計算機仿真技術(shù)論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇計算機仿真技術(shù)論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

1對系統(tǒng)仿真類型進行概述

顧名思義，“仿真”就是對現(xiàn)實世界的物體進行模擬的一種狀態(tài)，使其達(dá)到逼真的情形。在工程技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)常采用系統(tǒng)仿真技術(shù)來研究相關(guān)事物，如通過系統(tǒng)模型的相關(guān)實驗來研究設(shè)計或者存在的某個系統(tǒng)。

2對計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀進行概述

由于我國是一個制造業(yè)大國，并且制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業(yè)都非常重視我國制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國科學(xué)技術(shù)及制造業(yè)的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發(fā)展。而系統(tǒng)仿真技術(shù)作為工程領(lǐng)域里面的一個重要手段，其被大量應(yīng)用到我國制造業(yè)進行研究及實踐，從而產(chǎn)生出一些先進制造技術(shù)。對于系統(tǒng)仿真技術(shù)而言，如果從本質(zhì)上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術(shù)。它的實現(xiàn)過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現(xiàn)，具體情況如上圖2-1所示。可以很明顯的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環(huán)境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發(fā)展情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，直到上個世紀(jì)80年代后期，出現(xiàn)了一體化的仿真環(huán)境。隨著我國計算機技術(shù)的進一步發(fā)展，開始出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮牟l(fā)執(zhí)行機制，這樣，就非常容易的實現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)之上來對實驗及模型數(shù)據(jù)、以及實驗仿真的結(jié)果等進行統(tǒng)一的管理，與此同時，人工智能等相關(guān)的先進技術(shù)也開始應(yīng)用到仿真建模、運行以及對仿真的結(jié)果進行分析之中。另外，廣義的制造系統(tǒng)的相關(guān)仿真器也開始大量出現(xiàn)，在某種程度上面很好的實現(xiàn)了對制造系統(tǒng)進行的非語言建模、以及模型數(shù)據(jù)驅(qū)動等相關(guān)的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業(yè)的相關(guān)影響

自從上世紀(jì)末以來，隨著我國制造業(yè)的競爭不斷加劇，產(chǎn)品生產(chǎn)周期不斷縮短，這樣就導(dǎo)致系統(tǒng)仿真技術(shù)不斷向橫向的方向發(fā)展，在制造業(yè)里面比較典型的就是“虛擬制造技術(shù)”的發(fā)展。根據(jù)虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產(chǎn)品的設(shè)計及制造過程，這樣便于發(fā)現(xiàn)各種問題，并且在產(chǎn)品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。隨著制造業(yè)的發(fā)展，仿真技術(shù)在我國制造行業(yè)里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產(chǎn)品的開發(fā)（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術(shù)（CE）在對產(chǎn)品進行開發(fā)之前就對產(chǎn)品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計以及開發(fā)之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)是在并行工程的指導(dǎo)下，把大規(guī)模的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及CAD等產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境，這樣就可以在該環(huán)境下進行產(chǎn)品的策劃、設(shè)計等，以及預(yù)測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的相關(guān)特征、功能及性能等，這樣在進行實際設(shè)計、生產(chǎn)的過程中，可以減少反復(fù)或者變更等的次數(shù)。VPD技術(shù)能夠深入到各種復(fù)雜產(chǎn)品的制造之中，從而為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機技術(shù)的高度快速發(fā)展，對仿真技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用已由單一的形式向復(fù)雜性的方向進行發(fā)展。由于現(xiàn)代制造企業(yè)面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產(chǎn)生了分布交互化仿真技術(shù)（DIS）。對于這種仿真系統(tǒng)來講，它所包括的內(nèi)容有：構(gòu)造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關(guān)技術(shù)、不同產(chǎn)品的相互組成、不同的系統(tǒng)方面的目的、以及不同生產(chǎn)廠家的相關(guān)技術(shù)等，對于這樣的復(fù)雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術(shù)（DIS）通過采用計算機網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地點的仿真設(shè)備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數(shù)據(jù)方面的交換構(gòu)成時空到合成仿真環(huán)境的一種比較先進的仿真技術(shù)。如今，在我國制造業(yè)中已經(jīng)產(chǎn)生了虛擬企業(yè)或者類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學(xué)與香港生產(chǎn)力方面的促進局共同構(gòu)建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發(fā)中心。由于當(dāng)今社會是動態(tài)快速發(fā)展變化的，人們的需求更多轉(zhuǎn)向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業(yè)來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產(chǎn)制造）來快速響應(yīng)市場需求，這樣才能夠為企業(yè)獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業(yè)在短期內(nèi)存在相關(guān)資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業(yè)要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯(lián)網(wǎng)來臨時連接成一種動態(tài)方面的聯(lián)盟-也就是所謂的虛擬企業(yè)。

4結(jié)束語

隨著我國社會的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計算機仿真技術(shù)的發(fā)展也日新月異。在制造業(yè)中，對于整個產(chǎn)品的生命周期來講，仿真技術(shù)都表現(xiàn)出其強大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诋?dāng)今制造業(yè)競爭激烈的社會，計算機仿真技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產(chǎn)、綠色制造等方面不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]熊光楞.計算機仿真及其在制造業(yè)中的應(yīng)用[J].計算機仿真,2012,2(14):20-27.

篇（2）

作者簡介：華民剛（1980-），男，江蘇無錫人，河海大學(xué)常州校區(qū)計算機與信息學(xué)院，講師；陳俊風(fēng)（1979-），女，江蘇句容人，河海大學(xué)常州校區(qū)計算機與信息學(xué)院，講師。（江蘇　常州　213022）

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0082-02

計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到工程技術(shù)的各個領(lǐng)域。最近幾年高校紛紛開設(shè)計算機仿真類課程，由于此類課程開設(shè)的時間尚短，名稱和內(nèi)容也不統(tǒng)一，如“計算機仿真”，“控制系統(tǒng)計算機仿真”，“建模與仿真”等，一般大類歸屬于電子信息類，小類歸屬于不同專業(yè)，如自動化專業(yè)、電子信息專業(yè)、測控專業(yè)和通信專業(yè)等。[1-4]因此針對不同的專業(yè)，“計算機仿真”課程的內(nèi)容需有所側(cè)重，要突出專業(yè)特點和專業(yè)知識的連貫性。該課程課時短，理論性強，且需一定前續(xù)的專業(yè)課程和高級編程語言的基礎(chǔ)知識，在多年的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，計算機仿真技術(shù)入門難，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，且現(xiàn)行的課堂教學(xué)模式制約了“計算機仿真”課程的發(fā)展。由此認(rèn)識到，要適應(yīng)時展的需要，從根本上提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生仿真設(shè)計的能力，做到學(xué)以致用，所以有必要在“計算機仿真”教學(xué)中引入合作創(chuàng)新。

一、現(xiàn)行教學(xué)模式存在的問題

“計算機仿真”課程教學(xué)的主要目標(biāo)使學(xué)生了解仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，能建立系統(tǒng)的仿真模型，學(xué)會用MATLAB進行系統(tǒng)仿真，對相關(guān)學(xué)科有進一步的認(rèn)識或拓寬知識面，為從事電類不同專業(yè)技術(shù)的分析與設(shè)計和后續(xù)課程提供必要的仿真實驗技能。

1.教學(xué)模式與仿真課程獨特性之間的矛盾

（1）要想學(xué)好“計算機仿真”課程，學(xué)生必須具備扎實的基礎(chǔ)知識。“計算機仿真”課程內(nèi)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間的轉(zhuǎn)換；連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)仿真的基本算法與方法；建模與仿真的常用計算機軟件，并能聯(lián)系專業(yè)特色，解決具體問題。這其中涉及應(yīng)用數(shù)學(xué)、仿真高級語言（典型如C++，MATLAB）和要仿真的對象的相關(guān)專業(yè)知識等多門交叉課程。計算機仿真技術(shù)離開這些基礎(chǔ)知識，就成了無源之水，無本之木。目前學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，普遍存在偏科和厭學(xué)的現(xiàn)象，因此在學(xué)生一無所知的情形下，講解“計算機仿真”課程就更是費時、費力，且效果差。

（2）學(xué)習(xí)“計算機仿真”課程需要充分發(fā)揮出計算機仿真的實踐性。計算機仿真的學(xué)習(xí)過程也是應(yīng)用程序使用的訓(xùn)練過程。僅僅以課堂講解為主，輔以較少的實驗教學(xué)，理論生澀枯燥，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更無法充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性。課堂講解教學(xué)無法訓(xùn)練學(xué)生的操作動手能力，也無法使學(xué)生理論聯(lián)系實際，應(yīng)用課本中的理論知識來解決實際操作問題。

