可以使用這個程序包，而無需繁重的編程工作。這些計算機仿真軟件重要環(huán)節(jié)是仿真建模，仿真建模是建立被仿真對象的相似物或其結(jié)構(gòu)形式。它可以是物理模型或數(shù)學(xué)模型，好的模型為后續(xù)仿真提供了良好的基礎(chǔ)。
3.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應(yīng)用
軋鋼工業(yè)的不斷發(fā)展，大量的系統(tǒng)和項目涉及有一定的復(fù)雜性和特殊性。為提高生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟，計算機仿真技術(shù)可以快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的規(guī)則和機制，并提供有效的理論和實驗依據(jù)改善產(chǎn)品的性能指標(biāo)。小圓鋼冷卻床的運動是非常不同于普通圓鋼軋制領(lǐng)域。因此，有必要研究冷卻床的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。根據(jù)建立的運動模型結(jié)構(gòu)，在計算機上進行仿真驗證測試，使用理想的冷卻床可以生產(chǎn)出目前最小尺寸的圓鋼。本研究涉及的冷床是一種逐步旋轉(zhuǎn)式冷卻床。它具有兩種齒板，即V形齒板和U形齒基。彼此移動，原理是以一種方式移動并同時繞另一根軸旋轉(zhuǎn)。鑒于存在問題的基本結(jié)構(gòu)，模擬器還必須能夠從科學(xué)理論的另一個角度進行深入分析，如果是直徑較小的扁鋼，則很可能與模擬器不兼容。V形齒的第二個尖端，第二個V形齒的西壁相互接觸，這是拼圖的組成部分，它們都屬于冷卻床旋轉(zhuǎn)的突破極限，原因之一是旋轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致快速冷卻失敗。在碰撞過程中第二的v型齒小圓鋼或軸，u型牙齒會向下移動，繼續(xù)前進，而v型牙將新聞向下和向后移動。這實際上是必要的條件。首先，根據(jù)針對嚴(yán)重磨損和詳細(xì)規(guī)格的模型實驗的結(jié)果，對相同類型的工字鋼進行建模和仿真，并在正常條件下對其進行分析。從實際情況出發(fā)，從仿真模擬數(shù)據(jù)的計算和性能可以看出，在冷卻床下小圓鋼運動相對不穩(wěn)定的快速冷卻效果非常好，并進行了數(shù)字仿真，冷卻床和機芯可以被穩(wěn)定地冷卻，產(chǎn)生了良好的效果，但可控性相對較差。
3.3計算機仿真技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)節(jié)能的應(yīng)用
加熱爐屬于熱軋生產(chǎn)重要能耗設(shè)施，其功能是加熱軋件到規(guī)程軋制溫度，采用計算機仿真技術(shù)，對加熱爐、軋件進行建模，在計算機仿真系統(tǒng)中對加熱爐各類參數(shù)進行調(diào)整，針對不同的軋制產(chǎn)品，生產(chǎn)節(jié)奏，來料狀態(tài)優(yōu)化加熱爐工藝參數(shù)，大幅優(yōu)化加熱爐空耗與軋制節(jié)奏關(guān)系，可較大幅度降低加熱爐煤氣消耗，通過仿真結(jié)果分析，采用計算機仿真技術(shù)，動態(tài)優(yōu)化加熱爐各類燃燒參數(shù)，在定制化生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了明顯的效果，通常可降低20%左右的能耗，同時增加了余熱回收。同時，通過計算機仿真技術(shù)輔助人工進行現(xiàn)場生產(chǎn)培訓(xùn)，利用軟件進行加熱爐各類工況運行狀態(tài)調(diào)整，在操作的過程中，控制方式和顯示變量可以任意選擇，連續(xù)和不連續(xù)的干擾因素可以設(shè)置，可以進行自動或手動操作調(diào)整顯示各種參數(shù)的靜態(tài)和動態(tài)變化特征在操作的過程中調(diào)整。尤其是針對一些小概率且容易產(chǎn)生較大事故的狀況，極少在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)，采用計算機仿真技術(shù)模擬此類異常，評測操作人員技能掌握且不會發(fā)生問題，起到了較好的作用，是從事加熱爐操作人員較好的輔助培訓(xùn)工具。
4結(jié)語
[關(guān)鍵字]計算機模擬技術(shù)；系統(tǒng)分析方法；港口工程；設(shè)計
1.模擬技術(shù)綜述
模擬技術(shù)也被稱為仿真技術(shù)，按照傳統(tǒng)意義上來講模擬技術(shù)主要包括兩類：離散型模擬、連續(xù)型模擬。而以下所討論的主要是離散型模擬，近些年來，模擬技術(shù)應(yīng)用到的領(lǐng)域主要有：商業(yè)、交通運輸、工業(yè)、軍事等一些領(lǐng)域，被用于系統(tǒng)的設(shè)計、分析以及預(yù)測和診斷評估等諸多方面。因為模擬技術(shù)通常較研究的領(lǐng)域的“系統(tǒng)”方面，因此，通常比較復(fù)雜，因為構(gòu)成其的元素較多而且之間的關(guān)系也很復(fù)雜，它具有不可試驗性和隨機性等特特點。在具體的系統(tǒng)研究模擬技術(shù)的時候主要包括以下幾個步驟：
1.1對系統(tǒng)進行分析
對構(gòu)成系統(tǒng)中的每一個部件中的元素進行數(shù)學(xué)規(guī)律上的系統(tǒng)規(guī)則定量化以及描述。
1.2模型構(gòu)造
對系統(tǒng)分析后的結(jié)果來進行概念的模型構(gòu)造，利用計算機語言把它轉(zhuǎn)變?yōu)榉抡婺M模型。
1.3模擬實驗
一般情況下，仿真模擬模型都需要經(jīng)過大量的實驗來最終得出問題的最佳答案。但是可以結(jié)合最小綜合成本的方式來實現(xiàn)和優(yōu)化設(shè)計方案，然而，當(dāng)計算成本有變化的時候還可以借助直接考察系統(tǒng)的運行效果來進行設(shè)計方案的比較。
在建立模擬模型的時候所需要的輔助軟件包括，簡單的編程語言有：SIMAN、GPSS等等；用復(fù)雜編程的高級語言如：VB、VC等；無需編程可視化的建模技術(shù)主要有Arena等。模擬技術(shù)從表現(xiàn)形式上可以分為動畫模擬和數(shù)值模擬兩種。其中，動畫模擬又可以分為三維、二維動畫，它和普通的動畫軟件效果不同，它的顯示畫面也是由仿真模擬驅(qū)動來完成的，隨著系統(tǒng)中的各個構(gòu)成單元的變化而發(fā)生變化的，可以形成動畫的效果。
2.計算機模擬技術(shù)在港口碼頭工程設(shè)計中的應(yīng)用
2.1碼頭裝卸系統(tǒng)模擬技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展
上個世紀(jì)80年代末期，中交第一個航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司的前身——交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院承擔(dān)了對秦皇島港媒碼頭二期工程的設(shè)計任務(wù)，對當(dāng)時來說是我國最大的一個引進外資建設(shè)的港口碼頭工程，因為當(dāng)時我國處在剛剛改革開放的時候，針對港口工程設(shè)計方面還不是很了解，這其中就有計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用。因此，南開大學(xué)和交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院以及中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所進行合作來進行相關(guān)研究，并且在1992年開發(fā)出了“煤炭出口碼頭模擬模型”，成功的應(yīng)用在了秦皇島港媒碼頭的三期工程的設(shè)計當(dāng)中。
另外，在交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院承擔(dān)的國內(nèi)的一些主要集裝箱和散貨碼頭工程的設(shè)計中都廣泛的應(yīng)用了計算機仿真模擬系統(tǒng)，所以，以下是針對黃驊港煤碼頭的三期工程為例子，介紹計算機模擬仿真技術(shù)在煤炭出口設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用。
2.2黃驊港煤碼頭工程的應(yīng)用實例
因為在環(huán)境保護方面黃驊港煤碼頭的要求比較高，因此選用筒倉來代替露天的堆場是首選的方案之一。因為我國在港煤碼頭所采用的筒倉都是以大規(guī)模的群為先例，筒倉群的合理運用是有待進步的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。此外，因為考慮到碼頭裝船船體的利用率就會降低，因此設(shè)計人員就對煤碼頭的四期建設(shè)提出了采取棧橋碼頭兩頭靠船的設(shè)計方案，并且在碼頭上配備四臺旋轉(zhuǎn)式的裝船機器。
2.2.1筒倉的合理規(guī)模
在黃驊港碼頭三期工程布置方案的設(shè)計條件下，通過對筒倉和碼頭的裝卸工藝系統(tǒng)的仿真模擬，該仿真模擬模型主要包括卸車、裝船以及堆廠等三個子系統(tǒng)，它涉及到泊位的數(shù)量、等級以及品種的比例、煤炭運量和到船型的比例、配煤的要求、數(shù)量、裝卸設(shè)備的數(shù)量、類車編組、完好的額定能力和效率，以及對船和車到港所需要的隨機分布函數(shù)等一系列的因素。
為了能夠合理的運用筒倉，分別針對每線進行設(shè)計筒倉的情況，分為五組進行模擬實驗。方案中的筒倉倉容分別為：84、96、108、120以及132萬t，當(dāng)筒倉達到一定大的規(guī)模以后，筒倉倉容的主要變化量是考卸車系統(tǒng)的作業(yè)影響來決定的。不同規(guī)模的倉容在進行卸車的時候列車平均等候時間和在港排隊的長度，詳見圖1。
我們從圖1中的模擬實驗結(jié)果看來，隨著筒倉倉總倉容的不斷增加；列車在港的平均排隊長度和平均等候時間都相應(yīng)的減少。根據(jù)仿真模擬的試驗來看，當(dāng)總倉容為84萬t的時候列車的評價在港時間為3.25h／列，很顯然，如果進一步對倉容進行減少的話，將會對卸車系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)帶來不利的影響；而當(dāng)總倉容超過108萬t的時候，列車在港的排隊等候時間和排隊長度的趨勢將會變得平緩，對卸車系統(tǒng)的影響也相應(yīng)的減少了。因此，考慮到筒倉建設(shè)的費用較高和在管理的過程中會提高水平等，建設(shè)總倉容為96萬t33個筒倉的設(shè)計方案比較合理。
