時間：2023-09-04 16:54:16
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篇數(shù)字化仿真技術，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。
關鍵詞:液壓 仿真技術 應用與發(fā)展
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0097-01
仿真技術是液壓系統(tǒng)設計的必要手段,已經(jīng)被業(yè)界廣泛認可。液壓仿真技術始于20世紀50年代,剛開始是運用傳遞函數(shù)法進行仿真,也只能分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及頻率響應特性,這是一種用于單輸入單輸出的系統(tǒng)的仿真技術。進入20世紀70年代后,隨著液壓流體力學、現(xiàn)代控制理論、故障診斷技術、信息化技術的發(fā)展,液壓仿真技術也得到了一定發(fā)展,已經(jīng)可以建立液壓系統(tǒng)的分析數(shù)學模型。近年來,加快了復雜的液壓系統(tǒng)的研究,這使得從以前對象單一的形式化模型及數(shù)字化信息空間的定量研究發(fā)展到對于對象建立起定性和定量相結(jié)合,將信息、智能集成在一個復雜的信息空間中的定性和定量的研究。液壓仿真技術由三個部分組成:數(shù)據(jù)建模;模型解算;仿真結(jié)果分析。在我國,液壓仿真技術起步比較晚,雖然取得了很大的進步,比如國內(nèi)的液壓軟件仿真系統(tǒng)DLYSIM的研發(fā)成功,但是目前我國與國外的液壓仿真技術還有很大的差距。
1 液壓仿真技術存在的主要問題
目前液壓仿真技術存在的主要問題有以下幾類問題:結(jié)構(gòu)要求更加復雜,系統(tǒng)建模不容易;技術要求更高,系統(tǒng)仿真的精度和可靠性不高達不到要求的水準;結(jié)構(gòu)不斷復雜化,仿真模型庫不完善問題越來越突出;各類仿真軟件不斷被開發(fā),但是仿真軟件的通用性不好的問題大量存在;液壓技術不斷發(fā)展,客戶對液壓仿真技術要求越來越高等。而液壓仿真技術目前主要有以下幾個關鍵點:一是加強液壓元件和系統(tǒng)建模理論的研究,深入探索液壓系統(tǒng)的機理,為液壓仿真技術的發(fā)展提供充分的理論基礎;二是繼續(xù)開展液壓專用仿真軟件的開發(fā)和研制,為行業(yè)提供更加方便快捷的仿真工具,提高整個行業(yè)的操作效率;三是提高仿真結(jié)果的精度,以滿足越來越高的客戶要求,使仿真軟件更加專業(yè)化;四是提高行業(yè)設計人員的素質(zhì),提高創(chuàng)新發(fā)展的能力;五是優(yōu)化輸出結(jié)果的描述和分析的方法,讓結(jié)果分析更加明確清晰,效率更高。
2 現(xiàn)代化仿真技術在液壓系統(tǒng)中的應用
隨著信息化技術的不斷發(fā)展,仿真技術也越來越成熟,利用計算機和硬件編程作為工具來研究液壓系統(tǒng)動態(tài)特性已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。仿真技術是以計算機技術、信息化技術、系統(tǒng)編程技術及其應用有關的專業(yè)技術為基礎,以各種相似原理和物理效應的設備為工具,利用一些假想的簡化模型結(jié)構(gòu)對實際情況進行模擬研究的一種技術。它綜合了計算機、網(wǎng)絡、故障診斷、液壓驅(qū)動技術、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高新技術領域的最新成就,不僅可以用于產(chǎn)品或系統(tǒng)的性能測試,而且可以用于產(chǎn)品研制開發(fā)的整個過程及由多個系統(tǒng)綜合構(gòu)成的復雜系統(tǒng)。
隨著仿真技術的發(fā)展,仿真類型也在不斷豐富,根據(jù)計算機類型的不同,仿真可以分為模擬仿真、數(shù)字仿真、數(shù)字模擬混合仿真和全數(shù)字仿真。模擬仿真是傳統(tǒng)的類型,它主要是以模擬計算機為主要工具,對液壓系統(tǒng)的模擬進行運算和研究。而數(shù)字仿真是現(xiàn)代化的仿真手段,它是以數(shù)字化計算機為主要工具。
仿真技術在液壓領域的應用主要包括以下幾點。
(1)通過理論推導建立已有液壓元件或系統(tǒng)的數(shù)學模型,用實驗結(jié)果與仿真結(jié)果進行比較,驗證數(shù)學模型的準確度,并把這個數(shù)學模型作為今后改進和設計類似元件或系統(tǒng)的仿真依據(jù),深入探索液壓系統(tǒng)的機理,為液壓仿真技術的發(fā)展提供充分的理論基礎,這也能很好的解決目前仿真模型庫不完善的問題。
(2)通過建立數(shù)學模型和仿真實驗來模擬現(xiàn)實問題,在建模時對于不同的情況我們要采用不同的方案,例如采用有限元分析,甚至有時候還要適當簡化模型,這樣來找到模擬計算難度和切合實際問題之間的平衡。然后設置相應的各種數(shù)據(jù)參數(shù),在設置參數(shù)時,我們首先要進行理論上的選擇,然后針對實際情況做出一些相應的修改。最后確定已有系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整范圍,這樣有利于掌握仿真的范圍也可以縮短系統(tǒng)的調(diào)試時間,減少犯錯的幾率,也提高了效率。
(3)通過仿真實驗研究測試新設計的元件各結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響,要注重各個元件的配合和基本參數(shù),如液壓泵的壓力、液壓泵的排量和流量、液壓泵的功率以及液壓泵的效率等,確定參數(shù)的最佳匹配,提供實際設計所需的數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)整理入庫,完善液壓仿真技術的數(shù)據(jù)庫。
(4)通過仿真實驗驗證新設計方案的可行性及結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響,從而確定最佳控制方案和最佳結(jié)構(gòu)。在這個過程中我們要綜合所有應該考慮的因素,不僅僅是技術方面的,還有一些技術以外的重要因素,比如造價、環(huán)境狀況和實現(xiàn)難易程度等。
3 液壓仿真技術的發(fā)展趨勢
3.1 創(chuàng)新建模方法
在整個液壓仿真技術中,建模是一個重要的基礎,一個正確的模型,可以很好的反應需要解決的問題和得到想要的數(shù)據(jù)。因此應大力發(fā)展系統(tǒng)自動建模技術、一體化開放性的圖形建模技術、具有在線自動調(diào)試功能的建模技術和采用高精度自適應的模型,來提高模型的可操作性和準確度,為液壓系統(tǒng)的分析提供技術支持。
3.2 開展人機交互的仿真研究
人機交互技術已經(jīng)成為信息化技術追求的目標,不僅是仿真技術,其他計算機技術也在加大這方面的研究。人機交互旨在提供更好的操作技術,使操作更加方便,也更加智能化。
3.3 進行面向?qū)ο蠡姆抡婕夹g研究
面向?qū)ο蠡姆抡婕夹g是近幾年發(fā)展起來的新型技術,它突破了傳統(tǒng)的仿真方法的觀念,它根據(jù)組成系統(tǒng)的對象及其相互作用關系來構(gòu)造仿真模型。它分析、設計和實現(xiàn)系統(tǒng)的觀點與人們認識客觀世界的自然思維方式一致,因而增強了仿真研究的直觀性和理解性。
4 結(jié)語
隨著信息技術的發(fā)展,我國液壓仿真技術也越來越成熟,但是還有很多關鍵問題還有待解決和提高,所以我們要不斷創(chuàng)新液壓仿真技術,加強對整個行業(yè)的重視和投入。液壓仿真技術正在朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展,相信不久的將來液壓仿真技術會帶給我們更多的驚喜。
參考文獻
[1]王士剛.液壓系統(tǒng)動態(tài)仿真模型可視化建模技術研究[J].大連理工大學學報,2004(2).