（3）現(xiàn)在的考核方式難以考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。現(xiàn)在的考試方法偏重基本知識的測試，而忽視能力的考核，單純以期末考試分?jǐn)?shù)作為學(xué)生水平高低的評價標(biāo)準(zhǔn)，不但嚴(yán)重扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.理論教學(xué)與實踐教學(xué)難以協(xié)調(diào)[5，6]

目前“計算機仿真”課程基本上采用課堂教學(xué)與上機實踐分開進行的模式。以課堂講解為主，輔以較少的實驗教學(xué)。教師會根據(jù)自身的具體情況先進行理論知識的講授，而一般上機實踐的機會比較少。與此同時，由于授課與上機是分開進行的，學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識不能馬上在上機時加以應(yīng)用；此外，上機實踐中一般學(xué)生多教師少，學(xué)生在上機過程中所遇到的問題，教師無法一一解答，很難保證每個學(xué)生都認(rèn)真獨立地完成上機任務(wù)。

因此“計算機仿真”僅通過課堂講授是不能達(dá)到教學(xué)效果的，這樣既吸引不了學(xué)生的興趣，也無法讓學(xué)生真正理解知識、掌握相關(guān)技能。“上機實踐是學(xué)習(xí)“計算機仿真”課程的重要環(huán)節(jié)，如何做好兩者之間的銜接，是目前急需解決的問題。

3.專業(yè)特色不突出，工程背景不足

“計算機仿真”與不同專業(yè)的典型課程都有聯(lián)系，如“現(xiàn)代控制理論”、“電力電子技術(shù)”、“電機與電力拖動基礎(chǔ)”、“通信原理”、“信號分析與處理”、“過程控制系統(tǒng)”、“電力系統(tǒng)分析”、“自動控制原理”，結(jié)合專業(yè)課程進行仿真訓(xùn)練，選擇上述課程的一些內(nèi)容作為教學(xué)例題。然而目前在講解“計算機仿真”課程時，未能結(jié)合專業(yè)特點，沒有體現(xiàn)出專業(yè)特色。

此外“計算機仿真”課程的實踐題目絕大多數(shù)都是工程背景不是很明確，題目數(shù)量也比較少，對象多為通用的數(shù)學(xué)模型。因此，要想讓學(xué)生學(xué)會用MATLAB分析和解決實際工程問題，很難實現(xiàn)。

二、“計算機仿真”教學(xué)改革方案

1.理論與實踐相結(jié)合教學(xué)方式

（1）在“計算機仿真”課程里選用MATLAB語言。該語言簡單易用，有友好的工作平臺和編程環(huán)境，具有強大的科學(xué)計算機數(shù)據(jù)處理能力和出色的圖形處理功能。更值得一提的是，MATLAB的應(yīng)用范圍非常廣泛，應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等各個領(lǐng)域。

篇（3）

主管單位：中國航天科技科工集團公司

主辦單位：中國航天科工集團公司第十七研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1006-9348

國內(nèi)刊號：11-3724/TP

郵發(fā)代號：82-773

發(fā)行范圍：

創(chuàng)刊時間：1984

期刊收錄：

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

篇（4）

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097（2009）06―0124―03

引言

現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境為信息教育的開展提供了重要保證。在這樣的環(huán)境下，如何對學(xué)與教的過程和學(xué)與教的資源進行設(shè)計、開發(fā)、使用、評價和管理，是一個有待于開發(fā)和探討的課題[1]。

作為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分−− 機器人仿真技術(shù)一般 用于工程設(shè)計，還沒有用于高等學(xué)校聽障學(xué)生學(xué)習(xí)計算機編程語言先例，它優(yōu)良的計算機界面圖象仿真功能，從視覺補償角度非常適用于聽障學(xué)生的特點。利用這一特性，我們將計算機編程語言學(xué)習(xí)中聽障學(xué)生所遇到的難點，教學(xué)點用仿真圖示的方法進行新的教學(xué)方法組合。例如：流程圖設(shè)計與編寫計算機指令的關(guān)系，我們拋開聽障學(xué)生不易明白的技術(shù)術(shù)語，以工程設(shè)計項目為方式，機器人創(chuàng)新教育的教學(xué)訓(xùn)練的模式[2] ，設(shè)計了流程圖與指令對應(yīng)同時與所寫指令有明確執(zhí)行效果的教學(xué)方法（見下圖1）。

由于是工程項目設(shè)計，目標(biāo)易于理解，聽障學(xué)生可以很容易地根據(jù)目標(biāo)選用流程圖中的圖形進行過程組合，而在流程圖的組合過程中對應(yīng)的計算機指令也實事 的顯示出來。指令的用法也一目了然。聽障學(xué)生通過這一方法，首先知道流程圖的基本畫法，其中每一個圖框中應(yīng)寫那 條指令，而且明白所寫指令對應(yīng)的實際效果是什么。利用這種圖、文、做一體的簡便方式，聽障學(xué)生可以很清楚的看到計算機語言的編寫過程和機器指令的使用方法。針對結(jié)果中出現(xiàn)的問題可以很清楚地知道在何處修改，同時可實時看到修改的結(jié)果。用這種教學(xué)模式可使聽障學(xué)生的“入門” 較輕松，溝通較容易，這樣便 使他們對學(xué)習(xí)編程建立信心。

一 基本設(shè)計思路

常規(guī)的計算機高級語言的教學(xué)一般選用指令分類的形式講解, 每條指令的含義可用語言、文字解釋。教材可以簡潔明了。但聽障學(xué)生由于聽力障礙, 基礎(chǔ)術(shù)語、語言文字能力較差，簡潔的教材, 使得講解十分困難, 同時沒有聽障學(xué)生適用的輔助教具, 更增加了聽障學(xué)生的理解難度。為解決以上所涉及的難題，在本教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中引入仿真機器人，采用了屏幕機器人仿真和流程圖與計算機語言對照的方式來講解計算機高級語言, 大家知道：在計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)中，被計算機程序化的影像起著視聽教材的作用[3]。根據(jù)這一原理，我們將語言的學(xué)習(xí)變成屏幕游戲的編寫, 不刻意強調(diào)每條指令的結(jié)構(gòu), 用簡單的圖面對比來告訴聽障學(xué)生指令的意義和用法。這種視覺補償?shù)姆绞? 可很好地兼顧聽障學(xué)生的生理特點, 揚長避短。設(shè)計原理框圖見圖2：

二 課程設(shè)計方案

1教學(xué)對象分析

在教學(xué)過程中, 我們發(fā)現(xiàn)聽障學(xué)生極易放棄他們認(rèn)為不易掌握的知識, 盡管有些在正常人看來是及其 簡單的。為使聽障學(xué)生能達(dá)到既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師必須考慮聽障學(xué)生達(dá)到此教學(xué)目標(biāo)所經(jīng)歷的心理歷程。本教學(xué)環(huán)境選用了視覺補償?shù)母拍? 利用計算機仿真技術(shù)從基礎(chǔ)知識入手，利用顯、淺、易、懂的方式引導(dǎo)聽障學(xué)生進入教學(xué)情景, 最大限度的集中聽障學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的注意力，積極參與到既定的教學(xué)過程中,提高學(xué)習(xí)效率。

從教學(xué)內(nèi)容來講，要分析掌握技能與聽障學(xué)生原有學(xué)習(xí)習(xí)慣之間存在的差異，面向?qū)W生的學(xué)習(xí)需要[4]，聽障學(xué)生還有多少知識沒有掌握。從教材上來講，教師應(yīng)努力以鮮活的知識、通俗易懂的教授形式把生硬的教材符號簡單化。

以往教學(xué)目標(biāo)關(guān)注較多的是知識， 技能。缺少為達(dá)到此目標(biāo)所進行的感情、能力的關(guān)注。對聽障學(xué)生而言，教學(xué)目標(biāo)與他們的生理、心里、認(rèn)知能力之間有很大的聯(lián)系, 而溝通難是工科學(xué)科教學(xué)中的一大難點。因此教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計首先要以如何使聽障學(xué)生能夠?qū)W會為主要目的，即用仿、學(xué)、做結(jié)合的方式改變“溝通難” 的問題。

2 教學(xué)目標(biāo)

（1）根據(jù)知識的性質(zhì)確定教學(xué)方式[5]。通過仿真教學(xué)輔具的幫助，聽障學(xué)生能夠較有成效地學(xué)習(xí)計算機編程語言的知識及基本操作，培養(yǎng)聽障學(xué)生建立基本工程設(shè)計的概念，使聽障學(xué)生能運用計算機仿真的手段將制定項目 設(shè)計構(gòu)思以直觀形象表達(dá) 出來，同時聽障學(xué)生可用此方法完成自定義項目的練習(xí)。

