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仿真技術的應用范文1
【關鍵詞】計算機仿真技術；生產系統；應用研究
1前言
21世紀是科技的時代，在各個行業領域中都有計算機技術的應用，所謂計算機仿真技術是基于計算機硬件設備與操作系統的一種仿真環境，對不同的物體與信息進行分析與加工，同時仿真技術也能將真實的事物變為虛擬的環境，幫助用戶更好的感受到聽覺、視覺的效果，在仿真環境中用戶可以同計算機進行虛擬的互動，真正實現身臨其境的效果，計算機仿真技術最為重要的一個特點就是構想性，能夠通過仿真技術讓人們更好的理解抽象的東西，并將這些東西以三維立體的形式表現出來。為了更好的適應市場的需求，提高生產系統規劃設計，減少投資風險，就需要讓企業的生產系統高效的、可靠的運行與生產。從目前來看，生產系統設計與管理中還存在很多的問題，由于系統自身具有一定的復雜性在調度的時候也比較困難，因此利用計算機仿真技術是最有效、簡單的方法，本文就對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行具體的分析。
2計算機仿真技術在生產系統中的應用
2．1生產系統的計算機仿真技術
生產系統計算機仿真是一種系統建模與實驗分析的方式，它能將生產資源、工藝路線、庫存與管理等信息都結合起來，根據系統的活動過程來代替數學方式進行描述，在理解上也更加容易理解，全面的反映出生產系統的特征與過程，近年來，仿真技術在我國制造業已經得到廣泛應用，主要用于解決以下方面的問題:(1)生產系統的改造與重組。通過生產系統的流程進行仿真的分析，然后將各個部分的關系進行量化。(2)在制造單元分析問題上建立起仿真模型，確保相關資源的配置情況以及系統的合理性，估算出系統生產能力以及設備故障對系統的影響，從這些方面來確定出方案。(3)在生產系統仿真模型建立完成之后，生產管理人員就可以對生產系統的策略進行調整，根據模型可能造成的結果來做出最科學的管理措施。計算機仿真技術在生產系統中的這些功能，讓計算機仿真技術在制造業中獲得更大的發展。在生產系統計算機仿真的分析過程中，包括三個方面的內容:第一是根據調查研究來確定系統需要解決的問題，然后建立起概念模型并對相應的系統規則、變量、元件等進行論證，在此過程中除了設計人員之外，相關企業管理人員也要參與進來進行論證。第二是根據生產系統仿真的問題提供相應的數據，然后對仿真模型進行初始化將這些數據進行輸入，同時輸出最后的仿真結果。第三是對仿真的結果進行分析從而提供更多的決策依據。
2．2生產系統計算機仿真實例
用于生產系統的計算機仿真工具主要有三種類型:第一是計算機算法語言例如C語言、C++、Fortrun等，第二種類型是通用的仿真程序語言，第三種是計算機仿真軟件。計算機算法語言與通用的仿真程序語言都需要設計人員具備很好的編程能力，這兩種工具的運用相對困難一些，計算機仿真軟件就沒有這些缺點，它有著簡單、易掌握的特點，同時所有的數據都可以在一個圖形界面中完成是目前使用最廣泛的應用，在國外很多的企業都開發了這種軟件，例如Automod、Witness等，在進行實際操作的時候要建立起一個系統規劃模型，在這個車間中應該包括兩臺數控車床、一臺清洗機、一套檢測設備，如果加工作業到達車間的時間為20分鐘，那么就應該按照1:1的比例來分配工作量，車間需要有一位技術人員來復雜加工與檢驗入庫的工作，同時為了擴大車間的生產能力提高設備使用率，應該適當的對現有系統進行完善與改造，如果車間需要雇傭3個技術人員，那么加工過程中的搬運時間就為2分鐘，并且加工中的搬運時間就由設備的長度與速度來決定的，每條輸送裝置的長度為50m，速度為40m/min，通過對生產系統的仿真可以看出，利用仿真可以對生產系統進行簡單的描述，這也是為提高生產系統的效率提供依據，這只是一個比較簡單的實例過程，對于比較復雜的生產系統來說只依靠人的能力是遠遠不夠的，要想仔細的對這些因素進行分析與預測就應該采用更加先進的辦法，將計算機仿真技術加以完善對管理人員的幫助也就更加明顯了。
3結語
綜上所述，本文主要對計算機仿真技術在生產系統中的應用進行說明，可以看出，隨著我國制造業進程的不斷深入，計算機仿真技術已經投入使用并得到了廣泛的好評，它能夠解決制造業系統中的復雜問題，還可以應用于自動制造系統的研究，可以說有著很好的發展前景，在計算機不斷普及的今天，相關專業技術人員在該領域做出了很多的討論與嘗試，利用計算機仿真技術對生產系統進行分析也是最經濟、有效的方式，相信未來我國的計算機系統會得到更加廣泛的應用，邁上新的歷史階段。
參考文獻:
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仿真技術的應用范文2
【關鍵詞】：城市規劃；計算機仿真技術；靜態渲染圖；動畫
【 abstract 】 : with the rapid development of science and technology, modern society gradually into the information age, computer technology in all areas of application in our country is becoming more and more widely. In recent years, computer technology and simulation technology, combining to form a kind of activity analysis system, reveals the law of motion of the system dynamic process and the computer simulation technology and its application in urban planning has increasingly become the hot topic of concern.
