引論：我們?yōu)槟砹?3篇虛擬仿真施工技術(shù)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

（一）工程概況

全國(guó)組織干部學(xué)院E區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，采用型鋼混凝土框架-剪力墻混合結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力懸索鋼結(jié)構(gòu)和穹頂鋼結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式。

1屋面穹頂鋼結(jié)構(gòu)采用全隱框玻璃幕墻，共約3000 m2，幕墻玻璃采用8+1.52PVB+8mm和10+1.52PVB+10mm兩種鋼化夾膠玻璃，穹頂最頂部水平位置采用10+1.52PVB+10mm玻璃，共計(jì)32塊；開(kāi)啟扇玻璃共3排，即第8排、第9排和最底部1排，共計(jì)144塊；其它玻璃共計(jì)476塊，合計(jì)穹頂夾膠玻璃為652塊，每塊玻璃面積約4.0m2至5.3 m2不等，玻璃自重約250/塊。

2 屋面穹頂高42.3m，施工中設(shè)計(jì)圖紙變更，在E區(qū)鋼桁架層與屋面穹頂之間增加一層懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)層，即多功能廳（二層）上增加屋面花園平臺(tái)（五層）。

懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)（圖4中紅色虛線部分）整體形狀為圓環(huán)形，由24榀鋼桁架以15°角度成放射狀均勻布置，圓環(huán)直徑28.90m，內(nèi)圓環(huán)鏤空，直徑7.30m，桁架高1.80m，上下弦為焊接H型鋼，中間為三根無(wú)縫鋼管與之焊接相連，每榀重量為6.1t，長(zhǎng)10.7m。結(jié)構(gòu)的下層由環(huán)向拉索和徑向拉索組成，構(gòu)成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)受力體系。

3、E區(qū)屋面造型獨(dú)特，穹頂鋼結(jié)構(gòu)及玻璃幕墻、懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)層施工復(fù)雜，需利用虛擬仿真施工技術(shù)，對(duì)其施工及各階段受力情況、安裝精度、構(gòu)件尺寸等進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，并優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工方案，以達(dá)到最好的工程效果。

3.1 為達(dá)到屋面穹頂完美的半球體效果，利用仿真技術(shù)，通過(guò)建立三維模型，確定玻璃幕墻空間分格尺寸，逐一確定每塊玻璃的具體加工、安裝尺寸；

3.2 施工前，為確保懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠，對(duì)空間張弦結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行仿真計(jì)算，模擬懸索預(yù)應(yīng)力張拉，確保整個(gè)鋼平臺(tái)的施工萬(wàn)無(wú)一失；

3.3 為確保原竣工日期的實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目部成立QC小組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攻關(guān)，利用虛擬仿真施工技術(shù)，對(duì)比模擬鋼桁架層、懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)層、屋面穹頂施工工序，比選、優(yōu)化施工方案，從而確保了最終竣工工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（二）施工難點(diǎn)

1 本工程E區(qū)復(fù)雜的建筑造型和鋼結(jié)構(gòu)大跨度空間的設(shè)計(jì)，給穹頂玻璃幕墻的施工帶來(lái)很大難度。

1.1 屋面穹頂半球體造型，采用平面幕墻玻璃達(dá)到曲面圓弧效果，確定空間分格位置、大小難度大。

1.2 玻璃規(guī)格形狀多樣，加工難度大。

穹頂全部為鋼結(jié)構(gòu)，弧形鋼梁放射性設(shè)計(jì)致使幕墻玻璃成梯形規(guī)格，玻璃尺寸由上至下逐層遞變。同時(shí)，考慮鋼結(jié)構(gòu)施工偏差，幕墻玻璃無(wú)法提前批量加工，必須在鋼構(gòu)件焊接完對(duì)每個(gè)位置的玻璃尺寸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)量、定位編號(hào)，加工周期長(zhǎng)。

1.3 幕墻玻璃吊裝難度大

本工程穹頂位于建筑物的中心位置，且幕墻玻璃單片面積最大的為5.3m2，施工時(shí)既要考慮汽車吊吊臂傾斜角度，又要保證玻璃本身不被損壞。同時(shí)，汽車吊無(wú)法覆蓋的區(qū)域還要由人工進(jìn)行二次倒運(yùn)。

1.4 穹頂打膠質(zhì)量要求高

五層屋面花園平臺(tái)位于穹頂以內(nèi)，雨水和積雪會(huì)完全淋灑在穹頂上，所以玻璃縫隙及遮陽(yáng)鋁板打膠質(zhì)量要求高，任何一點(diǎn)質(zhì)量隱患都會(huì)造成穹頂漏水。

2 模擬仿真受力計(jì)算多。

本工程懸索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)造型新穎獨(dú)特、受力復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)的拼裝，到預(yù)應(yīng)力張拉完成以及最后支撐架的拆除，其間經(jīng)歷很多受力狀態(tài)，為了保證工程質(zhì)量能夠符合設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行大量的施工模擬計(jì)算。

3 工程量大，工期緊張

3.1 本工程穹頂豎向弧梁為放射形布置，需高空拼裝焊接，對(duì)接角度、位置確定困難，吊裝、定位、焊接完成一榀完整的豎向弧梁需要6個(gè)小時(shí)，24榀共需15天時(shí)間；支撐體系及吊裝焊接操作平臺(tái)構(gòu)造復(fù)雜，搭設(shè)困難，搭設(shè)架體至少需要15天時(shí)間，嚴(yán)重影響施工速度。

3.2 鋼桁架層標(biāo)高為13.05m，共有大小桁架梁112榀，從單榀重量從0.304t至9.691t不等，長(zhǎng)度超過(guò)10m的鋼桁架梁，單段重量最大達(dá)到5.017t，需分成兩至三段運(yùn)送至進(jìn)場(chǎng)。桁架梁采用分段吊裝，起吊次數(shù)多，嚴(yán)重制約施工速度。

（三）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

1 空間張弦結(jié)構(gòu)施工仿真計(jì)算

施工過(guò)程會(huì)使結(jié)構(gòu)經(jīng)歷不同的初始幾何態(tài)和預(yù)應(yīng)力態(tài)，兩個(gè)狀態(tài)的分析理論和方法都不同的，加載方式、加載次序及加載量級(jí)都對(duì)結(jié)構(gòu)受力具有很大影響，因此，施工仿真計(jì)算是預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工方案中極其重要的工作。實(shí)際施工過(guò)程必須和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初衷吻合，施工中必須嚴(yán)格組織施工順序，確定加載、提升方式，準(zhǔn)確實(shí)施加載量、提升量等。施工仿真具體項(xiàng)目如下：

（1）驗(yàn)證張拉方案的可行性，確保張拉過(guò)程的安全；

（2）給出每張拉步鋼索張拉力的大小，為實(shí)際張拉時(shí)的張拉力值的確定提供理論依據(jù)；

（3）給出每張拉步結(jié)構(gòu)的變形及應(yīng)力分布，為張拉過(guò)程中變形及應(yīng)力監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)；

（4）根據(jù)計(jì)算出來(lái)的張拉力的大小，選擇合適的張拉機(jī)具、設(shè)備，并設(shè)計(jì)合理的張拉工裝；

（5）確定合理的張拉順序，具體張拉步驟如下所示：

第1步：結(jié)構(gòu)全部安裝完成后

第2步：第1批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的30％

第3步：第2批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的30％

第4步：第3批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的30％

第5步：第4批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的30％

第6步：第4批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的70％

第7步：第3批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的70％

第8步：第2批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的70％

第9步：第1批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的70％

第10步：支撐塔架拆除后

第11步：第1批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的100％

第12步：第2批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的100％

第13步：第3批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的100％

第14步：第4批拉索張拉到設(shè)計(jì)初張力的100％

2 虛擬仿真優(yōu)化施工工序

方案經(jīng)優(yōu)化后，懸索預(yù)應(yīng)力平臺(tái)層與穹頂鋼構(gòu)兩大施工區(qū)域間，由原來(lái)的順序施工，改為平行立體穿插施工，大大縮短了E區(qū)鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵線路的總用時(shí)，大大縮短了工期。

我們運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體工業(yè)建筑技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)等高新技術(shù)，對(duì)懸索平臺(tái)層、屋面穹頂施工過(guò)程建立仿真模型，虛擬、對(duì)比原方案施工過(guò)程及優(yōu)化方案，利用計(jì)算機(jī)硬件、軟件及各種傳感器創(chuàng)造出一個(gè)四維空間虛擬環(huán)境， 使所需解決的問(wèn)題得到清晰和直觀的認(rèn)識(shí)。

（四）實(shí)施效益

篇2

我國(guó)在將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在房建施工方面，有許多成功的案例，比如中央電視臺(tái)新址、上海的環(huán)球金融中心以及廣州珠江新城西塔等等。在房建施工中，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)具有很多的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)其進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

1、虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)指的是人們借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)以及多媒體技術(shù)等，來(lái)研究外界環(huán)境感知模型。以往的系統(tǒng)仿真技術(shù)很少涉及到這個(gè)領(lǐng)域，因此，可以說(shuō)虛擬仿真技術(shù)是一項(xiàng)重大的科技突破。

2、虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用

虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用研究：從理論層面上來(lái)講，依據(jù)相關(guān)的要求來(lái)將施工設(shè)計(jì)圖具體的實(shí)施，是非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，但是，在實(shí)際的施工中，這個(gè)過(guò)程卻是十分困難的。因?yàn)椋诰唧w的施工中，會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)情況，會(huì)選擇各種各樣的施工方法，那么在施工的過(guò)程中，必然會(huì)遇到一些突發(fā)的事情。在以往，我們遇到困難的時(shí)候，總是依靠施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行解決，優(yōu)化施工方法和施工組織，但是施工經(jīng)驗(yàn)會(huì)有一定的局限存在，那么在局限的經(jīng)驗(yàn)下指導(dǎo)施工，就很可能出現(xiàn)一些失誤。特別是隨著建筑風(fēng)格和結(jié)構(gòu)的多樣化，這種全新的建筑是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循的，如果依然走過(guò)去那種老路，就會(huì)產(chǎn)生很多的問(wèn)題，施工的質(zhì)量和施工的安全得不到保證，此外，還會(huì)增加施工成本和能源資源消耗。

在建筑施工中應(yīng)用虛擬施工技術(shù)，就可以有效的解決這些問(wèn)題；利用虛擬施工技術(shù)，可以依據(jù)相關(guān)的工程情況來(lái)建立幾何模型，有著高度的仿真性和交互性。工作人員可以依據(jù)相關(guān)的要求來(lái)進(jìn)行模擬施工，在施工中尋找最為合適的方法和手段。相對(duì)于傳統(tǒng)的方法，這種方法可以有效的降低施工成本，縮短工期，并且還可以有效的提升施工質(zhì)量。目前，很多的企業(yè)都開(kāi)始應(yīng)用虛擬施工技術(shù)，他們只需要建立一個(gè)三維模型，可視化模擬施工的全過(guò)程，在實(shí)際施工之前，就可以對(duì)各種構(gòu)件的關(guān)系和位置進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，這樣施工安全控制參數(shù)就可以依據(jù)比對(duì)來(lái)有效地的出來(lái)。

仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究：在建筑施工中應(yīng)用仿真技術(shù)，主要的作用就是讓虛擬的建筑物更加的真實(shí)。應(yīng)用仿真技術(shù)，可以讓建筑物周圍環(huán)境的外景十分逼真。只需要按照設(shè)計(jì)圖紙的樣本來(lái)進(jìn)行建筑物的施工，就可以建模渲染建筑物和周圍的各種元素，比如周圍的建筑、場(chǎng)景和道路等等。在仿真場(chǎng)景中，任何一個(gè)物體的高度都和現(xiàn)實(shí)中一樣，并且有靜有動(dòng)，有著十分強(qiáng)烈的真實(shí)感，讓人仿佛身臨其境。設(shè)計(jì)人員要想體驗(yàn)其中，只需要從多個(gè)角度來(lái)觀察仿真環(huán)境即可。目前，在很多的建筑中都應(yīng)用了這種仿真技術(shù)，并且取得了不錯(cuò)的效果。