（2）教學(xué)設(shè)計過程要根據(jù)聽障學(xué)生的生理特點和知識水平選擇教授知識的切入點，教師應(yīng)“激活” 以符號為主要載體的書本知識，并對其進行個性化解讀和詮釋[6]。教授給 聽障學(xué)生學(xué)會選擇，正確使用，把學(xué)習(xí)內(nèi)容分解成為一系列更易處理的單一子任務(wù)，從而使聽障學(xué)生獲得一種較為輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境。感受到科學(xué)的有用和研究的

樂趣，在親歷體驗的過程中構(gòu)建他們動態(tài)的知識體系，從而學(xué)會學(xué)習(xí)、樂于學(xué)習(xí)。

三 設(shè)計方法

1 課前準(zhǔn)備

（1）教學(xué)點：流程圖設(shè)計與編寫計算機指令的關(guān)系及設(shè)計效果。

（2）構(gòu)建計算機仿真技術(shù)支持的學(xué)與教實踐教學(xué)環(huán)境。

學(xué)生每人一臺教學(xué)計算機，在機器上裝有仿真教學(xué)輔助軟件。

學(xué)生自由組合組成練習(xí)小組，搭建實踐教學(xué)用仿真場地同時配備教學(xué)機器人一臺。

2 教學(xué)流程

（1）復(fù)習(xí)流程圖的基本知識。

（2）利用仿真教學(xué)平臺中流程圖設(shè)計子系統(tǒng)，建立指定項目的設(shè)計流程。觀察流程圖的設(shè)計過程與指定項目之間的邏輯關(guān)系，流程圖的圖示化選擇是否正確，并分析原因。

（3）觀察流程圖的圖形模塊所生成的計算機指令與單一指令設(shè)計的不同。

（4）將流程圖對應(yīng)生成的計算機指令調(diào)入到計算機語言的編譯環(huán)境中，進行語法檢查，通過后，進入仿真。

例如：―― 設(shè)計一個《機器人走四邊形》的工程訓(xùn)練項目，學(xué)習(xí)條件轉(zhuǎn)移語句的使用。

首先：拋開聽障學(xué)生不易明白的技術(shù)術(shù)語，以工程設(shè)計項目為方式，利用《聾教育仿真教學(xué)平臺》設(shè)計了流程圖與指令對應(yīng)同時與所寫指令有明確執(zhí)行效果的教學(xué)方法（見圖3）。

第二：對應(yīng)學(xué)習(xí)計算機編程語言指令― 講解用while實現(xiàn)虛擬前行的方法，條件循環(huán)走正方形指令。

第三：指導(dǎo)學(xué)生利用教學(xué)軟件在計算機屏幕上利用圖形化C語言編譯環(huán)境工具完成指定教學(xué)科目的訓(xùn)練，教授對應(yīng)學(xué)習(xí)的手段和方法。讓學(xué)生了解語言編程的基本方法和調(diào)試手段。

3 教學(xué)過程

根據(jù)圖2我們可知，這是一個虛擬機器人運動的工程項目，我們將此單元課程設(shè)計為：

第一：設(shè)定工程目標(biāo)： 虛擬機器人向前行走一段距離然后右轉(zhuǎn),重復(fù)進行。

第二：選用流程圖與機器指令對應(yīng)的設(shè)計方法講解計算機語言。

首先用圖形化編輯的方法列出流程圖，此時每一個流程圖形所對應(yīng)的機器指令亦同時在屏幕上對應(yīng)顯示出來。

第三：學(xué)習(xí)機器指令，講解使用方法。

第四：屏幕仿真，觀看設(shè)計結(jié)果。見圖4。若有誤差對應(yīng)修改。

第五：保存結(jié)果。

四 小結(jié)

利用這種圖、文、做一體的簡便方式，聽障學(xué)生可以很清楚的看到計算機語言的編寫過程和機器指令的使用方法。針對結(jié)果中出現(xiàn)的問題可以很清楚地知道在何處修改，同時可實時看到修改的結(jié)果。用這種教學(xué)模式可使聽障學(xué)生的“入門” 階段的學(xué)習(xí)較輕松，技術(shù)溝通較容易，這樣便使他們對學(xué)習(xí)編程這門課程建立信心。用這種方法作為“入門”階段的的教學(xué)途徑，降低入門難度，從教學(xué)結(jié)果看聽障同學(xué)掌握較好，課堂氛圍輕松。

仿真技術(shù)用于聽障學(xué)生的計算機語言教學(xué)實際上是一個新的課題。本著淺顯易懂的教學(xué)理念，在教學(xué)時進行了如下設(shè)計：

第一：課前準(zhǔn)備。將現(xiàn)代仿真技術(shù)成為聽障學(xué)生課堂教學(xué)的組成元素。創(chuàng)建一個新穎的實踐教學(xué)環(huán)境。減輕聽障學(xué)生學(xué)習(xí)難度, 樹立學(xué)習(xí)的信心。這樣可以減輕聽障學(xué)生學(xué)習(xí)計算機高級語言普遍存在的畏難情緒。

第二：從整個教學(xué)設(shè)計中關(guān)注學(xué)生自主參與，要照顧聾生的思維進程[7]，將合作學(xué)習(xí)貫穿在查找、收集、交流、構(gòu)思（設(shè)計）和運行等各個教學(xué)環(huán)節(jié)之中，確立學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)了合作精神。提倡項目式合作訓(xùn)練，使學(xué)生把學(xué)習(xí)過程當(dāng)成一種“游戲” ，輕松愉快，減輕了學(xué)習(xí)過程中的心理壓力。

第三：重視以發(fā)展的眼光來評價學(xué)生的設(shè)計，盡可能挖掘?qū)W生在學(xué)習(xí)中的閃光點，并給予充分的肯定，讓每個學(xué)

生都有成功的體驗，從而讓他們樹立信心，初步學(xué)會計算機語言的編程規(guī)律。 有一個良好的開端。

五 教學(xué)后記

通過教學(xué)輔具在聽障教學(xué)中的使用，以構(gòu)建計算機仿真技術(shù)支持的學(xué)與教創(chuàng)新環(huán)境為出發(fā)點，利用計算機仿真的教學(xué)手段，同時運用身心障礙補償和技能訓(xùn)練的方法，對有聽力障礙的學(xué)生進行現(xiàn)代技術(shù)知識的傳授。教師利用這一教學(xué)載體，通過機器人創(chuàng)新教育的教學(xué)訓(xùn)練模式，力求解決聽障學(xué)生學(xué)習(xí)計算機語言“入門難” 的問題，聽障學(xué)生能借助此技術(shù)來改善學(xué)習(xí)境況，同時建立一種新的聽障教學(xué)的實踐模式。

特殊教育象征著一個社會的文明程度和發(fā)展水平，特教教學(xué)是一個復(fù)雜而細(xì)膩的過程, 教師的一個手勢，一個微笑，一句稱贊等各種表示都會對聾啞學(xué)生產(chǎn)生很大的影響，更由于聽障教學(xué)人文主義色彩較為濃厚，這種作用就更為重要。而我們在發(fā)展的同時要始終把握好一個原則，那就是技術(shù)只能是一種工具，無法代替人的情感因素。根據(jù)聽障學(xué)生認(rèn)知活動的特點來選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略[8]。將情感因素帶入教學(xué)中，幫助聽障學(xué)生克服心理障礙，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，達(dá)到最終教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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

HAN Yu-min

篇（5）

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）12-0049-02

1 前言

實踐教學(xué)是高等工科教育教學(xué)中的重要組成部分。通過實踐教學(xué)，可以幫助學(xué)生鞏固課堂知識、培養(yǎng)其專業(yè)基本技能、養(yǎng)成并具備良好的創(chuàng)新習(xí)慣。可是，在實際教學(xué)實施過程中存在諸多問題。

首先，能夠接受學(xué)生去實習(xí)的企業(yè)數(shù)量有限，學(xué)生數(shù)量又較多，都到企業(yè)或工廠進行實習(xí)，給工廠帶來較大的壓力。

其次，工廠現(xiàn)在都是大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)過程要求連續(xù)穩(wěn)定，導(dǎo)致學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)時只能看不能動手操作，難以完成生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)目標(biāo)。

最后，隨著科技的進步，現(xiàn)有大型生產(chǎn)裝置日益系統(tǒng)化、自動化，導(dǎo)致學(xué)生只能觀察和了解整個系統(tǒng)的表面，無法深入學(xué)習(xí)，難以提高教師和學(xué)生的積極性，生產(chǎn)實習(xí)的效果很差。

