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1.1中型货车仿真模拟碰撞
计算护栏在中型货车碰撞过程中的动态变形情况,计算结果显示最大动态变形量为1.43m,对比同等碰撞条件下分离式双层双波护栏中型货车的最大动态变形量为0.81m,高出分离式护栏很多的主要原因是受到立柱间距的影响。分离式双层双波护栏的立柱间距为2m,而叠加式双层双波护栏的立柱间距为4m,在相同碰撞条件下分离式双层双波护栏将更多的碰撞力传递至护栏基础,而叠加式双层双波护栏的护栏板承受了更多的碰撞力,通过自身变形吸收了更多的能量并将碰撞能量传递给更远端的护栏来将碰撞车辆导向。根据以往的车辆-护栏实车碰撞试验和计算机仿真模拟碰撞分析经验,中型货车与护栏碰撞过程中较容易出现的不合格现象是车辆骑跨护栏或是导向后侧翻,虽然车辆未冲出护栏但骑跨和侧翻也是不允许的。这些碰撞结果是由多种因素构成的,相对于混凝土护栏为代表的刚性护栏和缆索护栏所代表的柔性护栏来说,由横梁和立柱组成的梁柱式护栏即半刚性护栏最易发生此种碰撞结果,最主要的原因是护栏横梁与立柱强度的不匹配。叠加式双层双波护栏与分离式双层双波护栏相比在叠加处提高了横梁的整体强度,虽然立柱间距增大了但横梁将碰撞能量传递至距离碰撞点更远的横梁和立柱上,在碰撞过程中使更多的构件参与分解和吸收碰撞能量,因此叠加式双层双波护栏依然可以保持对中型货车的有效防护。
1.2中型客车仿真模拟碰撞
依据JTGB05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》及JTGD81-2006中A级防撞等级的要求和试验条件,对叠加式双层双波护栏进行中型客车的计算机仿真模拟碰撞试验,试验条件为车辆重量10t、碰撞速度60km/h、碰撞角度20°。计算护栏在中型客车碰撞过程中的动态变形情况,计算结果显示最大动态变形量为1.85m,对比同等碰撞条件下分离式双层双波护栏中型客车的最大动态变形量为1.43m。叠加式双层双波护栏同样因为立柱间距较大而导致动态变形量较高。相对于中型货车,中型客车与护栏碰撞时较易发生的碰撞失败后果是车辆骑跨护栏,梁柱式护栏发生此种现象的原因一般是横梁强度不够或横梁有效高度不足造成的,叠加式双层双波护栏的横梁中心高度为70cm、横梁上缘距离地面85cm,其有效高度对于中型客车来说是足够的。对比试验结果可以发现中型客车与护栏碰撞的最大动态变形量比中型货车的数值大,这也是护栏-车辆碰撞中较为常见的现象。
1.3小型客车仿真模拟碰撞
依据JTGB05-01-2013《公路护栏安全性能评价标准》及JTGD81-2006中A级防撞等级的要求和试验条件,对叠加式双层双波护栏进行小型客车的计算机仿真模拟碰撞试验,试验条件为车辆重量1.5t、碰撞速度100km/h、碰撞角度20°。在护栏碰撞试验中,小型客车与护栏碰撞的主要考核指标是对护栏缓冲功能的计算分析。护栏缓冲功能主要体现在车体加速度指标情况。x,y,z三方向加速度绝对值的最大值分别为9.12g、4.81g、11.43g均未超过20g,其结果是符合标准规定的。而分离式双层双波护栏的实车碰撞结果显示其小型客车碰撞中的三方向加速度分别为9.92g,11.70g,9.40g,2者没有明显的差异。
2用钢量对比
列出的分别是叠加式和分离式双层双波护栏的用钢量,其中叠加式双层双波护栏总用钢量为129.0kg,分离式双层双波护栏的用钢量为160.8kg,相比之下叠加式护栏用钢量要节省19.8%。在改扩建项目的护栏再利用升级改造项目中原有护栏的护栏板和立柱是可以再利用的,则叠加式和分离式双层双波护栏的新增用钢量分别为57.5kg和86.3kg,相比之下叠加式护栏新增用钢量要节省33.4%,节省的主要构件是1个新增的Φ114×4.5×2250护栏立柱和1个196×178×200×3的防阻块。
3结论