虛擬仿真技術(shù)在復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用：現(xiàn)代建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工十分常見(jiàn)，它非常重要，并且十分復(fù)雜；它的復(fù)雜性指的是鋼結(jié)構(gòu)并不是一下子完成的，需要一個(gè)部分一個(gè)部分來(lái)進(jìn)行，在不同的施工階段，會(huì)有著不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)、受力特性、邊界條件和負(fù)載情況，那么下一個(gè)環(huán)節(jié)施工的時(shí)候，平衡狀況可能就達(dá)不到相應(yīng)的要求。并且，再接著進(jìn)行下一個(gè)階段的施工時(shí)，新的平衡又會(huì)產(chǎn)生。也就是說(shuō)，接下來(lái)的每一個(gè)階段都需要重新尋找平衡。要想保證這么復(fù)雜的工程質(zhì)量，就需要在實(shí)施的過(guò)程中認(rèn)真的把握每一個(gè)微小細(xì)節(jié)，對(duì)所有的因素進(jìn)行綜合的考慮。鋼結(jié)構(gòu)工程對(duì)建筑整體十分的重要，如果在這個(gè)工程的施工分析中出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就不能有效的指導(dǎo)具體的施工，從而增加資源浪費(fèi)和施工成本，還有可能導(dǎo)致一些重大安全事故的發(fā)生。如果依然采用的是傳統(tǒng)的施工方法和經(jīng)驗(yàn)，那么就不能保證這個(gè)工程的質(zhì)量，針對(duì)這種情況，就可以采用虛擬仿真技術(shù)；通過(guò)實(shí)踐研究證明，在工程施工中采用虛擬仿真技術(shù)，可以全程跟蹤分析復(fù)雜的空間鋼結(jié)構(gòu)施工，這樣比較危險(xiǎn)的階段就可以及時(shí)的找出來(lái)，從而采取一系列的措施來(lái)進(jìn)行控制和防范，降低事故發(fā)生的幾率。

虛擬仿真的三維動(dòng)畫在施工中的應(yīng)用：在以往，分析研究工程進(jìn)度的時(shí)候，依據(jù)的是主觀的判斷和經(jīng)驗(yàn)，這樣研究出來(lái)的結(jié)果也不具備指導(dǎo)意義，因?yàn)樗鼪](méi)有足夠的科學(xué)性。而在建筑施工中應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)中的三維動(dòng)畫，就可以科學(xué)合理的分析施工的全過(guò)程。采用虛擬仿真技術(shù)的三維動(dòng)畫，可以詳細(xì)的表現(xiàn)出施工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)；那么設(shè)計(jì)員、業(yè)主和專家就可以迅速的找到工程施工中的一些重難點(diǎn)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及注意事項(xiàng)等等；并且依據(jù)具體的需要來(lái)及時(shí)的調(diào)整和修改施工方案。虛擬仿真技術(shù)不需要投入大量的資金，也沒(méi)有很大的難度，因此，可以進(jìn)行積極的推廣和應(yīng)用。

虛擬仿真技術(shù)在施工安全方面的應(yīng)用：主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是可以實(shí)現(xiàn)施工安全控制方案的最優(yōu)化；如果采用傳統(tǒng)的模式，很可能會(huì)遺漏一些安全隱患；而采用虛擬仿真技術(shù)就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗梢阅M演練各種各樣的施工安全管理方案，對(duì)演練效果進(jìn)行分析，采用科學(xué)的手段來(lái)綜合比較施工中不安全的人、物以及可能存在的一些安全隱患等等，制定出合理的施工方案，既能夠減小安全事故發(fā)生幾率，又可以保證工程施工的質(zhì)量。二是可以實(shí)現(xiàn)安全預(yù)防和演練的最優(yōu)化，首先依據(jù)虛擬仿真模擬，工程師就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些可能存在安全隱患的環(huán)節(jié)和部位，并且，三維動(dòng)態(tài)仿真模型的建立，也可以起到協(xié)助的作用，總結(jié)本次現(xiàn)場(chǎng)模擬的分析和演示結(jié)果，避免日后發(fā)生類似的事故；其次，緊急逃生可以用三維動(dòng)態(tài)仿真模型來(lái)進(jìn)行有效的模擬，現(xiàn)場(chǎng)人員可以依據(jù)在模型中出現(xiàn)的建筑物事故模型，來(lái)充分的了解并且有效的選擇事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急措施、自救方式以及逃生路線，從而在很大程度上降低事故所造成的損失。

3、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)大量的實(shí)踐研究表明，在建筑施工中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以有效的控制施工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣。本文簡(jiǎn)要分析了虛擬仿真技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)勇.建筑施工中虛擬仿真技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用探究[J].建筑與文化，2012,2（3）：123-125.

篇3

Keywords: building engineering; The construction; Virtual simulation technology; Application development

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

在21實(shí)際科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，還極大的改變了人們的日常生活。計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)在建筑工程施工中的運(yùn)用，能夠有效的規(guī)范工程施工技術(shù)，提高工程的管理水平，為建筑工程的施工質(zhì)量提供有效的保障。在當(dāng)前我國(guó)建筑工程施工領(lǐng)域中，常用的軟件系統(tǒng)主要包括專家系統(tǒng)、 智能管理系統(tǒng)、 辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等幾個(gè)方面，這些計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在原有的基礎(chǔ)上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)施工方法及理論上的不足，避免了工程施工中不必要的麻煩。在此，本文從虛擬仿真技術(shù)、虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用以及虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的研究和應(yīng)用展望等三個(gè)方面出發(fā)，針對(duì)虛擬仿真技術(shù)在工程施工中存在的問(wèn)題及完善途徑，做以下簡(jiǎn)要分析：

一．虛擬仿真技術(shù)

在當(dāng)前工程施工建設(shè)中，虛擬仿真技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，為人機(jī) 對(duì)話提供了更直接和更真實(shí)的三維界面，并能在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬信息環(huán)境，使用戶身臨其境。在虛擬技術(shù)使用的過(guò)程中，除了能夠?qū)χ贫夹g(shù)進(jìn)行虛擬模仿外，還能通過(guò)真實(shí)逼真的環(huán)境，為技術(shù)的實(shí)提供相應(yīng)的環(huán)境支持，在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，虛擬仿真技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了飛速發(fā)展。而虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中的運(yùn)用，其核心在于通過(guò)同虛擬仿真技術(shù)，真實(shí)的再現(xiàn)工程施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保施工程序的規(guī)范化、科學(xué)化，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，以便在實(shí)際施工中能夠?qū)⑵湓斐傻膿p失降到最低。由此可見(jiàn)，虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中有著極其重要的作用。

二．虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用

在當(dāng)前人們的日常生活中，虛擬仿真技術(shù)作為一門新興的學(xué)科，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，而虛擬建造在形成使用的過(guò)程中，至今仍沒(méi)有形成統(tǒng)一完善的體系，其中既包括技術(shù)原有，也在一定程度上存在著較大的資金投入。在當(dāng)前我國(guó)虛擬建造理論形成的過(guò)程中，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，通過(guò)對(duì)建筑理論的研究，將建筑理論融入到虛擬建造中，為其下一步的施工環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。其次，在虛擬仿真技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的運(yùn)用，能夠憑借自身的可視化仿真優(yōu)勢(shì)，將施工過(guò)程中的整體施工體系，清晰的反映出來(lái)，以便在實(shí)際施工中能夠及時(shí)的彌補(bǔ)施工過(guò)程中存在的不足，確保施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，在節(jié)省大量施工成本的同時(shí)，還能為其下一步的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。最后，虛擬仿真技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，其核心在于計(jì)算機(jī)軟件研制與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

三．虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的研究和展望

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)也在原有的基礎(chǔ)上取得了進(jìn)步，而虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工領(lǐng)域中的運(yùn)用，不是一朝一夕就能形成的，而是需要長(zhǎng)時(shí)間的積累與發(fā)展。且在其具體實(shí)施的過(guò)程中，其核心取決于計(jì)算機(jī)硬件和仿真軟件本身的發(fā)展。在當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中，其存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，在虛擬仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件平臺(tái)提出了較高的要求，且在研究開(kāi)發(fā)的同時(shí)，需要在專業(yè)的工作站及實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。由此不難看出，企業(yè)在進(jìn)行虛擬系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，需要投入大量的資金建造實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)還要購(gòu)買國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備與軟件，這些，都在一定程度上限制了虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用。

其次，虛擬仿真技術(shù)在建造工程施工運(yùn)用的過(guò)程中，需要借助國(guó)外進(jìn)口的軟件平臺(tái)。然而在其實(shí)際實(shí)施的過(guò)程中，結(jié)合著我國(guó)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展現(xiàn)狀，在施工企業(yè)虛擬仿真系統(tǒng)的集中型軟件幾乎不存在，再加上建造工程本身施工周期長(zhǎng)、規(guī)模大、施工程序多等影響因素，對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的成本及技術(shù)都提出了較高的要求，而這些，都是當(dāng)前從事虛擬仿真技術(shù)研究人員應(yīng)解決的。

最后，在虛擬仿真技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，人才作為其研究的主體，不僅關(guān)系著虛擬仿真技術(shù)的研制開(kāi)發(fā)，還在一定程度上關(guān)系著建造企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。由此就需要建造企業(yè)在實(shí)施虛擬仿真技術(shù)的過(guò)程中，其核心基礎(chǔ)自愛(ài)與培養(yǎng)自己的開(kāi)發(fā)骨干，確保在軟硬設(shè)施具備的前提下，能夠全方面的開(kāi)展虛擬仿真技術(shù)的研究。

面對(duì)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形式，虛擬仿真技術(shù)在建造工程施工中的運(yùn)用，已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然形式，同時(shí)也是科技發(fā)展的必然結(jié)果。在我國(guó)一些大型施工企業(yè)，其工程技術(shù)人員具備高水平的軟件研發(fā)能力，且在研究的過(guò)程中，加上計(jì)算機(jī)的輔助，能夠結(jié)合著建造工程的實(shí)際狀況，將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用進(jìn)去，真實(shí)的再現(xiàn)建筑施工中的每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，通過(guò)逼真的環(huán)境渲染，能夠使施工管理人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工活動(dòng)中存在的問(wèn)題，并及時(shí)的采取措施進(jìn)行避免，在減少建筑工程成本投入的同時(shí)，還能保障工程的施工質(zhì)量，為其今后的投入使用奠定基礎(chǔ)。

仿真技術(shù)的應(yīng)用使仿真軟件取得了飛速發(fā)展，新的并行計(jì)算方法、 新的仿真平臺(tái)和編程技術(shù)使其具有更好的可擴(kuò)展性。實(shí)行校企 （研） 聯(lián)合是加快建筑業(yè)科技進(jìn)步， 推進(jìn)施工現(xiàn)代化的一個(gè)重要捷徑。建筑企業(yè)采用與專門科研院所合作的方式， 充分利用高等院校的科研實(shí)力和人才優(yōu)勢(shì)， 建立起長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系， 積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)。

總結(jié)：

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中的運(yùn)用，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，通過(guò)相應(yīng)的措施將其避免；同時(shí)能夠在原有的基礎(chǔ)上規(guī)范施工程序，完善工程的施工管理，在確保工程施工質(zhì)量的同時(shí)，還能在原有的基礎(chǔ)上促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)社會(huì)的發(fā)展做出杰出的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹祿君.探究虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用的新模式[J].長(zhǎng)沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，(04) .