【 key words 】 : urban planning; The computer simulation technology; Static rendering; The animation
中圖分類號： TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
仿真技術最早應用于高能武器、航海模擬以及航天器等軍事方面。然而伴隨國民經濟的不斷發展，這門技術迅速被推廣應用到各個領域。尤其是在城市規劃中，可以利用計算機仿真技術，創建城市真實數字化模型的三維可視環境，令設計者有種處身虛擬環境的錯覺，因此，可以更好地將周邊環境與規劃設計二者相互協調配合。
一、計算機仿真技術簡介與原理
1、計算機仿真技術是一門通過專用軟件來整合聲音、動畫以及圖像的綜合性信息技術。其實現過程是，首先將三維的現實物體或環境通過計算機仿真模擬成多維的表現形式，然后將此表現形式通過數字媒介傳播給媒體瀏覽者。因此當媒體瀏覽者在觀賞時就會產生一種身臨其境的“虛擬”錯覺【1】。
2、計算機仿真技術的實現包括建立模型、模型轉換以及模型仿真實驗三部分。建立模型是指建立一個容易被計算機處理并能反應所研究對象實質的數學模型。根據時間關系可以將系統的數學模型分為連續時間動態模型、離散時間動態模型、混合時間動態模型以及靜態模型等。
所謂的模型轉換是指利用適當的算法以及計算機語言將數學模型抽象出來的數學表達式轉換成計算機能夠處理的形式，而這種形式所表現的就是“仿真模型”的內容。
所謂的模型仿真實驗是指按照預先設計的實驗方案來運行被載入計算機中的仿真模型，從而得到一系列的仿真實驗結果【2】。
二、城市規劃中對計算機仿真技術的應用
計算機仿真技術在城市規劃中的應用主要包括在靜態渲染圖、固定路線的動畫、交互式動態的景觀仿真、復雜的虛擬現實技術等。
1、靜態渲染圖在城市規劃中的應用。靜態渲染圖的操作步驟是，首先，要給建筑物體建立一個三維幾何模型；其次，對模型表面的材料質感加以設定，同時還要選定場景中合適的照明和采光等；最后，通過計算機在一個合適觀察角度將三維幾何模型渲染成單幅的靜態圖像，并將此靜態圖像顯示在計算機顯示器上或者直接打印出來。在靜態渲染圖形成的過程中，可以將所渲染的圖形與現場拍攝的相片加以合成，或者在圖形中添加一些不一定存在的花、草、樹、人等圖像，以便使得建筑和背景之間的關系表現的更加充分逼真。同時，對建筑物體建立三維幾何模型時，還可以通過采取計算機輔助設計或輔助制圖來配合工作，從而減少設計者的工作量。此外，由于靜態渲染圖的視點被加以固定，所以為了減少創建模型的工作量，設計者可以盡量省略或簡化那些被遮擋而不可視的物體【3】。
2、固定路徑的動畫在城市規劃中的應用。由于靜態渲染圖的視點被固定，所以在實際應用中只適合于表示一個或者幾個建筑物體。而對于復雜多量的建筑物群，靜態渲染圖往往只能靠俯視來表達全景。依靠這種方法，顯然不能將復雜的室內景觀或者大范圍的城市景觀充分展現在人們面前。由此，人們選擇將多幅靜態渲染圖同時串聯在一起，使之在計算機熒屏上連續播放，就形成了一種計算機的動畫模式。這種情境下，不僅可以讓觀察者在場景中有運動的感覺，還能讓場景中的物體如車輛、水等也能夠運動。與靜態渲染圖相比，在制作動畫時，需要適當添加選擇合適的視點以及設置合適的觀察路徑等。其原理是，首先通過計算機將關鍵的幀計算出來；然后以此關鍵幀作為基礎，運用算法令中間的畫面自動填補空缺，從而產生出動畫數據；最后，根據得到的動畫數據來播放動畫畫面。由于固定路徑的動畫涉及到結構比較復雜、數量比較大的建筑物群，因此建立三維幾何模型的工作量同樣也極其龐大，所以對于一些遮擋而不可見的物體同樣也可忽略不計【4】。
3、交互式動態的仿真在城市規劃中的應用。對于某些結構和空間過于復雜的建筑或城市景觀，動畫和觀察路徑已經不能夠加以完整表達。這時，人們可以應用交互式實時動態的景觀仿真技術來完成目標。交互是指觀察者能夠任意靈活調整并控制所觀察的視點、方向以及位置等。而實時動態是指計算機能夠依照觀察者任意選擇的視角以及位置而立即生出渲染圖。采用交互式動態仿真技術，其中觀察者的自由度要遠遠大于動畫，因此，需要向計算機中輸入大量的物體，在無形中就加大了建立集合模型的工作量，并使得計算機的計算量以及圖形數據處理量呈幾何倍增。所以，動態交互式仿真技術一方面對計算機硬件性能的要求非常高，另一方面還需要大量的幾何形體輸入。
目前簡化三維幾何模型、降低計算量和建模工作量來實現交互式動態仿真效果的方式主要有縱向拉伸和基于圖像的環視仿真兩種【5】。