關鍵詞：低壓電器；數(shù)字化仿真設計；發(fā)展；應用
一、低壓電器仿真與數(shù)字化設計技術進展
解決了從三維造型軟件，如UG-Ⅱ和pro/E的三維建模與三維仿真，到如ADAMS和Ansys的接口問題，為低壓電器的仿真與數(shù)字化設計技術在實踐中的應用打通了前進的道路。該項技術的開始階段，著眼于低壓電器各個部件的仿真，依靠靜態(tài)至動態(tài)特性仿真，尋求各個部件的優(yōu)化設計，如以低壓斷路器的機構(gòu)操作速度為提高目標的優(yōu)化設計，磁脫扣器的保護特性仿真與優(yōu)化設計，交流接觸器磁系統(tǒng)的靜、動特性仿真與優(yōu)化設計等。但一個電器的基本性能不是僅由單個部件的優(yōu)化設計所能決定的。對低壓斷路器來說，分斷特性與各個部件的配合有關，與多種物理現(xiàn)象的綜合有關；另外，與仿真條件是否完全按照國家和IEC標準的要求進行也有關，因為實際樣機的型式試驗和出廠試驗都是嚴格按照標準進行的。為了滿足上述要求，當前低壓電器仿真與數(shù)字化設計技術正向以下幾個方面進展：
（1）多場域、多物理現(xiàn)象綜合的仿真技術
例如，在對低壓器結(jié)構(gòu)進行仿真設計的時候，如果不考慮計算連桿本身的應變、應力，而只針對連桿之間的相互配合，那么這種低壓電器無論是從部分結(jié)構(gòu)到整體功能都不能實現(xiàn)設計的最優(yōu)化；另外，如萬能式斷路器短時耐受的仿真設計，它的仿真不是單領域、單獨部分的，而是對瞬態(tài)電磁場、熱場和電路瞬態(tài)包括材料相變等相結(jié)合的仿真設計。想要將這種仿真技術實現(xiàn)好，不僅需要利用當下的電磁場仿真軟件，還需要將自開發(fā)設計的軟件、代碼和商品軟件的特點綜合起來進行整合利用。
（2）基于磁流體動力學（MHD）電弧數(shù)學模型
想要實現(xiàn)滅弧室的仿真，一定要對滅弧室的電弧的物理現(xiàn)象進行具體的分析掌握，才能使滅弧室的仿真設計達到最佳效果。當前，已經(jīng)有數(shù)位研究人員對電弧數(shù)學模型進行分析，研究表明電弧的磁流體動力學模型能夠準確具體的將滅弧室的分段過程的物理現(xiàn)象表現(xiàn)出來，從而加快了其應用發(fā)展。電弧數(shù)學模型可以將滅弧室內(nèi)的溫度、磁場、壓力以及離子密度等在分段過程中的先向變化進行分析，可以得到以下結(jié)論：滅弧室的幾何尺寸、結(jié)構(gòu)、材料等都會影響到電弧電壓和電弧電流過后的介質(zhì)性強度的恢復。MHD的電弧數(shù)學模型發(fā)展還不完善，對于一些復雜的計算，難以同電路瞬態(tài)、電極表面、機構(gòu)動態(tài)等物理現(xiàn)象結(jié)合起來，計算中涉及電流過大時，難以進行收斂。
（3）建立簡化的工程用電弧數(shù)學模型
對低壓器的分段過程進行仿真，分段特性作為低壓開關電器的主要特性，若要實現(xiàn)低壓器的優(yōu)化仿真設計，就要保證低壓電器在無論尺寸怎樣縮小的同時，都能夠?qū)㈩~定極限短路分斷能力ICU和額定短路分斷電流ICS提高。要想實現(xiàn)這樣的優(yōu)化目標，其關鍵不是磁脫扣器、機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)，重點是建立簡化的工程用數(shù)學模型，在電弧模型MHD難以耦合的時候，進行應用。
（4）使仿真技術嚴格按國家標準要求進行
產(chǎn)品通過仿真和優(yōu)化設計后是否滿足技術要求，需要用國家標準來考核，因而仿真工作必須嚴格按國家標準要求來進行。如萬能式斷路器的短耐仿真，在規(guī)定的功率因數(shù)條件下，選擇合閘相角使短路電流第一個半波峰值達到可能的最大值；又如接觸器的熱仿真，按國家標準要求，發(fā)熱試驗時接觸器的主回路和線圈要同時通電，且主回路觸頭間的連接導線要按規(guī)定選擇。
（5）建立更有效的工程計算方法
在對多場域的靜態(tài)或者動態(tài)仿真進行計算時往往會耗費大量的時間。因此我們應該從實際應用的角度出發(fā)，找到一種簡單省時且不影響計算準確度的計算方法這也是仿真技術發(fā)展的需要和前進的目標。例如，我們將三維有限元熱場應用于電器熱計算當中，另外，當前所被廣泛應用的熱路網(wǎng)絡計算方法，不僅能夠減輕計算難度和計算量，還能夠確保計算的準確度。
（6）仿真與數(shù)字化設計技術和節(jié)能減排的關系
社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的用電需求越來越大，而我國的主要電力供給都是以煤炭資源為主體，所以說，節(jié)能減排、加大利用可再生能源、發(fā)展智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢和目標。在配電系統(tǒng)中，低壓電器是其中最主要的元器件，所以在進行研究的時候始終將低壓電器作為重點研發(fā)對象。為了節(jié)能減排的需要，要加大對小尺寸低壓氣的開發(fā)，保證其性能和可靠性，從而使配電系統(tǒng)能夠正常運行。隨著直流系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)作為可再生能源的發(fā)展應用，因而要不斷提高直流開斷技術。
二、實例應用介紹
1、與多體動力學耦合求解
近些年，我國對接觸器的動態(tài)性仿真技術已經(jīng)有了一定的研究分析，接觸器動態(tài)性仿真的主要功能就是減少在分閘時出頭的彈跳，從而延長AC―3的使用壽命，對觸頭彈跳進行仿真，將電磁場、電路瞬態(tài)兩者結(jié)合起來，同時與多體動力學進行耦合，之后運用ADAMS軟件以對偶和計算的接口進行計算。
2、熱路網(wǎng)絡的應用及緊湊型斷路器的設計
想要減少原料，避免資源浪費，那么就要加強對緊湊型開關電器的設計，從而避免工藝與資源的浪費。核心技術是降低溫升和熱計算，之前一般都是借助三維有限元熱仿真技術，但是這種方法計算復雜且耗時過長，因此當前一般都發(fā)展并廣泛應用熱路網(wǎng)絡的熱分析，不僅計算簡單還能夠在工程中得以應用發(fā)展。
3、基于MHD電弧數(shù)學模型的中間和兩側(cè)出氣
中間和兩側(cè)出氣在直流分斷過程中存在差異性，出氣結(jié)構(gòu)不同從而決定了電弧不同的動態(tài)過程，尤其是電弧弧柱運動到出氣口附近。中間出氣是比較傳統(tǒng)的的方式，出氣口的電弧前端為尖形，并主要集中在滅弧室中間區(qū)域，這是由于在出氣口處流體受到明顯壓縮作用；兩側(cè)出氣結(jié)構(gòu)中，由于氣流場的作用，在出氣口處電弧呈現(xiàn)向兩側(cè)出氣口分裂，有利于增大電弧與滅弧柵片和介質(zhì)的接觸面積，增加電弧在滅弧柵片“腹部”的運動。
4、 基于鏈式電弧模型，實現(xiàn)低壓斷路器的分斷特性仿真
雖然低壓電器一直在發(fā)現(xiàn)進步，各個零件特性的仿真性也越來越好，但是仍舊受到電弧數(shù)學模型的制約，特別是低壓器在分斷這一部分的仿真性還需要深入研究。雖然MHD在國內(nèi)外都收到廣泛的關注，但是MHD模型的最高斷電仿真不能高于幾千分，否則電弧不容易收斂，而且該模型不能和機構(gòu)運動、觸頭拆開等階段進行結(jié)合，因此，在實際的應用中，國內(nèi)外都普遍選擇比較簡單的電弧數(shù)學模型，達到使低壓電器達到整個過程的仿真。
三、結(jié)語：
綜上所述，本文主要分析了低壓電器數(shù)字化仿真設計的發(fā)展進程，并通過具體的實力應用做進一步的詳細分析，從而進一步證明了數(shù)字化仿真技術的可信、可靠性，以及在低壓電器上的應用推廣，為今后低壓電器數(shù)字化仿真設計的發(fā)展和應用提供一定的借鑒參考意義。
參考文獻：
[1]陳德桂.虛擬樣機成為開發(fā)新型低壓電器的關鍵技術[J].低壓電器，2002（6）：3-7.
[2]許文良，尹天文，周英姿，等，智能電器數(shù)字化創(chuàng)新設計關鍵技術研究與應用[J].低壓電器，2012 （16）： 14-17.
【關鍵詞】仿真復制技術，檔案，實體保護
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
隨著社會進程的飛速發(fā)展，人民的精神文化需求與日俱增，促進了檔案保存事業(yè)的進步。檔案工作也在隨著技術的提高，極大地提高了檔案的使用價值。通過仿真復制技術可以使檔案的實體從檔案室中解放出來，走到了群眾的日常生活中，發(fā)揮了檔案的珍貴價值，讓人們了解人類發(fā)展的歷史記錄。
1使用仿真復制技術的必要性和重要性
中國是著名的文化大國，有許多珍貴的歷史資料，而四大發(fā)明的印刷術和造紙術也為以紙為載體的訊息提供了傳播和復制的途徑，進一步促進文化的傳承和傳播。時至今日，我們通過保存的檔案，了解當時的文化歷史背景，傳承了優(yōu)秀的民族文化。但是隨著時間的流逝，很多紙質(zhì)的文獻也會慢慢發(fā)生了變化，紙質(zhì)變黃、變脆，不易于保存和閱讀，因此保護和搶救歷史檔案的事情刻不容緩。
2仿真復制技術的介紹以及操作流程
檔案的數(shù)字化仿真復制技術主要是有圖像采集、圖像管理、色彩管理與打印輸出四個部分，設備包括了專業(yè)的高精度掃描儀、標準光源、分光光度儀、圖形工作站、激光和噴墨打印機和相關的色彩管理軟件。它是由圖形圖像技術、數(shù)字印刷和數(shù)字影像技術于一體的知識體系。
2.1數(shù)據(jù)圖像信息采集
數(shù)據(jù)圖像的采集工作是仿真復制工作的基礎工作，也是至關重要的步驟。是保證仿真復制技術的高質(zhì)量的基礎。在進行數(shù)據(jù)采集之前，需要對掃描儀進行色彩校正的準備，用以確保采集檔案實體的準確性。在仿真復制的過程中，通常會采用非接觸式的高清掃描儀對大幅面字畫檔案盒檔案案卷的珍貴原件進行圖像采集。
2.2色彩管理
色彩管理是檔案仿真技術中重要的一個環(huán)節(jié)，是保證高質(zhì)量的仿真效果的基礎。它運用專業(yè)的色彩管理軟件和分光光度儀，對激光和噴墨打印機、高清掃描儀和專業(yè)的顯示器等進行色彩校正，確保最終打印的色彩效果和原件保持一致，力爭接近或者達到“所見即所得”的視覺效果。
2.3圖形圖像的處理
在使用專業(yè)的圖形圖像處理軟件PhotoShop等之前，需要將圖片導入到色彩管理中預先做好的掃描儀和打印機的ICC文件中，這樣做可以讓顯示器的圖像色彩與實際輸出的保持一致。使用軟件對有損壞的檔案圖片進行修復，在標準情況下，將仿真件與原件進行對比，運用色彩學的知識，從色彩的平衡感、亮度以及色彩飽和度等方面對圖像進行色彩的校正，確保色彩的一致性。
2.4仿真件的打印輸出
檔案仿真件的輸出主要是由激光或者噴墨打印機作為輸出設備，根據(jù)檔案原件的紙張的類型選擇色彩、材質(zhì)相近或者相同的仿真件的載體，在結(jié)合屏幕軟打烊和色彩管理，完成相關的圖像處理后，打印輸出檔案仿真件。
3 數(shù)字化仿真復制技術在保護檔案中的作用
3.1能夠有效的延長檔案的使用壽命
隨著時間的流逝，檔案的保存越來越難，許多珍貴的資料都存在一些的損壞。如果不及時保存，它們之中的歷史信息都會消失。利用數(shù)字仿真技術繼承檔案中的寶貴資料，代替真件供給人們進行學習，在恒濕和恒溫的檔案庫中有利于檔案的保存，最大程度的減緩檔案的破損和老化程度。
3.2能夠有效的管理和保存檔案信息
通過專業(yè)的儀器獲得檔案中的信息，如圖片、文字、墨痕、污跡甚至是損壞情況等都進行了全面的記錄。這些清晰的圖片可以在電腦內(nèi)，進行統(tǒng)一規(guī)范的管理，又能提供便捷的檢索。為了滿足圖像處理的要求，圖像的分辨率要在300dpi以上。處理后的圖像往往所占內(nèi)存較大，在處理的過程中，合并或者刪除一些不必要的圖層，保留關鍵的圖層，并進行復制和保存。最終輸出的檔案一樣要與原件進行編號，而處理后的圖像也要在光盤上保存。一旦仿真模擬檔案出現(xiàn)損壞，技術人員可以很快重新制作出來。雖然在刻錄光盤后也會出現(xiàn)一定的老化，但是其中儲存的信息可以不斷的進行更新，使得檔案的信息長期的儲存下去。
3.3能夠較好的收集和整理檔案中的信息
很多情況下,很多歷史檔案要保存在不同的地區(qū)，在調(diào)用檔案時十分的不便。而通過仿真復制技術，將分散在不同地區(qū)的檔案以高清圖像的形勢進行信息的交流，再利用互聯(lián)網(wǎng)，全國范圍內(nèi)的文獻資料，可以聯(lián)網(wǎng)查閱，極大的豐富了館藏，及時豐富的提供了檔案的社會服務。同時，對于珍貴的孤本和珍品可以得到很好的保存，減少了使用時的磨損，甚至遺失。
4數(shù)字化仿真復制技術的應用實例