篇4

一、虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要結(jié)合了計(jì)算機(jī)方針技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)以及現(xiàn)實(shí)技術(shù)等多種學(xué)科的優(yōu)勢(shì)于一身，使人機(jī)交互對(duì)話成為了可能，為其提供了更加真實(shí)、直接的三維界面，同時(shí)還在多維的信息空間中搭建虛擬的信息環(huán)境，用戶在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一方面結(jié)合了仿真技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，另一方面為用戶提供更加真實(shí)的環(huán)境效果，在很多領(lǐng)域中都有非常廣泛的應(yīng)用。

仿真技術(shù)是基于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的一種實(shí)驗(yàn)方式，具有經(jīng)濟(jì)性與安全性的優(yōu)勢(shì)，在很多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，例如航空航天、電力、交通等等，此外，在煤炭、化工等領(lǐng)域中也有很好的應(yīng)用。

二、虛擬仿真系統(tǒng)在建筑施工中應(yīng)用的意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要指在工程施工過(guò)程中對(duì)施工進(jìn)行模擬，首先需要在施工之前掌握各種構(gòu)建在結(jié)構(gòu)中的相互關(guān)系即相對(duì)位置，在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)多種方法，對(duì)工況應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，使方案得到優(yōu)化，其產(chǎn)生的意義主要可以從以下幾方面進(jìn)行探討。

（一）優(yōu)化施工方案

在建筑工程施工過(guò)程中，施工組織、施工方法的選擇都要建立在一定的施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從這一方面來(lái)說(shuō)具有一定的局限性。與此同時(shí)，現(xiàn)代建筑都具有鮮明的個(gè)性，所以施工就不能完全重復(fù)，虛擬仿真技術(shù)的使用可以在方案中將施工組織與施工方法科學(xué)、直觀的展示出來(lái)，并將方案的對(duì)比定量完成，這對(duì)于方案的優(yōu)化是非常有利的，促進(jìn)了最有施工的真正實(shí)現(xiàn)。

（二）引入新的施工技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用可以最大限度的降低技術(shù)人員對(duì)施工工藝進(jìn)行試驗(yàn)的成本，幫助施工人員革新思路，同時(shí)還可以將新技術(shù)的成效完美的展示出來(lái)，大大縮短新技術(shù)的引入與推廣時(shí)間。

（三）施工管理更加便利

施工仿真技術(shù)可以對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行事先的模擬，在模擬的過(guò)程中就可以將施工管理中容易出現(xiàn)的安全、質(zhì)量等隱患及時(shí)找出來(lái)，并采取相應(yīng)的措施對(duì)這些隱患區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)化，使施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效果及施工質(zhì)量得到明顯提高。

（四）便于進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)

施工虛擬仿真技術(shù)可以將施工過(guò)程情況直觀的顯示出來(lái)，有了這種技術(shù)的幫助，操作人員就可以更加全面的來(lái)哦接操作流程，做到優(yōu)質(zhì)的完成工程施工任務(wù)。

（五）大型工程設(shè)計(jì)

施工虛擬仿真技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)是否合理進(jìn)行考察，從而可以更好的修改擬改進(jìn)部位，獲得的設(shè)計(jì)效果將會(huì)更加令人滿意。同時(shí)，設(shè)計(jì)的方針對(duì)設(shè)計(jì)單位與施工單位以及業(yè)主之間進(jìn)行設(shè)計(jì)交底也是非常有利的。

（六）建筑市場(chǎng)管理

在招標(biāo)過(guò)程中，施工虛擬技術(shù)可以直觀的對(duì)比各方的成效，評(píng)標(biāo)的公正性與透明度因此得到增加，這對(duì)建筑市場(chǎng)的規(guī)范性管理是非常重要的。

（七）其它方面

施工虛擬仿真技術(shù)的開(kāi)發(fā)一定會(huì)帶動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，應(yīng)用到建筑業(yè)的其它方面，并充分帶動(dòng)城市規(guī)劃的優(yōu)化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。

三、建筑施工中虛擬仿真系統(tǒng)的研究與應(yīng)用前景展望

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)始終作為一門新興科學(xué)而存在，虛擬建造直到現(xiàn)在也沒(méi)有得到一個(gè)十分明確的提法，現(xiàn)階段的研究主要集中的理論、研究以及系統(tǒng)的層面上。

（二）應(yīng)用展望

仿真技術(shù)是否可以在建筑施工領(lǐng)域中得到廣泛引用，主要取決于仿真軟件及計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，現(xiàn)在虛擬仿真技術(shù)在工程施工中存在的問(wèn)題主要有：1）虛擬仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用對(duì)硬件的要求比較高，而且要在專用的實(shí)驗(yàn)室或工作站中進(jìn)行，進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)需要投入大量的人力和資金，同時(shí)演示過(guò)程中還會(huì)受到設(shè)備的限制，移動(dòng)起來(lái)也不是很方便。2）在開(kāi)發(fā)單項(xiàng)工程時(shí)，需要用到從國(guó)外進(jìn)口的VR軟件平臺(tái)。因?yàn)楝F(xiàn)在工程施工中幾乎沒(méi)有成型的虛擬仿真系統(tǒng)軟件，所以需要開(kāi)發(fā)一個(gè)新項(xiàng)目，這需要較高的成本，開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)應(yīng)該是專用的集成型的軟件系統(tǒng)，從而為單項(xiàng)工程的開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3）現(xiàn)階段我國(guó)的一些建筑集團(tuán)已經(jīng)建立了屬于自己的設(shè)計(jì)研究院，這無(wú)疑為施工企業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)創(chuàng)造了有利條件。

目前我國(guó)一些施工企業(yè)洪的技術(shù)人員已經(jīng)具有非常高的技術(shù)研發(fā)能力，很多建筑施工集團(tuán)已經(jīng)成為施工軟件研發(fā)的主力軍。另外，一些高校和科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)始極力開(kāi)發(fā)工程施工中涉及的技術(shù)軟件，在工程實(shí)踐等方面對(duì)集成控制等技術(shù)進(jìn)行積極的探索與引用。真?zhèn)€工程施工領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)輔助軟件正在逐步形成，并為人工智能理論與方法的推廣奠定了基礎(chǔ)。

隨著仿真技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，相關(guān)軟件也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)新的仿真平平臺(tái)、計(jì)算方法以及編程技術(shù)將會(huì)體現(xiàn)出更好的可擴(kuò)展性，并在多種領(lǐng)域中得到應(yīng)用。此外，對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行的微機(jī)化探索在在不斷發(fā)展之中，并已經(jīng)取得了一定的成效，這為虛擬現(xiàn)實(shí)在微機(jī)上的應(yīng)用成為了可能。通過(guò)對(duì)集成型、通用性施工軟件的開(kāi)發(fā)，一定會(huì)加快軟件的普及速度，并使單項(xiàng)工程的開(kāi)發(fā)成本得到降低。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，目前高新技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始日益發(fā)展，建筑也一定要勇于創(chuàng)造，積極吸納新技術(shù)，從而促進(jìn)工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，為現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造條件，這成為建筑工程施工企業(yè)適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜曉剛. 虛擬仿真技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用分析[J]. 中華民居，2011，（6）.

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中圖分類號(hào)：G421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（a）-0153-02

高校工科類專業(yè)中，操作實(shí)踐是教學(xué)中重要的組成部分，我國(guó)大部分院校都設(shè)立了工科類的專業(yè)操作實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提高創(chuàng)造條件。在傳統(tǒng)的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用儀器設(shè)備的密集程度非常的高，使得實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度大大增加。很多儀器設(shè)備的價(jià)值昂貴，體積結(jié)構(gòu)為實(shí)驗(yàn)的操作帶來(lái)極大不便。學(xué)生只能在教材知識(shí)的基礎(chǔ)上刻板地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，在這種情況下學(xué)生的創(chuàng)新能力和主觀能動(dòng)性就不能得到發(fā)揮。眾多高校在實(shí)驗(yàn)室的更新建設(shè)中，因?yàn)槭艿劫Y金的限制，會(huì)繼續(xù)使用舊的儀器設(shè)備，這些設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)能老化，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用成為現(xiàn)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍的教學(xué)手段。

1 機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室的虛擬實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

現(xiàn)在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題越來(lái)越突出，制約著教學(xué)效率和質(zhì)量，突出體現(xiàn)在很多院校的實(shí)驗(yàn)基地和實(shí)驗(yàn)單位的建設(shè)能力非常有限，不能滿足學(xué)生自己動(dòng)手操作要求，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)深化和了解。很多院校為了節(jié)省資金，減少出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全問(wèn)題等，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，主要是以參觀和講座的形式進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)，學(xué)生基本沒(méi)有實(shí)踐動(dòng)手的機(jī)會(huì)。在這種情況下，就會(huì)造成學(xué)生畢業(yè)后，參加相關(guān)工作沒(méi)有機(jī)械設(shè)備操作的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法獨(dú)立完成工作的內(nèi)容。尤其在是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)逐漸失去對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，對(duì)學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展造成負(fù)面影響。所以在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，機(jī)械工程該實(shí)驗(yàn)室教學(xué)要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)更新教學(xué)理念和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)的完善。在院校的機(jī)械教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)和鞏固的重要手段，是學(xué)生實(shí)踐操作能力培養(yǎng)的根本方法，是當(dāng)今院校機(jī)械制造專業(yè)教學(xué)中最為重要的環(huán)節(jié)，是現(xiàn)代化機(jī)械人才培養(yǎng)的基本途徑。通過(guò)現(xiàn)代化的教學(xué)方式可以最大程度提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作的基礎(chǔ)上對(duì)基本理論知識(shí)進(jìn)行理解和完善。通過(guò)這樣的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使學(xué)生合理將基礎(chǔ)知識(shí)理論與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合，在動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程中逐漸形成獨(dú)特的自我知識(shí)技能認(rèn)知能力?，F(xiàn)在大多數(shù)院校利用的是CAD機(jī)房，然后在此硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方式的改革。并且引進(jìn)虛擬仿真技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更新和改進(jìn)。在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，不但可以避免在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)備的故障隱患，還能最大程度提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)提供科學(xué)實(shí)踐依據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室部分設(shè)備裝置進(jìn)行傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)、數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)和減速器裝配實(shí)驗(yàn)，最大程度提高了機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。

2 虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的典型應(yīng)用

2.1 帶傳動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

帶傳動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)是機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，其主要是讓學(xué)生能夠直觀地觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，還能有效地對(duì)實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)機(jī)電設(shè)備的承載能力進(jìn)行分析，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶動(dòng)問(wèn)題的控制。進(jìn)行傳動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，需要利用的機(jī)械設(shè)備有力傳感器、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩力測(cè)桿、光電測(cè)速裝置、發(fā)電機(jī)等。這些實(shí)驗(yàn)機(jī)械設(shè)備主要通過(guò)人工實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)性能測(cè)試，這樣的測(cè)試方式主要的特點(diǎn)是人工費(fèi)用會(huì)高于設(shè)備使用的費(fèi)用。在虛擬仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行帶傳動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以最大程度提升機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

2.2 數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)

數(shù)字加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中一個(gè)核心的技術(shù)，在現(xiàn)代制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。數(shù)字加工技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的微電子技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)?，F(xiàn)在眾多院校的機(jī)械自動(dòng)化成為一門重要的專業(yè)，這門專業(yè)的核心內(nèi)容是在數(shù)控機(jī)床的操作中利用數(shù)控加工技術(shù)。但是數(shù)控機(jī)床的價(jià)格非常高，設(shè)備運(yùn)作形式單一，并且運(yùn)行程序的設(shè)置相當(dāng)復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)每一位學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作需求的滿足，這種復(fù)雜性的實(shí)驗(yàn)操作，只能滿足極少部分學(xué)生的需求，嚴(yán)重制約了機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)讓每一位學(xué)生加入到具體的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中來(lái)，對(duì)機(jī)械機(jī)床加工環(huán)境和流程才形成一個(gè)系統(tǒng)認(rèn)知。

2.3 減速器裝配實(shí)驗(yàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)基礎(chǔ)項(xiàng)目是減速器在機(jī)械設(shè)備中的使用。在傳統(tǒng)的減速器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，都會(huì)利用實(shí)物代替減速器的教學(xué)方法。虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)實(shí)物模擬模型的拆卸，進(jìn)行減速器的構(gòu)成結(jié)構(gòu)的直觀講解。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的構(gòu)想