縱向拉升，又被稱為二維半或者準三維模型，它是將復雜的地形進行縱向拉升或者把建筑的平面圖轉化成立體體塊并保證其垂直方向不變。通過這種三維的簡化模型，只需采用建筑物的平面圖及其相應高度或者復雜地面若干關鍵點的三維坐標，就可以讓計算機軟件依據已知數據自發生成立體簡化幾何模型，并且可以保證其仿真效果與全三維模型相同。
基于圖像的環視仿真是指，基于某一固定點，對其周圍的景觀環繞360°加以攝影，并將這些不連續的圖像用計算機整合在一起，形成一個閉合的360°全景，最后通過熒屏顯示出來。設計時，可以先將所要設計的建筑或物體制成一個靜態渲染圖，然后將其嵌入所攝的圖像之內，便可實現場景與規劃和設計的建筑或物體相互融合。
4、復雜的虛擬現實仿真在城市規劃中的應用。在實現交互式動態仿真時，人依靠鼠標或者操縱桿來完成觀察角度、位置以及方向的調整。這里還有許多種控制觀察的方法來提高觀察者與景觀兩者間的交互性，如可以讓觀察者戴上過濾眼鏡觀察水平方向兩相鄰視點的圖像，還可以讓觀察者戴上傳感頭盔來感應改變觀察視覺角度而產生的渲染圖，或者可以讓觀察者戴上傳感手套來向計算機傳達設計指令，亦或者可以讓觀察者穿上傳感鞋來實現人在場景中步行的模擬等等。
三、城市規劃中對計算機仿真技術應用的意義
1、在城市規劃中應用計算機仿真技術，能夠使方案設計及審批效率得到提高。通過在城市規劃中應用計算機仿真技術，可以讓設計者在審查過程中通過模擬穿行和觀察計劃方案，隨時將視點停留在重點地段，對該方案以及周圍環境間的關系進行多方向探討審查，從而保證設計的合理性。同時，利用計算機仿真技術生成三維幾何模型，符合方案規劃審批的要求，大大提高了審批的效率。
2、在城市規劃中應用計算機仿真技術，可以從多角度對城市建設發展的問題加以分析。利用仿真技術，可以結合城市發展建設的現狀，對城市的不同地區以及不同發展階段加以合理的規劃和設計，并形成跟蹤模型，從而避免由于規劃失誤而造成的城市建設的缺憾【6】。
3、在城市規劃中應用計算機仿真技術，可以有效實現城市規劃信息的準確定位和管理公開。利用計算機仿真技術實現城市規劃的三維幾何模型，可以有效對城市空間信息加以分析，并對城市管理工作加以準確定位。同時，還能將這種規劃的三維幾何模型到網上，實現城市規劃政務工作的公開展示。
結束語：通過在城市規劃中應用靜態渲染圖、固定路徑的動畫、交互式動態的仿真以及復雜的虛擬現實仿真等計算機仿真技術，創建城市真實數字化模型的三維可視環境，令設計者身臨其境，從而很大一定程度提高了設計審批的效率，同時還可以從多角度對城市建設發展方向加以分析，并能實現城市規劃的政務公開，從而起到宣傳展示規劃方案的效果。
參考文獻
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仿真技術的應用范文3
關鍵詞：電子應用；電子電路；仿真技術
近年來，人們對電子產品的關注度越來越高，因其能為人們的日常生活提供最大程度的方便，且也能為企業提供經營上的優勢，但由于電子產品更新速度較快，技術人員的開發方式受到了一定的影響，將電子電路仿真技術應用在電子應用開發過程中，能夠很好的解決這一問題，并且還能為電子應用開發提供更多發展的可能性。
1電子應用開發中電子電路仿真技術的作用
1.1利于發展集成電路
將電子電力仿真技術應用在電子應用開發過程中，有利于集成電路的發展，近年來，社會對于電子產品的關注度越來越高，這也間接地導致電子產品對集成電路的要求也越來越嚴格，尤其是電路密度更是逐年增加。技術人員在利用芯片級系統思想來開發和設計電子產品時，一般會將所有的電路功能都集中在芯片之上，這也就凸顯出了電路仿真技術的重要性，采用電路仿真技術之后，就能在芯片生產和使用之前，通過仿真模型來確定芯片的可實用性，一旦發現無法應用，那么就可以立即對其進行改善，更有利于集成電路的發展。
1.2幫助驗證電路功能
通常情況下，電子產品系統開發設計方案完成之后，都需要對其可實用性進行驗證，以此來確保電子電路開發設計是符合技術設計標準，將電子仿真技術應用在其中恰好能夠幫助驗證電子產品的可行性，也就是能夠直接驗證出電子產品的電路功能是否存在誤差，或無法應用等，這樣一來，就能減少電路設計人員的出現錯誤的幾率。另外，電子仿真技術的應用還能夠保證電路在生產和制造之前，不會出現功能性的問題，這樣就能減輕后續開發設計人員的工作量，使電子產品的質量得到一定保障，自然也就減少了電子產品的開發設計時間，為電子產品的發展做好了鋪墊工作。
1.3優化電路設計方案所有的電子產品器件都具備一定的溫度敏感性，一旦外界溫度出現改變，那么電子產品的器件功能也將會受到不同程度的影響，嚴重的將會對整個電子產品的穩定性產生影響，若將電子電路仿真技術應用在其中，就能有效的改善這一問題。電子電路仿真技術能夠直接、有效的分析出不同溫度下，不同電路呈現的不同特征，而開發設計人員只需要根據電子電路仿真技術呈現的結果對電路設計方案進行調整即可，這樣就能減少溫度對電子產品器件的影響。另外，若電子產品器件屬于同一種類型，參數設置卻十分不同，那么將很有可能會對電子產品生產帶來一定影響，但若應用電子電路仿真技術就能夠很好的解決這一問題。