雖說模擬技術(shù)在我國的港口工程設(shè)計中有一定的應(yīng)用，但是還是不是很廣泛。針對國內(nèi)的一些碼頭裝卸系統(tǒng)來說，在大宗散貨類的碼頭中應(yīng)用比較廣泛。
而對于集裝箱碼頭來說，多臺裝卸橋進行同時作業(yè)，堆場作業(yè)往往需要在水平的位置上非配多點的特點。集裝箱船要按照一定的順序來將集裝箱抵達到目的港來重新堆放。由此可見，集裝箱集港的時間和裝卸船的順序不一致，為了避免出現(xiàn)倒箱，碼頭堆場的分配是涉及諸多因素的復(fù)雜的一個過程。就目前的國內(nèi)集裝箱碼頭的裝卸系統(tǒng)模擬模型來說，過程比較簡化，涉及到的堆場作業(yè)以及車流組織的模擬結(jié)果很難反映出實際的情況。建議對集裝箱碼頭的現(xiàn)場資料調(diào)研分析進行加強，并且抽象的歸納出符合實際的概念模型。
關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；汽車工程；研究分析
引言
科技的不斷變化與發(fā)展，使得計算機信息技術(shù)不斷地應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中，并獲得了長久的發(fā)展與提升。計算機仿真技術(shù)，顧名思義就是利用計算機特有的功能，將汽車零部件以及整輛汽車的運行數(shù)據(jù)，建模方式通過計算機模擬程序進行簡單的實驗研究。將這種模擬技術(shù)應(yīng)用于汽車工程制造之中，可以大大提高其工作效率，通過計算機可以對汽車的任意程序進行技術(shù)跟蹤，實驗測試，維護管理，故障檢修等一系列各個階段，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本，但與此同時，也加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了產(chǎn)品的競爭力。
1 基于數(shù)值模擬方法的仿真分析
1.1 汽車結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用
對汽車的整車和部件進行強度分析、剛度分析、運動校核、疲勞耐久性分析及 NVH（Noise，Vibration andHarshness） 分析等。主要使用基于有限元方法、邊界元方法、統(tǒng)計能量分析方法和計算流體力學(xué)等開發(fā)的軟件。
有限元軟件的開發(fā)與利用，不僅僅是因為其計算精準(zhǔn)，而是它獨有的適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的計算程序，特別是對低頻結(jié)構(gòu)的振動模擬與分析。可以結(jié)合不同的功能進行靜力學(xué)分析，動態(tài)學(xué)分析，振動等。就目前而言，是比較常見的一種模擬方式，因此被廣泛的運動到汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，對于汽車工程設(shè)計的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。
SYSNOISE 軟件就是運用有限元方法和邊界元方法進行聲學(xué)建模和聲振建模。統(tǒng)計能量分析在預(yù)測和分析車內(nèi)空氣噪聲方面?zhèn)戎赜趹?yīng)用，而預(yù)測和分析車內(nèi)結(jié)構(gòu)噪聲方面卻側(cè)重于研究，如用統(tǒng)計能量分析方法進行駕駛室模型的動態(tài)響應(yīng)預(yù)測。
通過數(shù)值模擬方法的分析可以達到提高優(yōu)化整車及零部件的結(jié)構(gòu)、提高承載能力、延長使用壽命、降低車輛噪聲和減少重量的目的，從而改善整車的動力性、舒適性和經(jīng)濟性等性能。
1.2 汽車被動安全方面的應(yīng)用
被動安全主要是指汽車在不可避免的情況下所發(fā)生的交通事故，能夠在事故發(fā)生時保護車內(nèi)的駕駛?cè)藛T以及其他人員的安全，或者將傷害降低到最小，此時，就需要反復(fù)的進行計算機試驗研究才能將損害降低最低，達到最大的優(yōu)化利益。由于這種試驗相對成本較高，所以不能經(jīng)常性的做實車碰撞試驗，只能根據(jù)計算機的方式進行測試，當(dāng)試驗到一定階段的時候才能進行實車碰撞試驗，這在很大程度上就降低了成本。實車碰撞結(jié)果產(chǎn)生的問題，計算機會自動根據(jù)實際情況進行安全設(shè)計改良與革新，最終將導(dǎo)致研發(fā)周期的延長。為此，計算機模擬技術(shù)在汽車被動安全中是十分重要的。
2 基于 MATLAB/Simulink 的仿真分析
MATLAB/Simulink 是對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的一個軟件包，也可以稱之為一體化仿真環(huán)境。它支持線性和非線性系統(tǒng)、連續(xù)時間系統(tǒng)、離散時間系統(tǒng)及連續(xù)和離散混合系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進程的。
在 MATLAB/Simulink 環(huán)境下，系統(tǒng)模型可以根據(jù)實際結(jié)構(gòu)搭建，調(diào)整方便，結(jié)果輸出直觀。Advisor 不僅可以對傳統(tǒng)汽車（ 包括輕型車和重型車） 進行仿真，而且對電動汽車（包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車） 也可以進行仿真分析，可以預(yù)測多種循環(huán)工況下的車輛性能、能量消耗、排放、控制策略實施情況以及零部件的效率。
3 硬件在環(huán)仿真分析
硬件在環(huán)仿真，最初應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴的系統(tǒng)的開發(fā)和測試上，是將被仿真系統(tǒng)的一部分用數(shù)學(xué)模型描述，并把它轉(zhuǎn)化為仿真計算模型，其他部分以實物（或物理模型） 方式引入仿真回路，可以對虛擬運行環(huán)境中的設(shè)備進行逼真的模擬，其特點是實時性。這種定義比較早的“半實物仿真”定義更準(zhǔn)確。
通常硬件在環(huán)仿真的輸入和輸出是連續(xù)的或模擬的，在這種情況下，連續(xù)的輸入必須使用 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字的形式。這種仿真可以充分發(fā)揮物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)越性，避免各自缺點。硬件在環(huán)仿真環(huán)境實現(xiàn)了物理硬件和軟件模型的互換，從而可以在原型車不存在的情況下進行部件或整車的仿真，也可以對潛在的部件及其組合方案進行評價、篩選，直到確定最優(yōu)方案。
功能強大的高逼真度 HIL 實時仿真不僅可以縮短開發(fā)周期，加快了產(chǎn)品上市速度，而且由于測試期間無需使用實際硬件而降低了設(shè)備成本以及相關(guān)的維護成本。HIL 仿真最顯著的優(yōu)點是可以對實際情況進行模擬，而不會產(chǎn)生實際危險。
4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代末開始新型的一種實用技術(shù)，采用計算機技術(shù)進行視聽覺融為一體的，在某種特定環(huán)境下，進行的一種虛擬環(huán)境試驗，這種試驗就如同親臨現(xiàn)場般一樣真實。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，這種技術(shù)不斷地被應(yīng)用于汽車工程建設(shè)之中，并推動了汽車工程建設(shè)的發(fā)展。利用虛擬技術(shù)可以將汽車進行數(shù)字化，然后將其模擬的環(huán)境結(jié)合起來，用真實的駕駛員進行一種仿真模擬駕駛，駕駛員可以真實感受到汽車的振動，噪音等就如同在現(xiàn)實生活中一樣，同時，可以進行各種危險技術(shù)的模擬實驗，所有這一系列的數(shù)據(jù)參數(shù)以及結(jié)果都將在虛擬技術(shù)中得以體現(xiàn)，這樣不僅僅實現(xiàn)了虛擬技術(shù)的現(xiàn)代化，更加節(jié)省了投資，可以反復(fù)的使用，測試，并不存在任何的風(fēng)險。
5 高層體系結(jié)構(gòu)技術(shù)
高層體系結(jié)構(gòu)技術(shù)是美國在1995年提出來的一種構(gòu)件計算機仿真技術(shù)的建模技術(shù)，最顯著的特征就是可以通過應(yīng)用層將與環(huán)境分離，最大限度的利用新技術(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)功能，該系統(tǒng)也有較強的適應(yīng)能力，這種技術(shù)在汽車工程中得到了廣泛的使用，隨著不斷變化發(fā)展與完善，并逐漸應(yīng)用于航空航天等事業(yè)。無人駕駛飛機就是在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。這種虛擬訓(xùn)練與交通工程仿真技術(shù)不斷的結(jié)合，并越來越完善。
6 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對于各種計算機技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，虛擬技術(shù)將不斷的應(yīng)用于汽車工程建設(shè)中，并將作為主要的發(fā)展動力推動其向前不斷的變化發(fā)展，從某種程度上而言，高層建筑結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)太過復(fù)雜，為此在汽車工程上還不能廣泛的被使用，但在整個交通系統(tǒng)中卻得到了廣泛的使用與推廣。在汽車工程中不斷的運用計算機仿真技術(shù)，可以大大提高汽車工程工作效率，就目前而言，汽車零部件與系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車行業(yè)競爭的主要兩大元素之一，汽車要想立于競爭的不敗之地，必須提升其硬件技術(shù)的水平，將駕駛員與主觀評價等訓(xùn)練技能相結(jié)合在一起，進一步完善與加強虛擬技術(shù)的訓(xùn)練，相信在不久的將來一定會推動汽車行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
[1]張林波.有限元疲勞分析法在汽車工程中的應(yīng)用[J].計算機輔助工程，2006.