在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先，可以不考慮實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用設(shè)備的操作性，也就是保證實(shí)驗(yàn)室需要操作實(shí)踐的目標(biāo)和任務(wù)與相關(guān)機(jī)械工程專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)相統(tǒng)一，然后再研究實(shí)驗(yàn)設(shè)備的穩(wěn)定性。其次，要構(gòu)思虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)，例如：機(jī)械操作平臺(tái)中的仿真器、ECU和虛擬演示平臺(tái)等。在整個(gè)虛擬仿真系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)中，主要是滿足院校機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的需要，所以一定要保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，才能確保學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握和鞏固。一般構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室要進(jìn)行仿真計(jì)算，觀察相關(guān)系數(shù)，觀察預(yù)先系數(shù)與實(shí)際操作系統(tǒng)是否統(tǒng)一。再次，仿真器的構(gòu)建設(shè)計(jì)，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，虛擬仿真器代替了原來(lái)操作實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物操作，最大程度簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟。并且仿真器可以利用USB實(shí)現(xiàn)與虛擬演示平臺(tái)的鏈接，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可以保證虛擬演示平臺(tái)及時(shí)接收到虛擬實(shí)驗(yàn)仿真信號(hào)，通過(guò)PWM模塊實(shí)現(xiàn)向ECU傳輸一定頻率的方波，在多媒體上模擬機(jī)械設(shè)備的工作原理，在虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)候仿真器利用USB將仿真實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)傳送到模擬演示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的參數(shù)需要。最后，建立虛擬仿真系統(tǒng)，利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，編輯建立應(yīng)用模塊，結(jié)合相關(guān)的3Dmax建模工具建立虛擬演示平臺(tái)中的技術(shù)模塊，將模塊中的內(nèi)容以特定的文件格式導(dǎo)入虛擬演示平臺(tái)中，最終讓學(xué)生在虛擬演示平臺(tái)中進(jìn)行相關(guān)機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)操作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)在現(xiàn)代院校機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的眾多實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，保證學(xué)生能夠主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)操作中來(lái)，提高機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。所以，院校應(yīng)該重視對(duì)機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室的虛擬實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，以及虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用手段和方法，對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行更新和補(bǔ)充。虛擬實(shí)驗(yàn)要緊密結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，滿足機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作要求的同時(shí)，適應(yīng)院校實(shí)驗(yàn)室敬愛(ài)教學(xué)的改革和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇6

在服裝教學(xué)上體現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)的特點(diǎn)主要有教學(xué)方法的形象化、教學(xué)情境的仿真性以及教學(xué)內(nèi)容比較實(shí)用。1.教學(xué)方式的形象化，在服裝工藝虛擬仿真教學(xué)的特色就是教學(xué)方式的形象化。在服裝企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)順序，以及服裝工藝教學(xué)通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以直面地了解以及學(xué)習(xí)。這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該專業(yè)的技能及知識(shí)的學(xué)習(xí)與了解，最終掌握相應(yīng)技術(shù)，在很大程度上降低了教師在教學(xué)中的工作量，而且也最大限度地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。2.教學(xué)情境的仿真性，這是服裝工藝虛擬仿真教學(xué)的關(guān)鍵所在，可以將服裝企業(yè)的生產(chǎn)狀況采用虛擬技術(shù)進(jìn)行模擬，學(xué)生可以直觀地看到服裝生產(chǎn)場(chǎng)景，利于學(xué)生的學(xué)習(xí)與思考。通過(guò)虛擬仿真服裝生產(chǎn)場(chǎng)景，可以使學(xué)生在虛擬仿真情景學(xué)習(xí)中能夠感受到服裝企業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景以及其他問(wèn)題，這樣可以進(jìn)一步提高學(xué)生技術(shù)的實(shí)踐能力。3.教學(xué)內(nèi)容實(shí)用性，在服裝工藝虛擬仿真教學(xué)中的基礎(chǔ)是教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。在進(jìn)行服裝工藝學(xué)科教學(xué)中，它的實(shí)踐性以及技術(shù)性都比較強(qiáng)，所以教師在服裝工藝技能教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)現(xiàn)代英語(yǔ)技術(shù)的實(shí)用性進(jìn)行充分考慮，在服裝工藝?yán)碚摻虒W(xué)過(guò)程中，也要注意加強(qiáng)服裝工藝技術(shù)理論知識(shí)。只有充分發(fā)揮服裝工藝?yán)碚摻虒W(xué)的實(shí)用性，才能不讓虛擬仿真技術(shù)在對(duì)服裝工藝教學(xué)內(nèi)容中失去本身意義，才能更有效地培養(yǎng)現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)型人才。

二、服裝工藝教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

篇7

近年來(lái)，我國(guó)加工制造業(yè)得到了空前發(fā)展，高端數(shù)控設(shè)備的使用已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。五軸數(shù)控機(jī)床作為高端設(shè)備的代表，在我國(guó)制造業(yè)得到了廣泛使用。然而，能夠操作五軸數(shù)控設(shè)備的技A術(shù)人員卻嚴(yán)重短缺。培養(yǎng)技術(shù)人員的職業(yè)院校在五軸加工課程建設(shè)方面的不科學(xué)，是造成技術(shù)人員短缺的主要原因。當(dāng)然，許多職業(yè)院校的教育工作者亦發(fā)現(xiàn)了此問(wèn)題，并進(jìn)行了相關(guān)改革和研究。但目前大多數(shù)與五軸加工教學(xué)模式相關(guān)的研究都僅適用于各學(xué)校自身，推廣性和復(fù)制性不強(qiáng)。因此，建立一種適用于大多數(shù)職業(yè)院校的五軸加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式具有重大意義。

一、五軸加工實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)

實(shí)訓(xùn)的最終目的是全面提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)，最終達(dá)到學(xué)生滿意就業(yè)，企業(yè)滿意用人。然而，五軸加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)對(duì)硬件配置的要求較高，開(kāi)展此類高新技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)訓(xùn)課程一般很難模擬實(shí)際工作環(huán)境，配置昂貴的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。因此，五軸加工實(shí)訓(xùn)課程具有設(shè)備昂貴，不易實(shí)現(xiàn)大范圍教學(xué)；課程難度大，技術(shù)不易掌握；涉及知識(shí)面廣，不易入門等特點(diǎn)。這使得開(kāi)展五軸加工實(shí)訓(xùn)課程必須首先解決這些問(wèn)題。

一般數(shù)字制造類實(shí)訓(xùn)課程由編程和操作加工兩大部分組成，由于五軸機(jī)床價(jià)格昂貴，學(xué)校配置數(shù)量很少，因此，課程教學(xué)中與機(jī)床依賴關(guān)系較弱的“編程訓(xùn)練環(huán)節(jié)”可在課堂上完成，以減少對(duì)機(jī)床的需求。首先，數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程兩部分，由于五軸機(jī)床軸數(shù)較多，其中自動(dòng)編程CAM技術(shù)為主要訓(xùn)練環(huán)節(jié)，手工編程為基礎(chǔ)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，因此，手工編程與自動(dòng)編程CAM技術(shù)宜分開(kāi)進(jìn)行訓(xùn)練。其次，五軸加工分“定向加工”和“聯(lián)動(dòng)加工”兩大類，無(wú)論是哪一類加工方式，都容易產(chǎn)生機(jī)床的碰撞和干涉問(wèn)題。因此，五軸加工程序在執(zhí)行前，需要脫離機(jī)床進(jìn)行仿真，以驗(yàn)證加工程序的正確性，避免由于程序錯(cuò)誤造成機(jī)床碰撞，所以需要設(shè)置加工仿真環(huán)節(jié)。

二、五軸加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的建立

（一）虛擬仿真系統(tǒng)與教學(xué)模式的建立

由于五軸機(jī)床的體積大，購(gòu)置、維護(hù)及運(yùn)行成本都很高，且與其他數(shù)控設(shè)備相比，危險(xiǎn)程度高，一旦不能正確操作，輕則損壞刀具、刀柄，重則損壞機(jī)床，甚至發(fā)生人身事故。虛擬仿真技術(shù)在五軸加工實(shí)訓(xùn)中的合理采用，在一定程度上可以解決設(shè)備數(shù)量短缺問(wèn)題，并避免安全事故的發(fā)生。然而，單一仿真軟件教學(xué)與實(shí)際機(jī)床操作不符，且完全依靠計(jì)算機(jī)操作，也不能有效地訓(xùn)練學(xué)生的操作和編程能力。因此，需要將虛擬仿真技術(shù)與五軸機(jī)床的操作加工進(jìn)行合理整合，構(gòu)建一套科學(xué)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

五軸加工虛擬仿真系統(tǒng)由三部分組成，如圖1所示，分別是海德漢iTNC530系統(tǒng)編程仿真工作站，CAD/CAM編程與加工軟件及Vericut加工仿真工作站。在仿真系統(tǒng)中，這三個(gè)部分之間可以進(jìn)行NC程序的交互驗(yàn)證和切削仿真訓(xùn)練。其中，基礎(chǔ)教學(xué)可采用海德漢iTNC530系統(tǒng)編程仿真工作站完成仿真訓(xùn)練。高級(jí)教學(xué)由于程序和加工內(nèi)容的難度較高，需要增加另外兩部分內(nèi)容進(jìn)行仿真訓(xùn)練，首先，可在CAD/CAM軟件內(nèi)進(jìn)行編程及仿真訓(xùn)練，然后，將編輯的程序傳入Vericut加工仿真工作站進(jìn)行仿真訓(xùn)練。其次，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置都有其目的和意義，iTNC530系統(tǒng)編程仿真工作站為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)主要完成手工程序編輯訓(xùn)練，當(dāng)手工編程訓(xùn)練完成后，學(xué)生可以進(jìn)行五軸機(jī)床操作及加工訓(xùn)練，從而完成基礎(chǔ)教學(xué)。如果學(xué)生需要進(jìn)行高級(jí)學(xué)習(xí)，則需要在虛擬仿真系統(tǒng)中完成CAD/CAM編程及Vericut仿真的訓(xùn)練，具體教學(xué)流程如圖2所示。

（二）課程內(nèi)容的構(gòu)建

以虛擬仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將虛擬仿真系統(tǒng)與五軸機(jī)床操作進(jìn)行合理整合，可在不增加機(jī)床數(shù)量和課程開(kāi)設(shè)成本的前提下，最大限度地提升學(xué)生對(duì)五軸加工技術(shù)的理解和熟練程度。以此為課程內(nèi)容構(gòu)建目標(biāo)，可建立如圖3所示的五軸加工實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容。

五軸加工實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容，包括理論知識(shí)與編程、五軸加工仿真、五軸操作與加工三個(gè)部分，與教學(xué)模式流程相對(duì)應(yīng)。基礎(chǔ)教學(xué)需要進(jìn)行理論知識(shí)與編程和五軸操作與加工兩部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，高級(jí)教學(xué)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行手工編程、CAM軟件、五軸加工仿真、五軸操作幾個(gè)部分的學(xué)習(xí)。

（三）教學(xué)模式有效性的對(duì)比

為驗(yàn)證新教學(xué)模式的有效性，可開(kāi)展實(shí)驗(yàn)性教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置A、B兩個(gè)組，每組15名學(xué)生，A組教學(xué)按傳統(tǒng)模式，B組教學(xué)采用新模式。實(shí)驗(yàn)要求A、B兩組的30名學(xué)生經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)、綜合兩項(xiàng)測(cè)試進(jìn)行選拔，這兩項(xiàng)測(cè)試主要對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及綜合能力進(jìn)行判定，依照測(cè)試成績(jī)將30名學(xué)生進(jìn)行分組，保證兩個(gè)組學(xué)生的基礎(chǔ)和能力基本一致。依照表1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，表中設(shè)施為我校目前五軸加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備的配備標(biāo)準(zhǔn)，該實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)在不增加實(shí)訓(xùn)設(shè)備的前提下改善五軸教學(xué)的效果并驗(yàn)證新教學(xué)模式的有效性。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比學(xué)生的測(cè)試成績(jī)分析兩種教學(xué)模式的區(qū)別。由于學(xué)生人數(shù)較多，分別對(duì)比離散數(shù)據(jù)難度較大，因此，通過(guò)每科平均數(shù)和每人平均數(shù)對(duì)比的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以柱狀圖的形式得出對(duì)比結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)源數(shù)據(jù)，得到處理后的平均數(shù)，分別包括每人平均數(shù)和每科平均數(shù)兩欄數(shù)值，最后，將兩欄數(shù)值進(jìn)行柱狀比較和方差分析處理，見(jiàn)如圖4和下頁(yè)表2所示。