对于教学安全主要是针对实践操作部分,机床作为机械结构,一旦出现事故,轻则机器损坏,重则出现伤亡事件,这样的事件已经给了我们血的教训。例如,某高校机械专业学生在企业实习期间由于操作失误,直接导致手臂被机械结构严重损伤,最终不得不截肢。如何避免机械事故发生是学生在实践操作部分最需要注意的问题,因此很多学校非常强调安全问题。传统教学中,由于学生在上机床实际操作之前并没有对机床的运动情况有很清楚的了解,很容易导致事故的发生,因此很多院校在进行数控实训操作的时候,多是恐惧危险的发生而走走形式,真正实际进行操作,并能够加工出零件的比较少,除非是学校为了让学生参加比赛而培训数量比较少的学生,难以达到教学计划中关于实践教学部分的实际要求。而采用计算机仿真技术的数控教学,可以在实际操作之前充分了解数控机床面板的操作和数控机床的运动运行规律,某种意义上说就是真正的数控机床操作的演习,为实习实训部分做好充分的准备工作,即使在仿真中出现操作错误或者操作失误,既不会导致机床的损坏,更不会导致人员的伤亡。
二、教学效果和效率
数控程序编写是数控类课程的主要教学内容之一,如何正确地编写数控程序也是数控类课程的重要任务。在传统课堂上,教师主要利用PPT课间插入动画、图片、文字等内容进行讲解,虽然利用了一些多媒体资源,但是并没有充分发挥多媒体最大的功用。在讲解过程中往往比较枯燥乏味,难以更加形象具体地表述数控代码控制刀具、机床主轴的运动情况。特别是对于一些比较复杂的循环指令只是通过这样的讲解方式往往很难准确地表达。虽然目前有些教师可以采用一些三维软件、动画软件制作一些比较详细的动画,但是这种动画往往就是固定设置好的动作,缺乏参数的变化,不能通过修改参数来观察刀具运动的变化。目前大多数计算机数控仿真数控系统都是模拟实际的数控机床操作,几乎完全和实际的数控机床操作相同。教师在授课过程中可以编写实际的数控程序,再输入到数控仿真系统中进行验证,在验证的过程中,可以随时改变数控程序中的参数,来讲解数控指令中参数控制刀具的运动规律,也可以改变数控程序中的程序指令,来讲解不同指令刀具的运行轨迹;这样就可以更加清楚形象地讲解数控编程中的各种程序指令和指令中各个参数的含义。在斯沃数控仿真系统模拟加工零件过程中,在操作界面的左侧显示编写的数控程序,仿真操作过程中根据刀具的运行轨迹,自动跳转相应的程序段,帮助学生理解程序中控制对象的运行情况,并且利用不同的颜色来展示不同刀具的运动轨迹,在直观地展示运动轨迹的同时也可以随时更改数控程序或程序中的参数来获取不同的轨迹。
三、数控工艺部分体现
近年来,网络化与会计信息的发展快速发展,会计电算化在各领域中的应用越来越广泛。社会上对信息化复合型人才的需求急剧上升,为了满足其需求,高校对会计电算化的教学已经十分迫切,而在较多高校会计电算化教学与企业的实际需求有所脱离,导致企业信息化综合型人才十分稀缺,如何加强其实践教学与仿真教学,如何让学生的实际应用能力满足企业的实际要求,是当前我高职院校必须面临与迫切需要解决的问题。本文探讨当前高校会计电算化的现状,针对高校教学存在的问题提出具有针对性的措施。
关键词:
会计电算化 仿真教学 探讨
随着科学技术的高速发展,高等教育的教育模式从传统的知识教育逐步转变为素质教育与职业教育,以就业为导向的发展方向。我国许多高校已经逐渐认识到实践教学的重要性,并积极开展工学结合的教学模式,主要是积极对社会当前形势的发展。在当前社会科学不断发展的环境下,如何加强会计电算化教学的仿真性与实践性,如何结合企业实际账务与实务工作环境融入其教学中,已成为各大高校亟待解决的问题。
一、高校会计电算化的现状
(一)缺乏实践性的教学
会计电算化专业作为一门实践性极强的课程,必须结合财务软件及会计业务核算,而当前许多高校仅仅是单纯的对财务软件操作进行教学。许多会计专业的教师演示相关课程资料后要求学生自行进行操作,这种教学与真正意义上的会计电算化不相匹配。在这种教学方式下学生作为一名会计资料输入员,并不能掌握会计的实际操作,遇到会计核算业务与问题时无计可施。另外,许多高校进行会计电算化的过程中通常提供一个月的资料,造成学生难以掌握与理解会计核算的连续性,会计核算的主要工作任务集中在年末,而高校对这一方面的教学重点未得到有效的认识,严重制约了学生对会计核算的综合处理,导致学生难以适应实际企业的会计岗位。
(二)教学软件单一