【關(guān)鍵詞】計算機；仿真；發(fā)展
1引言
自改革開放以來，計算機技術(shù)發(fā)展不斷加快，信息處理技術(shù)也得到了進一步的提升，讓仿真技術(shù)擁有更為廣闊的應(yīng)用控制。為了更好地做出全面的運行行為分析，需要做好計算機仿真的應(yīng)用與研究，最終滿足提高計算機仿真技術(shù)的目的，使其在各個領(lǐng)域的作用都可以得到良好發(fā)揮。
2計算機仿真的發(fā)展
隨著圖形圖像技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)也有所提高，縱觀歷史發(fā)展之河，計算機仿真主要發(fā)展分為幾個階段。第一，模型試驗。這屬于一種古老的方式，是基于物理模型的一種試驗，不僅費時費力，還浪費材料。第二，數(shù)字化仿真。通過計算機技術(shù)做好相應(yīng)的分析，但是計算機分析的結(jié)果卻存在局限性，無法作輔導(dǎo)直觀的表達。第三，圖像化仿真。通過三維圖形技術(shù)的利用，將計算結(jié)果表達出來，具備重復(fù)使用以及科學(xué)性的優(yōu)勢。第四，虛擬現(xiàn)實技術(shù)。不但可以利用圖形圖像技術(shù)來對仿真結(jié)果進行表達；另外，通過觸摸儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現(xiàn)實環(huán)境，讓人們愿意沉浸其中。
3計算機仿真技術(shù)特點
第一，根據(jù)實際的需求，可以對模型參數(shù)進行調(diào)整、修改以及補充。人們可以獲取想要的結(jié)果，改善研究計劃。相比傳統(tǒng)的物理實驗，仿真技術(shù)操作成本更低，不存在風(fēng)險，而且更加靈活。第二，計算機模擬結(jié)果是一個極短時間的仿真，可以及時地提供生產(chǎn)實踐指導(dǎo)。第三，仿真結(jié)果不僅準(zhǔn)確，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系統(tǒng)模式是科學(xué)合理的，其結(jié)果就一定是準(zhǔn)確的。傳統(tǒng)的模擬技術(shù)屬于迭代的過程，在一定程度上，一個真正系統(tǒng)的性能，抽象的模型，在通過假設(shè)與實驗之后，受試者閱讀輸出與驗證模型，根據(jù)相關(guān)的參數(shù)以及模型的變化進行判斷，不僅效率偏低，而且還會受到環(huán)境、安全等因素的影響，很難讓仿真結(jié)果符合人們的意愿。計算機仿真技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)是基于系統(tǒng)仿真結(jié)果而建立起來的，在動力模型試驗的條件之下，不會受到過大的環(huán)境影響，其效率更高、安全性更高，能夠?qū)r間規(guī)模進行改變，進而成為設(shè)計、運行、評估、培訓(xùn)系統(tǒng)，特別是復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵工具。
4計算機仿真的步驟及關(guān)鍵技術(shù)
開展計算機仿真的步驟。第一，建立出數(shù)學(xué)模型。通過專家經(jīng)驗以及觀測數(shù)據(jù)表達的分析，利用各種手段做出考慮，然后建立一個數(shù)學(xué)模型。第二，將數(shù)據(jù)模型程序化，利用先進的自動編程軟件，通過交互式的操作，就可以將數(shù)據(jù)模型程序化完成。第三，仿真實驗。在進行仿真實驗之前，需要設(shè)計一套實驗方案，并按照實際要求運行仿真模型，以滿足實驗需求。在計算機仿真的計算中，包含幾個關(guān)鍵技術(shù)。第一，智能化仿真。通過科學(xué)技術(shù)，在整個仿真過程中植入人類的思維行為，并以知識作為其核心，進行開發(fā)研究，通過仿真技術(shù)和人工智能的相互結(jié)合，就能夠仿照出接近于現(xiàn)實的物體和景物，滿足人們的實際需求。第二，仿真面向具體的對象。由于人們主觀的意識，通過功能設(shè)計的研究與發(fā)展，對圖片與動畫進行整合，就能夠?qū)崿F(xiàn)對象對信息的獲取，最終帶動系統(tǒng)活動。第三，人機仿真和諧。站在多媒體、虛擬以及可視化的仿真角度，就可以將計算機仿真的實際作用反映出來。第四，分布交互仿真。通過現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)的運用，可以實現(xiàn)仿真設(shè)備的互連，讓空間與時間相互配合，這樣就能夠達到仿真環(huán)境的虛擬。
5計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用
5.1軍事領(lǐng)域
在軍事領(lǐng)域中運用計算機仿真技術(shù)，主要是貫穿武器裝備的設(shè)計、研制、生產(chǎn)、使用和維護。設(shè)計階段，需要針對設(shè)計的實物做好仿真模型的試驗，這樣可以將產(chǎn)品設(shè)計的風(fēng)險降低；研制過程，通過仿真技術(shù)，可以完成項目的檢測與調(diào)試，避免出現(xiàn)不必要的環(huán)節(jié)，同時，研制進度也能加快；生產(chǎn)階段，通過仿真模型，可以實現(xiàn)武器裝備的測試，以確定產(chǎn)品是否能夠滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；維護階段，通過仿真模型可以對產(chǎn)品性能進行綜合化評估，并建立出預(yù)控方案。在軍事領(lǐng)域中運用計算機仿真技術(shù)，就可以將研制武器裝備的周期加快，這樣也可以節(jié)約成本，降低風(fēng)險，將產(chǎn)品的綜合性能提高到新的高度。
5.2教育教學(xué)領(lǐng)域
在教育教學(xué)領(lǐng)域中運用計算機仿真技術(shù)，可以滿足課堂教學(xué)質(zhì)量與效率的要求。通過仿真模型的教學(xué)試驗仿真與動態(tài)試驗的相互結(jié)合，就可以將抽象化的內(nèi)容實體化，如此就能讓學(xué)生對仿真計算的方法以及網(wǎng)絡(luò)模型有一個更深入的了解，最終滿足教學(xué)所需。5.3工業(yè)領(lǐng)域隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域涉及到的項目與系統(tǒng)等都具備一定的特殊性與復(fù)雜性，通過計算機仿真技術(shù)，就可以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性與安全性，也可以對工業(yè)項目生產(chǎn)的機理和規(guī)定有更進一步的了解，提供理論依據(jù)以支持工業(yè)產(chǎn)品的性能指標(biāo)。一般來說，主要是在石油化工、設(shè)備儀器、電子產(chǎn)品和汽車等領(lǐng)域使用。
6計算機仿真技術(shù)未來的發(fā)展
隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)發(fā)展也在不斷完善。在新的發(fā)展空間、發(fā)展條件之下，計算機仿真技術(shù)發(fā)展集中在兩個方面。
6.1網(wǎng)絡(luò)化計算機仿真技術(shù)
由于當(dāng)前計算機仿真系統(tǒng)所開發(fā)出來的并不兼容，也不能實現(xiàn)相互之間的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致共享存在一定的難度。由于開發(fā)成本過高，并且需要耗費大量的時間，所以一直無法滿足物盡其用的功能。為了將這一部分問題解決，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的計算機仿真技術(shù)，就能夠達到資源共享的目的。在未來，這一趨勢必定會擁有極為廣闊的發(fā)展前景，并且也可以避免因為二次開發(fā)所造成的投資成本費用的大幅度增加。另外，在這一過程中，還可以得到一定共享費用的回收，帶來一定的經(jīng)濟效益。
6.2虛擬制造技術(shù)
隨著虛擬制造技術(shù)不斷端深入，使得計算機仿真技術(shù)也擁有另一個重要的發(fā)展方向。在20世紀(jì)的末期，虛擬制造技術(shù)得以發(fā)展。在計算機上運用虛擬制造技術(shù)，主要是實現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計階段到產(chǎn)品的出廠階段以及企業(yè)各個級過程的控制與管理，都需要通過計算機仿真技術(shù)才能夠?qū)⑵鋵崿F(xiàn)。另外，通過虛擬制造，也使得制造技術(shù)不必再對原本的生產(chǎn)經(jīng)驗過于依賴，可以實現(xiàn)多維度的制造預(yù)測，這樣就能夠促進機械制造領(lǐng)域更好、更快的發(fā)展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。
7結(jié)束語
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機仿真技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的一大趨勢，并且在未來的發(fā)展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計算機為基礎(chǔ)的仿真技術(shù)，再配合上通信技術(shù)與計算機技術(shù)，就可以促進信息化以及社會現(xiàn)代化的發(fā)展，再以此為基礎(chǔ)，就可以推動仿真技術(shù)的發(fā)展。因此，我們可以清楚地了解到，不斷地擴大計算機仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用效果擴大，讓其擁有更為廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻
[1]賀秀玲,姜運芳,施艷.計算機仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究[J].煤炭技術(shù),2013,07:224-225.
[2]徐庚保,曾蓮芝.計算機仿真系統(tǒng)述評[J].計算機仿真,2012,04:1-5.