1.4提供新的開發方式
電子產品的開發注重的是實踐應用，其開發設計過程十分復雜，且設計過程需要經過不止一次的調整和修改，電子產品開發的調整與修改十分關鍵，因其能夠直接影響整個電子產品的性能，以及最終設計方案的完善。將電力電路仿真技術應用在這一環節之中，能夠有效地提高電子產品調整和修改的準確性，等于是為電子產品提供了新的開發方式。
1.5電路特性虛擬測試
在計算機上對電子產品的外界環境因素進行模擬和參數設計，能夠準確的得到最真實的電子產品電路極限工作狀態，譬如通過電子電路仿真技術可以得到高溫環境之下、大電流參數之下的電路工作特點，采用仿真技術能夠多次模擬電路的極限工作狀態，對于開發設計電子產品電路有著極大的幫助，且能間接地為電路設計和生產提供可持續發展可能性。
2電子應用開發中電子電路仿真技術的發展趨勢
電子電路仿真技術作為計算機技術的重要組成部分，若不斷的對其進行完善和調整，能夠直接、有效的促進電子應用開發的發展，雖然電子電路仿真技術目前還只能對電路硬件系統進行仿真，無法對帶有CPU的數字系統進行仿真，但是只要不斷的完善電子電路仿真技術，就能夠盡早開發出CPU程序仿真技術。CPU程序仿真技術是指在電子系統仿真的過程中，可以對電子系統的應用程序進行仿真，以便于測試應用程序運行時各個電路系統的工作情況，更有利于電子應用開發的發展，當然這也是電子系統仿真技術未來的發展趨勢之一。若將電路硬件系統與CPU程序仿真技術進行結合，那么就能真正實現軟件與硬件之間的設計結合，開發設計人員也能夠先應用CPU程序仿真技術對系統軟件進行設計，之后再用電子電路仿真技術對整體進行確認，更有利于電子產品的生產和發展。
3結語
綜上所述，本文對電子應用開發中電子電路仿真技術進行了詳細的分析，得知電子電路仿真技術作為計算機技術的新型技術之一，能夠為開發設計人員提供最大的幫助，有利于電子產品的設計和生產，如今只要不斷的對電子電路仿真技術進行完善和開發，那么就能在不久的將來，為設計人員提供更加簡便、高效的設計手段。
參考文獻：
仿真技術的應用范文4
關鍵詞：給排水工程設計；計算機仿真技術；應用
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文獻標識碼： A 文章編號：
隨著計算機技術的不斷更新和發展，這給傳統的給排水工程設計與應用帶來了新的挑戰。根據在排水工程、給水工程、水泵站、水泵等相應理論，總結出了系列虛擬設備。虛擬設備是一種計算機模擬技術應用，其直接代替了儀器儀表設備的實物功能，形象更為直觀，有利于掌握。因此，在具體的設計與應用中，也進行多種仿真模擬嘗試。
給水工程管網輸配
給水管網設計的難點之一在于對環球網的水力計算問題，由于其運算十分復雜、涉及參數較多，需要發揮計算機運算功能進行解決。管網輸配系統如圖1所示：
圖1具有21個環的給水管網結構圖(#0和#5為水源)
多環管網的程序框圖如圖2所示。
圖2環管網的程序框圖
首先對定線的設置要求、管網編號，通過對預處理程序實施運行，進行數據輸入模式，最后取得運算矩陣。虛擬控制器的控制界面上，能夠對32個節點預計52個管段的壓力和流量反映的是右部位置的兩個指示器，在指示器上方是節點編號以及管段?？刂平缑娼K端主要對節點和管段特性進行反映，而反映整個統一的管網系統的總水量平衡與否的是界面的左側部位。通過調度水源水量大小，采用比較法得出輸水總功率。
根據不同需求，分布流量的計算可進行可不進行。整個管網控制系統的總流量根據用戶具體需要的節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。依照管網系統的管長、管徑等參數，管道流量基礎解系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。通過調整管段閥門，與管段流量q相結合，對各管段水頭損失hs大小進行計算，然后根據Rhs求得閉合差.當各個環節的所有閉合差絕對值和比給定的精度要小，水力計算完成，要不然得對各個節點的校正流量求出參數值，基礎解系通過對各個環節流量校正后迭代運行在采用Hardy Cross解法，對基礎解系代入方程進行連續反復迭代求解，可以迅速收斂迭代結果，振蕩不會出現在真值附近。同時，依據管段水頭的損失hs將各節點的水壓h計算出來。通過水源節點，計算出管網系統的輸水總功率。