通過(guò)對(duì)比A、B兩組學(xué)生從選拔考試開(kāi)始至學(xué)習(xí)結(jié)束整個(gè)過(guò)程中所有的測(cè)試成績(jī)可知，選拔基礎(chǔ)考試和選拔綜合考試A、B兩組學(xué)生的成績(jī)基本一致，從而說(shuō)明學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)課程前的基礎(chǔ)不存在大的差異。從第一次測(cè)試開(kāi)始，B組的測(cè)試成績(jī)呈平緩上升的趨勢(shì)，且每次測(cè)試平均分?jǐn)?shù)均高于A組的平均分?jǐn)?shù)，另外，A組的平均分?jǐn)?shù)存在不規(guī)則突變，表明學(xué)生每次測(cè)試時(shí)表現(xiàn)很不穩(wěn)定，不是一個(gè)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，受測(cè)試難易程度影響較大。

為檢驗(yàn)A、B兩組教學(xué)效果之間的差異，采用方差齊性檢驗(yàn)對(duì)兩個(gè)班每人的平均成績(jī)進(jìn)行對(duì)比。方差齊性檢驗(yàn)又稱作F檢驗(yàn)法，是英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家Fisher提出的，主要通過(guò)比較幾組數(shù)據(jù)的方差，以確定對(duì)檢驗(yàn)對(duì)象檢驗(yàn)的精密度是否有顯著性差異，從而可得出哪一組教學(xué)效果較優(yōu)。先將A、B兩組的平均分?jǐn)?shù)和樣本標(biāo)準(zhǔn)差求出（見(jiàn)表2），然后假設(shè)兩組教學(xué)效果無(wú)明顯差異，并進(jìn)行F值檢驗(yàn)，過(guò)程如下：

假設(shè)H0 ： ？滋A=？滋B

dfb=k-1=1

dfw=nA+nB-k=28

F=■=6.38

其中H0為條件假設(shè)，dfb、dfw為自由度，k為對(duì)象個(gè)數(shù)，nA、nB、nC為對(duì)象人數(shù)，SSb、SSw為方差估計(jì)值。

根據(jù)dfb=1，dfw=28，查F值表，找到F（1，28）0.05=4.2，由于F=6.38>F（1，28）0.05=4.2，則假設(shè)不成立，即A、B兩組教學(xué)效果存在較大差異，B組教學(xué)效果優(yōu)于A組教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于虛擬仿真系統(tǒng)的五軸課程內(nèi)容及教學(xué)模式更加有效。

建立基于虛擬仿真技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)仿真系統(tǒng)，將虛擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)課程中，構(gòu)建五軸加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，根據(jù)教學(xué)模式完善五軸課程內(nèi)容，并對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理安排，最后開(kāi)展教學(xué)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，新教學(xué)模式在不增加五軸機(jī)床數(shù)量的前提下，有效地提高了教學(xué)效果。

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[5]嚴(yán)慧萍.虛擬仿真在中職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].福州：福建師范大學(xué)，2014.

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[7]張成軍.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

Research on the Teaching Mode of Five-Axis Machining based on Virtual Simulation Technology

LI Jie，TAN Ji-ming

篇8

1.1 教學(xué)內(nèi)容多且廣泛

環(huán)境工程學(xué)包含廢水污染控制、大氣污染控制、固體廢物處理以及噪聲控制等，內(nèi)容多而雜，容易造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握廣而不深，學(xué)而不精。對(duì)應(yīng)的專業(yè)教材知識(shí)更新慢；理論課程課時(shí)過(guò)多，實(shí)踐課程課時(shí)少，專業(yè)技能訓(xùn)練難以保證[1]。

1.2 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果差

環(huán)境工程課程實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)都是集中將學(xué)生帶到某個(gè)與專業(yè)相關(guān)的單位比如污水處理廠，學(xué)生只能參觀某些處理單元，不得隨便操作任何設(shè)備、儀器，對(duì)于如何控制管理水處理工藝的運(yùn)行、如何解決運(yùn)行問(wèn)題等，仍然得不到學(xué)習(xí)和鍛煉。實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)通常比較嘈雜，學(xué)生對(duì)參觀的內(nèi)容往往是“走馬觀花”，不能達(dá)到實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的目的。

1.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少且單一

環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)作為環(huán)境工程學(xué)理論課程的后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程，該課程不僅能加深、鞏固學(xué)生對(duì)環(huán)境工程基本理論的理解，同時(shí)還可增強(qiáng)分析問(wèn)題和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立工作能力；有利于掌握有關(guān)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)研究方法和實(shí)驗(yàn)技巧，培養(yǎng)整理、分析數(shù)據(jù)能力，提高環(huán)境工藝、工程方面的科研思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。但是目前環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅限于幾個(gè)固定實(shí)驗(yàn)，比如：活性污泥實(shí)驗(yàn)、大氣除塵演示實(shí)驗(yàn)、氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少。教學(xué)方式大多是在教師講解之后，學(xué)生“依樣畫葫蘆”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E理解得不夠透徹，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中處于一種被動(dòng)的地位。另外，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏感性認(rèn)識(shí)，即使把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中對(duì)設(shè)備的基本構(gòu)造、使用方法和注意事項(xiàng)看了多遍，仍不得要領(lǐng)，甚至不能正確地操作設(shè)備。另外，某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受到設(shè)備數(shù)量、品種、成本等方面的限制而無(wú)法開(kāi)展。

2 虛擬仿真技術(shù)在環(huán)境工程學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真教學(xué)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境，讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于各領(lǐng)域的專業(yè)教學(xué)，如自動(dòng)化[2]、水電機(jī)組監(jiān)測(cè)與故障診斷等[3]。虛擬仿真教學(xué)可以根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要和效果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)的組織和修改，具有很強(qiáng)的針對(duì)性和互動(dòng)性，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)思維[4]。

2.1 虛擬仿真技術(shù)水污染控制的運(yùn)用

虛擬仿真技術(shù)教學(xué)可以提升學(xué)生對(duì)城市生活廢水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)效果。在仿真系統(tǒng)中，學(xué)生按照時(shí)間操作規(guī)程的要求對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終確定處理后的廢水與污泥能否與實(shí)際設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求相符[5]。學(xué)生可根據(jù)提示熟悉虛擬水廠構(gòu)筑物分布和水廠概況，查看主要?jiǎng)恿υO(shè)備的知識(shí)點(diǎn)，了解水廠主要?jiǎng)釉O(shè)備能耗和藥劑成本，了解污水處理廠的相關(guān)工作規(guī)定和安全章程等。比如：虛擬仿真水廠包含巡檢項(xiàng)目和事故預(yù)案工況等，分別是正常工況巡檢、出水總氮超標(biāo)、出水總磷超標(biāo)、出水COD超標(biāo)、反應(yīng)池曝氣量調(diào)節(jié)、初沉池排泥撇渣、內(nèi)回流的調(diào)節(jié)、SVI調(diào)節(jié)，從而掌握污水處理廠常見(jiàn)事故的應(yīng)急處理預(yù)案和解決措施。

篇9

一、建設(shè)的任務(wù)和原則

《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能，在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練以及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件不足或?qū)W生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)與訓(xùn)練等情況時(shí)，提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)必須充分體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的原則。

二、建設(shè)的內(nèi)容

《電力電子技術(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)內(nèi)容為：

1.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。發(fā)揮學(xué)院的電氣工程學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，積極利用企業(yè)的開(kāi)發(fā)實(shí)力和支持服務(wù)能力，充分整合信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)造性地建設(shè)與應(yīng)用高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源（包括軟件共享虛擬實(shí)驗(yàn)、儀器共享虛擬實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程控制虛擬實(shí)驗(yàn)等），提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，拓展實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和共享平臺(tái)。建設(shè)具有擴(kuò)展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平臺(tái)，高效管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。探索學(xué)校和企事業(yè)單位（包括企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、政府機(jī)構(gòu)等）共建共管的新模式和新途徑，建立可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系。

3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍。建設(shè)教學(xué)、科研、技術(shù)人員結(jié)合，核心骨干人員相對(duì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，形成一支教育理念先進(jìn)、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)科研能力強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、勇于創(chuàng)新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍。

4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的管理體系。以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)放共享和充分使用為目標(biāo)，系統(tǒng)制定并有效實(shí)施保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師工作績(jī)效考核、經(jīng)費(fèi)使用管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心維護(hù)與可持續(xù)發(fā)展等政策措施，建立有利于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)效果考核、評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制。

三、建設(shè)的辦法

為了確?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的順利開(kāi)展，需要采取切實(shí)可行的辦法：

首先，學(xué)院制定出臺(tái)相關(guān)政策措施、中心建設(shè)與管理的各項(xiàng)規(guī)章制度等文件，并責(zé)成相關(guān)人員出具中心建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施方案。

其次，中心開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件、多媒體課件、在線網(wǎng)絡(luò)課程、教學(xué)視頻等數(shù)字教學(xué)資源，且課件要求可在瀏覽器環(huán)境播放。

再有，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的視頻材料包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心環(huán)境全貌、設(shè)備全貌、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作界面和功能界面等內(nèi)容，反映虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)、應(yīng)用和共享的基本情況。

篇10

虛擬施工技術(shù)是一種在虛擬環(huán)境中建模、模擬、分析建筑設(shè)計(jì)與與施工過(guò)程的數(shù)字化、可視化技術(shù)。 虛擬施工技術(shù)的主導(dǎo)思想是“先試后建”，即基于一個(gè)虛擬平臺(tái)，在真實(shí)工程開(kāi)工之前，對(duì)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢測(cè)分析，對(duì)項(xiàng)目施工方案進(jìn)行模擬、分析與優(yōu)化，以便提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，直至獲得最佳的設(shè)計(jì)和施工方案，從而指導(dǎo)真實(shí)的施工。這一理念的實(shí)施，將大大降低返工成本和管理成本。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)虛擬施工技術(shù)的研究仍處于初期階段，香港理工大學(xué)建筑虛擬模型實(shí)驗(yàn)室則是這方面研究的先驅(qū)者，其技術(shù)水平一直處于世界領(lǐng)先地位。虛擬施工技術(shù)是對(duì)建造過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一建模，形成一個(gè)可運(yùn)行的虛擬建造環(huán)境，以軟件技術(shù)為支撐，借助于高性能的硬件，在計(jì)算機(jī)局網(wǎng)絡(luò)上，生成數(shù)字化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)、性能分析、施工方案決策和質(zhì)量檢驗(yàn)、管理。它是數(shù)字化形式的廣義建造系統(tǒng)，是對(duì)實(shí)際施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬?；旧喜幌馁Y源和能源，也不生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品，而是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)的是建造系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的計(jì)算機(jī)化。

二、虛擬施工技術(shù)內(nèi)容

1、技術(shù)內(nèi)容

工程施工過(guò)程是一項(xiàng)將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際建筑的復(fù)雜工作，利用計(jì)算機(jī)，擇適當(dāng)?shù)能浖脚_(tái)，采用參數(shù)化的方式建立建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械設(shè)備的虛擬模型，對(duì)不需要模擬施工過(guò)程的部位，則將單個(gè)的模型靜態(tài)地組裝起來(lái)；對(duì)那些需要模擬的施工過(guò)程，則采用正、反運(yùn)動(dòng)鏈的定義，通過(guò)編程，實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的運(yùn)動(dòng)模擬。將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜工程施工的結(jié)構(gòu)、方案設(shè)計(jì)，通過(guò)三維圖形的形式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示施工方案實(shí)施的全過(guò)程，讓方案設(shè)計(jì)人員置身在虛擬的環(huán)境中，隨時(shí)調(diào)整、優(yōu)化施工方案，對(duì)實(shí)際建造施工過(guò)程進(jìn)行全面的仿真再現(xiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤模擬，從而實(shí)現(xiàn)施工中的事前控制和動(dòng)態(tài)管理.