4.1異地備份的基礎
近些年來的自然災害頻發(fā)，這就給檔案部門保存珍貴文獻造成了極大的不便。在四川的汶川地震中，羌族的檔案館中許多珍貴資料就因地震被破壞了，形成了重大的損失。全國的檔案的部門在這次災害后，紛紛嘗試電子文件的異地備份，以減少自然災害引起的巨大損失。如果發(fā)生自然災害檔案遭到破壞，檔案館可以從備份中心及時取得仿真復制件重新制作，恢復檔案的原貌，也算是對檔案的彌補。
4.2在展覽中應用實例
檔案不僅僅是用來保存的，更是應該給人們閱覽、學習的。許多的紀念館和檔案館都經(jīng)常舉辦各種檔案的展覽會。通過展覽的形式，人們可以從中獲得比較原始和真實的信息，觀眾可以被真正的史實所震撼，檔案展覽業(yè)起到了生動宣傳的作用。舉辦一次展覽并不難，但是如果想形成某個專題的系統(tǒng)性的展覽，由于一定的局限性，檔案的實物具有惟一性，而一般的復制技術，雖然使用了影印、燈光等技術手段，可以烘托出氣氛，但是遠遠沒有數(shù)字化仿真復制技術那樣的震撼感和真實感。
結(jié)束語：
數(shù)字化仿真復制技術與傳統(tǒng)的檔案修復技術相比，在不破壞的珍貴的原件的基礎上，仿真復制技術更加易于保存和傳播。在國家的大力支持下，我國源遠流長的文化能夠得到全面地保護，而且檔案仿真技術能夠使得許多珍藏的檔案不在局限于史學家的考究中，逐漸走進世人的目光，為世界所熟悉。
參考資料：
關鍵詞：關鍵詞：計算機技術 虛擬現(xiàn)實 計算機仿真技術
一、計算機仿真發(fā)展歷史
仿真模擬方法可以追溯到1773年，法國科學家用仿真模擬的方法做物理實驗，然而，第一個用這種方法做隨機試驗的人也許是美國統(tǒng)計學家E.L De forest，那是在1876年。比較早而且著名的蒙特卡羅方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”為筆名時，使用了蒙特卡羅方法來證明他的t分步法；盡管蒙特卡羅法起源于1876年，但是直到約75年后，它才命名為蒙特卡羅法。其原因是直到數(shù)字計算機出現(xiàn)以前，這種方法在許多重要問題上不能運用。從1946年到1952年數(shù)字計算機在一些科研機構(gòu)得到發(fā)展。
與今天的計算機相比，早期的計算機預算速度慢且不能存儲任何東西。現(xiàn)在可并行計算機已成主流。自計算機誕生以來，性能的提高，幾乎是每四五年提高100倍，每十年提高1萬倍的速度持續(xù)發(fā)展著。
二、仿真的定義和分類
1.仿真定義
計算機仿真技術是以數(shù)學理論、相似原理、信息技術、系統(tǒng)技術及其應用領域有關的專業(yè)技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設想的系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合性技術。
仿真是在數(shù)字計算機上進行實驗的數(shù)字化技術，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。
系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術和計算技術等理論基礎之上的，以計算機和其它專用物理效應設備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗，并借助于專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對實驗結(jié)果進行分析研究，進而作出決策的一門綜合性的和試驗性的學科。
三、需求牽引 技術推動
相互推動
計算機技術作為一個獨立的研究領域已有多年的歷史，計算機仿真技術隨著計算機科學技術的飛速發(fā)展，除了本身日趨成熟，并且或得了廣泛運用外，目前正面臨挑戰(zhàn)。
“需求牽引、技術推動“是促使計算機仿真技術在近年內(nèi)去得飛速發(fā)展的重要。計算機仿真的形成是當代科學技術飛速發(fā)展的結(jié)果。
計算機仿真技術首先可以以高效地處理科學數(shù)據(jù)和解釋科學數(shù)據(jù)。其次，計算機仿真技術豐富了信息交流手段。
計算機仿真技術的形成推動工業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)競爭能力的需要。
四、仿真軟件
仿真軟件的應用和定義
仿真建模軟件系統(tǒng)，是為科研人員進行仿真實驗提供支持的系統(tǒng)。如果在計算機上進行仿真實驗必做一場軍事演習，那么科研人員就是這場軍事演習的指揮官，仿真建模系統(tǒng)則為這場演習提供場地和手段。他能為指揮官加工信息、預計結(jié)果和進行輔助決策。其用途非常廣泛，經(jīng)濟價值極高。仿真軟件是一項面向仿真用途的專用軟件，他的特點是面向用戶、面向問題。仿真軟件一般是由模型和描述語言、翻譯程序、使用程序、算法庫、函數(shù)庫、模型庫、運行控制程序等組成。應具有建模、運行控制、結(jié)果處理以及相關的數(shù)據(jù)庫等組成。
五、計算機仿真的基本理論
計算機仿真是由系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)學方法和計算機技術相結(jié)合的新型學科。
計算機仿真是一種科學方法，科學研究通常有三種途徑：理論推導、科學實驗和仿真模擬。
計算機與數(shù)學學科的相互作用促進了進算計技術的發(fā)展。在本質(zhì)上數(shù)學是計算機的靈魂。
在計算機仿真技術中引入人工智能技術，能夠優(yōu)化系統(tǒng)，做到有優(yōu)化機制自動修改系統(tǒng)參數(shù)，并啟動仿真模塊，最終獲得最優(yōu)解，但在離散事件系統(tǒng)仿真重這種機制還處于研究階段。
新技術的研究開發(fā)、利用，大大提高計算機的仿真軟件的功能與性能，解決計算機仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。隨著以智能化、集成化、自動化、并行化、開放化以及自然化、為標志的計算機仿真軟件新技術的深入研究、開發(fā)、利用，不僅是仿真軟件的功能與性能迅速提高，而且有可能從根本上解決仿真軟件生產(chǎn)率低下的問題。結(jié)合軟件工程實踐，探討軟件理論，有可能從理論弄清楚軟件開發(fā)的復雜度，進而采取有效的測試進行控制，從理論與實踐兩方面解決計算機仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。
六、計算機仿真技術的支撐技術
計算機仿真技術的支撐技術主要有分布式計算機仿真技術、協(xié)同式計算機仿真技術、沉浸式計算機仿真技術、基于網(wǎng)絡的環(huán)境計算機仿真技術。
計算機仿真技術分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應用分布式計算環(huán)境進行并行計算，以達到實時顯示目的的重要手段，分布式計算平臺有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機機群系統(tǒng)。
來自不同地區(qū)、不同學科的學者過去式通過出差或開會等方式進行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡投入使用，采用多媒體技術支持下是、的CSCW技術可以達到快捷、高效協(xié)同工作的目的。
計算機仿真技術采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設備，標志著這兩個研究方向融合的發(fā)展趨勢。由于沉浸式顯示設備能使用戶獲得臨場感，更有利于用戶獲得對數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。
七、仿真系統(tǒng)的作用和意義
隨著軍事和科學技術的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運載工具研制必不可少的手段。在研制、堅定、和定形全過程必須全面的應用先進的仿真技術。否則，任何新型的、先進的飛行器和運載工具的研制都將是不可能的。
計算機仿真技術在軍事的應用是很廣泛的，如運用交戰(zhàn)模型進行的計算機仿真，新型武器裝備發(fā)展過程中的仿真、部隊作戰(zhàn)訓練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學術研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭計劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。
參考文獻
關鍵詞：OPNET仿真；智能變電站；繼電保護；建模與仿真
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0094-01
在標準數(shù)字化處理模式結(jié)構(gòu)的嚴格規(guī)范下，具體的變電站關于智能處理功能方面的特征得到了有機的控制，其中涉及的變換式以太網(wǎng)與光纜組成的通信系統(tǒng)替代功能伴隨著二次連接的電纜回路系統(tǒng)進行自我約束，實現(xiàn)通信網(wǎng)絡環(huán)境下各個設備的連接效果和功能展現(xiàn)。其中，關于過程分析的具體采樣值報文以及跳閘指令的傳輸安排，需要高度衡量實際設備的敏感程度和可靠性質(zhì)，然后合理估計不同變電站的類型和主接線方式進行實時的層級網(wǎng)絡維護，確保在OPNET仿真技術的支持下，關于必要的實時信息監(jiān)控與研究能夠深入，實現(xiàn)整個變電系統(tǒng)的單個間隔過程網(wǎng)絡的仿真模擬操作，保證寬帶延時流量的節(jié)點控制功能的實現(xiàn)，促進局域網(wǎng)操作在整個變電結(jié)構(gòu)的保護作用。
1 OPNET仿真技術
在通信網(wǎng)絡不斷延伸改進的階段下，面對不同變電設備在具體的設計層面的展現(xiàn)形式以及開發(fā)研究領域的深入效果，需要根據(jù)對象的實際建模方法進行系統(tǒng)的開發(fā)，包括面對對象的圖形化編輯操作處理程序，需要保證在必要的網(wǎng)絡技術設備的引導下進行可視化原型設計的拓展，關于設計編輯工具的提供往往可以實現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡建模在仿真運行的高度效果，結(jié)合不同節(jié)點下的進程編輯處理手段實現(xiàn)高層次的管理節(jié)能水準。而網(wǎng)絡模型在進行拓撲結(jié)構(gòu)的描述環(huán)節(jié)中往往會自行結(jié)合互連模塊構(gòu)成的模式進行過程的深入研究，確保不同語言狀態(tài)描述下的命令仿真處理。在整個仿真模擬處理工序中，需要高度掌握網(wǎng)絡拓撲的配置形態(tài)進行相關業(yè)務的準備，包括具體研究結(jié)果統(tǒng)計量的收集以及實際操作的模塊仿真功效比對，確保最后結(jié)果的科學參考價值，保證內(nèi)部電力結(jié)構(gòu)的高效運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)繼電保護裝置在網(wǎng)絡通信渠道中的實時觀察和信息報備，確保必要的維修工作的深入落實，切實保證整體供電事業(yè)的質(zhì)量服務水平，滿足人民生活中的各式各樣的需求。
2 過程網(wǎng)絡機制下的OPNET仿真模型
結(jié)合500 kV變電站系統(tǒng)的實際運行效率分析，通過實現(xiàn)保護和控制設備之間的系統(tǒng)聯(lián)系進行過程網(wǎng)絡的仿真模型建設。結(jié)合廣泛應用的接線形式進行繼電保護裝置的雙重化有機配合，實現(xiàn)兩個相同繼電保護裝置的實際電流、電壓以及跳閘的獨立回路，并通過這種模式替代二次回路過程網(wǎng)絡，注意獨立網(wǎng)絡的實現(xiàn)基礎。因為總線型網(wǎng)絡在過程網(wǎng)環(huán)境中的可靠性程度不高的現(xiàn)狀，以及后續(xù)的網(wǎng)絡不安全性，需要分析整個環(huán)形網(wǎng)絡在500 kV數(shù)字化控制處理的變電站過程網(wǎng)絡的適用效果。因此，在進行過程層網(wǎng)網(wǎng)絡模型的建設環(huán)節(jié)中，需要進行一次接線的控制處理手段進行必要的界定。
2.1 網(wǎng)絡模型