使用計算機虛擬儀器在運行管網中，有重要的作用。首先可以客觀分析排水工程系統平差，讓設計更加科學優化。其次，通過虛擬儀器的高運算，求得的水流與節點的各參數值，能夠對管道進行有效控制，且可以對降壓供水以及管道閥門關閉可能產生的影響進行及時預報。此外，預報技術方案的改造，能夠更好的控制管理管網系統，相比人工實施，更具有客觀準確性，同時也降低了投入成本，比較經濟。
送水泵站的配置和調度
根據用戶需要，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上，可以最大限度的節約能源，應根據具體外部環境的變化進行靈活調度。
多泵多塔多節點供水問題
影響水源供水系統水力平衡的重要因素在于多泵多塔多節點的供水問題。虛擬設備操作程序：首先對泵、塔以及節點系統的基本情況進行統計，對節電和管段進行編號，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。然后建立表格數據庫，進行初始化程序設置，根據初值以及閥門開啟程度計算出各管段的阻抗值，對矩陣轉置銜接，設計出n個節點水壓，計算出管段流量，根據連續方程，將管段流量計算出來，然后比較管段流量與給定的精度，根據具體需要，進一步對水壓進行校正，然后設立水點水壓，再次反復進行管段流量計算。
活性污泥處理污水系統
虛擬設備運用到活性污泥處理水系統中操作流程見圖3。
圖3活性污泥處理污水虛擬設備程序框圖
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風壓、風量、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、污泥負荷、水溫以及其他阻礙反應的毒物因子的函數表現為底物的降解速度。微生物反應定力學與模塊初始設定值科研通過曝氣反應對池中運行狀態進行計算，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，結合回流比，對池中的運行狀態造成影響。計算機虛擬設備采用的是循環結構模式，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以及微生物生長動力學。由于處理對象存在差異，所以得出的動力學與模型機構常數值也不一樣。計算機仿真虛擬設備的迭代操作和循環結構同時可以對具有交互作用的多個底物控制的問題。水質變化的記錄通過設備右側的示波動器完成。
結語
隨著社會主義現代化水平越來越高，計算機技術的快速發展對給排水系統工程帶來了新的機遇和挑戰。根據排水工程、給水工程以及水泵站、水泵的相關理論，進行一系列虛擬設備的開發。計算機的這種仿真虛擬技術，能夠對管網工程管理、污水處理工藝以及水泵配置等的設計帶來重大促進作用。在調度生產中，計算機的作用也能充分展現，使工作效率和工程質量得到進一步改進和提高。計算機仿真技術應用到給排水工程設計中十分必要。
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仿真技術的應用范文5
關鍵詞：機械制造；仿真技術；結構設計；加工設計
1機械設計制造與仿真技術概述
1.1機械設計制造
機械設計制造具有工作內容復雜等性質，機械設計制造過程中需要電氣自動化、電子工程等技術的支持，相關科技的快速進步，也推動機械設計與制造工作向更多元化的方向發展。以往的機械設計一般以設備零件、工業器械為主要內容，在制造中需要先建構模型，進行多種科學實驗，才能保證機械模型的合理性。利用各種自動化技術和仿真技術，能更科學、高效地進行標準化、非標準化的零件設計與加工。
1.2仿真技術
仿真技術應用多種硬件、軟件工具，基于仿真實驗、相關算法及問題求解，達到構建反映系統某一運行過程或行為的仿真模型的目的。仿真硬件以計算機和相關硬件為主，包括數字計算機、混合計算機、模擬計算機，以及目標仿真器、環境仿真器、運動仿真器等多種物理仿真設備；仿真軟件包括各類仿真語言及相關數據庫。在應用仿真技術過程中，為了構建基于仿真目標的系統模型，必須進行仿真實驗，一般會進行離散事件的系統仿真實驗和連續系統仿真實驗。在機械設計和制造中應用仿真技術，能大幅度提升機械設備研發速度，減少制造中花費的時間、資金，從而幫助相關機械生產企業獲得更高的經濟收益。
2仿真技術在機械設計制造中的應用意義
2.1節約設計與制造成本
在機械產品的研究開發過程中，企業需要投入大量資金及人力，特別是在大型機械設備的研發中，因為工程量大、結構復雜，需要統籌全方位的設計工作，因此設計成本相當高，而設計的合理性、效率與研發成本息息相關。應用仿真技術，能夠基于相關設計參數建立產品的二維、三維模型，對機械產品的全過程進行相應的模擬和實驗；還能基于計算機完成傳統研發過程中煩瑣復雜的內容，有利于降低工作人員的研發難度和勞動強度。利用機械模型研發產品，能不斷調整參數，降低利用實體模型等方法進行研發的經濟成本，從而提升產品的研發質量與效率，節約設計與制造成本。