（1）建模技術(shù)

虛擬產(chǎn)品建模特別強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，施工模型要將工藝參數(shù)與影響施工的屬性聯(lián)系起來(lái)，以反應(yīng)施工模型與設(shè)計(jì)模型之聞的交互作用，施工模型要具有可重用性，因此必須建立產(chǎn)品主模型描述框架，隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的推進(jìn)，模型描述日益詳細(xì)，但應(yīng)保持模型的一致性及模型信息的可繼承性，實(shí)現(xiàn)虛擬施工過(guò)程各階段和各方面的有效集成。

（2）仿真技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計(jì)性能。仿真的基本步驟為；研究系統(tǒng)——收集數(shù)據(jù)——建立系統(tǒng)模型——確定仿真算法一建立仿真模型——運(yùn)行仿真模型——輸出結(jié)果，包括數(shù)值仿真、可視化仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)。

（3）優(yōu)化技術(shù)

優(yōu)化技術(shù)將現(xiàn)實(shí)的物理模型經(jīng)過(guò)仿真過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型以后，通過(guò)設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)和運(yùn)算方法，在制定的約束條件下，使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)，從而為決策者提供科學(xué)的、定量的依據(jù)。它使用的方法包括：線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、運(yùn)籌學(xué)、決策論和對(duì)策論等等。

（4）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬建造是在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)然是虛擬建造系統(tǒng)的核心技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是一門融合了人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體工業(yè)建筑技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等高新技術(shù)的綜合信息技術(shù)。目的是利用計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器創(chuàng)造出一個(gè)融合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)甚至嗅覺(jué)，讓人身臨其境的虛擬環(huán)境。操作者沉浸其中并與之交互作用，通過(guò)多種媒體對(duì)感官的刺激，獲得對(duì)所需解決問(wèn)題的清晰和直觀的認(rèn)識(shí)。

2. 適用范圍

大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑工程、大型土木工程。

三、虛擬施工技術(shù)的作用

“先試后建”是虛擬施工技術(shù)實(shí)施的指導(dǎo)思想，也是虛擬施工技術(shù)作用的集中體現(xiàn)，其可對(duì)建筑工程中的任何需要進(jìn)行檢測(cè)、模擬和分析。下面針對(duì)建筑項(xiàng)目的不同階段，對(duì)虛擬施工技術(shù)的作用進(jìn)行分析，即優(yōu)化建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、優(yōu)化施過(guò)程、優(yōu)化施工管理活動(dòng)等。

1、優(yōu)化建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)

完善的設(shè)計(jì)方案是建筑項(xiàng)目順利實(shí)施的前提和保證。建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)由建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)備設(shè)計(jì)等組成。通常，這三方面由多個(gè)設(shè)計(jì)方完成。在施工過(guò)程中，這些設(shè)計(jì)將轉(zhuǎn)變?yōu)榧稍谝黄鸬慕ㄖ?gòu)件，結(jié)果碰撞或沖突時(shí)常出現(xiàn)，如建筑設(shè)備與結(jié)構(gòu)之間的沖突等。這不僅會(huì)增加設(shè)計(jì)、施工返工成本，浪費(fèi)資源，還會(huì)影響施工的進(jìn)度。這也是建筑工程經(jīng)常出現(xiàn)工期延遲的主要原因之一。另外，設(shè)計(jì)的不可施工性是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的另一個(gè)主要問(wèn)題。特別是對(duì)于復(fù)雜的建筑項(xiàng)目，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)的可施工性不強(qiáng)或不可行等問(wèn)題。這同樣增加返工量，影響施工進(jìn)度。究其主要原因，就是缺乏一個(gè)有效的協(xié)同工作及檢測(cè)平臺(tái)，即設(shè)計(jì)方、施工方在設(shè)計(jì)階段不能有效地溝通與協(xié)作，同時(shí)在二維（2D）環(huán)境下不能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢測(cè)與分析。虛擬施工技術(shù)為此提供了一個(gè)有效的平臺(tái)，用于設(shè)計(jì)沖突、可施工性的檢測(cè)，及多方溝通。

采用虛擬施工技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先要建立相關(guān)3D模型，包括建筑、結(jié)構(gòu)及建筑設(shè)備等。基于建立3D模型，可進(jìn)行設(shè)計(jì)檢測(cè)、協(xié)同修改。設(shè)計(jì)檢測(cè)可根據(jù)需要設(shè)定相關(guān)參數(shù)，確定檢測(cè)范圍，從而檢測(cè)設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題、可施工性問(wèn)題。設(shè)計(jì)檢測(cè)在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)開(kāi)始是一個(gè)“設(shè)計(jì)-檢測(cè)-設(shè)計(jì)”的循環(huán)過(guò)程，直至在施工之前解決所有設(shè)計(jì)問(wèn)題，盡而消除返工成本、減少施工時(shí)間。盡管檢測(cè)跟蹤時(shí)間較長(zhǎng)，但檢測(cè)、修改過(guò)程可以自動(dòng)化操作，因此設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程非常方便。同時(shí)，可行的設(shè)計(jì)方案是施工過(guò)程優(yōu)化的前提，否則施工優(yōu)化無(wú)從談起。

2、優(yōu)化施工過(guò)程

篇11

1土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)

土木工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)具有行業(yè)的特殊性。

(1)空間體量巨大。土木工程的服務(wù)對(duì)象是建筑物、橋梁、隧道，一般體量巨大。現(xiàn)在世界最高的建筑物高度超過(guò)800m，橋梁的最大跨度達(dá)1991m，超高層建筑物的單根柱子、單根樁基的承載能力上萬(wàn)噸。進(jìn)行這些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實(shí)體實(shí)驗(yàn)幾乎是不可能的，即使是縮尺實(shí)驗(yàn)，也存在實(shí)驗(yàn)構(gòu)件及加載設(shè)備體量大、實(shí)驗(yàn)環(huán)境惡劣、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高的問(wèn)題，限制了學(xué)生的參與。

(2)施工周期長(zhǎng)。土木工程的建設(shè)周期一般比較長(zhǎng)，世界最高建筑物———迪拜塔的建設(shè)歷時(shí)6年，通常一幢普通的住宅樓施工工期也需要1年以上。由于時(shí)間的限制，學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)無(wú)法得到工程建設(shè)全過(guò)程的體驗(yàn)。

(3)工程參與方多。土木工程存在不同的建設(shè)參與方(建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方等)，在學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，往往只能體驗(yàn)其中某一方的工作，無(wú)法從不同參與方的視角去感受和經(jīng)歷工程。

(4)危險(xiǎn)性高。土木工程實(shí)驗(yàn)很多是破壞性試驗(yàn)，并且是脆性破壞，具有一定的突然性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全問(wèn)題十分突出。同時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)工序復(fù)雜、人員眾多，而很多學(xué)生又缺乏施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)危險(xiǎn)源的判別能力，這使得很多施工單位在安排學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)存在顧慮。

(5)實(shí)驗(yàn)難度大。在土木工程的實(shí)驗(yàn)中，災(zāi)害環(huán)境(如臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、地震、滑坡和泥石流等)的模擬設(shè)備造價(jià)高(大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)的造價(jià)上億元、大型風(fēng)洞的造價(jià)幾千萬(wàn)元)。災(zāi)害環(huán)境實(shí)驗(yàn)難度大、危險(xiǎn)性大、費(fèi)用高。

為解決土木工程傳統(tǒng)理論教學(xué)與學(xué)生工程化培養(yǎng)之間的矛盾，拓展實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)的深度和廣度，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的緊密結(jié)合，特別是進(jìn)行災(zāi)害環(huán)境對(duì)土木工程影響的分析、解決重大工程的防災(zāi)問(wèn)題，盡可能減少實(shí)驗(yàn)成本和潛在危害，東南大學(xué)在課堂理論教學(xué)、原有實(shí)體實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，利用專業(yè)的仿真軟件，采用多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，構(gòu)建了具有高度真實(shí)感、直觀性和精確性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，作為實(shí)體實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)的有益補(bǔ)充和創(chuàng)新［1－5］。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)

早在2005年“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”與2006年“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”國(guó)家精品課程建設(shè)期間，東南大學(xué)就開(kāi)始組建土木工程計(jì)算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，此后結(jié)合“土木工程施工”、“工程合同管理”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”及“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”幾門國(guó)家精品課程和其他相關(guān)課程的建設(shè)，又相繼成立了土木工程施工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、土木工程管理信息化等實(shí)驗(yàn)室。2013年通過(guò)資源整合，依托國(guó)家級(jí)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，成立了東南大學(xué)土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

中心面向土木工程、建筑學(xué)、交通工程及其他相關(guān)專業(yè)，形成了“三層次、四模塊、五結(jié)合”的教學(xué)體系。

(1)三層次：按照人才培養(yǎng)需求與教學(xué)規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練；

(2)四模塊：按專業(yè)知識(shí)體系與工程實(shí)踐規(guī)律，搭建土木工程設(shè)計(jì)、施工、管理、創(chuàng)新實(shí)踐4個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；

(3)五結(jié)合：與理論課程相結(jié)合、與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、與科研項(xiàng)目相結(jié)合、與實(shí)際工程相結(jié)合、與企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。

其中，四模塊的18門實(shí)驗(yàn)課程支撐8門專業(yè)主干課程與12門實(shí)體實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，輻射其他16門專業(yè)課程，基本覆蓋了土木工程專業(yè)的主要專業(yè)課。

2.1土木工程結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)虛擬仿真模塊

模塊主要包括：(1)基本構(gòu)件虛擬仿真、樓蓋設(shè)計(jì)虛擬仿真及單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)虛擬仿真等基礎(chǔ)訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；(2)建筑結(jié)構(gòu)抗震虛擬仿真、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真、大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真及橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬仿真等提高訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；(3)復(fù)雜結(jié)構(gòu)虛擬仿真、基于MTS混合實(shí)驗(yàn)、大跨橋梁抗風(fēng)虛擬仿真、結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火虛擬仿真等創(chuàng)新訓(xùn)練層次的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是“工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”、“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”與“工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)”這3門國(guó)家級(jí)精品資源共享課的重要建設(shè)內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目充分體現(xiàn)了CDIO(conceive-design-implement-operate)的工程教育理念［6－7］，是從工程的構(gòu)思到概念設(shè)計(jì)，再進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真分析結(jié)果對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最后按優(yōu)化后結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)。

以特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“基于MTS系統(tǒng)混合模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”為例，傳統(tǒng)的建筑物抗震防災(zāi)實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，由于整體實(shí)驗(yàn)成本較高且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排緊張。為了提高實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)際效果和設(shè)備的有效利用，將結(jié)構(gòu)的大部分替換為數(shù)值子結(jié)構(gòu)并采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，而只有小部分結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行足尺實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖1)。仿真實(shí)驗(yàn)具有參數(shù)可調(diào)、實(shí)驗(yàn)方案可擴(kuò)展、不存在硬件損耗的特點(diǎn)，能夠加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解；實(shí)體實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)可靠、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力。采用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段，可以有效提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。同時(shí)，實(shí)時(shí)混合實(shí)驗(yàn)作為目前最先進(jìn)的抗震防災(zāi)實(shí)驗(yàn)手段之一，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)術(shù)水平。

2.2土木工程施工虛擬仿真模塊

該模塊主要包含基本施工技術(shù)虛擬仿真、復(fù)雜工程施工技術(shù)虛擬仿真及關(guān)鍵施工技術(shù)仿真分析3部分。基本施工技術(shù)虛擬仿真主要包括土方、樁基礎(chǔ)、模板、鋼筋工程等施工過(guò)程的虛擬仿真，是模塊的基礎(chǔ)訓(xùn)練部分；復(fù)雜工程施工技術(shù)虛擬仿真主要是針對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨空間結(jié)構(gòu)、大跨橋梁結(jié)構(gòu)等典型工程施工全過(guò)程的虛擬仿真，向?qū)W生介紹最新的施工技術(shù)和復(fù)雜工程的施工組織，它是模塊的提高訓(xùn)練部分；關(guān)鍵施工技術(shù)仿真分析部分主要針對(duì)全新的施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中關(guān)鍵部分的仿真分析，確保施工的順利和安全，它是模塊的創(chuàng)新訓(xùn)練部分。

以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“大跨橋梁結(jié)構(gòu)施工虛擬仿真”為例，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以銅陵長(zhǎng)江大橋工程為案例，與中鐵大橋局集團(tuán)和柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司合作完成。對(duì)該工程的施工全過(guò)程進(jìn)行了虛擬仿真，包含樁基礎(chǔ)施工、沉井施工、主塔施工、鋼桁梁吊裝施工、斜拉索施工等子系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)。通過(guò)該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解大跨斜拉橋施工的主要步驟、施工工藝、技術(shù)措施等。