随着科学技术的快速发展,财务软件的发展不断发展,当前财务软件有金蝶、用友、管家婆等。根据相关调查统计,当前许多企业主要使用的软件有金蝶与用友,学生对软件掌握必须是全面、多样性。而在许多高校中普遍存在软件单一甚至版本过低,会计教学软件未得到及时的更新,甚至在教学课本上的软件也是落后的版本,其软件使用与现今企业使用的财务软件不相吻合,导致高校学生无法适应社会的要求。另外,高校学生在校所学习的理念知识与企业新会计的要求存在的差异,易使学生造成教学与核算的混淆。
(三)教学环境与企业实务环境的差异性
当前,高校进行会计电算化的实践教学普遍存在单机操作的情况。会计工作在企业的实际工作中通常是由多个人员分完成。而在高校电算化的教学过程中,通常是由学生独立完成会计系统的初始化、输入、审核、编制报表等工作。许多企业会计人员根据会计分工完成核算工作。高校所实施会计电算化难以使学生体会其工作流程模式,从而导致学生处理会计业务时所承担的经济责任模糊。
(四)师资力量薄弱
会计电算化结合了计算机应用及会计应用,是当前信息化发展的重要代表之一。会计电算化具有较强的应用性,不仅要求高校会计电算化教师具备高水平的理论基础,还要求教师熟练掌握计算机的基本知识及应用,在教学当中能够系统性的维护与管理会计电算化软件,有效解决会计软件运行的问题,这对于学生会计电算化的提高具有十分重要的意义。但在当前高校现有会计电算化教师中,严重缺乏会计电算化仿真实践教学的专业教师,许多会计教师担任着电算化课程的教学,导致这一现象的主要原因是高校电算化教师的师资力量薄弱,无法引进更加专业、系统性的电算化指导老师,从而导致电算化仿真教学课程中出现会计教师讲授的情况。
二、探索会计电算化的仿真教学路径
(一)提高教学内容与实践层次
针对于高校会计电算化教学内容的单一,可通过以下几个路径进行改善。其一,增加账务月份。高校由原来1月份的账务核算增加到11、23及1、2月份,从而使学生在所学单月会计核算操作流程的同时,还能掌握跨年度的账务核算流程,进一步促进学生对整年会计核算的直观理解,使高校会计电算化实践符合企业的实际核算。其二,引进多个财务教学。当前高校所使用的软件教学还是遵行财务链的教学,并未根据供应链进行教学。供应链是当前企业最重要的核算内容。随着当前信息化技术的不断发展,企业融入信息技术的手段越来越丰富,只有综合型人才能得到企业欣赏与重用。高校要在财务链的基础上融合更多的供应链教学内容,实现两者的结合,使学生掌握会计电算会的实际流程与熟悉企业销的整个核算流程。
(二)实现分阶段教学
高校安排会计电算化的课程中,还需增加课程教学的课时量,综合仿真实践教学与软件操作的阶段进行。在软件操作方面要学生熟练整个财务软件的操作技能,通过仿真实践教学结合模拟实训课程,在条件允许的情况下可模拟企业的实务操作,通过多人一组核算会计财务工作,从使学生在校期间内了解企业的实际操作及所承担的经济责任,进一步促进学生提前融入企业的会计实务工作环境中。
(三)强化会计电算化教师的教学水平
高校会计电算化作为一门应用型较强的课程,对教师教学水平提出了更高的要求,如何强化会计电算化教师的教学水平,具体可通过以下几个方面的途径:其一,定期对教师进行培训。作为会计电算化教师,自然要具备扎实的理念基础与软件应用基础。高校对教师开展电算化知识培训的过程中,可选派2至3名核心教师参加软件的培训及会议,有条件可通过财务软件进行合作,如参与ERP系统或大型财务信息系统工作中,进一步提升教师的理论水平及软件操作应用水平。其二,利用暑假派遣教师到企业学习,不仅要定期开展教师知识水平的培训,还应要求教师在暑假节日到企业进行学习,充分了解的核算环境及相关要求,增强教师的实践能力,从而为会计电算化仿真实践教学打下坚实的基础。
(四)加强校企合作
当前,随着高校教育逐渐走向职业化的综合素质教育模式,其最终目的是培养学生具有良好的职业发展及提前熟练企业的工作环境等。当前,高校会计电算化的教学质量十分落后,与企业信息化管理要求的差距较大。要切实有效的提高高校会计电算化的实践教学质量并符合企业的实际需求,最有效的路径是进行校企合作,依托于企业的实际要求建立起会计电算化实践基地。通过这种路径不仅为高校学生提供仿真教学的教学资源,还能通过企业的资源将企业的综合型会计人员为学生进行会计电算化的实践指导。另外,高校可组织学生走近企业进行实地的观察学习,为学生提供良好的实习岗位,进一步提高高校会计电算化的教学水平,减少与企业实际会计工作的差距,有效实现产学结合。
三、结束语