2 仿真實驗

在增加硬件實驗設(shè)備難以立即實現(xiàn)的情況下，利用計算機仿真技術(shù)，開發(fā)適合于專業(yè)需求的實驗與操作實習(xí)仿真軟件成為解決當(dāng)前實驗教學(xué)存在問題的一個重要途徑。區(qū)別于傳統(tǒng)的實驗，仿真實驗不需要實物形態(tài)工具與對象，實驗時主要是針對軟件設(shè)計的實驗設(shè)備與儀器進行。計算機仿真技術(shù)借助面向?qū)ο缶幊誊浖c多媒體制作技術(shù)，制作與傳統(tǒng)實驗操作相對應(yīng)的軟硬件條件。學(xué)生在仿真實驗中可像在真實環(huán)境中一樣實現(xiàn)各種實驗項目，實驗結(jié)果甚至優(yōu)于實際實驗。可見，計算機仿真實驗可輔助、部分替代傳統(tǒng)實驗操作。仿真實驗提供了友好、操作方便的教學(xué)環(huán)境，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也大大提高。仿真實驗與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)結(jié)合后，通過網(wǎng)絡(luò)鏈接，學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)上進行遠(yuǎn)程實驗課程學(xué)習(xí)，克服了傳統(tǒng)實驗教學(xué)空間和時間的限制，同時能大幅降低實驗經(jīng)費。

當(dāng)前，計算機仿真在工科實驗教學(xué)中已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用。以生物工程專業(yè)為例，煙臺大學(xué)就已經(jīng)開發(fā)完成一套谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真軟件，實現(xiàn)了谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)與分離提取過程的形象化與動態(tài)模擬。該軟件在山東輕工業(yè)學(xué)院、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、文經(jīng)學(xué)院等多所學(xué)校內(nèi)試用，成為生物工程專業(yè)實習(xí)教學(xué)與培訓(xùn)的重要輔助手段。國內(nèi)某公司開發(fā)的離心泵單元仿真培訓(xùn)被眾多院校采用，作為相關(guān)專業(yè)的離心泵操作訓(xùn)練工具。

其他專業(yè)如熱能與動力工程專業(yè)，許多高校都在實驗教學(xué)中加入仿真實驗以輔助教學(xué)，如制冷模擬教學(xué)課件[1]、小型冷庫仿真教學(xué)系統(tǒng)[2]、制冷空調(diào)綜合創(chuàng)新模擬實驗平臺[3]等。煙臺大學(xué)也研制了傳熱學(xué)實驗教學(xué)仿真軟件[4]輔助實驗教學(xué)。這些仿真實驗在實際應(yīng)用中都取得較好的教學(xué)效果，值得大力推廣。

3 檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真實驗

檸檬酸發(fā)酵實驗 檸檬酸發(fā)酵實驗是生物與食品類專業(yè)的主要實驗教學(xué)內(nèi)容之一，目的是讓學(xué)生了解檸檬酸的生產(chǎn)原理與流程，掌握檸檬酸的發(fā)酵生產(chǎn)工藝與發(fā)酵分析方法，通過實驗?zāi)苁炀毜卣莆照婢l(fā)酵的接種、培養(yǎng)與發(fā)酵產(chǎn)物的分析測定等技術(shù)。由于檸檬酸整個發(fā)酵生產(chǎn)流程所需設(shè)備眾多，現(xiàn)在國內(nèi)還沒有廠家制作銷售實驗用檸檬酸全過程生產(chǎn)演示的儀器，大多數(shù)學(xué)校實驗教學(xué)中只是在實驗室中開展檸檬酸生產(chǎn)中發(fā)酵部分的實驗，無法實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的操作練習(xí)。由于檸檬酸生產(chǎn)廠家分布過于分散，大部分高校因人力、物力等資源限制，無法開展實地操作實驗教學(xué)。

針對此問題，本文開發(fā)了檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真軟件。該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)全過程的仿真模擬，為廣大生物與食品類專業(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實習(xí)提供支持。通過該軟件的推廣使用，滿足這些專業(yè)實驗教學(xué)的迫切需要。

檸檬酸實驗仿真工具 檸檬酸實驗仿真軟件的開發(fā)是根據(jù)教學(xué)任務(wù)要求，分析整理實驗教學(xué)內(nèi)容而進行的。利用該軟件，學(xué)生對檸檬酸生產(chǎn)流程獲得形象化的認(rèn)知，還可以在仿真平臺上完成實驗虛擬操作，得到實踐成績。

本軟件含有實驗內(nèi)容、成績評定、使用幫助等內(nèi)容。軟件能夠?qū)崿F(xiàn)的實驗內(nèi)容包括檸檬酸生產(chǎn)的淀粉糊化、發(fā)酵、粗提和精提四個主要流程，在每個流程的實驗界面上，都設(shè)計了該流程所需的全部實驗部件，包括罐體、閥門、泵、過濾機、攪拌器等，各動力機械與調(diào)節(jié)閥門均可實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)。學(xué)生在該仿真軟件上手動完成各生產(chǎn)過程的相關(guān)操作練習(xí)。軟件的成績評定功能將在學(xué)生實際操作過程中，根據(jù)操作過程順序以及由此引起的生產(chǎn)工藝參數(shù)變化情況給出實驗成績，并提供詳細(xì)的得分明細(xì)與說明，學(xué)生可根據(jù)該明細(xì)查找實驗操作中出現(xiàn)的問題并加以改進。軟件的實驗成績判別功能實現(xiàn)了實驗操作的定量計分，減輕了實驗指導(dǎo)教師的負(fù)擔(dān)。軟件提供的幫助功能為學(xué)生提供逐步實驗操作指導(dǎo)，幫助學(xué)生更快地熟悉相關(guān)實驗操作。軟件還提供了時間加速功能，使得學(xué)生能夠在較短的時間內(nèi)就完成檸檬酸的實際長時間生產(chǎn)過程。

軟件采用VB6.0軟件開發(fā)，功能包括裝置組成與工藝流程演示、部件運行與閥門操作動態(tài)演示、工藝參數(shù)動態(tài)變化、逐步指導(dǎo)等功能。圖1～圖4分別為淀粉糊化、發(fā)酵、粗提和精提四個流程的實驗界面。

該軟件的開發(fā)采用模塊化編程，每部分實驗內(nèi)容作為一個大模塊，大模塊中還細(xì)分為若干個小的模塊，模塊之間通過操作流程引起的操作流程因果關(guān)系、耦合參數(shù)進行銜接。開發(fā)過程中采用動態(tài)模擬技術(shù)實現(xiàn)攪拌器、罐體液位、管道內(nèi)流體流動等動態(tài)變化內(nèi)容，實驗參數(shù)可依據(jù)實際操作實現(xiàn)動態(tài)即時顯示，學(xué)生能夠隨時了解參數(shù)的動態(tài)變化情況，并據(jù)此判斷操作時機。

教學(xué)效果 基于仿真技術(shù)開發(fā)的檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真軟件，完整地模擬了檸檬酸生產(chǎn)的全過程，學(xué)生通過使用該軟件，不僅加深了對所學(xué)理論知識的理解，還對檸檬酸的生產(chǎn)流程有了更深刻全面的認(rèn)知，生產(chǎn)操作水平也得到了較大的提高。仿真實驗由于界面設(shè)計友好，形式新穎，學(xué)生對此普遍歡迎，實驗興趣大大提高，取得較好的教學(xué)效果。可見，檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真軟件很好地解決了實踐教學(xué)過程中存在的不足，提高了實踐教學(xué)的水平，強化了生物工程專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

4 結(jié)論

本文首先分析傳統(tǒng)實驗與實習(xí)教學(xué)存在的一些問題，總結(jié)仿真實驗教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀及其優(yōu)點，敘述自主開發(fā)的檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)仿真軟件以及學(xué)生的使用體會。■

參考文獻(xiàn)