2.2提升參數的準確性
我國各行各業均向機械化、自動化等方向快速發展，當前所需的機械產品類型越來越多，結構越來越復雜，對零部件精密程度也提出了更高的要求，機械設計的過程也變得更為多元、復雜，對相關零部件參數的準確性提出了更高要求。利用傳統機械設計方法難以滿足當前的標準要求，利用傳統計算機技術手段分析大量數據，不僅處理效率低，還無法直觀地顯示和調節相關數據，一旦出現數據計算失誤或數據傳遞失真，就會降低產品的技術性能。利用仿真技術，能124夠通過模型更直觀、準確地分析和優化大量設計參數，降低設計難度與出錯率，幫助設計人員快速完善產品設計和加工方案。
2.3確保設計方案的合理性
在傳統機械設計研發過程中，設計方案的制訂過程相當復雜，需要進行大量的人工分析，既浪費時間和精力，又難以保證設計方案的合理性、科學性，這主要體現在方案精細化程度不足，設計師未能全面分析制造過程等方面，導致最終制造出的機械產品在性能等方面往往與設計預期相去甚遠，甚至達不到相關技術要求?？茖W應用各項仿真技術，能使設計人員更合理地整合相關數據，確定機械產品的各項參數，如基于各項仿真實驗，獲取環境、運動等仿真數據，構建機械設備在實際工作環境下的三維模型，從而更便捷、直觀地調整相關參數，對比分析各個設計方案、制造方案，最終選擇最優方案。
3仿真技術在機械設計制造中的應用優勢
仿真技術在機械設計制造中得到廣泛應用，在機械產品的設計、制造、檢測等環節均發揮了重要的作用，這使得仿真技術在機械設計和制造中占據重要地位。仿真技術不僅能夠更好地把控產品的質量與制造效率，還有利于優化相關技術，更快地進行產品的更新迭代，制造出符合市場要求的高質量、高性能產品，提升生產企業的經濟收益。如今仿真技術應用范圍仍在擴大，仿真對象、仿真目標更為清晰準確，進一步提升了仿真技術在制造行業的應用有效性。
3.1集成度高
仿真技術的集成化屬性能更好地適應當前機械設計與制造工作的需求。仿真技術融合了多種科技與理念，本身十分復雜、多樣，因此能夠模擬不同類型機械產品的各個復雜模塊，進行模塊化、集成化的產品設計與制造，從而滿足當前市場對機械產品提出的模塊化、靈活組裝等要求。
3.2分布性強
仿真技術的分布特性十分明顯，這是由于仿真技術十分依賴網絡技術、計算機技術及各種電氣自動化技術。技術的不斷發展，使仿真技術的分布特性不斷加強。對仿真技術各軟硬件工具及相應的運行環節進行分析，可以發現各種仿真功能的實現充分應用了各種網絡技術、制造技術，整個技術的運行環節均需要配合各種理論和圖形規定進行。分布性強這一特點會在一定程度上強化仿真技術在機械設計制造中發揮的積極作用，更好地保障設計工作的合理性和設備的制造質量。
4仿真技術在機械設計制造中的應用前景及發展方向
4.1應用前景仿真技術
隨著各類計算機技術、電氣技術的進步而迅速發展，一些仿真硬件設備及軟件的水平快速提升，使數字化仿真技術的優勢進一步凸顯，當前主要體現在超小型計算機、處理器等工具相互配合方面，能夠降低傳統仿真技術中對大型仿真設備和實際仿真實驗的依賴性，從而有效降低研發成本。在仿真軟件方面，仿真技術正與AI技術融合，有利于提升仿真軟件的精確性、全面性，推動機械設計向虛擬設計與制造方向發展，虛擬設計與制造將更多地應用虛擬仿真技術，在更多的機械產品設計及制造內容中應用計算機對仿真對象、目標進行全過程結構設計、參數調整及資源調配，從而顯著提升機械產品研發水平和研發過程的管理水平，顯著降低機械設備設計與制造的周期及成本[1]。由此可見，仿真技術在機械設計領域具有廣闊的前景。
4.2發展方向仿真技術
在機械制造中的應用將向精確化、智能化方向快速發展。仿真過程的精確化發展體現在機械制造中的數控加工等過程將與仿真技術進行更深入的結合，通過模擬加工過程，可以更好地調整相關的加工參數或產品參數，從而以更低成本優化加工方案，使各項加工參數更精確、合理。仿真過程的智能化發展體現在機器人技術和網絡通信等技術與機械設計仿真過程更深入融合，將使仿真過程更自動化、智能化，技術人員將更多地通過計算機軟件進行仿真過程的設計與控制，基于各種通信技術進行數據交換和實時控制、監測。另外，仿真技術在機械領域的應用內容也將更為廣泛、精細化。
5仿真技術在機械設計制造中的應用流程和具體應用
5.1仿真技術的一般應用流程