综上所述,随着企业的快速发展,会计电算化在企业的运用越来越广泛,社会上对会计电算化的综合型人才有了更高的要求。当前,高校会计电算化的教学存在着较多问题,如缺乏实践性的教学、教学软件单一、教学环境与企业会计实务环境差异等。高校所培养的学生进入社会后无法有效融入企业的实际会计操作流程与工作环境,导致许多学生转行现象增多,这不利于学生的职业发展。因此,必加强会计电算化的仿真教学,如提高教学内容与实践层次、实现分阶段教学与加强校企使用的路径,从而满足社会对综合型会计电算化人才的需求,进一步促进学生的职业发展。
作者:焦烜 单位:湖北水利水电职业技术学院
参考文献:
[1]张惠英.加强中等职业教育会计电算化实践性教学的探析[J].经济与社会发展,2010,02:177-179.
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[3]祝红艳.如何提高会计电算化教学的实践性和仿真性[J].中国管理信息化,2015,03:64-65.
英文名称:Computer Simulation
主管单位:中国航天科技科工集团公司
主办单位:中国航天科工集团公司第十七研究所
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1006-9348
国内刊号:11-3724/TP
邮发代号:82-773
发行范围:
创刊时间:1984
期刊收录:
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
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【关键词】生产仿真;管道安装仿真;计算机优化
近年来,由于制造业领域三维CAD系统软件的普及,“数字生产”变得非常实用。通过生产前使用三维模型仿真整个生产进程,制造效率以及安全性达到预期效果,并且通过各领域工作台共享信息使得实施管理动态生产成为可能。下面分别介绍复杂船体分段搭载,设备搬运,CRP的安装以及机舱通道等仿真应用实例。
1 生产仿真
1.1 船舶工业仿真技术
计算机仿真主要应用于船舶设计平台,尤其是概念设计以及结构分析。由于船舶生产非常复杂且需要足够经验,计算机仿真很难广泛应用到船舶生产过程中。仿真作用如下:1.提高质量;2.缩短订单与交船时间间隔;3.减少生产成本减少成本,包括材料成本和工资;4.减少制造过程中时间浪费。
在船舶生产中仿真可以应用到如下几个方面:
1.生产进程分析和估计;2.生产计划安排;3.训练特殊技术工种的模拟器,例如线加热、焊接以及校正;4.检测施工安全性。
1.2 船舶生产仿真
随着计算机集成制造的应用,根据设计和生产数据制作产品模型,并在此基础上进行工艺设计。为了提高生产三大主要元素——生产率、质量和安全性,研究各种先进的计算机仿真技术非常重要。
船舶属于大型设备,结构复杂,具有亿万个来自世界各地生产的部件以及各种各样的材料。在建造船舶时,众多部件会聚船厂,考虑船厂环境及设备等相关的信息才能进行有效生产和工序安排。制定生产计划,需要积累丰富的船舶建造经验,以满足多工种协调作业时对效率和质量的要求。三维CAD不仅有效地应用在船舶生产仿真中,而且在自动化和飞机工业中应用也相当成功。近年来,随着计算机容量显著提高,价格也变的便宜。因此,应用软件变的越来越广泛,船舶建造仿真技术越来越简单。除此而外,三维CAD集成了船体和设备所需的所有结构件和部件。近来,IHI新开发了AJSAI系统集成了所有产品数字模型,从直观的角度在计算机上显示了船坞中搭载二周后VLCC结构的三维视图。从而提高了生产效率、安全,以及产品质量。
1.3 计算机优化制造
船舶建造过程中,多工种工人互相依靠、协作制造。随着工作难度等级提高,相关生产难度也随之上升。产品模型是计算机集成制造的核心,设计和生产计划是仿真的基础。在这一领域,基于优化生产的数字制造成为现实。
2 管道安装仿真