關(guān)鍵詞：建筑施工；虛擬仿真；應(yīng)用
中圖分類號：TU7文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
引言：建筑施工行業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè)之一，在當(dāng)前高新技術(shù)高速發(fā)展的背景下，其行業(yè)應(yīng)接受高新技術(shù)帶來的優(yōu)勢。在進行復(fù)雜大量的建筑施工時，為了保障不間斷地有節(jié)奏工作，應(yīng)使各個施工環(huán)節(jié)協(xié)同運作、步調(diào)一致，而要想達到這個目的就必須事先制定準(zhǔn)確無誤的組織計劃和施工方案。而運用以往的工具和計算技術(shù)，早已難以保障準(zhǔn)確地、及時地處理大量繁瑣的施工技術(shù)資料。于是本文著重對虛擬仿真技術(shù)在建筑施工的運用進行了研究和探討。
一、虛擬仿真技術(shù)的概念
虛擬施工技術(shù)（VC）是對實際施工過程的模擬。它運用結(jié)構(gòu)仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，在計算機等相關(guān)設(shè)備的支持下，對施工過程中的物品、人員、財產(chǎn)、施工過程進行逼真演練，以便事先發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，在優(yōu)化與控制能力、縮短工期、增強施工過程中的決策、減少風(fēng)險和降低成本等方面均有顯著作用。[1]
二、虛擬施工所需的技術(shù)支持
虛擬施工需要眾多學(xué)科領(lǐng)域來提供技術(shù)支持，主要包括為虛擬現(xiàn)實技術(shù)、優(yōu)化與建模技術(shù)、計算機仿真技術(shù)以及相關(guān)的軟硬件技術(shù)。具體情況如下：
2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)。它綜合了傳感器技術(shù)、計算機圖形技術(shù)、顯示技術(shù)、計算機仿真技術(shù)等眾多學(xué)科，它為人機對話提供了更直觀和逼真的三維畫面，而且還可以在多維空間上創(chuàng)建一個虛擬環(huán)境，以達到身臨其境的感覺。
2.2建模與優(yōu)化技術(shù)。應(yīng)用此原理進行工程的設(shè)計、規(guī)劃、管理、施工時可以綜合全面地考慮在時間、經(jīng)濟和技術(shù)上的最佳方案，實現(xiàn)利益的最大化。優(yōu)化方法也是虛擬施工中的一個重要技術(shù)。建模方法實際上是虛擬施工的另一種支撐技術(shù)。虛擬施工的模型包括：設(shè)計模型、基礎(chǔ)模型和施工模型三大方面。其中施工模型與工藝參數(shù)聯(lián)系在一起，以反映設(shè)計模型與施工模型間的交互作用。因此，施工模型必須具有以下幾大功能：施工數(shù)據(jù)表、計算機工藝仿真、施工規(guī)劃、物理和數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計模型等。
2.3計算機仿真技術(shù)。在土木工程中仿真技術(shù)主要運用在施工技術(shù)與管理和結(jié)構(gòu)計算。計算機仿真技術(shù)是虛擬施工的最重要部分。在結(jié)構(gòu)工程施工方面，內(nèi)力仿真分析將直接給工程施工安全提供保障。[2]
2.4軟硬件基礎(chǔ)。虛擬施工技術(shù)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)、CAD技術(shù)與計算機仿真技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種學(xué)科技術(shù)結(jié)合而成的。只有當(dāng)軟件和硬件同時發(fā)揮作用才能使仿真技術(shù)得到充分利用。
三、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用與現(xiàn)實意義
在建筑施工中虛擬仿真技術(shù)的作用不言而喻：首先，它有助于相關(guān)管理制度的完善和建筑市場的管理。在招投標(biāo)時，虛擬仿真技術(shù)可以直觀地對投標(biāo)各方的方法、成效和施工工藝進行比較，從而達到公開、透明、公正、公平的目的。這樣就大幅度減少了不正當(dāng)行為的出現(xiàn)，對規(guī)范建筑市場管理有不可估量的作用。同時，它還能幫助判斷建筑設(shè)計的合理性，以便對不合理處進行及時修改，優(yōu)化設(shè)計方案，這對一些重大工程極其重要。因為設(shè)計方案畢竟都有一定的局限性，它主要由設(shè)計者的知識水平和施工經(jīng)驗來決定，因此對于同一個施工項目不同的設(shè)計師有著不同的方案，這時就需要用到虛擬仿真技術(shù)來科學(xué)地、直觀展現(xiàn)不同施工方法措施和施工組織的具體效果，以便定量地對各種方案進行對比，真正實現(xiàn)施工方案的優(yōu)化。運用虛擬施工技術(shù)能對整個施工過程進行事先模擬，使技術(shù)人員能在施工前最大可能地了解到各個構(gòu)件在實際工程中的相互關(guān)系和相對位置，對施工方案進行相應(yīng)調(diào)整，計算其相應(yīng)工況應(yīng)力，對多種施工方法進行實驗分析。這樣對于下面幾個方面將會產(chǎn)生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的選擇和優(yōu)化，我們知道，現(xiàn)在的建筑物因為設(shè)計師的不同，所以，基本上每一個建筑都有它自身的風(fēng)格，這就導(dǎo)致了我們不可能復(fù)制建筑工程的施工過程。但是，如果采用施工虛擬仿真技術(shù)，我們就可以解決因為在施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建立的對于施工組織的選擇和優(yōu)化以及施工的方法所產(chǎn)生的局限性的問題。同時還可以直接的看到每一種施工組織措施和施工方法相結(jié)合時產(chǎn)生的不同的效果。這樣就可以讓我們更直觀的從不同的施工方案中選擇出最適合的施工方法，從而更好的完成施工。（2）施工技術(shù)的革新和新技術(shù)的引入，對于施工技術(shù)人員來說，施工虛擬仿真技術(shù)不僅能讓他們更好的發(fā)揮出他們的創(chuàng)造性而且還能在成本很低的情況下完成施工新工藝的試驗。這樣，我們不僅降低了其試驗的風(fēng)險，還能大大的縮短引入和推廣的時間。（3）施工管理，施工管理過程中不可避免的會出現(xiàn)質(zhì)量、安全等方面的隱患，而施工虛擬仿真技術(shù)在模擬施工的過程中就可以讓我們很清楚的看到這些安全隱患，從而在施工過程中能有效的避免或者盡早提出解決方法。（4）安全、生產(chǎn)培訓(xùn)施工虛擬仿真技術(shù)具有實效性、全面性的技術(shù)優(yōu)勢，對操作人員了解操作流程起到了重要作用，保證了施工任務(wù)的安全性，同時有效提高施工質(zhì)量。（5）考察建筑設(shè)計的合理性.則也需運用大型工程設(shè)計施工虛擬仿真技術(shù)，該項技術(shù)不僅方便了對需優(yōu)化部位的修改，更對業(yè)主、施工單位、設(shè)計單位三方的溝通與設(shè)計交底提供了便捷準(zhǔn)確的方法。 [3]
四、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中存在主要問題：
計算機硬件和仿真軟件本身的發(fā)展是仿真技術(shù)能否在建筑工程施工領(lǐng)域得以推廣和應(yīng)用所遇到的主要瓶頸。目前應(yīng)用虛擬仿真施工系統(tǒng)所面臨的難題有：（1）由于虛擬仿真系統(tǒng)具有需要在較高的專用工作站或?qū)嶒炇疑线M行的特點，導(dǎo)致了開發(fā)和應(yīng)用要求的硬件平臺較高，從而導(dǎo)致了企業(yè)在自行開發(fā)系統(tǒng)的過程中必須投入大量的資金和人力在專用虛擬實驗室的建造以及國外進口設(shè)備和軟件的購買上，這勢必影響著企業(yè)的資金和人力資源。另外，系統(tǒng)的演示受設(shè)備的限制，移動的不方便性都在企業(yè)的考慮范圍內(nèi)。（2）單項工程的開發(fā)需要一個方便的開發(fā)平臺，這個平臺的提供需要一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統(tǒng)。由于虛擬仿真系統(tǒng)在工程施工中幾乎沒有集成型軟件，導(dǎo)致了在單項工程進行開發(fā)時，需要從國外進口相關(guān)軟件平臺作為支撐，再加上工程施工中影響因素較多，以上的種種因素成為了開發(fā)一個項目所需成本較高的客觀因素。（3）目前，雖然我國一些大型建筑企業(yè)集團已成為開發(fā)和應(yīng)用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。他們通過建立自己的設(shè)計研究院，為施工企業(yè)的技術(shù)人才培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，而且部分的工程技術(shù)人員已具有一定的軟件研發(fā)能力和應(yīng)用水平。但是，無論是施工企業(yè)要引進專業(yè)軟件人才，還是培養(yǎng)自己的開發(fā)骨干，都會給施工企業(yè)的開支造成巨大的壓力。[4]
五、總結(jié)：隨著虛擬施工技術(shù)的進一步發(fā)展，虛擬技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用將更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保證進度的進展，節(jié)約成本，提高安全性，減少工程風(fēng)險等。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的施工組織與管理下，通過建立虛擬模型和虛擬施工過程來實現(xiàn)工程事先模擬，這必定會成為傳統(tǒng)的施工管理的新篇章。
參考文獻
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摘要：隨著制造業(yè)規(guī)模化、自動化及復(fù)雜化程度的加深，虛擬制造技術(shù)應(yīng)運而生，它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它的主要作用是通過計算機虛擬模型來模擬產(chǎn)品的制造過程，進而對產(chǎn)品性能進行預(yù)測、檢測和評價。本文首先對虛擬制造技術(shù)的內(nèi)涵及關(guān)鍵技術(shù)進行分析，然后進一步展望了虛擬制造技術(shù)在鋼管行業(yè)應(yīng)用的前景。
關(guān)鍵詞：虛擬制造 鋼管行業(yè) 仿真
虛擬制造技術(shù)是20世紀(jì)80年代首先由美國提出的一個新概念，它的作用主要體現(xiàn)在制造系統(tǒng)正式運行之前對其進行評估和預(yù)測，對產(chǎn)品的開發(fā)、制造、營銷及回收進行監(jiān)控及協(xié)調(diào)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，鋼管行業(yè)也逐漸融入世界市場，面臨著來自世界市場的競爭壓力，虛擬制造技術(shù)在鋼管行業(yè)的應(yīng)用將會給鋼管行業(yè)帶來新的機遇和調(diào)整。
一、虛擬制造的內(nèi)涵