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0 引 言

實驗教學(xué)是學(xué)校教學(xué)活動的重要組成，教學(xué)質(zhì)量的好壞是對學(xué)校人才培養(yǎng)層次與質(zhì)量的直接體現(xiàn)。實驗作為實驗教學(xué)活動的主要內(nèi)容, 在改善教學(xué)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。實驗室在傳播知識的同時，更重要的作用體現(xiàn)在對學(xué)生的創(chuàng)造性思維與想象力的培養(yǎng)上。通過實驗教學(xué)，學(xué)生分析解決問題以及動手能力明顯提高。伴隨教學(xué)改革的日益深入, 實驗教學(xué)的改革也越來越引起人們的關(guān)注，以往的教師灌輸式的理論教授方式，學(xué)生被動接受的教學(xué)模式，已無法滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的要求。當(dāng)前，社會需要的是主動型、能力為主的人才培養(yǎng)。加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，必須切實轉(zhuǎn)變以往重理論教學(xué)輕實驗教學(xué)的錯誤觀念，重新認(rèn)識實驗教學(xué)在學(xué)校教學(xué)活動中的地位與作用，根據(jù)當(dāng)前社會經(jīng)濟對人才的要求， 改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，改革實驗教學(xué)手段，優(yōu)化更新實驗教學(xué)的內(nèi)容，切實提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

1 實驗教學(xué)的傳統(tǒng)模式與存在的問題

國內(nèi)高校工科教育當(dāng)中，實驗教學(xué)存在著硬件條件不足、硬件實驗條件的發(fā)展與技術(shù)要求不相符[2]，加上近幾年高校擴招，實驗教學(xué)的硬件條件更是供不應(yīng)求。進一步加大對教學(xué)硬件條件的投入，豐富實踐教學(xué)的內(nèi)容、加強實驗條件的改革及建設(shè)，在目看來具有特殊的重要性。面對這種情況，我國的教育主管部門采取了一些推進實踐教學(xué)改革及建設(shè)的措施。如：在全國高校本科的教學(xué)水平評估中，實驗室基地建設(shè)與建設(shè)投資及其實驗教學(xué)改革被列為一項重要的指標(biāo)。并且，各高校也逐漸開始響應(yīng)教育部的的這一舉動，紛紛實行了“雙基”型實驗室[2]，與此同時，建設(shè)了“實驗教學(xué)示范中心”。當(dāng)前，傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的缺點主要有以下幾點：驗證性的實驗所占比例較大，與綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗之間的比例失調(diào)；實驗?zāi)Ｊ絾我弧嶒炇以O(shè)備陳舊；實驗教學(xué)中缺乏先進的實驗教學(xué)手段。

2 提高電子信息類專業(yè)實驗教學(xué)質(zhì)量的方法

2.1 實驗中引入相應(yīng)的仿真技術(shù)來進行虛擬實驗

在實驗教學(xué)中引入計算機仿真技術(shù)，能夠充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，教師能夠通過計算機技術(shù)對學(xué)生的實驗操作的全過程進行觀察，對學(xué)生進行良好的跟蹤與指導(dǎo)，更好地進行學(xué)生實驗結(jié)果的采集工作，先進科學(xué)的教學(xué)理念與教學(xué)手段對于提升實驗教學(xué)效果，提高實驗教學(xué)水平具有重要作用。引入計算機技術(shù)后，理論與實驗教學(xué)，教師教學(xué)指導(dǎo)與學(xué)生操作、思考融合成一個有機整體。以往傳統(tǒng)實驗教學(xué)中課堂、課時以及實驗設(shè)備因素的限制作用得到了解決，實驗教學(xué)更加靈活化，教學(xué)內(nèi)容在時空上得到進一步的延伸，更好地激發(fā)了學(xué)生進行實驗的熱情。

將計算機仿真技術(shù)引入到實驗教學(xué)中，通過相應(yīng)技術(shù)進行的虛擬實驗，為學(xué)生提供了更為靈活開放的實驗環(huán)境，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中獨立思考能力，增強學(xué)生的的學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識。對于實驗教學(xué)內(nèi)容，仿真技術(shù)的應(yīng)用，將虛擬性實驗與真實的電路實驗整合成有機整體，實驗的能動性與趣味性明顯提高，同時實驗內(nèi)容的充實，有利于學(xué)生綜合實踐以及探索創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)前，已經(jīng)有越來越多的高校重新進行了實驗室的規(guī)劃建設(shè)，通過計算機仿真技術(shù)進行虛擬實驗是實驗教學(xué)改革發(fā)展的新方向。將與實驗教學(xué)相關(guān)的計算機軟件技術(shù)引入到高校實驗室中，為實驗科研提供了良好的平臺，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有重要作用。計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠改善實驗教學(xué)條件、充實實驗教學(xué)的內(nèi)容，另一方面，還能夠明顯降低實驗成本，提高實驗教學(xué)的效率。通過單片機的實驗教學(xué)，能夠發(fā)現(xiàn)，教學(xué)過程中引入proteus仿真軟，通過該軟件對單片機的硬件系統(tǒng)進行模擬，克服了實際實驗過程中硬件電路固定以及實驗內(nèi)容不易改動等因素的限制。實驗設(shè)計全過程，除計算機外不用再進行任何硬件的添加即可實驗，這有力地推動了實驗課程教學(xué)改革，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。仿真技術(shù)的另一重要應(yīng)用主要表現(xiàn)在學(xué)生的業(yè)余愛好上，如挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計大賽等等，學(xué)生就能夠用計算機來實現(xiàn)仿真，首先用計算機仿真出實驗的模型，再在計算機上進行相應(yīng)的模擬調(diào)試，最終用硬件來實現(xiàn)。在整個仿真的過程中，學(xué)生可以自由發(fā)揮自己的潛能，通過大量的仿真對比，來達(dá)到設(shè)計目的，也可大膽反復(fù)地調(diào)試，避免了器件的損壞。電子設(shè)計競賽中，由于proteus開發(fā)環(huán)的運用，培訓(xùn)過程中不需投入任何硬件的條件下，學(xué)生卻普遍反映，對于單片機的學(xué)習(xí)比單純理論知識的學(xué)習(xí)更易接受也更易得到提高。事實證明，運用proteus進行系統(tǒng)仿真成功后進行的實際制作，可明顯的提高單片機系統(tǒng)的設(shè)計效率。此外，遠(yuǎn)程教學(xué)中仿真教學(xué)的運用具體重要的意義，對于教學(xué)改革是一種很好的嘗試[2]。

2.2 實驗中引入matlab軟件內(nèi)建的simulink組件技術(shù)

目前，我國開設(shè)了電子信息類專業(yè)的高校中，大部分都將matlab軟件作為重要的實驗教學(xué)平臺，對定理以及算法進行仿真和驗證實驗。simulink組件作為matlab的重要組成，能夠為用戶提供一個仿真分析與動態(tài)建模的集成系統(tǒng)環(huán)境。該環(huán)境下，只需利用鼠標(biāo)進行簡單直觀的操作，就能夠完成復(fù)雜系統(tǒng)模型的構(gòu)建，在此過程中避免了大量繁雜的書寫程序。由于 simulink組件具有適應(yīng)性強、效率高，結(jié)構(gòu)仿真精細(xì)、流程清晰且貼近實際、效率高、使用靈活等諸多優(yōu)點，simulink組件技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運用于處理數(shù)字信號與控制理論等復(fù)雜的仿真設(shè)計之中。同時simulink能夠通過連續(xù)、離散采樣時間以及兩種采樣時間混合的的方式進行建模，該組件還可支持多速率系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)組成部分的采樣速率不同。此外，simulink為動態(tài)系統(tǒng)模型的創(chuàng)建，提供的圖形用戶接口(gui) ，使在進行模型方塊圖的創(chuàng)建時只需通過鼠標(biāo)單擊與拖動鼠等簡單操作即可完成，為用戶提供了一種更便捷、更直接的創(chuàng)建方式，同時能夠立即獲得系統(tǒng)仿真結(jié)果。

該組件的這一特性，一方面可以使算法的驗證更為簡單，減少學(xué)生投入在驗證性實驗中所用的時間，而將大部分精力投入到設(shè)計性、綜合性試驗中；另一方面，可以使學(xué)生更快捷的驗證新思路、新算法，而不會由于代碼調(diào)試方面的問題影響了創(chuàng)新實驗的開展。以自適應(yīng)濾波中的經(jīng)典rls 算法為例，如果直接采用matlab編程方式，在進行代碼調(diào)試時，就會消耗掉大量的精力，代碼長度將達(dá)到200 行以上。而如果采用simulink組件模塊化設(shè)計的思想，只需要鼠標(biāo)對模型的拖拽，就能以流程圖的形式將濾波器搭建起來。由于simulink提供了豐富的元件庫，采用圖形化的表示方法，學(xué)生在進行算法驗證的時候只需調(diào)用成熟的模塊進行參數(shù)設(shè)計即可。這樣的實驗方法事半功倍，思路清晰，參數(shù)的調(diào)整也十分便捷，廣受學(xué)生歡迎。由此可見，引入simulink組件后的實驗，既不會影響實驗效果，又能夠提高實驗效率，對學(xué)生模塊化編程的思想也有較好的促進作用。