在船舶建造中,装配是一个很典型的工作。一般情况,工人仅仅凭借个人经验,根据不含详细说明的粗略图纸进行生产制造。因此,装配工作存在以下问题:1.从粗略图纸中构思整体结构、设计装配工序,必须接受过职业训练、具有工作经验。2.基于经验设计的工序不一定是最佳的3.生产时才能发现设计的错误。4.不可预见的问题时常出现,生产计划经常受影响5.无经验人员不能从事装配工作。近来,随着装配仿真系统的开发,即使无经验的工人也能进行装配工作。装配仿真通过船厂无线局域网将结果显示在工人从事装配场所的个人电脑上。电脑屏幕上装配时组件整体树形结构图通过三维模型图可以从任意角度观察任何想看到的地方,包括货盘名称、部件种类、部件名称、次要部件以及每个组件之间的关系的相关列表。这种模型图形即使没有经验的人们也易于理解。随着便携计算机系统成功开发以及RFID系统的问世,管道安装仿真技术将更进一步发展,尤其管道部件的管理。
3.1 分段搭载
是在机舱里,四周已有的四个分段中间插入另外一个分段的安装过程。插入分段与邻近安装好结构件相对关系非常复杂,因为该分段是在定盘上完成的。在那里,工作环境受其他因素的影响很小,设备尽可能装配在分段上。由于额定载荷为几百吨的大型起重设备同时吊卸分段时各种障碍物随时出现,因此细心而熟练地操作非常必要。只有这样,分段才能非常精确地安装在确定位置。
3.2 设备搬运
这种设备在整个FPSO营运过程中一直不停地运转,有时需要搬运至船外,进行修理、更换损坏部件。通过仿真可以设计出最优搬运路线,在整个运输过程中不会碰撞任何设备以及结构件。多种设备经过这种仿真,效果显著。仿真结果制成使用操作手册供船东检验,得到设计认可。
3.3 CRP的安装
在狭窄船坞中实现螺旋桨精确地安装非常重要。安装螺旋桨旋转轴时,船体里面和外面的安装工人需要协作工作。通过仿真预先互相交流意见、确定安装流程,装配工作才能顺利展开。
3.4 机舱通道
通过借助假想木板确认通道的人性化空间为众多船级社和船东所要求。如果设计时运用三维CAD进行仿真,设备和结构件之间干涉将会避免。这样,设计质量随之提高。
4 结论
关键词:MATLAB;创新实践;课程改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0029-02
创新是民族进步的灵魂,也是大学发展的动力。[1]重庆大学前校长林建华认为,重庆大学未来的特色是以创新创业教育能力培养为特色的学校。有了实践创新能力,毕业生才能更好地适应和驾驭未来。但是,由于有限的大学资源很难惠及所有学生,创新实践能力的培养方案很难全面推广。
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业软件,集成了MATLAB和Simulink两大软件包。[2]它是一种编程语言和仿真工具,依靠其丰富的功能模块、强大的计算能力、灵活的二次开发接口和半实物仿真手段,已广泛应用于电力、金融、生物等众多领域。[3]如同OFFICE软件是日常工作必备的工具,MATLAB/Simulink已成为高校广大师生和研究人员的基本学习和研究工具,对于创新实践具有重要的作用。
一、大学创新实践中存在的问题
第一,一所大学的资源十分有限,面对众多的学生仍然处于“僧多粥少”的状态。以重庆大学开展的各种本科生和研究生创新实践项目来看,大多需要经过层层筛选。尽管可以发现拔尖人才,但也使更多学生失去了创新实践的机会,这与“竞争力的提升要靠一大批有创新能力的优秀的年轻人”的人才培养理念还有差距。
第二,在创新实践项目的实施过程中,多数学生的理论基础不扎实,动手能力差,淡化研究与探索的意识。究其原因,之前缺少实践机会和条件,进而信心不足。
第三,随着信息化和仿真技术的发展,重庆大学针对不同专业开设了各种计算机辅助类课程。但由于课程体系侧重于软件本身的学习,或者采用“面向课程”的教学模式,使得这类辅助课程始于理论,止于仿真,与解决实际问题有很大差距。从近几年的本科生和研究生毕业论文分析可以发现,对于计算机仿真软件产生了过度依赖性,对软件仿真与实践的融合远远不够,这是一种“滥用”计算机仿真技术的不良倾向。“滥用”仿真的真正原因不是软件仿真多了,而是绝大部分学生对于MATLAB/Simulink的掌握远远不够,未能找到实用化的切入点。
针对以上问题,借助教学科研中应用最为广泛的MATLAB/Simulink软件,本文根据近几年在“计算机辅助电路分析”教学、MATLAB/Simulink培训和科研中的经验,对电气工程专业计算机辅助课程的内容体系、教学方法、考核方式和教学效果进行全方位探讨,以期达到有效利用计算机仿真技术和培养创新实践人才的目的。