先進的信息技術(shù)、仿真技術(shù)和計算機技術(shù)是虛擬制造的基礎(chǔ)，其工作思想正是依靠這些技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計階段對制造活動中的人物、信息及具體過程進行全面的仿真，以便對制造過程進行有效的評估及預(yù)測，并在正式運行之前發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并采取防范補救措施，最終目的是提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)成本，縮短企業(yè)的生產(chǎn)周期，進而提高企業(yè)的整體競爭力。
虛擬制造是結(jié)合多學(xué)科、多領(lǐng)域知識的一項技術(shù)，在計算機上體現(xiàn)的虛擬制造系統(tǒng)是整個技術(shù)的核心，它擁有產(chǎn)品和制造過程的全部信息，包括虛擬設(shè)計、制造和控制產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、相關(guān)知識和模型信息。按功能分類，虛擬制造系統(tǒng)包括以下三種子環(huán)境：
1.虛擬制造設(shè)計中心：為虛擬設(shè)計、虛擬制造向設(shè)計者提供各種工具，以便設(shè)計出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模型。2.虛擬制造加工中心：研究開發(fā)產(chǎn)品制造過程模型和環(huán)境模型，對產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃和工藝規(guī)劃進行可行性評估。3.虛擬制造控制中心：對產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品原型、生產(chǎn)計劃、制造模擬和控制策略進行評價。
二、虛擬制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)
1.建模技術(shù)。虛擬制造系統(tǒng)的建模是生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型、工藝模型的信息系統(tǒng)。生產(chǎn)模型是在加工過程中，各類實體對象模型的集合，它可以分為靜態(tài)描述和動態(tài)描述兩方面，靜態(tài)描述即對系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和市場特征的描述，動態(tài)描述則是在靜態(tài)描述的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程進行預(yù)測。產(chǎn)品模型包括毛坯、中期產(chǎn)品模型、目標(biāo)產(chǎn)品模型，完備的產(chǎn)品模型是產(chǎn)品實施過程中全部活動集成的保證。工藝模型是將工藝參數(shù)與產(chǎn)品設(shè)計數(shù)學(xué)結(jié)合起來，它反應(yīng)了生產(chǎn)模型和產(chǎn)品模型之間的交互作用。
2.仿真技術(shù)。仿真技術(shù)就是對復(fù)雜的現(xiàn)實系統(tǒng)進行“仿真”，依靠計算機對現(xiàn)實系統(tǒng)進行抽象和簡化并形成仿真模型并運行該模型，得到一系列統(tǒng)計數(shù)據(jù)。產(chǎn)品仿真和加工過程仿真是產(chǎn)品制造過程仿真的核心，產(chǎn)品仿真就是在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的上游反饋和評估設(shè)計結(jié)果，加工過程仿真包括切削過程仿真、裝配過程仿真和檢驗過程仿真等。
3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造的是一種動態(tài)的虛擬環(huán)境，人可以借助一定的借口進入到該虛擬環(huán)境，參與和操縱該環(huán)境中的仿真物理模型，并且能夠和過去的、未來的甚至虛擬的人物進行交互，這種動態(tài)的交互需要更多的技術(shù)及設(shè)備支持。在生存過程中使用這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使得人從主觀上對虛擬產(chǎn)品和制造過程產(chǎn)生存在感，加深人們對虛擬過程的正確理解和直觀感受。
三、虛擬制造技術(shù)在鋼管行業(yè)的應(yīng)用展望
1.虛擬制造技術(shù)在軋輥設(shè)計與制造中的應(yīng)用。軋輥在鋼管制造中有重要的地位，它是冷軋或熱軋無縫鋼管或其他各種形式的鋼管的基礎(chǔ)，但是軋輥的設(shè)計和制造受到多種因素的制約。虛擬制造技術(shù)可以對軋輥的設(shè)計、加工、裝配的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一建模，并實現(xiàn)設(shè)計開發(fā)建模仿真、設(shè)計思維過程和設(shè)計交互行為仿真，鍛造過程仿真切削過程仿真及檢驗過程仿真，從而克服傳統(tǒng)軋輥設(shè)計制造模式周期長、制造成本高的缺點。虛擬的軋輥設(shè)計和制造過程使得鋼管生產(chǎn)廠家不受時間和地域的限制，通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計和加工，共享資源，在軋輥設(shè)計與制造的各個環(huán)節(jié)都能發(fā)揮作用，這將有助于提高軋輥設(shè)計與制造的效率，進而降低鋼管企業(yè)的生產(chǎn)成本。
2.虛擬制造技術(shù)在熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中的應(yīng)用。在熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中，虛擬制造技術(shù)的使用主要體現(xiàn)在管坯加熱工藝模擬和荒管再加熱工藝模擬，管坯加熱和荒管再加熱是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。虛擬制造技術(shù)首先要建立以鋼管溫度為對象的控制模型，然后通過仿真系統(tǒng)對加熱爐的溫度和管坯的加熱時間進行仿真，該仿真過程是動態(tài)的，在收集實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的同時進行動態(tài)協(xié)調(diào)，并對加熱速度進行控制，使得達到最佳的管坯穿孔溫度或荒管再加熱溫度，最終實現(xiàn)在生存周期內(nèi)不斷優(yōu)化生存過程的目標(biāo)。
3.虛擬制造技術(shù)在冷拔鋼管生產(chǎn)中的應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)在冷拔鋼管生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在為鋼管的無芯棒拔制生產(chǎn)過程進行建模仿真。為解決金屬在變形過程中因縱向延伸和橫向流動所導(dǎo)致的管壁內(nèi)層金屬流動不均勻等問題，引入虛擬制造技術(shù)可以進行總體協(xié)調(diào)、動態(tài)優(yōu)化，也可以對材料硬度、彎曲回彈、輪廓尺寸等問題進行仿真模擬。通過計算機模擬的這個模型，可以及時調(diào)整各項參數(shù)，減少失誤與浪費。
四、總結(jié)
虛擬制造技術(shù)的運用需要結(jié)合多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識，它的使用離不開制造技術(shù)與仿真技術(shù)，它涉及到仿真、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)繼承、優(yōu)化等多個領(lǐng)域，可見虛擬制造技術(shù)在未來還有很大的擴展空間和發(fā)展前景，尤其是在鋼管行業(yè)中的應(yīng)用潛力巨大，相信在未來會給鋼管行業(yè)的設(shè)計與制造帶來新的革命。
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關(guān)鍵詞 虛擬制造技術(shù)；信息化；仿真技術(shù)
中圖分類號：TH122 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0010-02
當(dāng)今隨著科技進步和人類生活水平的提高，消費市場已經(jīng)逐步進入需求個性化、多樣化、快速響應(yīng)的時代。在競爭日趨激烈的全球市場環(huán)境下，消費產(chǎn)品企業(yè)必須能夠更好地滿足市場快速反應(yīng)的需求，即要以更短的產(chǎn)品開發(fā)周期，個性化的產(chǎn)品服務(wù)，更高的產(chǎn)品質(zhì)量，更低廉的制造成本和更好的售后服務(wù)來贏得客戶市場。為應(yīng)對快速變化的產(chǎn)品變更，制造企業(yè)的生產(chǎn)加工活動必須與時俱進，具備柔性的生產(chǎn)加工能力。隨著近年來計算機軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展和生產(chǎn)管理理念升級，20世紀(jì)90年代以來產(chǎn)生了很多創(chuàng)新的概念和方法，虛擬制造（Virtual Manufacture，VR）就是其中一種全新的制造體系和模式創(chuàng)新方法。在虛擬制造系統(tǒng)中，充分利用信息技術(shù)、三維仿真技術(shù)、計算機技術(shù)對制造系統(tǒng)進行系統(tǒng)化組織與分析，在基礎(chǔ)上采采集相關(guān)的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)建模，從而不斷優(yōu)化整個設(shè)計過程。整個過程采用虛擬制造技術(shù)，并沒有制造實物產(chǎn)品，而是利用計算機進行模擬整個制造過程。從而可以做出更為準(zhǔn)確的決策與優(yōu)化方案，大大提高了企業(yè)的快速響應(yīng)和市場開拓能力，降低企業(yè)決策風(fēng)險。
1 虛擬制造技術(shù)簡介
1.1 虛擬制造技術(shù)簡介
目前，信息技術(shù)技術(shù)發(fā)展日新月異，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展給制造業(yè)的發(fā)展提供了巨大支持。從世界制造業(yè)發(fā)展潮流來看，信息技術(shù)與制造業(yè)的不斷融合是必然的趨勢。在這個領(lǐng)域產(chǎn)生了很多新概念，其中虛擬制造技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。所謂虛擬制造技術(shù)是采用計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在高性能計算機及軟件技術(shù)的支持下，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計工藝規(guī)劃、制造流程、性能分析、質(zhì)量檢驗，并進行過程管理與控制。從這個概念我們可以看出，虛擬生產(chǎn)技術(shù)并沒有生產(chǎn)出實物產(chǎn)品，這是與傳統(tǒng)的制造加工過程最明顯的不同。虛擬生產(chǎn)技術(shù)將傳統(tǒng)的設(shè)計加工過程在計算機上進行虛擬演示，在計算機整個模擬過程中，設(shè)計師可以清楚看到產(chǎn)品虛擬加工的整個過程，設(shè)計人員可以隨時在虛擬的空間中根據(jù)市場需要和用戶需求對產(chǎn)品設(shè)計進行不斷的修改和完善。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)只有幾年的時間，但對制造業(yè)的影響是巨大的，虛擬技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)制造業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)的不可逆性，優(yōu)化了產(chǎn)品的設(shè)計流程，提高了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，在極短的時間內(nèi)迎合市場需求，生產(chǎn)出用戶受歡迎的產(chǎn)品，占領(lǐng)市場，贏得競爭優(yōu)勢。