針對半斷路器進行接線方式的引入過程，可以進行兩種組網(wǎng)方式的應用，分別為單串組網(wǎng)以及按線路間隔和變壓器的間隔進行組網(wǎng)模式的處理。在進行單串組網(wǎng)工序中，主要將一串內(nèi)的設備實現(xiàn)一個交換機的統(tǒng)一管理，配合母線保護與單獨配置交換機的交接處理，最后連接至母線交換機實現(xiàn)統(tǒng)一管理；而在進行線路與變壓器間隔接線環(huán)節(jié)中，考慮到斷路器與線路、變壓器的間隔聯(lián)系進行智能操作保護設備與兩個交換機的連接，實現(xiàn)整體系統(tǒng)線路的保護同時進行母線交換機與主變保護系統(tǒng)的接入，注意整個連接結(jié)構(gòu)中關于OPNET模型的模擬接線處理手段。
2.2 節(jié)點模型
OPNET仿真技術在通過不同節(jié)點連接實現(xiàn)的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送流程的輔助處理，使得高級節(jié)點模式作用下的仿真操作更具系統(tǒng)規(guī)范水平，實現(xiàn)不同節(jié)點的及時通信效果。關于合并單元和斷路器的智能聯(lián)絡操作與保護機能的雙重實現(xiàn)水準進行端口與交換機的有機配合，內(nèi)部的2端口節(jié)點界定需要足夠明確。
2.3 整個智能網(wǎng)絡環(huán)境下的數(shù)據(jù)流分析
過程網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流包括合并單元下的線路保護、變壓器裝置保護以及母線與開關的位置報文，結(jié)合具體的智能控制處理單元進行相關文件的傳輸，同時保證具體指令在內(nèi)部智能控制單元的決定效果。其中涉及的主要參數(shù)根據(jù)采樣間隔作為周期的參考依據(jù)，保證實際報文長度為123字節(jié)，關于流量的起始時間以及到達時間的間隔設定相同的常數(shù)分布格局，保證具體信息采用的同步性質(zhì)；保證周期廣播開關在報文字節(jié)的規(guī)范效果，實現(xiàn)某個時刻下的周期廣播控制報文材料，保證持續(xù)10 min的報文長度字節(jié)水平。
3 OPNET仿真技術的應用分析
在不同報文經(jīng)過多播、重發(fā)相同數(shù)據(jù)的形式進行整體向外發(fā)送的程序指令，此時的變電站的實際間隔層之間并為實現(xiàn)報文交換的全面補給，而結(jié)合VLAN技術進行過程層網(wǎng)絡的系統(tǒng)劃分，實現(xiàn)不同虛擬局域網(wǎng)的統(tǒng)一管理維護機能，減少內(nèi)部程序作用的廣播信息數(shù)量，解決在進行廣播信息傳播過程中出現(xiàn)堆積，造成整個網(wǎng)絡信道的堵塞，實現(xiàn)了整體網(wǎng)絡傳輸效率的提升水平。根據(jù)不同報文在實際發(fā)送過程中的特征形式進行網(wǎng)絡設備在不同VLAN中的劃分。結(jié)合OPNET仿真模型進行設備的模擬運行，實現(xiàn)工作站單元合并環(huán)境下的智能開關總體操作，以及二次設備的保護功能，實現(xiàn)仿真技術統(tǒng)一作用下的模擬采樣報文的提供，結(jié)合交換機的設置進行不同層面的工作劃分。仿真對VLAN的劃分主要集中在第二次處理流程，實現(xiàn)母線作用下的統(tǒng)一保護功能。其中具體的網(wǎng)路性能的變化會隨著網(wǎng)絡仿真技術的延伸進行擴大，實現(xiàn)母線實際保護負荷數(shù)值高于原本的兩倍以上，此時結(jié)合對不相關廣播報文的接收，會造成網(wǎng)絡的負載量大大增加，此種條件下的沖突發(fā)生的可能性也存在著一定的上升危機；而在母線保護功能關于報文時延的現(xiàn)象，主要結(jié)合母線保護與多個間隔的信號聯(lián)系進行VLAN的后續(xù)劃分，確保報文沖突的合理控制，有效的利用網(wǎng)絡進行報文的端對端延時特性穩(wěn)定處理效果，實現(xiàn)延遲過程中的小幅抖動效果，保證報文傳輸?shù)膶崟r性效果，確保繼電保護建模與仿真模擬技術的科學利用價值，實現(xiàn)智能變電控制環(huán)境下的設備維護，保證供電事業(yè)的安全性和高質(zhì)量水準，滿足現(xiàn)代電力事業(yè)長期發(fā)展的要求。
4 結(jié) 語
在整體數(shù)字化處理技術的環(huán)境作用下，關于變電站的繼電保護裝置實現(xiàn)事前的仿真模型的模擬處理效果的探究工作已經(jīng)實現(xiàn)必要的質(zhì)量水平，確定保護二次回路信息交換的同時，注意過程層網(wǎng)的數(shù)字化界定標準，確保實際數(shù)據(jù)的沖突減到最少，保證局域網(wǎng)寬度的水準維持，實現(xiàn)報文傳輸?shù)臅r效性水準，切實保證不同環(huán)節(jié)關于整個電力設備的維護功效，保證整體控制作用下的經(jīng)濟效益得以維持，促進我國電力事業(yè)改造技術的不斷改進，以滿足現(xiàn)代化建設中的各類機械、設備運行要求。
參考文獻：
[1] 竇曉波.數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡的組建與冗余方案[J].電力自動化設備，2008，（1）.
關鍵詞：電腦模擬仿真技術；電子維修教學；運用
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）08-0125-02
隨著電腦技術的飛躍，人們進入了數(shù)字化網(wǎng)絡時代，相應的電腦電子技術的應用率也大大提高，特別體現(xiàn)在教學實踐過程中，由于電腦模擬仿真技術的應用，填補了傳統(tǒng)教學的抽象化，不但一定程度上提高了教學層次，而且節(jié)約了教學材料的成本。像利用電腦模擬仿真技術做成相應的電路模型，然后利用儀器器材去進行實驗研究，不僅節(jié)約了實驗器材，而且培養(yǎng)了學生的興趣。
一、電腦模擬仿真技術的定義
仿真，Simulation，就是利用項目模型使得在某個具體層次上的不確定性因素轉(zhuǎn)化成對目標的影響。仿真又被叫做蒙特卡羅方法（Monte Carlo），是一種通過使用隨機數(shù)做實驗來求解隨機問題的技術方法。所以，蒙特卡羅方法，又名隨機抽樣或者統(tǒng)計實驗方法，它屬于計算數(shù)學的分支之一，是本世紀四十年代中期為了適應當時原子能發(fā)展而出現(xiàn)的。蒙特卡羅方法的基本思想是：當所要求解的問題是某種事件出現(xiàn)的概率，或者是某個隨機變量的期望值時，它們可以通過某種“實驗”的方法，得到這種事件出現(xiàn)的頻率，或者這個隨機變數(shù)的平均值，并用它們作為問題的解。
蒙特卡羅方法起源于1876年，從1946年到1952年，數(shù)字電腦發(fā)展于科研機構(gòu)，從而冗長的計算成為可能，而這樣的計算就是蒙特卡羅方法所需求的。
電腦模擬仿真技術是一門綜合性技術，它的基礎是數(shù)學理論、相似原理、信息技術、系統(tǒng)技術等專業(yè)技術，電腦以及各類物理效應設備則是工具，利用的則是系統(tǒng)模型對實際的或者設想的系統(tǒng)，從而進行實驗研究。它是多個高新技術領域知識的集大成者，包含了電腦、網(wǎng)絡、圖形圖像、面向?qū)ο蟮燃夹g以及多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等。
二、電腦模擬仿真技術的特點
（一）更加直觀，簡化學習
因為使用電腦模擬仿真技術進行電子維修教學時，可以制作出和實際狀況一致的儀器與圖標，所以，方便了學生們進一步的學習。
（二）分析手段多樣化
電腦模擬仿真技術制作的模型，擁有相對完整的元件庫，同時，電腦模擬仿真技術的混合模擬功能以及數(shù)字信號模擬功能，對電路仿真圖形中的電波及各工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)不僅具有儲存作用，而且兼?zhèn)浯蛴∽饔谩ｋ娔X模擬仿真技術具備靜態(tài)、動態(tài)以及失真等各種狀態(tài)的分析，同時對于電路中出現(xiàn)的短路和其他故障能及時做出判斷分析。
（三）教學結(jié)合優(yōu)點多
首先，電腦模擬仿真技術提供的實驗方法相對簡單易操作，實踐于電子維修教學不但成本低，而且系統(tǒng)的自動檢修和維護使得系統(tǒng)的長期使用得到了保障。所以，學生們在實際進行實驗的時候，不必擔心由于自身的操作錯誤從而造成不良后果。其次，假使實驗中遇到不懂的問題，還可以尋求在線幫助，保證了實驗的獨立完成性。然后，在實驗的反復操作過程中，不存在實驗器材以及相應原料的浪費。最后，電腦模擬仿真技術在進行一些難度系數(shù)較大的實驗的時候，可以有很強的真實感。
三、電腦模擬仿真技術應用于電子維修教學的意義
電腦模擬仿真技術運用到實際實驗以后，實驗中，學生們通過更改一部分的電路參數(shù)值，以至于改變主要的電路輸入以及輸出的性質(zhì)，清晰地展現(xiàn)電路的變化趨勢，從而幫助對電子維修理論相關知識有更大程度的感性上的認識，達到對知識的深層次的理解。電腦模擬仿真技術繪制的圖形，結(jié)合實際測試數(shù)據(jù)，能夠降低由于不確定因素導致的誤差，同時可以觀測得出瞬間發(fā)生的不容易被觀測到的參數(shù)。和傳統(tǒng)型的實物實驗相比較，不難發(fā)現(xiàn)：電腦模擬仿真技術一定程度上，不但可以填補傳統(tǒng)型實物實驗不可以隨意變更電路參數(shù)的缺陷，而且對于不更換實驗元件的大前提下，同等的實驗時間內(nèi)，運用電腦模擬仿真技術進行電子維修實驗相應課程教學，學生們在實驗的過程中，能夠利用變換電路參數(shù)，然后觀測出性質(zhì)的曲線型變化，并且觀測出相對精準的數(shù)據(jù)。
電子維修實驗教學的真正意義在于：通過學生們的自己動手實踐驗證理論知識，并且加深理論知識印象，填補理論上的空洞，從而形成自己的電子維修理論基礎。將電腦模擬仿真技術和電子維修教學相結(jié)合，很好地解決了傳統(tǒng)型教學由于時間相對短，學生們無法真正意義上理解電子產(chǎn)品電路的構(gòu)架和相關原理的問題，更重要的是，利用電腦模擬仿真技術進行電子維修教學最大程度的開發(fā)了學生們的潛力，與此同時，激發(fā)了學生們的興趣。
因為學生們對于電子維修理論知識的掌握程度以及熟練狀況因人而異，而且學生們的認知能力也存在著一定的差異，直接導致了電子維修教學需要結(jié)合各學生實際，因材施教。而電腦模擬仿真技術引進電子維修教學，使得電子維修教學課程內(nèi)容逐步趨于標準規(guī)范、差異化。
四、電腦模擬仿真技術在電子維修教學中的應用
關鍵詞：三維仿真 城市規(guī)劃 城市仿真技術
中圖分類號：TU98 文獻標識碼： A
前言
隨著三維建模與可視化技術的不斷發(fā)展，尤其是隨著虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality—VR)技術研究的不斷深入開展，當前技術水平已能通過計算機整合圖像、聲音、動畫等將三維現(xiàn)實環(huán)境、物體等模擬成二維形式表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實，再由數(shù)字傳媒通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生猶如身臨其境的交互式視景仿真，并可選擇任何一個角度，觀看任何一個范圍內(nèi)的虛擬現(xiàn)實場景。正是由于對身臨其境的真實感和對超越現(xiàn)實的虛擬性追求，以及個人能夠沉浸其中，超越其上進出自如交互作用的多維信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，進一步推動了虛擬現(xiàn)實技術在城市規(guī)劃中的應用與發(fā)展。
三維仿真技術的概述
三維仿真技術是利用計算機軟件模擬實際環(huán)境進行科學實驗的技術，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環(huán)境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)》，利用地理信息系統(tǒng)、三維空間建模、遙感等現(xiàn)代信息技術，以數(shù)字地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)以及三維城市要素模型等數(shù)據(jù)為基礎，在三維虛擬空間內(nèi)實現(xiàn)局部的規(guī)劃和建筑設計方案與區(qū)域景觀的實時、多方案綜合分析與決策。