仿真技術的應用涉及圖形學、幾何造型學知識，在對目標產品進行實質抽象化的數學模型處理時，需遵循一般的應用流程。首先，應確定目標產品的結構和相關參數，建構基礎的模型?；诟鞣抡婀ぞ呓嬆苣７抡鎸嵀h境及產品的可靠系統，加上邊界條件、約束條件等參數。其次，應用電氣工程、自動化、網絡通信等方面的技術，將數學模型中的參數進行相應的闡述，并結合時空關系劃分模型，構建每種環境下的動態模型與靜態模型。以構建動態模型為例，需要構建連續時間下的仿真模型、離散時間下的仿真模型、混合時間下的仿真模型，并重視各模型之間變換層面的構建[2]。再次，應用相關算法、仿真軟件及計算機語言，對仿真模型開展全面的分析。需要滿足模型自由變換、參數分析全面等要求。最后，進行仿真模型實驗工作，即將創建的仿真模型輸入搭載某一實驗環境的計算機中，使仿真模型虛擬運行，由此得到產品仿真運行的結果[3]。開展仿真實驗前，需要進行先期設計，并對實驗方案進行預運行，根據仿真實驗想要達到的實驗結果確定具體的衡量指標和標準，對仿真實驗結果進行合理的分析。為驗證實驗結果的可靠性，需要通過反向驗證等方法進行檢驗。經過這一系列的應用流程，才能保證仿真技術被合理地應用于機械設計制造。
5.2仿真技術在機械設計制造中的具體應用
5.2.1仿真技術在機械產品結構設計中的應用根據機械產品結構設計的一般工作流程可知，機械產品結構由完成不同功能的多個結構協同組建而成。結構設計直接關系到機械設備運行的安全性、效率及其他重要性能，研發人員在利用仿真技術進行結構設計時，需要優化產品結構的模擬實驗等工作，如通過高負荷環境下的功能性實驗來測試產品結構的安全性、可靠性等性能，然后基于各項測試最終確定最優的產品結構模型。與此同時，研發人員需要借助仿真技術、三維設計軟件及運動學理論，對產品結構設計模型進行多角度、多維度的展示、觀測和測試，在保證產品結構的運動狀態可靠性符合設計標準的基礎上，對不同零部件進行干涉實驗和細化分析，從而發現各零部件存在的金屬疲勞等問題或技術瓶頸，然后進行參數、材料等方面的優化調整，以全方位提升機械設備結構設計的合理性[4]。三維設計軟件在機械設計中已較為普遍，將運動仿真與三維設計進行更高程度的融合，能夠使研發人員實時地觀測機械結構在具體運動環境下的各項性能，有效提升結構設計質量，節約設計所需的時間和物料成本。例如，在一些機械設備的齒輪設計中，研發人員利用仿真技術能提升這些重要部件的質量和設計的合理性。齒輪是一些機械設備的關鍵部件，其性能直接影響整個機械產品的使用壽命與生產效率。應用仿真技術，能對齒輪結構設計及相應設計參數進行測試，判斷齒輪設計能否滿足產品的設計目標和相應的加工要求[5]。在具體應用中，基于仿真軟件模擬齒輪在相應環境中的工作環境，以此檢測齒輪結構設計、參數設計是否符合規范。若發現設計問題，還能進行相關參數的調試，最終完善齒輪設計。如利用仿真技術模擬和測試圓弧針齒的運行軌跡，測試齒輪是否能在相應環境下正常運行，并基于仿真技術深入完善各齒輪轉動接觸點的相關參數。5.2.2仿真技術在機械產品加工設計中的應用機械產品從設計到制造需歷經多個步驟，許多步驟的流程較復雜，特別是在設計和生產大型、超大型機械設備時，其過程尤為復雜，而應用仿真技術能在一定程度上使這一過程更加便捷[6]。機械加工設計過程中應用仿真技術，能切實優化研發設備的各項性能和工作效率。例如，在數控加工工作中，需要編寫相應的加工方案，而應用仿真技術能更便捷地完成加工方案的編寫，調試機床運行程序，生成相應的二維、三維圖形及加工數據，在機械設備生產中合理選擇刀具等加工工具，利用合理的流程、準確的加工指令高效完成設備加工作業。此外，應用仿真技術還能有效減少人為操作、降低失誤率。
6結束語
綜上所述，仿真技術已在多領域得到應用，具有很強的技術優越性，推動其在機械設計制造中的應用，能夠為機械制造領域帶來新的活力和發展機會。因此，相關企業需要積極、合理地應用仿真技術，優化相關的設計、制造工作，提升機械產品的質量與研發效率。
參考文獻
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仿真技術的應用范文6
關鍵詞 三維動畫；仿真；風洞試驗
中圖分類號 TP391 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2013）011-0139-01
1 三維動畫及仿真技術的發展現狀及發展趨勢
隨著計算機計算能力的提高，計算方法發生了巨大的變化。計算機軟件將數學理論應用到工程實踐上去，有效的提高了工程實踐的效益。原來系統分析主要依靠的根軌跡和伯德圖已經不常使用。2004年以來仿真和建立數學模型的技術被大量應用在研究生的研究工作中，替代了大量的實驗，并大量的。仿真技術也大量的應用在航空產品的設計開發過程中。