3 結(jié) 語

當(dāng)前，社會對人才綜合素質(zhì)的要求不斷提高，進行實驗教學(xué)改革已經(jīng)迫在眉睫，而大學(xué)實驗教學(xué)的改革又直接影響到學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)必須能夠跟得上時代的腳步，把計算機仿真技術(shù)與simulink組件技術(shù)應(yīng)用到實驗教學(xué)中可以充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造能力，在學(xué)習(xí)到先進技術(shù)的同時，提高學(xué)生對社會的適應(yīng)能力。

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隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，物流業(yè)迅速地成長，全國各地的物流工程建設(shè)也在逐步展開，但在項目的投資建設(shè)中產(chǎn)生了一系列的合理性分析的問題，如技術(shù)、經(jīng)濟可行性和管理方法等。如物流配送中心在規(guī)劃建設(shè)過程中的選址是否恰當(dāng)，其容量設(shè)計、裝備配置和場地規(guī)劃是否合理，是否能夠更好簡化工作，節(jié)約成本和時間，對理貨、存儲、分揀等工作區(qū)的劃分是否能夠更加方便各項作業(yè)的進展和管理。對于這些實際的問題，如果只憑經(jīng)驗和感覺來判斷，難免會有些方面被疏忽，建成后再進行調(diào)整就會增加建設(shè)的成本，耽誤正常的工作，從而帶來巨大的損失。

物流仿真技術(shù)是借助計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)學(xué)手段，采用虛擬現(xiàn)實方法，對物流系統(tǒng)進行實際模仿的一項應(yīng)用技術(shù)。它需要借助計算機仿真技術(shù)對現(xiàn)實物流系統(tǒng)進行系統(tǒng)建模與求解算法分析，通過仿真實驗得到各種動態(tài)活動及其過程的瞬間仿效記錄，進而研究物流系統(tǒng)的性能和輸出效果。物流仿真技術(shù)最大的優(yōu)點就是不需要實際設(shè)備的安裝，不需要實際實施相應(yīng)的方案，即可驗證如下目標(biāo)：①增加新設(shè)備后給企業(yè)帶來的效應(yīng)；②設(shè)計新的生產(chǎn)線的好壞；③比較各種設(shè)計方案的優(yōu)劣等等。本文主要研究物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的基本理論，并通過Flexsim仿真軟件進行說明說明。

1.物流系統(tǒng)仿真的特點

物流系統(tǒng)仿真的特點主要體現(xiàn)在以下3個方面。

（1）物流系統(tǒng)中流的仿真：對于物流系統(tǒng)中的多種流，如貨流、車流、信息流、資金流等，可以采用動態(tài)仿真 描述流的產(chǎn)生、流動、消失、積累和轉(zhuǎn)換等。

（2）物流系統(tǒng)中排隊的仿真：由一個或多個服務(wù)臺和等待服務(wù)的顧客組成的離散系統(tǒng)成為排隊系統(tǒng)。物流系統(tǒng)是復(fù)雜的離散事件系統(tǒng)，并且各種設(shè)施設(shè)備可以看作是服務(wù)臺，各種實體貨物等可以看作是顧客等待接收服務(wù)。

（3）物流系統(tǒng)組織中資源的因素仿真：物流組織是通過各種人員和設(shè)備參與實現(xiàn)的，這些都是物流系統(tǒng)中的資源。通過對各種資源不同的規(guī)劃，物流服務(wù)質(zhì)量和運作效率也是有差異。利用計算機仿真技術(shù)描述人和設(shè)備的行為過程，可以得出較優(yōu)的物流體統(tǒng)組織方案。

2.物流系統(tǒng)仿真的優(yōu)勢

在構(gòu)建物流系統(tǒng)時，由于建設(shè)投資巨大，存在一定的投資風(fēng)險，且建成后發(fā)現(xiàn)了不合理的地方需要改造，成本將會非常的高。利用仿真技術(shù)實現(xiàn)物流系統(tǒng)各個模塊的運行狀況，并得出適應(yīng)發(fā)展、經(jīng)濟有效的設(shè)計方案。物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的主要有以下優(yōu)點。

（1）對于復(fù)雜的物流系統(tǒng)可以采用仿真的方法構(gòu)建模型；（2）對于新的物流系統(tǒng)，無需實際建設(shè)投資，可先利用計算機仿真模擬對新系統(tǒng)進行可行性和效率做出正確的評判，如方案合理再實施，降低投資風(fēng)險；（3）可以對多個方案進行分析對比，從中選擇最優(yōu)方案；（4）通過仿真調(diào)整目標(biāo)函數(shù)和約束條件來優(yōu)化方案。

3.物流系統(tǒng)仿真的步驟

物流系統(tǒng)仿真的一般步驟：（1）弄清問題，掌握實際情況；（2）收集整理資料；（3）確定各個因素之間的相互關(guān)系；（4）構(gòu)造仿真模型模型；（5）確定模型參數(shù)；（6）檢驗?zāi)Ｐ偷恼_性；（7）仿真模型的運行及結(jié)果分析。

4.Flexsim仿真軟件

4.1 Flexsim仿真軟件介紹

Flexsim是由美國的Flexsim Software Production公司出品的，是一款商業(yè)化離散事件系統(tǒng)仿真軟件。Flexsim采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，并具有三維顯示功能。建模快捷方便，顯示能力強大，特別適合于生產(chǎn)制造、配送、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。其主要特點包括：（1）基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)建模；（2）突出的3D圖形顯示功能；（3）建模和調(diào)試的方便；（4）建模的擴展性強；（5）開放性好。

4.2 應(yīng)用Flexsim仿真軟件建模仿真方法

（1）設(shè)置模型布局

Flexsim對象庫中的對象基本能夠反映各項實際設(shè)施。如進貨源和出貨源可以分別用發(fā)生器和吸收器來表示，加工作業(yè)可以用處理器表示，貨架、運輸機、操作員分別有相應(yīng)的實體表示。并根據(jù)各個實體的數(shù)量尺寸，將其調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢茫蛊渑c實際方案相符。在設(shè)置這些參數(shù)時，要根據(jù)具體的對象特征設(shè)置參數(shù)才能正確的模擬顯示。

（2）定義“流”

根據(jù)系統(tǒng)中各對象之間的邏輯關(guān)系，連接相應(yīng)的端口，構(gòu)建模型的邏輯流程。

實體與實體之間的聯(lián)系可用輸入輸出（A）連接或者中間端點（S）連接。作業(yè)的流程要與實際作業(yè)時的流程相符合。

（3）設(shè)施參數(shù)的設(shè)計

根據(jù)每個對象所描述的物流系統(tǒng)的特征，設(shè)定對象的參數(shù)。Flexsim中常用的一些仿真參數(shù)主要有：

①生成器參數(shù)：可按到達(dá)時間間隔模式、到達(dá)時間表模式、到達(dá)序列模式創(chuàng)建臨時實體。通過生成器可以設(shè)置貨物的到達(dá)類型和到達(dá)時間分布等。

②處理器參數(shù)：處理器參數(shù)一般用到的是處理器容量、處理時間、預(yù)置時間、平均故障時間和平均維修時間等。

③暫存區(qū)參數(shù)：暫存區(qū)參數(shù)主要有暫存區(qū)容量、暫存區(qū)大小、暫存區(qū)貨物堆放形式等。

④貨架參數(shù)：貨架參數(shù)主要有貨架容量、貨架列數(shù)、層數(shù)、列寬、層高、最小停留時間和堆存方式等。

⑤運輸工具參數(shù)：運輸工具包括工人、運輸叉車、堆垛機等，參數(shù)主要有裝載時間、卸載時間、運行速度、裝載量、加速度以及運輸線路設(shè)計等。

⑥臨時實體流參數(shù)：臨時實體流參數(shù)決定實體如何將臨時實體送到下游。這些參數(shù)主要有送往端口、是否使用運輸工具、是否拉動、拉動條件、優(yōu)先級等。

4.3 編譯運行與仿真結(jié)果分析

在完成模型的建立后，可以對仿真模型進行編譯運行。為了減小誤差，可以通過反復(fù)多次的運行或根據(jù)不同的設(shè)定條件運行，得出仿真的結(jié)果。分析實驗中各個對象的工作狀況及效率，對比不同的實驗的結(jié)果，提出改進優(yōu)化措施，并再次進行驗證。最終得出最優(yōu)的方案。