二、基本概念和意義
城市三維仿真是城市空間信息在計算機環(huán)境中的三維直觀表達，是數(shù)字城市概念城市規(guī)劃、建設、管理領域的延伸，同時也是數(shù)字城市建設的重要基礎內(nèi)容。城市三維仿真技術在規(guī)劃中的應用前景主要有以下幾個方面：
2.1 實現(xiàn)城市規(guī)劃精細化管理
實現(xiàn)從總規(guī)-控規(guī)-修規(guī)以及從項目的初步方案-正式方案-工程許可的全面三維數(shù)字化控制目標，在以往基于控規(guī)的規(guī)劃電子政務管理平臺的基礎上進一步細化、深化和優(yōu)化規(guī)劃管理工作，運用可視化的圖、表、文一體化界面配置工具，實現(xiàn)多個展示組件的互動包含：統(tǒng)計圖、表格、文書、GIS、三維仿真等內(nèi)容的綜合展示模型，使圖表展示工具、規(guī)劃業(yè)務文書展示工具、GIS展示工具、三維仿真展示工具之間通過配置實現(xiàn)動態(tài)調(diào)用和信息傳遞，完成從文到圖、從圖到表、從表到文的圖、表、文關聯(lián)互動，使各種統(tǒng)計分析結(jié)果融為一體，使城市規(guī)劃管理進入精細化管理階段。
2.2 提高規(guī)劃編制的科學水平
利用三維數(shù)字模型、GIS等信息化技術，為規(guī)劃編制過程中的信息采集、指標分析、方案決策、成果展示等工作提供高效，直觀，便捷的新方法，實現(xiàn)控規(guī)編制的技術方法信息化和過程管理信息化，體現(xiàn)規(guī)劃編制“科學性”、“過程性”、“動態(tài)性”特點。
2.3 展示現(xiàn)狀及規(guī)劃情況
通過利用計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術形成的三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)，將現(xiàn)狀與規(guī)劃成果帶入城市景觀的電腦虛擬環(huán)境中，提供一個逼真的模擬環(huán)境，從而很好地向規(guī)劃管理者和市民展示該地區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃建設情況。此外，利用空間信息可視化技術可以實現(xiàn)分析、查詢大量數(shù)據(jù)信息并以直觀的方式顯示結(jié)果，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶入到可視化空間中，以對各個方面的情況有一個全面的了解。
2.4 提高規(guī)劃項目的管理效率
通過制作項目模型或者提供靜態(tài)的三維效果圖來展示項目的整體規(guī)劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規(guī)劃對象的修改和管理。城市三維仿真技術可以設計一個可操作的三維仿真系統(tǒng)，為開發(fā)機構(gòu)或城市規(guī)劃單位提供高精度的數(shù)據(jù)服務和視覺質(zhì)量。在需要修改或增減項目工程的過程中，可以直接導入或更新相關的數(shù)據(jù)信息，可以及時做出方案調(diào)整和實施，提高規(guī)劃項目的整體管理質(zhì)量和效率。
2.5 多樣化的數(shù)據(jù)服務
利用三維仿真技術進行三維模擬和三維仿真系統(tǒng)的設計，可以利用三維仿真系統(tǒng)查詢相對對象的信息資料，為規(guī)劃管理者提供城市單位或部門的信息資料。在重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)中，運用城市三維仿真、地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫、工作流、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡、多媒體等技術，以現(xiàn)有的規(guī)劃電子政務平臺為框架，以分布式數(shù)據(jù)庫應用為基礎，實現(xiàn)了網(wǎng)絡環(huán)境下多數(shù)據(jù)源海量精細化城市三維仿真數(shù)據(jù)的高效管理和服務，通過強大的三維仿真，GIS分析和輔助審批功能，為現(xiàn)狀調(diào)查、規(guī)劃編制、項目方案審批、行政決策提供了直觀、高效和科學的技術手段，實現(xiàn)了精細化建筑管理，提升了重慶市規(guī)劃局規(guī)劃管理技術水平。
三、仿真技術在重慶市規(guī)劃管理的應用
3.1通過建立建筑物及周邊環(huán)境的三維仿真模型，規(guī)劃管理人員可以在三維可視化環(huán)境下觀察和研究建筑物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等（圖1）。對于規(guī)劃新區(qū)的建筑設計方案，由于沒有實際的周邊環(huán)境，可以用規(guī)劃的周邊環(huán)境來進行仿真模擬，還可以通過三維空間環(huán)境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進行多方案的比較(圖2)。此外，還可以進行特定視點的景觀圖生成、空間坐標查詢、距離量算、屬性數(shù)據(jù)管理、實時的規(guī)劃指標統(tǒng)計等，實現(xiàn)對建筑方案的全面的審查（圖3）。
（圖1）
（圖2）
（圖3）
3.2 城市景觀設計的應用。城市景觀設計反映城市的整體風貌，城市的整體風貌依靠科學的環(huán)境資源布局來實現(xiàn)。利用仿真技術對城市景觀進行設計和環(huán)境模擬，可以對城市建筑的空間形態(tài)、建筑形式、城市天際線、城市景觀、城市色彩等多方面進行綜合考慮，做出更為準確的、直觀的設計方案。仿真技術的應用有助于城市規(guī)劃管理人員進行多功能技能操作，從整體上把握城市空間形態(tài)的展示要點和亮點的設計，體現(xiàn)出城市的整體風貌和城市特色之處。同時，仿真技術利用計算機軟件進行實際景觀設計的環(huán)境模擬，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，將設計的內(nèi)容和效果展示在大眾面前，實現(xiàn)人機交互，讓大眾和客戶有一種身臨其境的感受。對于城市規(guī)劃評審、公示、展覽、規(guī)劃項目的宣傳及招商引資等各方面都有著重要的指導意義和經(jīng)濟效益。（圖4）
（圖4）
3.3城市規(guī)劃需要把握整個城市土地利用的決策動向，就需要對城市土地利用現(xiàn)狀信息資料進行完整的把握，所以城市土地利用現(xiàn)狀信息資料尤為重要。規(guī)劃管理人員可以依靠當?shù)氐暮娇招l(wèi)星影像、DEM 高程數(shù)據(jù)等基礎地理數(shù)據(jù)，構(gòu)建仿真三維模型，通過三維模型，可以更廣泛的了解和把握整個城市的土地利用范圍、現(xiàn)狀以及城市周邊的概況，對城市的整體信息資料的掌握和城市規(guī)劃設計方案的確定有著重要意義。仿真技術還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等，通過三維空間環(huán)境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進行城市土地利用現(xiàn)狀和規(guī)劃設計方案的篩選。
四、小結(jié)
總而言之，三維仿真在城市規(guī)劃中的應用前景是廣闊的。我們有理由相信，三維仿真技術會使城市規(guī)劃的產(chǎn)生一次技術革新，會極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。三維仿真技術的應用，明顯的提高規(guī)劃審批的效率和方案設計的科學科學性，避免了傳統(tǒng)規(guī)劃評審采用大量設計文稿的方式，極大提高了設計單位、業(yè)主單位和管理單位的溝通效率，協(xié)調(diào)了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現(xiàn)城市的特點，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻：
[1] 楊建國，黃玲，高劍鋒.三維仿真技術在城市規(guī)劃中的應用[J]規(guī)劃信息化，2007
近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國機械制造業(yè)發(fā)展迅猛，我國的沖壓模具企業(yè)逐漸實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，且隨著數(shù)字化技術的應用，我國機械沖壓模具設計水平不斷提高，但其與發(fā)到國家仍舊存在一定的差異，文章研究沖壓模具設計和制造中的數(shù)字化技術應用，以此來改善傳統(tǒng)的模具，促使我國沖壓模具的高速發(fā)展。
關鍵詞：
沖壓模具；數(shù)字化技術；設計應用
0前言
目前我國以航空制造業(yè)和汽車工業(yè)為主的機械類制造業(yè)發(fā)展迅速，促使我國沖壓模具以年20%的速度持續(xù)增長。沖壓模具本質(zhì)上屬于技術密集型產(chǎn)品，沖壓生產(chǎn)中的沖壓產(chǎn)品的智聯(lián)、生產(chǎn)效率等與模具設計具有較大的關聯(lián)，大力發(fā)展模具的數(shù)字化設計與制造技術的分析與研究，將數(shù)字化技術廣泛應用在模具工業(yè)中，促使現(xiàn)代機械制造業(yè)得到快速發(fā)展。
1沖壓模具設計和制造中的數(shù)字化關鍵技術
在沖壓模具的使用上，要將數(shù)字化技術應用在模具制造的全過程，實現(xiàn)自動化制造和精確化制造，促使沖壓模具的高效開發(fā)。模具制造的數(shù)字化技術主要是將計算機技術應用在模具制造的過程中，實現(xiàn)每一制造環(huán)節(jié)的精確控制，從而滿足沖壓生產(chǎn)的要求。數(shù)字化關鍵技術具體包括以下幾種：（1）沖壓成形CAE技術。沖壓成形CAE技術本質(zhì)上是利用計算機技術制造計算機軟件，并將計算機通用軟件應用在模具自動化質(zhì)量控制過程中，促使該技術能夠滿足模具制造的精確度要求，也顯著提高沖壓模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP軟件應用在模具制造過程中，通過計算機分析、模擬機械用材的流動、厚度的變化以及材料的破壞、起皺等，以此來對模具產(chǎn)品零件的成形、工藝設計進行準確的預見和建議，實現(xiàn)模具的形變。（2）模塊化的快速設計系統(tǒng)。對于沖壓模具的制造與設計，要重視結(jié)果設計，能夠?qū)⒓夹g系統(tǒng)應用于模具制造上，提高模具設計的質(zhì)量。如隨著現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展，沖壓CAD/CAM的一體化技術應用在模具設計上，可以有效避免單一軟件使用的弊端。CAD通用軟件主要是應用在交互繪圖和造型層次的設計上，一般是以模具設計人員的設計經(jīng)驗為主來進行模具繪圖和造型設計，這種軟件設計方法不能夠及時發(fā)現(xiàn)模具設計中的不足之處，一定情況下會延誤模具設計周期，影響模具的設計質(zhì)量。因此在數(shù)字化關鍵技術的使用上，可以將模具設計的技術結(jié)合起來，彌補單一技術應用中的不足之處。
2沖壓模具設計和制造中的數(shù)字化技術的優(yōu)點
（1）數(shù)字化裝配技術的優(yōu)點。沖壓模具的裝配方法一般分為4種，包括互換裝配法、分組裝配法、修配裝配法以及調(diào)整裝配發(fā)等具體內(nèi)容，在模具設計上，可以將這四種裝配法按照先后順序應用在設計環(huán)節(jié)中，有利于進行精加工，減少裝配過程中模具標準件的損毀。（2）計算機仿真技術的優(yōu)點。在傳統(tǒng)的沖壓模具設計上，高度鋼材在循環(huán)加載條件的作用下，會產(chǎn)生較強的包辛格效應，而計算機仿真技術的應用極大程度上改變了沖壓設計現(xiàn)狀，通過計算機仿真模擬將設計參數(shù)設計在固定范圍內(nèi)，進行沖壓設計，提高了模具設計的精確度。（3）數(shù)字化參數(shù)的程編優(yōu)點。參數(shù)化程編應用在沖壓模具的加工制造上，在數(shù)字化技術的作用下，逐漸從單純的型面加工擴展到結(jié)構(gòu)面加工，由中低速加工變化為高速加工，從小切深變?yōu)楦哌M給，有效改善工件加工質(zhì)量，減少加工打磨面；減少試模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具為主，注重細節(jié)制造，以此既滿足模具的設計精確度要求，也有效降低使用費用。