二、MATLAB/Simulink在教学和研究中的应用
以重庆大学电气工程学院为例,近几年学院在专业基础选修课中开设了两门基于MATLAB的课程:“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”。尽管是选修课,但选修率达到了95%以上,仅电气学院每年就有400多名学生选修,还有弘深、机械等学院的学生选修。
通过对电气工程学院每年的本科生毕业设计、硕士研究生学位论文来看,70%以上的同学都使用MATLAB/Simulink软件开展课题的研究。重庆大学创新实践中心每学期都会开设MATLAB/Simulink有关的初级、中级到高级培训,吸引了全校多个学院大量的本科生和研究生参加。
为了进一步掌握MATLAB/Simulink的应用现状和趋势,对MATLAB/Simulink软件在国内外的学术贡献进行了调研,图1和表1分别给出了国内CNKI数据库和国外三大数据库关于MATLAB的论文检索结果。
CNKI数据库中最近10余年涉及MATLAB的学术文章合计41万篇,其中人文社会科学约2600篇、经济与管理科学约2.6万篇,更多用于工程科学、自然科学。文献来源主要来自工科实力较强的高校,如前5名依次为天津大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、重庆大学和浙江大学。
通过对国内外期刊数据库对于MATLAB/Simulink的应用分析表明:更多文章对于MATLAB/Simulink“用而不言”,实际应用量比统计大得多,特别是高水平文章;计算机硬件和软件的发展为MATLAB/Simulink广泛深入应用提供了条件;统计数量增幅放缓,原因之一是现在对软件本身的关注降低,更注重软件的应用效果;预计未来关于MATLAB/Simulink的直接引用量保持现状,但会像人们离不开OFFICE一样,MATLAB正在成为教学研究中的必备工具。
三、MATLAB课程教学实践中存在的缺陷
重庆大学电气工程学院现面向全校开设“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”,前者主要包括MATLAB/Simulink的基础知识和电气工程有关的MATLAB函数,后者涉及电路理论通过MATLAB/Simulink来验证的具体应用,但课程的开设存在一些缺陷。
1.课程分为理论课和上机课两部分
理论与上机实践衔接不紧密,理论部分涉及线性代数、矩阵理论、数值计算等知识,而这些往往是高年级甚至研究生的课程,而上机实践课主要针对已经学完的电路原理仿真。这种“面向课程”的教学,是针对已学课程内容的再现和重复,使学生表现“疲劳”,缺少兴趣。
2.学时短,内容多,合班上课学生多
由于学习能力和学习习惯的差异,“吃不饱”和“撑不下”并存的情况严重。
3.学生缺乏学习动力
由于使用MATLAB/Simulink的时间更多是在专业课的学习、创新研究项目和毕业设计阶段,学习在学习时缺乏目的性和兴趣,[4]导致不少同学学完该课程后仅把MATLAB当作一种高级计算器,忽视了更为深入的应用,甚至有硕士生导师报怨研究生连编写和调试简单的MATLAB程序也有困难。
4.考核困难
由于仿真实践需要计算机操作,存在硬件软件故障的不确定性,而且平时作业和上机考试中抄袭现象时有发生。因此,有必要制订出合理的考核方式,公正有效地反映出学生的真实水平。
四、MATLAB课程改革与实践方案
在硬件资源有限的情况下,利用MATLAB/Simulink课程提升学生的创新实践能力和培养出大批的优秀人才。针对现有本科生计算机辅助类课程“过分强调其辅助服务功能”和“与实践脱节”的问题,[5]以“计算机辅助电路分析”课程作为改革的突破口,改进课程内容体系,加强理论、仿真和实践的结合,充分发挥MATLAB/Simulink工具的强大功能,引导学生从单纯的“学习型”到“研究探索型”的意识转变,从“理论仿真”到“具体实现”的行为转变,使学生增加一技之长,提高就业竞争力,同时为毕业设计和研究生深造奠定基础。为此,在以下方面进行了改革和探索。