【參考文獻(xiàn)】

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1、論文研究背景及意義

近多年來，由于計算機及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計算機技術(shù)來構(gòu)建數(shù)字城市，近而實現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個新的研究熱點。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計算機軟件模擬實際環(huán)境進行科學(xué)實驗的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機交互、真實建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實時三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)造出來的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對于城市發(fā)展規(guī)劃的各個方面都具有相當(dāng)重要的意義。

2、國內(nèi)、外的視景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實時三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實時視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實和視景仿真系統(tǒng)。我國在視景仿真系統(tǒng)開發(fā)的同時，也在進行仿真系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)。TrueSim v2.0 三維實時仿真軟件平臺是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國內(nèi)外多項最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的仿真平臺。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場景實時漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個實時三維虛擬現(xiàn)實編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產(chǎn)品。

3、本文的研究目的及重要內(nèi)容

本文通過研究虛擬現(xiàn)實視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識，實現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過對虛擬場景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來構(gòu)建虛擬場景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺和工具集對校園虛擬場景進行仿真，在VC++開發(fā)平臺下實現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標(biāo)、鍵盤等交互方式）控制，實現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。

本文主要研究內(nèi)容和所做工作總結(jié)如下：

(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，對國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行調(diào)研。

(2)對黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。

(3)研究用虛擬現(xiàn)實建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對地形、道路、教學(xué)樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進行建模，構(gòu)建出虛擬場景模型庫，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對虛擬場景進行漫游和交互控制。

(4)研究模型數(shù)據(jù)庫建模和優(yōu)化技術(shù)問題，模型數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對提高實時仿真系統(tǒng)中運行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。

(5)碰撞檢測技術(shù)。開發(fā)虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)有一個主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場景中的物體直接進行交互。要實現(xiàn)自然的、精確的人機交互功能首先要解決的是碰撞檢測的問題。碰撞檢測是虛擬場景中動態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動態(tài)物體與動態(tài)物體之間進行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測中有兩個問題需要解決，一是檢測到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測是計算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測是虛擬環(huán)境中一個必不可少的部分。

(6)為保證虛擬場景的真實性、生動性及其對用戶的感染力，對基于粒子系統(tǒng)的虛擬場景環(huán)境特效技術(shù)進行研究。

校園視景仿真就是在計算機環(huán)境中對真實校園的景觀進行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)，生成一個實時的、能給用戶各種真實感受的三維虛擬環(huán)境。利用計算機軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場景中進行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來了解我們的學(xué)校，對本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識。

篇（9）

實踐教學(xué)在高等職業(yè)教育教學(xué)活動中占有非常重要的位置，對于深化學(xué)生對知識的理解和掌握、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力具有重要的作用。但是我國高等職業(yè)學(xué)校實踐教學(xué)特點及條件的限制，阻礙了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。不能最大程度的激發(fā)學(xué)生的求知欲望，在一定程度上影響了學(xué)習(xí)的效果，而用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進行實踐教學(xué)卻可以解決這些難題。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵及特征

虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)又稱臨境技術(shù)，是一種利用計算機系統(tǒng)來創(chuàng)建和體驗虛擬世界(Virtual World)的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是綜合應(yīng)用各種技術(shù)來制造逼真的人工模擬環(huán)境，并能有效地模擬人在 自然環(huán)境中的各種感知系統(tǒng)行為的高級的人機交互技術(shù)，使用戶身臨其境地感知虛擬環(huán)境中的物體，通過虛擬現(xiàn)實的三維設(shè)備與物體接觸，從而真正地實現(xiàn)人機交互。可以說人處在虛擬環(huán)境之中跟現(xiàn)實環(huán)境是沒有差別的。

VR技術(shù)是計算機技術(shù)、計算機圖形學(xué)、計算機視覺、視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、軟件工程、語音識別與合成技術(shù)、人機接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高新技術(shù)集成之結(jié)晶。其逼真性和實時交互性為系統(tǒng)仿真技術(shù)提供有力的支撐。它同時具有沉浸性(immersion)、交互性(interacdon)和構(gòu)想性(imagination)L2 J，VR技術(shù)的發(fā)展始終圍繞這三個特征而前進。沉浸性是指用戶對虛擬世界中的真實感，此種真實感將使用戶難以覺察、分辨出其自身正處于一個由計算機生成的虛擬環(huán)境中；交互性是指用戶對虛擬世界中的物體的可操作性；構(gòu)想性是指用戶沉浸在虛擬世界的多維信息空間中，依靠自身的感知和認(rèn)知能力獲取新的知識，提高感性和理性認(rèn)識，從而深化概念并萌發(fā)新意 J。因而可以說 ，虛擬現(xiàn)實可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。VR技術(shù)的實質(zhì)是一種采用計算機技術(shù)制作仿真的假想世界的技術(shù) J，采用計算機產(chǎn)生一個被仿真世界的動態(tài)、三維視覺環(huán)境，使操作者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。實現(xiàn)的方式主要是戴上特制的頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套以及身體部位跟蹤器，通過聽覺、觸覺和視覺在虛擬場景中進行體驗。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高等職業(yè)教育實踐教學(xué)中的應(yīng)用

2．1 高等職業(yè)學(xué)校實踐教學(xué)的現(xiàn)狀

我國正處于社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展時期，時代需要大量應(yīng)用型人才、高技能人才。“加快培養(yǎng)高質(zhì)量技能型人才，是當(dāng)前我國職業(yè)教育面臨的緊迫任務(wù)；加強實踐教學(xué)的建設(shè)和改革，是提高技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)”[5]。因此，高等職業(yè)教育要將學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)工作落到實處，實踐教學(xué)起著不可替代的作用，加強實踐性教學(xué)可提高教學(xué)效果和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力，進而達(dá)到鞏固理論知識、提高綜合素質(zhì)和實踐能力的目的。可見，加強實踐性教學(xué)，是當(dāng)前高等職業(yè)教育改革與發(fā)展的重中之重。幫助學(xué)生形成實踐操作技能和職業(yè)能力，滿足就業(yè)的需要是職業(yè)技術(shù)教育普遍的教學(xué)終端目標(biāo)。

高等職業(yè)教育實踐教學(xué)通常存在的問題：(1)專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備體積較大而實訓(xùn)教學(xué)的場地有限，教師在講授設(shè)備操作、使用、注意事項時，只有在設(shè)備附近的少數(shù)學(xué)生能看清楚。(2)專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、單價較高，為實訓(xùn)教學(xué)增加設(shè)備的臺數(shù)勢必大幅度增加購置經(jīng)費，而且每次使用機器成本較大(包括原材料、電力、機器損耗和設(shè)備維修費用，而實驗產(chǎn)品是不能投放市場產(chǎn)生經(jīng)濟效益的)。(3)實驗設(shè)備更新速度相對滯后于技術(shù)更新的速度。如果按照現(xiàn)在的技術(shù)更新速度同步進行實驗設(shè)備的更新，投入將是非常巨大的，由此造成的浪費也是非常嚴(yán)重的。(4)由于實驗故障等原因?qū)е碌脑O(shè)備損耗較為嚴(yán)重。對實驗過程指導(dǎo)不力或?qū)嶒炦^程中的失誤，易導(dǎo)致設(shè)備非正常損耗。(5)對于沒有實踐經(jīng)歷的學(xué)生在真實實驗或生產(chǎn)車間進行操作存在一定的危險性。因而在現(xiàn)實教學(xué)中，一般采用教師演示或組織學(xué)生看錄像的方式，但學(xué)生很難獲得感性認(rèn)識，實驗效果大打折扣。(6)教師只能對機械外表進行講授，而機器的運作原理及內(nèi)部運作無法了解，當(dāng)機器運轉(zhuǎn)時內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法講授(機器運轉(zhuǎn)時不能拆開機殼)；(7)在財經(jīng)、管理等文科專業(yè)教學(xué)中存在單純依靠語言講授，實踐不足的現(xiàn)象；旅游等專業(yè)的學(xué)生實踐教學(xué)要專程到旅游景點進行，費用太高等問題。

2．2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實踐教學(xué)中的應(yīng)用特點

2．2．1 教學(xué)手段先進 用現(xiàn)代化計算機仿真技術(shù)展示設(shè)備，學(xué)生能真實的對虛擬設(shè)備進行操作，且操作過程清晰易懂。同時，在立體投影屏幕上顯示相應(yīng)的圖像和交互操作的效果，坐在虛擬現(xiàn)實教室的其余近百名學(xué)生則可帶上立體眼鏡進行觀摩學(xué)習(xí)，課堂氣氛活躍，參與度高，有利于學(xué)生的正確理解和掌握。