3沖壓模具設計和制造中的數(shù)字化技術的應用
3.1軟件技術在模具產(chǎn)品設計同步工程中的應用
在模具產(chǎn)品的同步開發(fā)中，要想滿足沖壓模具的建設要求，就要將沖壓工藝貫穿于沖壓模具的同步開發(fā)過程中。在沖壓模具的開發(fā)設計上，要求設計人員全員參與，從沖壓模具的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品的沖壓技術再到模具的具體開發(fā)，都要依據(jù)沖壓成形的物理規(guī)律進行模具設計，借助計算機數(shù)字化技術真實的反映模具與板料的的關系，并將計算機軟件應用在模具變形設計的全過程中。在沖壓模具的設計上，可以應用非線性理論、有限元方法以及各項計算機軟硬件，以此來對產(chǎn)品零件的成行進行精確的預算，全面提高沖壓模具的技術機控制質(zhì)量與效率。
3.2模塊結(jié)構(gòu)化的快速設計應用
在數(shù)字化技術使用上，要預先消化模具的任務要求（沖壓要求），結(jié)合現(xiàn)場模具生產(chǎn)經(jīng)驗，應用模具結(jié)構(gòu)庫，進行模具的初設計；其次再要進行模面設計，這一階段調(diào)用標準機械件庫，組裝成一套完整的模具。在參數(shù)化模塊設計上，要實現(xiàn)典型結(jié)構(gòu)模板化和重復工作智能化，以此來提高沖壓模具的制造水平。典型結(jié)構(gòu)模塊化，主要是基于模塊化的思想，對沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)進行分類總結(jié)，應用數(shù)字化技術進行模具設計參數(shù)的控制，生成智能化模板，以此在模具設計過程中完成建模；重復工作智能化應用上，主要是將模具設計過程的重復工作利用智能化模板和二次開發(fā)工具來實現(xiàn)縮短設計周期的目的，以此來實現(xiàn)沖壓模具的智能化、自動控制化進程。
3.3信息系統(tǒng)的應用
在沖壓模具設計上，要將數(shù)字化技術應用在制造業(yè)的每一環(huán)節(jié)中，如可以將數(shù)字化技術應用在機械自動化管理、繪圖設計、參數(shù)分析、模具制造以及模具檢測中，在這一過程中應用信息化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享，并將模具制造信息以計算機信息化的形式固定下來，從而為沖壓模具的制造設計提供借鑒意見，降低模具設計人員的工作量。
4結(jié)語
隨著信息技術以及科學技術的發(fā)展，我國的沖壓模具已經(jīng)由傳統(tǒng)的機械模具形式轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械自動化體系，將先進的數(shù)字化技術應用在模具制造上，極大提高了我國沖壓模具的發(fā)展速度，也提高了沖壓模具的精確度和使用周期，推進了我國沖壓模具的行業(yè)的發(fā)展進程。
參考文獻：
[1]潘宇祥.探討數(shù)字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J].工程技術:全文版,2016(07):00258.
[2]肖樂.數(shù)字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J].工業(yè)c,2016(06):00201.
關鍵詞：煤礦井下 坑道鉆機 數(shù)字化設計 技術
數(shù)字化設計技術是基于數(shù)字化平臺建立的產(chǎn)品模型，已經(jīng)在航天、兵器，以及汽車等領域得到了廣泛的應用，如今已經(jīng)涉及到了煤礦井下坑道鉆機的發(fā)展上。煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計技術不僅能夠提高鉆機產(chǎn)品的質(zhì)量，而且能夠適應市場的快速發(fā)展。
一、煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計流程
煤礦井下的坑道鉆機不僅要有自己的系列化產(chǎn)品，而且需要滿足不同客戶的要求，通常都是新產(chǎn)品的開發(fā)建立在對老產(chǎn)品的變型上。以此，煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計要能夠適應這些產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)特點。新產(chǎn)品的開發(fā)需要方案設計、詳細設計，以及規(guī)劃工藝和樣機的制作與測試等不同的階段。坑道鉆機的數(shù)字化設計貫穿于產(chǎn)品開發(fā)的全過程，而且通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)了對產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)和整個過程的科學管理。下圖為煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化的設計流程。
二、煤礦井下坑道數(shù)字化設計技術
根據(jù)煤礦井下坑道數(shù)字化設計流程，我們提出了三項最為關鍵的數(shù)字化設計技術，即數(shù)字化建模、仿真、管理。數(shù)字化建模是坑道數(shù)字化設計的基礎，用來完成產(chǎn)品的造型和裝配；數(shù)字化仿真可以說是坑道鉆機數(shù)字化設計技術的核心，用來分析機械結(jié)構(gòu)、動力學，以及液壓等仿真問題；數(shù)字化管理是坑道鉆機數(shù)字化設計的保證，用來對產(chǎn)品的過程和數(shù)據(jù)進行研發(fā)。數(shù)字化仿真、管理、建模三項技術之間不僅相互獨立，而且相互關聯(lián)。坑道鉆機的數(shù)字化建模給仿真提供數(shù)據(jù)，進而對設計模型進行科學合理的測試與評估；坑道鉆機的數(shù)字化管理則是全面管理建模和仿真過程中的圖紙、文件等進行統(tǒng)一管理。與此同時，煤礦井下的坑道鉆機的三個關鍵性的數(shù)字化設計技術的應用需要一定的軟件工具，為此，相關企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的開發(fā)與規(guī)模，以及各種軟件的功能，選擇了SolidEdge、Abaqus、LMSmotion、AMESim、TeamcenterExpress 用于產(chǎn)品的數(shù)字化設計技術應用的全過程。
三、煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計平臺
煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計平臺是建立在數(shù)字化設計技術的基礎上的， 通過坑道鉆機的數(shù)字化建模、管理、仿真技術的實現(xiàn)，形成集各種技術與服務的系統(tǒng)。坑道鉆機數(shù)字化平臺的建立不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和研發(fā)的統(tǒng)一管理，而且能夠達到產(chǎn)品仿真的設計優(yōu)化，同時還能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和開發(fā)效率，進而給企業(yè)在設計、管理等方面的數(shù)字化設計技術應用奠定堅實的基礎。下圖為煤礦井下坑道鉆機的數(shù)字化設計平臺的構(gòu)架，其中包括基礎層、應用層，以及平臺層。
由上圖可知，坑道鉆機的數(shù)字化設計平臺包括三個層次，即基礎層、平臺層，以及應用層。數(shù)字化設計平臺的基礎層包括計算機的局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫，是數(shù)字化設計的支撐；平臺層包括數(shù)據(jù)服務、資源服務，以及數(shù)據(jù)中心，是信息集成和信息共享的平臺；應用層由數(shù)組花建模、仿真，以及管理組成，這三項技術都是數(shù)字化設計的關鍵性技術，是產(chǎn)品數(shù)字化實現(xiàn)的關鍵。下圖是某個企業(yè)的坑道鉆機數(shù)字化平臺的機構(gòu)，這個平臺的結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡式的，采用了C/S結(jié)構(gòu)，其中虛擬裝配站、仿真分析站、各種終端等都是客戶端，這個網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對整個網(wǎng)絡的有效管理。
四、煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計的實例
在我國自主研發(fā)的鉆機中，千米定向鉆機是首套定向鉆進設備，非常適合大直徑的鉆進工作。千米定向鉆機在數(shù)字化設計技術的支撐下，實現(xiàn)了數(shù)字化設計，下圖分別為千米定向鉆機的三維模型、回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的模型。
五、煤礦井下坑道鉆機的PDM系統(tǒng)
煤礦井下坑道鉆機的數(shù)字化設計平臺采用的是Teamcentor Expres軟件，通過FDM系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了項目、文檔、流程、組織機構(gòu)等的管理。
（一）PDM系統(tǒng)的項目管理功能
項目是坑道鉆機研發(fā)的基本單元，其中對項目的基本管理需要立項、分解任務、分配工作、控制數(shù)據(jù)，以及監(jiān)控數(shù)據(jù)等。項目的管理首先要建立項目，其次要由項目負責人來對項目任務進行分解，分配給工作人員，再次要將相應的數(shù)據(jù)與項目相結(jié)合，合理設置訪問權限，完成數(shù)據(jù)的借用。
（二）PDM系統(tǒng)的文檔管理功能
這里所說的文檔主要指的是技術類的文檔，比如圖紙、說明書，三維模型、技術標準手冊等，這些文檔都要置入電子倉庫中，并且進行共享設置。文檔的管理的節(jié)點是具體的對象，而對對象的描述則為圖紙、說明書等數(shù)據(jù)，然后再管理文件的版本，進而保證電子文件的一致性，同時還需要以崗位的區(qū)別為基礎，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的共享的設置。
（三）PDM系統(tǒng)的流程管理功能
煤礦井下坑道鉆機產(chǎn)品的開發(fā)離不開流程管理，而坑道鉆機的數(shù)字化設計流程主要包括四個方面，既設計、審核、審定，以及，流程中的設計、審核，以及審定都是由工程師、和專家來完成的。坑道鉆機的數(shù)字化設計的更改流程包括設計、審核、批準，以及，其中流程中的設計、審定，以及批準都是多是由設計者本人和專家來完成的。如下圖所示：
（四）PDM系統(tǒng)的組織管理功能
PDM系統(tǒng)的組織權限管理是一項非常重要的功能，組織權限管理需要建立設計組、施工組、專家組，以及綜合辦。設計組又分為產(chǎn)品和工藝兩個設計組。與此同時，每一個組中包含的成員可能同時存在屬于好幾個組，在不同的組中扮演著不同的角色。在具體的項目中，角色不同，其權限也不同。
總結(jié)
煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計技術是現(xiàn)代鉆機發(fā)展的趨勢，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)周期縮短的目標，而且能夠降低產(chǎn)品的成本。因此，加強鉆機數(shù)字化設計技術的研究和應用迫在眉睫，是煤礦井下工作的一大跨越。
參考文獻：
[1]劉鳳琴.范國強.煤礦坑道鉆機性檢測試驗臺[J].煤田地質(zhì)與勘探.2003.31（05）.