1.2 虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)
虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)的一大突破，也是未來制造技術(shù)發(fā)展的潮流。事實上，虛擬生產(chǎn)技術(shù)涉及范圍很廣，應(yīng)用也比較廣泛，其核心技術(shù)分別是信息技術(shù)、仿真技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
1.2.1 信息技術(shù)
在現(xiàn)代制造技術(shù)中的信息技術(shù)主要包括管理信息系統(tǒng)（MIS）技術(shù)、生產(chǎn)排程系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)（WMS）、配送優(yōu)化系統(tǒng)等。通過虛擬制造系統(tǒng)應(yīng)用，可以模擬這些系統(tǒng)運行情況，設(shè)計合理的系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。
1.2.2 仿真技術(shù)
計算機仿真技術(shù)是以計算機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的要求建立實際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并使之轉(zhuǎn)換為仿真模型，在不同的工況下在計算機系統(tǒng)中運行演示，從而真實地展現(xiàn)實際系統(tǒng)運行狀態(tài)的過程。仿真技術(shù)主要優(yōu)點有：
1）減少方案設(shè)計與開發(fā)時間。
2）減少運營瓶頸的風(fēng)險。
3）降低方案改善成本。
1.2.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種綜合計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種科學(xué)及時而發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的新技術(shù)。
它包括以下關(guān)鍵技術(shù)：
1）動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。
2）三維顯示和傳感器技術(shù)。
3）實時三維圖形生成技術(shù)。
4）系統(tǒng)集成技術(shù)。
2 虛擬制造技術(shù)在家電制造業(yè)中的應(yīng)用
家電是制造業(yè)中競爭最為激烈的領(lǐng)域之一，我國的家電企業(yè)經(jīng)過短短幾十年的發(fā)展，通過人性化的產(chǎn)品設(shè)計、敏捷的市場反應(yīng)能力和低廉的制作成本，目前已經(jīng)在以高科技為依托的家電市場上找到了立足點，特別是以電視、空調(diào)、冰箱為代表的大家電在國內(nèi)市場占有率超過70%。家電業(yè)為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，對產(chǎn)品的制造技術(shù)的應(yīng)用力度明顯加大，隨著CAD，CAM等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，家電產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上得到了大大改善，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加大，市場競爭力不斷加強，其中虛擬制造技術(shù)的使用更使得家電產(chǎn)品設(shè)計與制造發(fā)生了根本性的改變。下面本文分別對虛擬制造技術(shù)在家電制造業(yè)中的虛擬設(shè)計、虛擬產(chǎn)品制造來闡述虛擬制造技術(shù)在家電制造業(yè)的應(yīng)用。
2.1 虛擬設(shè)計在家電產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用
設(shè)計階段是家電產(chǎn)品走入市場的最重要階段，這個階段對產(chǎn)品的質(zhì)量和成本具有重要影響。在家電產(chǎn)品設(shè)計階段利用虛擬技術(shù)是家電設(shè)計領(lǐng)域的一大突破，家電設(shè)計師們利用虛擬技術(shù)對家電產(chǎn)品這個過程進行計算機模擬，與以往的實物模型設(shè)計不同，采用虛擬技術(shù)后，設(shè)計師們對虛擬的家電產(chǎn)品進行零部件裝配，大大提高了設(shè)計效率和質(zhì)量。還可以通過動畫演示來展示家電產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問題及時進行修改和補充，尤其是對家電產(chǎn)品的零部件進行有限元分析，來對家電產(chǎn)品的可加工性、可采購性、可裝配性等因素進行分析，并參考客戶反饋的意見進行優(yōu)化綜合優(yōu)化設(shè)計，必要時用快速成型樣機予以驗證。
虛擬產(chǎn)品設(shè)計主要包含以下兩類。
1）增強的可視化系統(tǒng)。
利用先行的CAD系統(tǒng)進行建模，在對數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)換后輸入虛擬環(huán)境系統(tǒng)進行進一步的設(shè)計；目前的虛擬設(shè)計系統(tǒng)大都屬于這種類型。
2）基于虛擬現(xiàn)實的CAD系統(tǒng)。
CAD技術(shù)最早的應(yīng)用就是在設(shè)計中，將虛擬技術(shù)用于CAD系統(tǒng)中，創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實的集成化CAD系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不再是傳統(tǒng)的二維交互手段進行建模，而直接是進行三維設(shè)計，用戶可以在這種虛擬環(huán)境中進行設(shè)計活動，大大提高設(shè)計效率。另外，這種系統(tǒng)也支持其它的輸入方法，如語音識別、手勢和眼神跟蹤等。整個系統(tǒng)操作方便、簡單易懂，設(shè)計人員經(jīng)過簡單了解后就可以進行操作，不需要進行專門的培訓(xùn)，因而擁有廣闊的應(yīng)用市場。
2.2 虛擬產(chǎn)品制造在家電生產(chǎn)中的應(yīng)用
虛擬產(chǎn)品制造在家電生產(chǎn)中的應(yīng)用主要是虛擬家電產(chǎn)品生產(chǎn)線制造流程。利用計算機仿真技術(shù)，模擬產(chǎn)品生產(chǎn)整體流程，對生產(chǎn)線規(guī)劃方案進行評估，擇優(yōu)選擇設(shè)計方案，大大降低產(chǎn)品生產(chǎn)風(fēng)險，降低后期生產(chǎn)線改造成本，并對部分難以通過手工分析的復(fù)雜控制邏輯模塊進行仿真分析，驗證優(yōu)化生產(chǎn)線控制邏輯，以實現(xiàn)設(shè)備、人員、物料、生產(chǎn)計劃的最優(yōu)化運作。圖1為虛擬制造分析流程。
圖1 虛擬制造分析流程
進行生產(chǎn)系統(tǒng)仿真分析主要包含以下步驟：系統(tǒng)分析收集數(shù)據(jù)抽象系統(tǒng)模型建立仿真模型運行仿真模型仿真實驗輸出結(jié)果并分析。圖2為仿真技術(shù)在生產(chǎn)線規(guī)劃中的應(yīng)用。
2.3 應(yīng)用虛擬制造技術(shù)可以給家電企業(yè)帶來的好處
1）為家電制造企業(yè)提供高質(zhì)量的設(shè)計產(chǎn)品，虛擬制造技術(shù)在家電生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，改變了家電產(chǎn)品設(shè)計模式，降低了設(shè)計成本，設(shè)計師們可以在計算機虛擬環(huán)境中正確處理家電產(chǎn)品生產(chǎn)成本與效率之間的關(guān)系，幫助管理者做出正確的決策，獲取最大利潤。
2）家電產(chǎn)品開發(fā)中使用虛擬制造技術(shù)，可以在建模方法、虛擬運動仿真中的運動鏈簡化和等價轉(zhuǎn)換的精度評價等技術(shù)或應(yīng)用上有所創(chuàng)新，
3）家電制造企業(yè)采用虛擬制造技術(shù)，可以迅速根據(jù)市場的發(fā)展以及用戶的要求來修改產(chǎn)品設(shè)計，實現(xiàn)了家電產(chǎn)品的定制化設(shè)計和生產(chǎn)，為家電產(chǎn)品迅速占據(jù)市場形成競爭優(yōu)勢提供了巨大幫助。
圖2 虛擬制造中的生產(chǎn)系統(tǒng)仿真技術(shù)
3 總結(jié)
結(jié)合本文所述和相關(guān)文獻知識，虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)的一大突破，虛擬制造技術(shù)在制造行業(yè)的使用可以大大提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率，降低成本。對家電制造行業(yè)而言，隨著家電市場競爭的日益白熱化，傳統(tǒng)的家電生產(chǎn)方式已經(jīng)滯后于家電市場的發(fā)展以及用戶的實際需要，急需創(chuàng)造新的制造技術(shù)突破口。在這方面，虛擬制造技術(shù)的使用更使得家電產(chǎn)品設(shè)計與制造發(fā)生了根本性的改變，幫助家電企業(yè)迅速的適應(yīng)市場需求、形成競爭優(yōu)勢。當(dāng)然，虛擬制造技術(shù)在我國發(fā)展不過短短幾年，還處于理論研究階段，對于我國制造行業(yè)而言，要積極借鑒國外成熟的虛擬制造技術(shù)理論，與我國實際相結(jié)合，在生產(chǎn)實踐中不斷完善和強化，最終進行大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。
參考文獻
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[3]張阿維，雷曉鳳.虛擬產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)研究[J].紡織器材，2002（7）.
[4]周祖德，陳幼平.虛擬現(xiàn)實與虛擬制造[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2005.