2.3土木工程管理虛擬仿真模塊

該模塊包含工程項(xiàng)目管理、工程造價(jià)管理、工程合同管理和工程管理BIM綜合4個(gè)部分。傳統(tǒng)的信息技術(shù)類課程教學(xué)模式比較注重信息系統(tǒng)管理知識(shí)的介紹和基礎(chǔ)軟件操作，但是存在信息技術(shù)類知識(shí)體系在不同部分之間的割裂問(wèn)題，使學(xué)生難以形成結(jié)構(gòu)化、模塊化的專業(yè)信息技術(shù)能力和素質(zhì)。土木工程管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)置模式進(jìn)行了改革，根據(jù)多學(xué)科對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用需求，注重學(xué)生專業(yè)核心能力的培養(yǎng)，形成信息技術(shù)類實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)。

以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“工程管理BIM綜合虛擬仿真”為例，該項(xiàng)目根據(jù)給定的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)(包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等)方案、相應(yīng)的城市規(guī)劃條件以及有關(guān)的地理環(huán)境數(shù)據(jù)，從施工單位、設(shè)計(jì)單位或咨詢單位的角度進(jìn)行項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)方案的多維可視化仿真(見(jiàn)圖3)，并利用BIM模型進(jìn)行輔助施工管理，包括項(xiàng)目的日照分析、建筑能耗分析、綠色建筑評(píng)價(jià)、建筑體量計(jì)算等。

2.4土木工程創(chuàng)新實(shí)踐虛擬仿真模塊

本模塊主要分為基于創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的虛擬仿真和基于學(xué)生參加科技競(jìng)賽的虛擬仿真兩部分，以滿足學(xué)生課外研學(xué)課程的需要，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)CDIO的工程教育理念。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的要求，利用已學(xué)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，然后運(yùn)用仿真分析軟件進(jìn)行模型計(jì)算分析，根據(jù)仿真分析結(jié)果對(duì)模型設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，完成實(shí)體模型的制作，將制作好的模型進(jìn)行加載或讓其完成特定功能。通過(guò)本模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以加深學(xué)生對(duì)各類結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)分析的理解和認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等方面得到全面提升［8－9］。

以典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”為例(見(jiàn)圖4)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)并制作創(chuàng)新結(jié)構(gòu)模型，以反映學(xué)生的力學(xué)概念、結(jié)構(gòu)概念和創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目鼓勵(lì)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新思路，旨在通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、基本構(gòu)件受力狀態(tài)、空間結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)、典型工程案例分析等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生勤于觀察與思考，并動(dòng)手制作結(jié)構(gòu)模型的能力，使學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)整體上把握建筑物的結(jié)構(gòu)體系及受力特點(diǎn)，并通過(guò)學(xué)習(xí)報(bào)告、制作模型及加載體驗(yàn)的方式提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3教學(xué)特色

3.1依托優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心長(zhǎng)期堅(jiān)持實(shí)體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)和虛擬仿真項(xiàng)目建設(shè)相結(jié)合，通過(guò)國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的規(guī)劃，完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并將學(xué)生實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的學(xué)時(shí)數(shù)比例由總學(xué)時(shí)的19%增加到25%。中心依托國(guó)家級(jí)土木工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，與理論教學(xué)緊密結(jié)合，進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)，有力地支撐了6門國(guó)家精品課程、5門國(guó)家級(jí)精品資源共享課程和1門國(guó)家級(jí)視頻公開(kāi)課的建設(shè)，提升了課程建設(shè)和專業(yè)建設(shè)的水平。2013年，土木工程專業(yè)以優(yōu)秀成績(jī)第4次通過(guò)住建部高等教育土木工程專業(yè)評(píng)估委員會(huì)的評(píng)估，在2012年的全國(guó)學(xué)科評(píng)估中，東南大學(xué)土木工程學(xué)科名列全國(guó)第三。

3.2來(lái)源于科研項(xiàng)目，面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中心依托“國(guó)家預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)中心”、“混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等國(guó)家和部省級(jí)科研基地，不斷地將最新科研成果轉(zhuǎn)化為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)把科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，向?qū)W生傳授科研理念、科研文化、科研價(jià)值，使學(xué)生了解科技最新發(fā)展和學(xué)術(shù)前沿動(dòng)態(tài)，激發(fā)科研興趣，啟發(fā)科研思維，培養(yǎng)科研道德，提升學(xué)生科學(xué)研究和科技創(chuàng)新能力。

3.3來(lái)源于工程實(shí)踐，面向工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

中心的大量虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)自于真實(shí)的工程實(shí)例，是以實(shí)際工程為背景，解決工程實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)的“實(shí)戰(zhàn)型”項(xiàng)目。通過(guò)真實(shí)項(xiàng)目的演練，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力，為社會(huì)輸送合格的“來(lái)之能戰(zhàn)”的畢業(yè)生。

已將典型重大工程轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)例有：

(1)山東博物館屋蓋薄壁箱型結(jié)構(gòu)虛擬仿真；

(2)廣州南站大跨空間結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力虛擬仿真；

(3)廣州白云機(jī)場(chǎng)復(fù)雜鑄鋼節(jié)點(diǎn)虛擬仿真；

(4)潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋大跨橋梁抗風(fēng)虛擬仿真；

(5)深圳大運(yùn)會(huì)體育館鋼結(jié)構(gòu)安裝施工虛擬仿真；

(6)滬通長(zhǎng)江大橋橋梁沉井施工全過(guò)程虛擬仿真。

3.4面向防災(zāi)減災(zāi)，開(kāi)展災(zāi)害虛擬仿真

篇12

目前我國(guó)的輸配電線路施工技術(shù)參與人員數(shù)量較多，但是這些人員的能力水平都是各不相同的，操作人員的各方面知識(shí)水平和素質(zhì)也需要提升。對(duì)于輸配電線路施工操作人員的培訓(xùn)如果僅僅停留在理論的層面，就難以替身操作人員的實(shí)踐能力，參加培訓(xùn)的人員因?yàn)閷?shí)踐比較少，所以技能就比較差，正是這種原因使得人們對(duì)于輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的需求也更加迫切。 

二、輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 

（一）輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)概況 

輸配電線路施工技術(shù)仿真是對(duì)現(xiàn)實(shí)配電線路施工技術(shù)系統(tǒng)的抽象屬性的模仿。人們利用這樣的模型進(jìn)行試驗(yàn)，從中得到輸配電線路施工技術(shù)所需的信息，然后幫助實(shí)踐者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的輸配電線路施工技術(shù)的問(wèn)題做出決策。輸配電線路施工技術(shù)仿真是一個(gè)相對(duì)概念，任何逼真的仿真都只能是對(duì)真實(shí)系統(tǒng)某些屬性的逼近然而仿真是有層次的，既要針對(duì)所欲處理的客觀系統(tǒng)的問(wèn)題，又要針對(duì)提出處理者的需求層次，否則很難評(píng)價(jià)一個(gè)仿真系統(tǒng)的優(yōu)劣。 

輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)一種先進(jìn)的實(shí)施培訓(xùn)手段，提高培訓(xùn)的效率，強(qiáng)化培訓(xùn)效果。輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)，通過(guò)internet 軟件平臺(tái)及面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，綜合設(shè)定，使得輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)具有實(shí)用性和可維護(hù)控制性。 

輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，主要是首先起源于國(guó)外對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，尤其是西方國(guó)家如英國(guó)、美國(guó)等大型企業(yè)開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，并取得了顯著的效果，這樣參加培訓(xùn)的人員可以在很短的時(shí)間內(nèi)獲得具體輸配電線路施工技術(shù)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，其技能可以與在現(xiàn)場(chǎng)工作2年的人員比，因此很多國(guó)家都看到了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的優(yōu)越性，計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)也越來(lái)越多的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。目前我國(guó)對(duì)于仿真系統(tǒng)的應(yīng)用也是在一些危險(xiǎn)性較大的領(lǐng)域，例如大型的鍋爐裝置、化學(xué)化工及變電站的應(yīng)用中，后來(lái)有人提出在輸配電線路施工技術(shù)作業(yè)中應(yīng)用，但是目前仿真系統(tǒng)在輸配電線路施工技術(shù)作業(yè)中應(yīng)用僅僅停留在提出的階段，還沒(méi)有完全開(kāi)發(fā)出完善的輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)。 

（二）輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 

目前關(guān)于輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的思想越來(lái)越統(tǒng)一，即輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)必須能夠便于施工技術(shù)模型的調(diào)試和輸配電線路畫面的構(gòu)造，輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)還應(yīng)采取先進(jìn)的運(yùn)行軟件和保證運(yùn)行數(shù)據(jù)相分離的一種設(shè)計(jì)思路。 

關(guān)于輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)應(yīng)該分成培訓(xùn)師和受培訓(xùn)者兩個(gè)方面的功能，對(duì)于輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)培訓(xùn)師功能應(yīng)該是輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的集成操作，其主要功能是可以控制受培訓(xùn)者的機(jī)器，包括受培訓(xùn)者機(jī)器的開(kāi)始暫停關(guān)機(jī)等功能，另外可以準(zhǔn)確知道受培訓(xùn)者機(jī)器是否有事故及分析事故產(chǎn)生源，輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)培訓(xùn)師機(jī)器功能還應(yīng)是控制受培訓(xùn)人員考核的現(xiàn)場(chǎng)等具體狀況。輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)學(xué)員機(jī)器功能設(shè)計(jì)，首先要依附于輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)培訓(xùn)師機(jī)的功能下，即能夠受到輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)培訓(xùn)師機(jī)器的監(jiān)管控制。在這種模式的輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)受培訓(xùn)人員的機(jī)器可以提供參家培訓(xùn)人員的操作畫面，主要包括操作的流程圖、、控制組、趨勢(shì)圖及操作記錄等具體的監(jiān)控畫面。 

輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)將電網(wǎng)仿真系統(tǒng)和輸配電線路仿真及配電站系統(tǒng)仿真等有機(jī)結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)應(yīng)該具有的特點(diǎn)是確保在硬件使用上采用了以局域網(wǎng)應(yīng)用為核心，利用工作站、開(kāi)放式系統(tǒng)及微機(jī)構(gòu)成的分布式，以便于以后輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)。此外，在輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)軟件上采用了軟件相互支持系統(tǒng)技術(shù)，這樣使輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)系統(tǒng)更加便于修改和維護(hù)。再者，在功能上要更加完善，即充分考慮了仿真電網(wǎng)和輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)及仿真變電站之間的相互影響，使輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)更加具有真實(shí)性。最后，還應(yīng)通過(guò)采用了輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)多媒體技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)輸配電線路施工技術(shù)的圖像化和可視化，比較完整的反映出輸配電線路施工技術(shù)作業(yè)情況，同時(shí)也使仿真的對(duì)象更加便于更改和進(jìn)一步擴(kuò)充，這樣輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)就會(huì)具有更高的性價(jià)比。 

通過(guò)輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)為輸配電線路施工技術(shù)作業(yè)人員提供了一種較為先進(jìn)的培訓(xùn)手段，同時(shí)也徹底改變了傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式，它的設(shè)計(jì)及應(yīng)用可以提高整體的輸配電線路施工作業(yè)技術(shù)，進(jìn)一步確保電網(wǎng)安全，同樣也大大提高了作業(yè)者的勞動(dòng)生產(chǎn)率，為創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益發(fā)揮著顯著的作用。 

三、結(jié)論 

輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)仿在不斷的發(fā)展和完善中，供電有限公司每年都會(huì)投入很大的資金和時(shí)間等用于施工技術(shù)人員的培訓(xùn)及考核，著力開(kāi)發(fā)完善的輸配電線路施工技術(shù)的仿真系統(tǒng)，使得輸配電線路施工技術(shù)的仿真系統(tǒng)能自由安排培訓(xùn)項(xiàng)目，并且允許人員在培訓(xùn)中發(fā)生各種錯(cuò)誤，同時(shí)演示出因?yàn)椴僮麇e(cuò)誤造成的種種后果且不帶來(lái)任何實(shí)際危害，不受其他客觀條件的限制，此外還可以人為制造各種故障來(lái)綜合培訓(xùn)操作人員處理操作中故障的能力。輸配電線路施工作業(yè)人員進(jìn)行重復(fù)性集中培訓(xùn)，從而使的操作人員在短期內(nèi)接受較多的培訓(xùn)項(xiàng)目，縮短總的培訓(xùn)周期。可節(jié)約大量的培訓(xùn)時(shí)間與經(jīng)費(fèi)。所介紹的輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)目前已經(jīng)投入運(yùn)行，實(shí)際應(yīng)用表明該系統(tǒng)能極大地提高培訓(xùn)的質(zhì)量，在短時(shí)間內(nèi)提高施工技術(shù)人員的技術(shù)水平，對(duì)電力系統(tǒng)的建設(shè)起到了重大的推動(dòng)作用。目前很多設(shè)計(jì)成果效果較為顯著，但是為了進(jìn)一步提高輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用水平，還需要更好的完善輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)，爭(zhēng)取達(dá)到創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 