2．2．2 降低辦學(xué)成本 用現(xiàn)代化計算機仿真技術(shù)，減少設(shè)備臺數(shù)，沒有原材料消耗，旅游等專業(yè)減少了異地實踐的費用，可大大降低辦學(xué)成本。

2．2．3 學(xué)習(xí)效果明顯提高 用現(xiàn)代化計算機仿真技術(shù)，將設(shè)備三維“虛擬”出來，并可產(chǎn)生互動，學(xué)生通過在計算機反復(fù)操作練習(xí)后，掌握基本操作技能的時間比以前大大減少，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2．2．4 學(xué)習(xí)興趣增強 用現(xiàn)代化計算機仿真技術(shù)，學(xué)生可使用計算機進行仿真操作，使一些比較枯燥難于操作的實驗、實訓(xùn)變得有趣和便于掌握。

2．3 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)加強高職學(xué)校理工科學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

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篇（11）

中圖分類號：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：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

所謂軍事運籌學(xué)就是應(yīng)戰(zhàn)爭中準(zhǔn)確計算和合理分配戰(zhàn)場資源的，根據(jù)實際需要而產(chǎn)生的學(xué)科。它誕生于20世紀(jì)30年代,是軍事學(xué)的重要組成部分。軍事運籌學(xué)就是用數(shù)學(xué)方法研究各種軍事系統(tǒng)最優(yōu)化問題的學(xué)科，應(yīng)用于軍事運籌學(xué)，以便解決實際問題。它為指揮員提供科學(xué)決策的依據(jù)。

基于仿真的武裝裝備效能的評估就是一個很大的成就。效能評估是軍事運籌學(xué)里面的一個非常基礎(chǔ)卻又非常重要的分支，也是現(xiàn)在戰(zhàn)爭戰(zhàn)法的依據(jù)所在。在美國，這方面的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它國家(從最近的幾次戰(zhàn)爭的效果來看)，所以我們現(xiàn)在要以美國的發(fā)展趨勢為目標(biāo)，就實際情況而論，我們和他們之間的差距還很大，但是，美國這方面的成就很值得我們?nèi)ソ梃b。

一、運籌學(xué)在裝備系統(tǒng)效能評估上的應(yīng)用

高新技術(shù)快速發(fā)展到今天，往往在一個武器裝備系統(tǒng)中綜合運用了多種高新技術(shù)，如：紅外、雷達(dá)、激光、電子等探測技術(shù)、雷達(dá)、紅外、GPS、激光、圖形匹配等精確制導(dǎo)技術(shù)，電子對抗技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)等。如果想要準(zhǔn)確評估一個武器裝備系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是非常困難的，因為這不僅涉及到多種高新技術(shù)，而且還要涉及到它們之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響，并且還涉及到這些技術(shù)的綜合運用后對作戰(zhàn)效果的影響。

DWK是為了適應(yīng)復(fù)雜仿真系統(tǒng)的需求仿真模型的重用和計算機仿真技術(shù)的發(fā)展所開發(fā)的對抗仿真應(yīng)用軟件的高層開發(fā)平臺。DWK采用了HLA技術(shù)，它可以方便地實現(xiàn)分布運行集中控制、模型重用等仿真工作。DWK主要由建模模塊、配置模塊、態(tài)勢生成、效能評估模塊、視景顯示模塊和管理工具幾部分組成。DWK還包括幾個聯(lián)邦成員，包括相應(yīng)的HLA框架和其數(shù)學(xué)模型。

DWK不僅可以用于武器效能評估系統(tǒng)的開發(fā)，還可以用于戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)，是對抗仿真應(yīng)用系統(tǒng)的高層開發(fā)平臺。DWK主要由開發(fā)工具、通用仿真模塊和專業(yè)聯(lián)邦成員組成，其中專業(yè)聯(lián)邦成員包括相應(yīng)的HLA框架和其數(shù)學(xué)模型。為了適應(yīng)復(fù)雜仿真系統(tǒng)的需求、仿真模型的重用和計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，DWK采用了HLA技術(shù)，它可以方便地實現(xiàn)分布運行集中控制、模型重用等仿真工作。

使用DWK，用戶可以不了解HLA技術(shù)，只要將自己的仿真模型添加到DWK中就可以實現(xiàn)對抗系統(tǒng)的建模與仿真。用戶就可以將主要的精力放在專業(yè)數(shù)學(xué)模型的開發(fā)和改進之上，仿真的控制和協(xié)同由DWK來完成。DWK提供效能分析和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練兩種仿真模式組成。利用效能評估工具可對仿真對象的效能做出科學(xué)的判斷；戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練通過GL Studio開發(fā)的模擬真實設(shè)備的操作界面和豐富的指揮參考信息，對指揮人員和武器操作員進行戰(zhàn)術(shù)使用訓(xùn)練。

DWK適用于對作戰(zhàn)場景中的裝備、裝備部件進行仿真，軍方裝備部門、地方工業(yè)部門都可以利用DWK測試武器裝備在對抗條件下的效能和進行裝備的使用訓(xùn)練。

二、運籌學(xué)在裝備作戰(zhàn)模擬效能評估上的應(yīng)用

運籌學(xué)在作戰(zhàn)模擬效能上的應(yīng)用是20年來研究最為活躍的領(lǐng)域之一，但是，在實際應(yīng)用中，必須先建立作戰(zhàn)模擬模型，這是研究運籌學(xué)在其應(yīng)用中的先決條件。在運籌問題中，運籌學(xué)在作戰(zhàn)模擬效能的應(yīng)用表現(xiàn)為：武器裝備的對抗問題；高技術(shù)下采用何種作戰(zhàn)方法；使用何種方案對作戰(zhàn)效能進行評估；作戰(zhàn)的兵力需求和兵力結(jié)構(gòu)研究等。

眾所周知，構(gòu)建作戰(zhàn)模擬模型工作量大、周期長、技術(shù)難度高，因此，如何解決模擬的可重用性、模型的有效性，是運籌學(xué)發(fā)展的重要目標(biāo)。為了提高建模的質(zhì)量和效率，我們應(yīng)注意以下兩個方面。

（一）為了能充分發(fā)揮武器裝備的作戰(zhàn)效能，要深入研究新的作戰(zhàn)樣式的特點和規(guī)律，和發(fā)展相應(yīng)的軍事運籌的理論和方法。針對作戰(zhàn)模擬中聯(lián)合作戰(zhàn)能力量化和效能評估所提出的難點問題中，不僅提出利用“聯(lián)合指數(shù)”法按打擊力、機動力、防護力、信息力和保障力對武器裝備的作戰(zhàn)能力進行量化，而且并利用矢量求模的方式，求取武器裝備整體合力。它不但克服了傳統(tǒng)指數(shù)法無法對聯(lián)合作戰(zhàn)中各軍兵種作戰(zhàn)能力按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)量化的缺點。還論文嘗試?yán)谩皡f(xié)同系數(shù)”方法對聯(lián)合作戰(zhàn)編組整體作戰(zhàn)能力進行量化和分析，彌補傳統(tǒng)指數(shù)計算中單純利用線性聚合方法所造成的無法反映協(xié)同作戰(zhàn)效果的問題。最后，根據(jù)指數(shù)―蘭徹斯特方程對想定背景條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)進行了效能評估。高技術(shù)戰(zhàn)爭呼喚新的軍事運籌方法，是軍事運籌學(xué)在新的軍事革命形勢下面臨的挑戰(zhàn)，同時也為運籌學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展提供了難得的機遇。

（二）軍事運籌學(xué)效能的評估應(yīng)用在技術(shù)方面需要我們共同的提高和進步,這點是我們共同的目標(biāo)。但是我們還要在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，譬如說效能的評估結(jié)果的呈現(xiàn),現(xiàn)在的文獻(xiàn)與應(yīng)用結(jié)果都把結(jié)果的呈現(xiàn)簡單化了。這樣種種的問題會使其應(yīng)用非常困難，因為現(xiàn)有的體制使得我國在效能評估方面的應(yīng)用本來就是非常有難度的。如果我們還不適應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)們的口味，那么效能評估都只能是紙上談兵了。

目前，我國現(xiàn)在軍隊的裝備效能技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國等發(fā)達(dá)國家。作為一個具有優(yōu)秀軍事思想的國家，在技術(shù)發(fā)展的今天我們已經(jīng)落后了,這不僅表現(xiàn)在技術(shù)上，而且表現(xiàn)在思想上。作為新時期的工作者任重而道遠(yuǎn)。我們應(yīng)在分析落后原因的基礎(chǔ)上，提出解決問題的方案，迎頭趕上，為我們國家的軍事運籌學(xué)的應(yīng)用做更大的貢獻(xiàn)。