關(guān)鍵詞：下雨下雪計算機模擬
0 引言
冬天是下雨和下雪較多的季節(jié)，目前很多都是用Flash軟件來模擬下雪和下雨的過程，Microsoft Visual Basic是廣泛應(yīng)用的通用的可視化編程軟件開發(fā)工具，具有非常強大的圖形處理功能，加之VB 簡單易學(xué)，使用方便，有許多功能強大的處理圖形圖像的控件與函數(shù)，便于實現(xiàn)較為逼真的軟件模擬環(huán)境。同時實現(xiàn)此功能的VB程序代碼實現(xiàn)比較容易，而且采用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ梢院芊奖愕剡M行擴展。
1 實現(xiàn)方法
由于是在計算機屏幕上模擬下雨和下雪現(xiàn)象，因此當(dāng)“雨滴”或“雪花”到達屏幕底部時要進行復(fù)原，用Rangomize初始化隨機數(shù)發(fā)生器，并采用兩種不同的方法觸發(fā)：在模擬“下雨”的程序中，利用一個計時器，通過不斷地繪制不同圓心和半徑的小圓來表示“雨滴”。在模擬“下雪”的程序中，采用無限循環(huán)，并利用DoEvents函數(shù)，當(dāng)雙擊鼠標(biāo)左鍵時，才使模擬程序中斷循環(huán)，并返回。具體實現(xiàn)流程如圖1和圖2所示。
2 程序?qū)崿F(xiàn)和模擬效果
定義全局?jǐn)?shù)組Snow(1000，1)表示“雪花”在屏幕上的坐標(biāo)，Scolor(1000)表示坐標(biāo)點的顏色，Snumber為設(shè)定的“雪花”數(shù)量。Rain(1000，1)表示“雨滴”在屏幕上的坐標(biāo)，Rsize(1000)為“雨滴”大小，Rdelta(1000)為間隔。主要程序如下：
Dim Snow(1000, 1),Scolor(1000), Snumber As Integer
Private Sub Form_Load()
Fsnow.Show
DoEvents
Randomize: Snumber = 400
For j = 1 To Snumber
Snow(j, 0) = Int(Rnd * Fsnow.Width)
Snow(j, 1) = Int(Rnd * Fsnow.Height)
Scolor(j) = 10 + (Rnd * 20)
Next j
Do While Not (DoEvents = 0)
For ls = 1 To 10
For i = 1 To Snumber
oldx = Snow(i, 0)
oldy = Snow(i, 1)
Snow(i, 1) = Snow(i, 1) + Scolor(i)
If Snow(i, 1) > Fsnow.Height Then
Snow(i, 1) = 0
Scolor(i) = 5 + Rnd * 30
Snow(i, 0) = Int(Rnd * Fsnow.Width)
oldx = 0
oldy = 0
End If
coloury = 8 * (Scolor(i) - 10)
coloury = 60 + coloury
PSet (oldx, oldy), QBColor(0)
PSet (Snow(i, 0), Snow(i, 1)), RGB(coloury, coloury, coloury)
Next i
Next ls
Loop
End Sub
Private Sub Form_DblClick()
End
End Sub
運行后得到的效果如圖3所示：
■
Dim Rain(1000,1), Rdelta(1000), Rsize(1000) ,Rnumber As Integer
Private Sub Form_Load()
Randomize
Rnumber=1000
For i = 1 To Rnumber
Rx1 = Int(FRain.Width * Rnd)
Ry1 = Int(FRain.Height * Rnd)
Rdelt1 = Int(500 - (Int(Rnd * 499)))
Rsize1 = 25 * Rnd
Rain(i,0) = Rx1
Rain(i,1) = Ry1
Rdelta(i) = Rdelt1
Rsize(i) = Rsize1
Next
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
For i = 1 To Rnumber
Circle (Rain(i,0), Rain(i,1)), Rsize(i), BackColor
Rain(i,1) = Rain(i,1) + Rdelta(i)
If Rain(i,1) >= Frain.Height Then
Rain(i,1) = 0:
Rain(i,0) = Int(Frain.Width * Rnd)
End if
Circle (Rain(i,0), Rain(i,1)), Rsize(i)
Next
End Sub
Private Sub Form_DblClick()
End
End Sub
運行后得到的效果如圖4所示：
■
3 結(jié)束語
將常見的天氣現(xiàn)象用圖形化的編程語言實現(xiàn)計算機模擬，取得了較好的效果，本文只是對較普通的現(xiàn)象進行了模擬。由于天氣現(xiàn)象變化無常，要準(zhǔn)確及時模擬各種天氣現(xiàn)象，還需要設(shè)計復(fù)雜的算法和進行高級的編程。總之，通過計算機模擬天氣現(xiàn)象，對自然界的現(xiàn)象有了進一步的理解和認(rèn)識，為今后進一步的開發(fā)研究奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1].基于VB的模擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)[J].荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007年6月.
[2]馮宏偉，羅宏.基于VB的自動繪制立面圖程序的設(shè)計[J].城市勘測，2012年1期.
想要玩vr游戲，首先要安裝vr游戲，除了購買vr頭顯之外，還需要購買控制器，對于這一點還是需要了解的。不過需要注意的是，VR設(shè)備不能玩?zhèn)鹘y(tǒng)3D游戲，主要是因為在游戲制作方面，有很大的區(qū)別。
PC端VR頭顯的一個優(yōu)勢就在于支持位置追蹤，因此需要空間來供你施展，一般情況下幾平米就夠了。在完成VR頭顯與電腦的連接后，根據(jù)教程來掃描空間，完成定位安裝就可以了。
對于部分用戶來說，在玩vr游戲的時候，可能會出現(xiàn)頭暈的狀況，若用戶遇到這種情況，在玩vr游戲的時候，建議不要離景物小又多的地方過近，遠一點的話景物移動速度就會降低。
資料拓展：虛擬現(xiàn)實技術(shù)(英文名稱VirtualReality，縮寫為VR)，又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)發(fā)展起來的一項全新的實用技術(shù)。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)囊括計算機、電子信息、仿真技術(shù)于一體，其基本實現(xiàn)方式是計算機模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感。隨著社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對VR技術(shù)的需求日益旺盛。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
【關(guān)鍵詞】建筑仿真;虛擬現(xiàn)實技術(shù);三維圖形
隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)等高新技術(shù)的快速發(fā)展,仿真技術(shù)也得到迅速的推動,并在高技術(shù)的發(fā)展中越顯其重要作用,能夠應(yīng)用在各個領(lǐng)域。近三十年來視景仿真環(huán)境與技術(shù)發(fā)展歷程展望了視景仿真環(huán)境與技術(shù)進一步發(fā)展的趨勢。
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱 VR)是指為用戶提供一種模擬現(xiàn)實的操作環(huán)境,利用計算機生成逼真的三維視覺、聽覺、觸覺的感觀世界,使人們對所研究的對象和環(huán)境獲得身臨其境的感受,從而提高人類認(rèn)知的廣度和深度,拓寬人類認(rèn)識客觀世界的“認(rèn)識空間”和“方法空間”,最終達到更本質(zhì)地反映客觀世界的實質(zhì)。視景仿真是仿真動畫的高級階段,也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的最重要的表現(xiàn)形式,它是使用戶產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式仿真環(huán)境,實現(xiàn)了用戶與該環(huán)境直接進行自然交互。其中,作為表現(xiàn)三維視覺仿真中的建筑技術(shù)就顯得非常重要了。
一、建筑仿真有三個非常鮮明的特征
1、運動是實時的,計算機呈現(xiàn)給人們的圖形圖像所表現(xiàn)的場景運動是與人們在現(xiàn)實生活中所見的一樣,運動節(jié)奏光滑平穩(wěn);
2、建筑是三維的。能夠允許觀察者從不同的角度來瀏覽建筑特征,細(xì)節(jié)豐富、逼真,滿足人們的視覺感受,使人們產(chǎn)生身臨其境的感覺;
3、它是可交互的。允許通過鍵盤、鼠標(biāo)或其它計算機輸入設(shè)備、計算機程序?qū)ㄖg覽過程進行實時控制,對其中的物體進行規(guī)劃和操作。
二、建筑仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用范圍
建筑仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以表現(xiàn)大型工程漫游,展示各種擬建設(shè)的工程項目,為國際和國內(nèi)工程設(shè)遨游計投標(biāo)建立多種層次、細(xì)節(jié)豐富的虛擬模型,真實再現(xiàn)工程竣工后的情況。用戶可選擇不同路徑進入
該項工程的任意部分;也可為已建設(shè)或正在建設(shè)的各種工程項目展示其周邊環(huán)境、內(nèi)部、固定設(shè)施的配套情況。又可以應(yīng)用于名勝古跡的仿真旅游,展現(xiàn)名勝古跡的景點,可以任意選擇路徑裝修各景點,樂趣無窮。
三、制作逼真的建筑模型的實現(xiàn)方法
三維計算機表現(xiàn)是采用計算機模擬現(xiàn)實中的三維空間物體。在計算機中構(gòu)造三維的幾何造型,并賦予表面材料、顏色、紋理等特性,然后,設(shè)計造型的運動、變形,燈光的種類、位置、強度及攝像機的位置,焦距,移動路徑等,最終生成圖象,并可以將制作的動畫輸出到其他硬件錄制設(shè)備,三維計算機動畫不僅可以模擬真實的三維空間,而且還可以產(chǎn)生現(xiàn)實世界不存在的特殊效果。建筑仿真可以使用3DMAX軟件制作。3DS MAX是美國著名軟件開發(fā)公司 AUTODESK 繼 AUTOCAD 后推出的又一力作。該系統(tǒng)軟件在三維造型、場景模擬、視覺效果、動畫制作等各方面具有強大的功能。
一、通過幾何體和二維圖形利用編輯命令完成模型的建立,創(chuàng)建出形象比例精確的建筑模型。3D Studio MAX還可制作出山、水、波紋、波浪、顆粒及非規(guī)則形體,如:人體、植物等。利用3D Studio MAX 中豐富的材質(zhì)和質(zhì)感,可以對整個實體或部分實體進行顏色、明暗、色裹、反射,凹凸和透明度等進行編輯,再通過設(shè)定物體、相機、光源和路徑來制作動畫。物體可進行變位、旋轉(zhuǎn)、縮放、伸壓等變形,光源可為環(huán)境光、泛光燈、聚光燈,并可設(shè)置任意多個相機的位置,方向和角度,方便進行靈活調(diào)整,在動畫實時預(yù)演功能中,及時觀察物體效果。另外,還可以利用3D Studio MAX 中淡入淡出,模糊,光暈,星光閃爍,霧雨,聲等,很多特殊效果,制造特技處理,可產(chǎn)生超乎現(xiàn)實生產(chǎn)的變幻莫測的神奇效果。
二、使用“紋理貼圖”圖片,用來替代詳細(xì)的模型。3DMAX軟件中豐富的材質(zhì)貼圖技術(shù)用紋理、不透明、法線凹凸貼圖、光照等技術(shù)而不是增加幾何造型復(fù)雜度來提高逼真度。用來創(chuàng)建低多邊形數(shù)的模型來簡化和減少實時應(yīng)用的程序要求。在對應(yīng)位置的多邊形表面上這樣處理可以減少模型的多邊形數(shù)目和復(fù)雜程度,提高圖像繪制輸出時的顯示速度。達到使用較少的多邊形創(chuàng)建更現(xiàn)實的細(xì)節(jié)的能力。只要視點不過于靠近實體,紋理貼圖并不會降低場景的逼真程度。比如制作天安門城樓,用相機對五個方向(上、、左、右、前、后) 共拍攝五張照片,通過“展平的UVW貼圖”命令處理成大圖像。計算機可以從這些圖像里產(chǎn)生任意方向的圖像,從而使用戶有身臨其境之感。
三、利用“全景導(dǎo)出器”進行360 度球形全景的渲染。這樣渲染出來的建筑模型,可以從任意的方向觀看建筑。其視點和視角是任意可變的,視點可推進,也可拉遠,可上升,也可降低,視角和轉(zhuǎn)動的速度完全由用戶自己控制,這跟用戶觀察實景的過程是完全一致的。給人以身臨其境的視覺滿足感。
【參考文獻】
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作者簡介:
關(guān)鍵詞：給排水工程設(shè)計；計算機仿真技術(shù)；應(yīng)用
Abstract: along with our country's modernization process accelerating, the computer in the use of all walks of life is becoming more and more popular. The computer simulation technology using graphical programming platform, can according to water supply and drainage, water pump related theory of virtual equipment development. It not only guarantees to the production site for effective control, and to make the design of the water supply and drainage engineering to be more convenient, science, also make the engineering efficiency and quality effectively ascension.