 

參考文獻(xiàn)： 

[1] 楊永生,郝小欣.分布交互式仿真技術(shù)在變電站仿真中的應(yīng)用[j]. 電網(wǎng)技術(shù).2000(9) 

[2] 湯曉青,周林,栗秋華.輸配電線路施工技術(shù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[j]. 四川電力技術(shù).2007(2) 

[3]姜芳芳,來(lái)文青,龔慶武.虛擬現(xiàn)實(shí)在變電站仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用[j].高電壓技術(shù).2005(7) 

篇13

引言

時(shí)代的變遷讓我國(guó)國(guó)民的經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，建筑施工技術(shù)工程也是日新月異。趨勢(shì)很好的建筑行業(yè)，讓越來(lái)越多的有遠(yuǎn)見(jiàn)的成功人士加盟到其中，企業(yè)的互相競(jìng)爭(zhēng)也是必不可免的，這也有利于建筑企業(yè)為了競(jìng)爭(zhēng)不得不提高技術(shù)水平的創(chuàng)新。建筑施工技術(shù)的管理是一項(xiàng)建筑工程的基礎(chǔ)措施，做好建筑工程的施工技術(shù)管理，可以提高建筑工程的修建效率，降低施工時(shí)的人力物力成本，并且還可以提高建筑工程的整體質(zhì)量。

一、關(guān)于建筑施工技術(shù)管理優(yōu)化的重要性

隨著國(guó)民收入的穩(wěn)定增長(zhǎng)，社會(huì)各行業(yè)的全面進(jìn)步，我國(guó)的各個(gè)地區(qū)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的使用建設(shè)也在全面的遞增，特別是建筑業(yè)建設(shè)取得我國(guó)房地產(chǎn)的突飛的發(fā)展。不過(guò)，建筑行業(yè)也讓建筑施工企業(yè)的數(shù)量增多。但是，對(duì)于目前的建筑行業(yè)，雖然有管理部門的監(jiān)督，相關(guān)質(zhì)量的要求還是不太全面而且還偏低，所以建筑各個(gè)企業(yè)的施工技術(shù)也不一樣，這也是導(dǎo)致建筑質(zhì)量不合格，頻繁出現(xiàn)的主要原因。通過(guò)建筑企業(yè)互相競(jìng)爭(zhēng)的情勢(shì)下，可以要求提高建筑質(zhì)量的施工技術(shù)。只有完善了施工技術(shù)的管理要求，才有利于施工建設(shè)中修建的效率，提高工程的管理水平，降低建筑工程的建設(shè)成本，所以建筑施工技術(shù)監(jiān)督管理的優(yōu)化非常重要。

二、我國(guó)建筑施工技術(shù)的進(jìn)步

1、建筑裝飾施工技術(shù)

隨著改革開(kāi)放的政策剛剛開(kāi)始，我國(guó)建筑裝飾行業(yè)慢慢興起，并且成為持續(xù)了20年之久高速發(fā)展的行業(yè)，建筑裝飾行業(yè)的施工技術(shù)到現(xiàn)在已經(jīng)有很大都進(jìn)不了，尤其幕墻專業(yè)已緊跟國(guó)際水平，稍稍落后。但是有的工種已經(jīng)有了翻天覆地的變化，各種電工工具已經(jīng)普及在了全行業(yè)。有的企業(yè)已經(jīng)把生產(chǎn)的矛頭轉(zhuǎn)向了裝飾配件，生產(chǎn)工廠化，現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化的路子了，是當(dāng)前施工比較良好的一個(gè)狀態(tài)。

2、信息化管理技術(shù)

自我國(guó)進(jìn)人wTO，國(guó)際建筑業(yè)的投資也自然加大了，所以建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常的激烈，對(duì)于安裝企業(yè)本身的管理技術(shù)的要求也日趨增高，這時(shí)候現(xiàn)代管理手段，有助于提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。大型施工企業(yè)的改造主要在于公司和股份，以辦公自動(dòng)話為基礎(chǔ)也可以有效的推進(jìn)企業(yè)管理信息化的建設(shè)，還有以工程項(xiàng)目管理信息化也可以改善和提高企業(yè)信息化的建設(shè)水平。

3、低碳建筑中的施工技術(shù)

低碳建筑是指在建筑材料與設(shè)備制造、施工建造和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，減少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐漸成為國(guó)際建筑界的主流趨勢(shì)?！暗吞冀ㄖ钡吞冀ㄖ捎媒Y(jié)構(gòu)體系、地能熱泵系統(tǒng)、智能布線配電系統(tǒng)、太陽(yáng)能綜合利用、節(jié)能門窗、雨水收集中水利用及其他低碳使用技術(shù)。低碳建筑技術(shù)不僅可以大幅度降低能耗，同時(shí)可使建筑碳排放水平降低50%左右。

4、建筑防水技術(shù)

最近幾年以來(lái)，我國(guó)建筑防水材料的應(yīng)用慢慢發(fā)展，并且步步高升，尤其是新型防水的材料增長(zhǎng)的更為迅速。根據(jù)市場(chǎng)的需求，以及大致的走勢(shì)，SBS/APP改性瀝青防水仍然需要大量生產(chǎn)投人市場(chǎng)的。EPDM用VC這兩種產(chǎn)品成為高分子防水卷材的要發(fā)展的重點(diǎn)，并且對(duì)TPO產(chǎn)品的研究會(huì)加大力度。防水涂料好的前景是聚氨醋、丙烯酸醋類的防水涂料。硅酮是密封材料的重點(diǎn)，并且努力的研發(fā)防水保溫性能的材料。

三、建筑施工技術(shù)的發(fā)展方向展望

1、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在施工管理中的作用

信息技術(shù)在施工界也占有相當(dāng)重要的位置，因此需要復(fù)雜項(xiàng)目的管理人員也要具備現(xiàn)代管理信息技術(shù)知識(shí)，這樣才能有效提高國(guó)內(nèi)的建筑市場(chǎng)，利于以后在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)。

（1）提高管理水平的重要性。目前我國(guó)的施工企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)普遍進(jìn)入白熱化狀態(tài)，而承接建筑工程的可以稱為國(guó)內(nèi)施工企業(yè)經(jīng)營(yíng)的決定性因素，由于接到建筑工程任務(wù)就能掙錢的思想在很多企業(yè)中根深蒂固，所以導(dǎo)致很多施工企業(yè)對(duì)建筑工程項(xiàng)目管理不是很重視。因此就需要搞好管理，降低成本，提高營(yíng)利能力，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)施工企業(yè)來(lái)講是很重要的。

（2）利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，大輻度提高管理效率目前很多項(xiàng)目參與各方的工作協(xié)調(diào)和信息交流的方式相對(duì)還是較為傳統(tǒng)的，就導(dǎo)致速度和效率都比較低。造成這些的原因就是懂得項(xiàng)目管理和熟練計(jì)算機(jī)的項(xiàng)目管理人員很少。尤其是私企的老板對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了解少之又少，所以一定程度上影響企業(yè)的發(fā)展。項(xiàng)目管理的科學(xué)化是大勢(shì)所趨，因此就需要各大企業(yè)都要引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以此來(lái)加強(qiáng)我們的施工項(xiàng)目的管理，提高工作效率，從而帶動(dòng)施工企業(yè)整體的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2、預(yù)拌混凝土以及混凝土輸送、使用技術(shù)的創(chuàng)新

混凝土是現(xiàn)代建筑施工的主要原料，混凝土的質(zhì)量直接決定了建筑施工的質(zhì)量。預(yù)拌混凝土技術(shù)采用先進(jìn)技術(shù)，將混凝土在施工前攪拌好，一是減少了施工工序，極大減少了人、物資源的浪費(fèi)，并在客觀上縮短了施工工期；二是標(biāo)準(zhǔn)化的混凝土能避免人工配比、拌料時(shí)的誤差，保證了混凝土的質(zhì)量。另外，通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)，采用泵送混凝土輸送技術(shù)，保證了混凝土在輸送過(guò)程中的質(zhì)量穩(wěn)定。在混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工方面，通過(guò)采用預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)的措施來(lái)進(jìn)一步的保障混凝土施工質(zhì)量，例如，盡量使用低堿水泥、砂石料、低堿活性料等。同時(shí)，通過(guò)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，采用低松弛高強(qiáng)度鋼絞線以及新型預(yù)應(yīng)力錨夾具結(jié)合起來(lái)，有效減少混凝土板厚、高度，從而達(dá)到減輕建筑物自重、提升建筑物性能的效果。

3、鋼筋加工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

鋼筋-混凝土結(jié)構(gòu)是大多數(shù)建筑物的首選，鋼筋加工質(zhì)量對(duì)建筑施工質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。在鋼筋的焊接方面，電渣壓力焊由于不受鋼筋化學(xué)成分、可焊性以及天氣的影響，并且操作過(guò)程中沒(méi)有明火、安全又簡(jiǎn)單，在鋼筋加工中越來(lái)越普及，特別適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中豎向或斜向（傾斜度在4：1范圍內(nèi)）鋼筋的連接，特別是對(duì)于高層建筑的柱、墻鋼筋，應(yīng)用尤為廣泛。

在鋼筋連接技術(shù)方面，鋼筋剝肋滾壓直螺紋技術(shù)通過(guò)滾絲機(jī)將待連接鋼筋端部的縱肋和橫肋直接滾壓成普通螺紋，并用特制的直螺紋套筒連接。采用直螺紋連接技術(shù)可以大大加強(qiáng)鋼筋接頭強(qiáng)度，100%發(fā)揮鋼筋抗拉，并且操作簡(jiǎn)單高效，施工現(xiàn)場(chǎng)就可以快速進(jìn)行加工。

4、建筑施工虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)建筑施工的虛擬仿真應(yīng)用可以直觀、科學(xué)地展現(xiàn)不同施工方案的真實(shí)效果，定量地完成方案的對(duì)比，有助于施工方案的選擇和優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)最優(yōu)施工。為實(shí)現(xiàn)建筑施工的虛擬仿真，需要借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、優(yōu)化與建模技術(shù)等，建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析模型，針對(duì)廣域分布的數(shù)據(jù)資源和計(jì)算資源進(jìn)行研究、分析、實(shí)驗(yàn)或修正，并提供直接真實(shí)的人機(jī)交互對(duì)話三維界面，計(jì)算規(guī)模龐大。云計(jì)算平臺(tái)的集成計(jì)算引擎賦予支持系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力，能夠滿足建筑施工虛擬仿真應(yīng)用中的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析處理，是新一代信息技術(shù)在建筑工程行業(yè)的典型應(yīng)用。

目前，建筑施工虛擬仿真應(yīng)用在國(guó)內(nèi)建筑工程行業(yè)的還處于發(fā)展階段，相關(guān)工程實(shí)踐不多。未來(lái)，可通過(guò)增加軟硬件及人員投入、提升施工技術(shù)人員的軟件研發(fā)與應(yīng)用水平等途徑，基于云計(jì)算推廣虛擬方針應(yīng)用，對(duì)施工活動(dòng)中的人、財(cái)和物的信息流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的仿真，為了避免施工中出現(xiàn)問(wèn)題，就要增強(qiáng)施工過(guò)程中的決策、優(yōu)化和控制能力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，在促進(jìn)我國(guó)建筑施工質(zhì)量不斷提升的同時(shí)，也使得人們的觀念在發(fā)生著越來(lái)越大的變化。未來(lái)建筑施工技術(shù)的發(fā)展，需要科學(xué)的人文觀、環(huán)境觀、資源觀的保障，只有具備這樣的施工技術(shù)應(yīng)用觀念，才能夠更好地促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)