[2]張建明.劉桂芹.劉慶修.煤礦井下坑道鉆機數(shù)字化設計技術[J].煤田地質(zhì)與勘探2012.40（01）.
關鍵詞：船舶建造；數(shù)字化；信息技術
中圖分類號：U673 文獻標識碼：A
1.什么是船舶建造數(shù)字化
船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術為基礎，將數(shù)字化技術全面應用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設計、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，使船舶產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)向著自動化、精細化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過數(shù)字化技術與現(xiàn)代管理思想和先進工程方法的融合，形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系，實現(xiàn)對造船業(yè)的信息化改造，使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，縮短設計、生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
2.船舶建造數(shù)字化技術的內(nèi)涵
船舶建造數(shù)字化技術主要體現(xiàn)在如下3個方面：
2.1 CAX（計算機輔助技術）
CAX（計算機輔助技術）是CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程）、CAM（計算機輔助制造）和CAPP（計算機輔助工藝計劃）的統(tǒng)稱。
（1）CAD（計算機輔助設計）指在計算機及可視化設備為基礎的專業(yè)化計算機系統(tǒng)的支持下，幫助設計人員進行設計工作。可以在CAD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設計開始的一系列設計工作，建立產(chǎn)品數(shù)字模型，進行工程計算和分析，生成和繪制工程圖，生成物料清單等。
（2）CAE（計算機輔助工程）是用計算機輔助求解復雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。
（3）CAM（計算機輔助制造）是將計算機應用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng)，其核心是計算機數(shù)值控制（簡稱數(shù)控NC）。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控，包括數(shù)控機床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊機、機器人等；廣義概念還包括制造活動中與物流有關的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。
（4）CAPP（計算機輔助工藝計劃）是通過計算機進行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設計、加工方法選擇、工時定額計算，包括工裝、夾具設計、刀具和切削用量選擇等，生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設計CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁，是生成各種加工制造，管理信息的重要環(huán)節(jié)。
2.2 企業(yè)業(yè)務技術過程與信息管理
通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過信息技術與現(xiàn)代管理理念的融合，使人、資源、技術、管理等要素有機地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)設計及生產(chǎn)過程管理的精細化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。
2.3 數(shù)字化裝備
軟硬件相結(jié)合的數(shù)字化裝備，如NC（數(shù)控設備）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）、Robot（機器人）等通過數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動化裝備。這些設備通過離散的數(shù)字信息控制設備或傳動裝置的運行，實現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動化。
3.船舶建造數(shù)字化技術的發(fā)展歷程
3.1 單項技術的企業(yè)部門級應用階段
該階段主要是單項技術，如數(shù)值計算技術、CAD/CAE/CAM技術、數(shù)控技術以及各種部門級的管理信息系統(tǒng)，如財務、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門的局部范圍內(nèi)的應用。部門級數(shù)字化技術的應用作為一種技術手段對提高設計和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。
3.2 企業(yè)內(nèi)綜合應用集成階段
這一階段是由企業(yè)內(nèi)的信息集成、過程集成到應用集成。通過信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性，通過應用集成使企業(yè)內(nèi)部的各種信息系統(tǒng)組成了一個有機的整體，大幅提高了數(shù)字化技術應用的整體效益，使得企業(yè)設計、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的各種業(yè)務活動得以協(xié)調(diào)運行，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。
3.3 企業(yè)間的應用集成階段
由于互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，促使電子商務、供應鏈管理、協(xié)同設計、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術的新型管理思想和管理方法得以實施，使得船舶這種具有大量配套設施的高度復雜產(chǎn)品的制造能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的專業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運作，使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應對用戶的需求。
自20世紀60年代末將計算機用于船舶線型放樣開始，我國船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年，國內(nèi)造船業(yè)經(jīng)過不懈的努力，使得造船數(shù)字化技術已逐步滲透到造船業(yè)價值鏈的每一個環(huán)節(jié)，引進或自主開發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng)，已廣泛應用于船舶設計、建造和管理過程中。國內(nèi)一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開始引進虛擬仿真技術，開展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設計和建造過程模擬等研究。
4.船舶建造數(shù)字化技術體系
制造業(yè)數(shù)字化技術是以現(xiàn)代設計制造的工程方法和先進制造理論為依據(jù)，以數(shù)字化技術為手段，面向產(chǎn)品全生命周期，理論方法與應用技術相結(jié)合的一個復雜的技術體系。
4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術基礎
主要有計算機集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論，以及建模技術、仿真技術、優(yōu)化技術、集成技術等數(shù)字化技術緊密結(jié)合，形成了其技術理論基礎。
4.2 數(shù)字化基礎環(huán)境
主要包括計算機系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關技術、網(wǎng)絡系統(tǒng)及相關技術、信息安全體系、信息標準化體系等。
4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)設計技術
主要包括產(chǎn)品需求分析、設計開發(fā)、生產(chǎn)制造等各個階段中，為分析和解決產(chǎn)品設計和制造過程中的各種問題而提供的數(shù)字化的技術方法和應用工具，如單項應用技術CAD、CAE、CAM、VR等，過程管理和集成平臺PDM、仿真及優(yōu)化應用等。
4.4 數(shù)字化制造技術
主要有數(shù)字化生產(chǎn)計劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。
4.5 數(shù)字化管理技術
主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應鏈管理與電子商務技術、企業(yè)質(zhì)量管理的相關技術及企業(yè)管理系統(tǒng)的應用實施過程及方法等。
船舶建造數(shù)字化技術是制造業(yè)數(shù)字化技術針對船舶制造的特點和具體要求的實際應用。船舶建造數(shù)字化技術體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術基礎、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設計技術、數(shù)字化制造技術、數(shù)字化管理技術和一體化集成技術，此外，還有數(shù)字化基礎支撐環(huán)境與相關技術等。
（1）船舶產(chǎn)品數(shù)字化設計技術以三維建模技術、數(shù)值計算技術、CAD、PDM、并行協(xié)同技術等數(shù)字化技術為基礎，按照船舶設計不同階段及不同專業(yè)的規(guī)范和技術要求，形成船舶各設計階段的數(shù)字化技術。
（2）船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術以MES、CAPP、NC、過程仿真等數(shù)字化技術為基礎，根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求，形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術。
（3）船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術則是將制造業(yè)先進的管理理念和方法與數(shù)字化技術相融合，按照船舶生產(chǎn)管理特點，形成船舶制造數(shù)字化管理技術。
（4）一體化集成技術則是進一步在設計、制造、管理等數(shù)字化技術應用的基礎上，實現(xiàn)信息的集成和應用的集成，達到工程的并行和協(xié)同。
上述數(shù)字化技術的研究、開發(fā)和應用需具備相應的基礎環(huán)境，需要解決一些相關的關鍵技術，如信息標準化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、集成平臺、信息安全體系等。
5.船舶建造集成系統(tǒng)
船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設計、制造、管理的主要業(yè)務過程：
（1）設計方面主要包含船、機、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設計CAD系統(tǒng)、船舶設計虛擬仿真系統(tǒng)，以及結(jié)合生產(chǎn)工藝要求的各個專業(yè)的生產(chǎn)設計系統(tǒng)。設計系統(tǒng)生成的設計數(shù)據(jù)通過PDM（船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）存放并管理，以PDM作為平臺，為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關產(chǎn)品信息的共享。
（2）船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計劃管理、物資與物流管理、成本管理、財務管理、質(zhì)量管理、企業(yè)資源（設備與人力資源）管理，以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等。
（3）制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車間級的生產(chǎn)制造執(zhí)行過程，如造船精度管理、資源日程計劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實績反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設計的要求制訂工程計劃、采購計劃、生產(chǎn)計劃和其他生產(chǎn)準備工作，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實施生產(chǎn)作業(yè)過程。
結(jié)語
隨著信息技術的飛速發(fā)展，制造業(yè)的新思想、新方法、新技術層出不窮、日新月異，船舶建造業(yè)應該緊跟現(xiàn)代科技潮流，不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)船舶建造技術的跨越式發(fā)展。
參考文獻
[1]姜波.船舶制造企業(yè)項目成本管理問題及優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代商業(yè)，2009（26）：178-178.