Keywords: water supply and drainage engineering design; The computer simulation technology; application
中圖分類號：TB21文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
隨著計算機技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，這給傳統(tǒng)的給排水工程設(shè)計與應(yīng)用帶來了新的挑戰(zhàn)。根據(jù)在排水工程、給水工程、水泵站、水泵等相應(yīng)理論，總結(jié)出了系列虛擬設(shè)備。虛擬設(shè)備是一種計算機模擬技術(shù)應(yīng)用，其直接代替了儀器儀表設(shè)備的實物功能，形象更為直觀，有利于掌握。因此，在具體的設(shè)計與應(yīng)用中，也進行多種仿真模擬嘗試。
給水工程管網(wǎng)輸配
給水管網(wǎng)設(shè)計的難點之一在于對環(huán)球網(wǎng)的水力計算問題，由于其運算十分復(fù)雜、涉及參數(shù)較多，需要發(fā)揮計算機運算功能進行解決。管網(wǎng)輸配系統(tǒng)如圖1所示：
圖1具有21個環(huán)的給水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖(#0和#5為水源)
多環(huán)管網(wǎng)的程序框圖如圖2所示。
圖2環(huán)管網(wǎng)的程序框圖
首先對定線的設(shè)置要求、管網(wǎng)編號，通過對預(yù)處理程序?qū)嵤┻\行，進行數(shù)據(jù)輸入模式，最后取得運算矩陣。虛擬控制器的控制界面上，能夠?qū)?2個節(jié)點預(yù)計52個管段的壓力和流量反映的是右部位置的兩個指示器，在指示器上方是節(jié)點編號以及管段。控制界面終端主要對節(jié)點和管段特性進行反映，而反映整個統(tǒng)一的管網(wǎng)系統(tǒng)的總水量平衡與否的是界面的左側(cè)部位。通過調(diào)度水源水量大小，采用比較法得出輸水總功率。
根據(jù)不同需求，分布流量的計算可進行可不進行。整個管網(wǎng)控制系統(tǒng)的總流量根據(jù)用戶具體需要的節(jié)點以及其分布流量進行計算。補充水源水量與控制水源水量有機組合形象總流量。依照管網(wǎng)系統(tǒng)的管長、管徑等參數(shù)，管道流量基礎(chǔ)解系eq可以賦予任意初值，將其代入公式方程中對整個管段流量q解析出來，對各管段的阻抗值進行計算。通過調(diào)整管段閥門，與管段流量q相結(jié)合，對各管段水頭損失hs大小進行計算，然后根據(jù)Rhs求得閉合差.當(dāng)各個環(huán)節(jié)的所有閉合差絕對值和比給定的精度要小，水力計算完成，要不然得對各個節(jié)點的校正流量求出參數(shù)值，基礎(chǔ)解系通過對各個環(huán)節(jié)流量校正后迭代運行在采用Hardy Cross解法，對基礎(chǔ)解系代入方程進行連續(xù)反復(fù)迭代求解，可以迅速收斂迭代結(jié)果，振蕩不會出現(xiàn)在真值附近。同時，依據(jù)管段水頭的損失hs將各節(jié)點的水壓h計算出來。通過水源節(jié)點，計算出管網(wǎng)系統(tǒng)的輸水總功率。
使用計算機虛擬儀器在運行管網(wǎng)中，有重要的作用。首先可以客觀分析排水工程系統(tǒng)平差，讓設(shè)計更加科學(xué)優(yōu)化。其次，通過虛擬儀器的高運算，求得的水流與節(jié)點的各參數(shù)值，能夠?qū)艿肋M行有效控制，且可以對降壓供水以及管道閥門關(guān)閉可能產(chǎn)生的影響進行及時預(yù)報。此外，預(yù)報技術(shù)方案的改造，能夠更好的控制管理管網(wǎng)系統(tǒng)，相比人工實施，更具有客觀準(zhǔn)確性，同時也降低了投入成本，比較經(jīng)濟。
送水泵站的配置和調(diào)度
根據(jù)用戶需要，水泵站的配置方案需要通過水泵特性和管理性能來確定。送水泵站在進行工作過程中，為了在保障充足的供水資源的基礎(chǔ)上，可以最大限度的節(jié)約能源，應(yīng)根據(jù)具體外部環(huán)境的變化進行靈活調(diào)度。
多泵多塔多節(jié)點供水問題
影響水源供水系統(tǒng)水力平衡的重要因素在于多泵多塔多節(jié)點的供水問題。虛擬設(shè)備操作程序：首先對泵、塔以及節(jié)點系統(tǒng)的基本情況進行統(tǒng)計，對節(jié)電和管段進行編號，了解水泵以及水頭的特性，確定管段長和管徑，確定流動的正方向，進行矩陣銜接。然后建立表格數(shù)據(jù)庫，進行初始化程序設(shè)置，根據(jù)初值以及閥門開啟程度計算出各管段的阻抗值，對矩陣轉(zhuǎn)置銜接，設(shè)計出n個節(jié)點水壓，計算出管段流量，根據(jù)連續(xù)方程，將管段流量計算出來，然后比較管段流量與給定的精度，根據(jù)具體需要，進一步對水壓進行校正，然后設(shè)立水點水壓，再次反復(fù)進行管段流量計算。
活性污泥處理污水系統(tǒng)
虛擬設(shè)備運用到活性污泥處理水系統(tǒng)中操作流程見圖3。
圖3活性污泥處理污水虛擬設(shè)備程序框圖
其中，由單元操作的子程序組成處理流程的主程序，充氧模塊的溶解氧濃度值是根據(jù)風(fēng)壓、風(fēng)量、曝氣器、水溫以及污水中氧傳輸需用量及特性等因素的影響計算出來的。溶解氧濃度、污泥負(fù)荷、水溫以及其他阻礙反應(yīng)的毒物因子的函數(shù)表現(xiàn)為底物的降解速度。微生物反應(yīng)定力學(xué)與模塊初始設(shè)定值科研通過曝氣反應(yīng)對池中運行狀態(tài)進行計算，得出底物的變化和污泥量。二沉池模塊通過對水量和污泥沉淀特性進行配置，得出回流污泥濃度值，結(jié)合回流比，對池中的運行狀態(tài)造成影響。計算機虛擬設(shè)備采用的是循環(huán)結(jié)構(gòu)模式，通過迭代方式得出真值。其中曝氣池中微生物以及底物的變化遵循的是底物降解動力學(xué)以及微生物生長動力學(xué)。由于處理對象存在差異，所以得出的動力學(xué)與模型機構(gòu)常數(shù)值也不一樣。計算機仿真虛擬設(shè)備的迭代操作和循環(huán)結(jié)構(gòu)同時可以對具有交互作用的多個底物控制的問題。水質(zhì)變化的記錄通過設(shè)備右側(cè)的示波動器完成。
結(jié)語
隨著社會主義現(xiàn)代化水平越來越高，計算機技術(shù)的快速發(fā)展對給排水系統(tǒng)工程帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。根據(jù)排水工程、給水工程以及水泵站、水泵的相關(guān)理論，進行一系列虛擬設(shè)備的開發(fā)。計算機的這種仿真虛擬技術(shù)，能夠?qū)芫W(wǎng)工程管理、污水處理工藝以及水泵配置等的設(shè)計帶來重大促進作用。在調(diào)度生產(chǎn)中，計算機的作用也能充分展現(xiàn)，使工作效率和工程質(zhì)量得到進一步改進和提高。計算機仿真技術(shù)應(yīng)用到給排水工程設(shè)計中十分必要。
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