隨著計算機技術的發展，未來國內航空業對仿真技術的要求更高。仿真技術應用應當是主要的需求。建立飛機各系統各分系統的模型用機的設計開發和改進有很大的吸引力。而為建立模型使用的工具技術的進步，將是未來發展的主題。其中模型建立的方法也是研究的熱點，因為現在模型的建立已經不是過去微分方程所能解決的了。模型的建立已經涉及到所有的數學方法、復雜系統的仿真。例如面向飛機外型飛機空氣動力模型的建立；飛機尾旋模型；計算機上的數字風洞試驗；各類場的模型。面向對象的飛機整體的模型將仿真的內容擴大到飛機的全壽命周期。虛擬產品的生產將成為產品設計的第一步，從產品的設計開始仿真就將對未來為航空工業提供有力的支持。模型的規范與標準化將使仿真模型作為航空產品設計開發和使用的重要的工具。使用分布式的仿真系統將是未來的主流，計算機的速度已經不是主要的問題。仿真支撐軟件將由管理型向服務型轉化，模型就向魚入水一樣在支撐軟件的服務下運行。
2 國內外差距分析
我國和世界其他國家在仿真技術方面的差距主要有以下幾個方面：
首先是模型基礎方面：國外對于仿真技術都是建立在完善的實驗數據基礎之上的模型，模型是對客觀事物充分的理解基礎之上才可能進行給出的，以往歷年來的大量實驗數據在模型建立中起到了核心的作用，所以，模型是具備知識產權的重要組成部分，由于社會的發展，知識產權的越來越受到重視，因此模型所占的比例也逐漸提升。我國，對于實驗基礎相對較差，實驗數據不充足，因此很多時候在沒有實驗數據的情況下經常用計算的來的數據代替，因而造成模型的準確性下降，效果比較差。
其次是軟件基礎方面：國外的軟件都是比較成型的系統軟件，模型的建立需要提高效率，最近幾年面向方塊圖的模型建立軟件以及面向傳遞函數的模型建立軟件?？梢钥焖俚慕⒁话阆到y的模型并進行仿真。國內基本沒有能力開發此類軟件。大多數人只會使用部分軟件。
最后國外通過技術創新建立大量的模型作為產品，逐步成為虛擬產業，獲得巨大的經濟利益。國內目前總是處于跟蹤狀態，沒有將“制造”模型作為新興的高技術產業來支持。
3 三維動畫及仿真技術在飛機的研制生產及訓練試飛中的應用
仿真技術主要可以用于：使用培訓過程，如各類操作模擬器、飛行模擬器、軟件使用培訓教材；使用管理過程，如使用操作設備中的軟件、計算機管理系統、航行調度系統軟件等；使用維修過程，如遠程維修，離線故障仿真，使用壽命延長與管理；服務過程，為下級用戶提供各類虛擬服務。
3.1 在某型飛機研制中的利用
目前在所有的飛機研究中，都有工作方真實驗設備支持。包括武器、綜合導航顯視系統、radar、航電、飛機操控系統、飛機動力。與方真理論研究不同的地方是，系統特性分析過程；操縱系統的穩定性、控制性分析與建模。巨系統組成接口分辨過程；在系統分辨過程中產生各種模擬信息。加工工藝過程研究；加工方真與研究、裝配方真與研究。研究制造認證；虛構制造過程控制與認證、技術指標驗證、研究效果驗證。計算機輔助研究在產品的技術狀態管理方面有效的提高了效率。虛擬樣機為研究人員與工廠的工程技術人員提供一個相互溝通的前期平臺，二者可以共同的對研究出的飛機進行探討，研究人員可以在討論的工程中，可以聽取工程技術人員的合理化建議，發現研究中的漏洞并迅速的進行改正，實現真正意義上的研究與生產的并行，縮短飛機的研制周期，從而不斷完善飛機的要求，研究出指標更先進的新一代飛機。這些方真系統有些是采用純電腦方真，更多的是采用分實物方真。而且方真采用的實物或電腦模型是可以根據要求進行交換的。以往新機型的研究，工作人員都是在圖上手工進行研制，研制靈活性小，既不直觀，又費時費力，工作效率極低。工作人員采用電腦系統輔助研究與開發各系統與分系統，比較無計算機輔助研究，工作效率可以提高數倍以上。對于研究過程的系統特性分析過程，在系統沒有制造出來之前，就希望對控制系統的穩定性、操縱性進行分析。以便得到更優良的研究，否則需要大量的替代研究與返工。計算機方真技術正在用于各類制造過程；電子線路CAD、機械CAD，可靠性、維修性、保障性建模與分析。生產制造階段，在生產人員的技術培訓過程；生產過程的管理；裝配、部件檢驗過程；模擬標準樣件；軟件部件生產過程能夠利用計算機方真技術提供高的制造效率，改進制造工藝。制造進度的管理、制造過程的顯示、操作的界面。加工、成品檢驗過程；如產生檢查需要的信息、檢查環境、顯示生產進度。模擬標準樣件；對某些不易打開、解開的樣件進行模擬。為了使客戶了解成品，采用模擬技術介紹和展示裝備是極其重要的，特別是展示?？蛻暨€可以利用方真技術檢驗裝備使用過程和使用成果，尤其是一些不宜實際操作演示的樣品。
3.2 在飛行訓練中的應用
由于費用問題，節約成本提升訓練效果考慮，我國訓練模擬所用的設備也有很大程度的提升。絕大多數復雜的新裝備都有使用訓練模擬設備。在軍隊和地方各航空學校都建立了飛行模擬訓練機構，配有各類教練飛機的訓練模擬器。