關鍵字：建筑工程；施工管理；數(shù)字化管理
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A
1、建筑工程施工數(shù)字化管理的涵義
建筑施工管理的數(shù)字化指的是：通過數(shù)據(jù)處理對建筑工程的內(nèi)容進行量化,并對施工當中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行有目的的搜集、處理,然后反饋到相關的部門。在把相關的數(shù)據(jù)進行科學的處理和分析之后,完成對建筑工程施工過程的管理和控制,最終實現(xiàn)建筑項目施工的預期目標,這樣的管理形式稱為數(shù)字化管理。數(shù)字化管理和建筑施工的信息化管理內(nèi)容是完全不同的,信息化管理主要是對管理過程中產(chǎn)生的各種信息進行及時的處理分析和傳輸。使用計算機進行的工程管理,能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程的信息共享,在一定程度上提高了信息處理的速度和準確度。當我們把數(shù)字化的管理方式融合到管理者信息化的平臺上,通過先進的數(shù)字處理機制和設備,就實現(xiàn)了提高管理水平和效率的極大提升,有助于建筑施工的質(zhì)量保證。
2、建筑施工數(shù)字化管理的必要性
傳統(tǒng)的管理模式中，信息的加工和整理由手工完成。信息產(chǎn)生、加工、檢索和利用，都在以緩慢的速度在運動，影響作用的及時發(fā)揮。隨著建設規(guī)模的擴大，信息量不斷擴大建筑施工復雜程度越來越突出。限制了在競爭環(huán)境中的發(fā)展能力。實力雄厚的建筑施工單位率先應用先進的計算機技術來進行管理。信息化管理意味著在建筑施工項目內(nèi)部的管理過程中使用計算機2 建筑工程施工中數(shù)字化管理的應用
2.1 建筑空間信息技術的應用
建筑空間信息技術主要是對施工場地的建筑物、地形、地貌等信息進行分析，將其用于建筑工程施工管理工作中，具有很大作用。就現(xiàn)階段來看，建筑空間信息技術主要包括地理信息系統(tǒng)、遙感技術、全球定位系統(tǒng)，其中地理信息系統(tǒng)在建筑工程施工管理中的應用十分廣泛，下面筆者分析建筑空間信息技術在建筑工程施工管理中的運用。
地理信息系統(tǒng)能夠很好的用于工程項目選址分析、工程地址勘探、施工平面規(guī)劃、工程項目風險評價等工作中，并且地理信息系統(tǒng)具有強大的查詢功能，能夠在很大程度上提高工作人員的工作效率。例如在本住宅小區(qū)項目中，地理信息系統(tǒng)提供了文字查詢、圖形查詢、過程查詢、事件查詢等功能，通過地理信息系統(tǒng)的各項功能，工作人員獲取了與空間坐標相關的各項實體信息，同時還獲取了動態(tài)的過程信息，為施工管理工作帶來了很大幫助，目前地理信息系統(tǒng)在水電工程、水利工程中的應用也十分廣泛，普遍用于施工場地總布置、導截流施工管理工作中。
2.2 建筑設備數(shù)字化監(jiān)管技術的應用
建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)是智能建筑系統(tǒng)中的重要組成部分，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)主要是對建筑工程中的給排水、暖通空調(diào)、運輸、照明等設備進行集中監(jiān)管，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)的通信基礎是計算機局域網(wǎng)，其核心是計算機技術，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)具有集中管理功能以及分散控制功能，與傳統(tǒng)的設備管理模式相比較，建筑設備數(shù)字化監(jiān)管技術的管理水平和管理效率都更加優(yōu)異。例如在本住宅小區(qū)工程中，充分應用了建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，建立了機電設備管理系統(tǒng)，方便了工作人員對機電設備進行監(jiān)視、調(diào)度、控制、操作以及綜合管理，不僅提高了工作效率，而且在一定程度上起到了節(jié)能作用。
2.3 數(shù)字化施工監(jiān)控的應用
數(shù)字化施工監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)全過程、不間斷的實時監(jiān)控，將該技術應用建筑工程施工管理工作中具有重要意義。在本住宅小區(qū)工程中采用了數(shù)字化施工監(jiān)控技術，通過此項技術，方便于工作人員對混凝土輸送、混凝土振搗、混凝土養(yǎng)護、鋼筋安裝和綁扎、模板安裝等環(huán)節(jié)進行監(jiān)管，同時通過數(shù)字化施工監(jiān)控技術，還可以實時監(jiān)視施工人員是否按要求佩戴安全帶以及安全帽，監(jiān)視工程建設過程中是否按要求設置安全網(wǎng)，監(jiān)視外腳手架和落地竹腳手架的架設情況、吊籃暗轉(zhuǎn)及使用情況、纜風繩固定及使用情況、吊盤進料口及樓層卸料平臺的防護情況、塔吊及卷揚機安裝操作情況，監(jiān)視樓梯口、電梯口、預留洞口、坑井口防護、樓板、陽臺、屋面等情況。綜上所述，數(shù)字化施工監(jiān)控技術的應用可以確保工程建設的質(zhì)量及安全，此外在建筑工程的施工過程中，還可以運用數(shù)字化施工監(jiān)控技術來加強施工重點的監(jiān)控，強化工地臨時用房的防盜、防火等工作。
2.4 建筑系統(tǒng)仿真計算的應用
系統(tǒng)仿真技術主要是通過系統(tǒng)工程方法、相似性原理、信息技術等為基礎，以計算機等設備為工具，通過系統(tǒng)模型實時動態(tài)分析，早在20世紀70年代，一些國家就已經(jīng)將循環(huán)網(wǎng)絡仿真軟件應用于土石方開挖、隧洞施工、管道施工、橋梁施工等領域中，目前建筑系統(tǒng)仿真計算技術在我國建筑工程施工管理中的應用也越來越廣泛，本住宅小區(qū)工程中就應用了建筑系統(tǒng)仿真計算技術，取得了良好效果。
2.5 虛擬現(xiàn)實技術的應用
虛擬現(xiàn)實技術在航天、軍事等領域已經(jīng)應用成功，隨著社會的進步，虛擬現(xiàn)實技術逐漸應用到了建筑工程領域，例如在本住宅小區(qū)工程中，工作人員通過虛擬現(xiàn)實技術的可視化特性，檢驗施工組織設計方案的可行性，比較不同施工方案，為了施工管理工作提供了很大幫助，確保了施工方案的可靠性。
數(shù)字化技術的應用能夠提高建筑工程施工管理工作的質(zhì)量和效率，但是筆者認為，在實際應用過程中我們還應該注意一些事項，例如當工程項目位于偏遠的山區(qū)地帶時，我們應該注意監(jiān)控設備的安裝位置，確保信號良好，同時要保證電源持續(xù)供給，一旦供電中斷，很多數(shù)字化設備將無法工作，并且工作人員要定時對監(jiān)控設備進行檢查以及維修，保證監(jiān)控設備的使用性能。再比如，在應用建筑空間信息技術時，要確保輸入數(shù)據(jù)的準確性，進而保證分析結(jié)果的可靠性，在應用建筑系統(tǒng)仿真技術時，要注意實際建筑與仿真建筑的差異，在應用建筑虛擬現(xiàn)實技術時，要確保虛擬現(xiàn)實軟件為正版，確保數(shù)據(jù)的準確性。 ，具有深刻的內(nèi)涵。使建筑施工活動更加科學化，以提高施工管理的自動化水平。
結(jié)束語
總的來說，數(shù)字化管理必須在施工管理過程中進行實踐。數(shù)字化管理在逐漸滲入到施工過程中，這對未來施工工程在信息化管理上產(chǎn)生了一定的影響。數(shù)字管理體系的出現(xiàn)和使用，是以標準化的管理為準則的，不但有利于量化管理理念的施展，同時也讓信息化的管理取得了進一步的成長。
參考文獻：
[1]唐亮. 數(shù)字化項目管理──論計算機及網(wǎng)絡技術在施工企業(yè)項目管理中的應用 [J]. 哈爾濱鐵道科技，2011，（ 02） .
這意味著，所有組織都將開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型之旅，IT將實現(xiàn)從支持到引領。
許多大型制造商正利用不同的數(shù)字技術驅(qū)動企業(yè)價值。
長城汽車股份有限公司（以下簡稱“長城汽車”）擁有40多家控股子公司，員工總數(shù)超過7萬余人，2015年營業(yè)收入達760.33億元，產(chǎn)品銷往120多個國家，這是一家總部位于河北省保定市的大型民營汽車制造商。
然而早在2009年，為了順利打入歐洲市場，長城汽車需要通過歐盟整車型認證（WVTA）。歐盟認證包括48個測試項目，在排放水平、安全性和環(huán)境影響方面對車輛設定了較高的標準。
一輛汽車會有上千萬個零部件，一些通過整車制造商自己制造，而另一些從眾多供應商處采購。由于改動一處設計可以影響很多其他部件的制造，采購的復雜性就可能迅速上升。
從2008年開始，長城汽車在解決歐盟ELV（報廢車輛指令）中關于整車回收率計算的問題，選用了達索系統(tǒng)開發(fā)的ENOVIA物料合規(guī)管理模塊（MCC）解決方案。ENOVIA MCC是一種業(yè)務流程應用，旨在幫助企業(yè)在產(chǎn)品從設計到回收的全生命周期內(nèi)主動引入環(huán)境合規(guī)戰(zhàn)略。ENOVIA MCC幫助長城汽車4款車型一次性通過歐盟認證，使其成為首家通過歐盟整車型式認證的自主車企。
而隨著業(yè)務的持續(xù)拓展，2012年，長城汽車與達索系統(tǒng)達成戰(zhàn)略合作，和達索系統(tǒng)進行“一攬子”的合作計劃，包括研發(fā)、工程、制造、營銷以及服務等跨地區(qū)、全球化的信息化平臺建設。長城汽車進一步選用達索系統(tǒng)的CATIA V5平臺來進行虛擬設計和測試、數(shù)字化樣機開發(fā)，數(shù)字化組裝等，用于按時、按預算來交付產(chǎn)品，大大縮短了研發(fā)周期。
“長城汽車今年會有兩個基于達索系統(tǒng)平臺的車型下線，通過采用達索系統(tǒng)產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）的解決方案，長城汽車從車輛研發(fā)到制造下線的周期僅為7個月。”達索系統(tǒng)大中華區(qū)銷售副總裁李智軍在1月30日舉行的2016達索系統(tǒng)VS銷售大會上表示。要知道在以效率著稱的日本汽車企業(yè)，這一周期為12個月。
“數(shù)字化工廠是覆蓋汽車整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的，目標是要在真實生產(chǎn)之前，就把汽車在生產(chǎn)線上的整個制造過程全部仿真，它的目標是要減少設計錯誤、縮短在生產(chǎn)線上的調(diào)試周期。”北京迅利創(chuàng)成科技有限公司（以下簡稱“北京迅利”）董事長代軍解釋道。
在中國，北京迅利已經(jīng)向15家主要汽車整車企業(yè)提供了達索系統(tǒng)全系列產(chǎn)品，同時還提供了DMU與VPM 集成的電子樣車技術、針對產(chǎn)品開發(fā)的逆向工程技術、汽車研發(fā)項目中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、集成數(shù)字化制造與仿真技術以及3D 產(chǎn)品設計方法論等專業(yè)服務。