1.教学大纲的改革
根据创新型、研究型人才的培养需要,将“MATLAB在电气工程中的应用”与“计算机辅助电路分析”合并,新的课程名称改为“计算机辅助电子电路分析”,以适应“电路原理”“模拟电子技术”和“数字电子技术“以及专业课的需要。同时在新教学大纲中,对课程内容体系进行优化。总课时由原两门课的62学时改为52学时,依据课时适当压缩纯课堂理论,增加上机环节学时,将部分理论与上机相结合。
2.教学方法的转变
由“面向课程”的教学,增加专题训练和应用实践环节,拓宽学生知识面,使学生具有解决问题的能力。采取主讲教师专题讲座与研究生助教实践专题报告相结合。研究生助教“现身说法”,探讨MATLAB/Simulink在研究和学习中的应用,开拓学生视野和提升兴趣。针对不同层次学生分类指导,考虑开设基础班和提升班,实行差异化教学。改变教学方法,实现从“学习”到“研究”的思维转变,从“仿真”到“实现”的行为转变,改变过度依赖仿真、始于理论止于仿真的局面,提升学生的上机操作和应用实践能力,以团队的方式布置专题作业,培养团队协作精神。
3.课程开设方式和开设时间的探索,教学计划的制订
课程开设时间延后,学生数学基础和专业基础更好,有利于为毕业设计和深入学习、研究生深造做准备;也可以多学期分段教学,由基础到专业逐步深入,改善教学效果。
4.考核体系的修订
建立合理有效的成绩评定体系和考试考查方式,制订出合理的考核方式,公正有效地反映出学生的真实水平,又能成为激励学生努力学习、勤奋钻研的压力和动力。
五、结束语
通过MATLAB有关课程的改革,把MATLAB/Simulink课程从“辅助”角色提升为重要的创新实践手段,不仅可以大大节约硬件资源,为更多学生提供锻炼机会,同时通过创新实践能力提高,为学术研究提供支撑。
参考文献:
[1]刘翠红,陈秉岩,王建永.基于学生实践和创新能力培养的实验教学改革[J].科技创新导报,2011,(1).
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[3]吕峰,张哲,吕鹏.MATLAB在电力电子教学实践中的探究[J].电子世界,2013,(10).
关键词:水利水电工程 建筑信息模型BIM 可视化仿真
前言
本文以水利水电工程的施工动态过程作为研究对象,使用基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术对水利水电工程的动态施工过程进行演示模拟,并且结合动态可视化信息管理技术和方法对水利水电工程的动态施工过程进行研究。探索基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术应用于模拟水利水电工程的施工动态过程的可行性。本文主要包括了以下内容:1.BIM简介;2. BIM技术在水利水电工程中的应用;3.可视化建模研究。
1.BIM简介
BIM(Building Information Modeling)指的是建筑信息模型,它就是通过数字化技术,在计算机中建立一座虚拟的建筑,一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。
BIM技术作为一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,可以利用参数模型对各种项目的相关信息进行整合,并且可以使信息在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中得到共享和传递,让工程技术人员对各种建筑信息加以判断,作出正确的理解并提出高效的应对,使设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体拥有协同工作的基础,达到提高生产效率、节约成本与缩短工期方面的目的。BIM一定是贯穿在建筑整个生命周期中,使设计数据、建造信息,维护信息等大量信息保存在BIM中,在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用。下图显示了在建筑设计、建造、维护的整个过程中,围绕的核心就是BIM。
2. BIM技术在水利水电工程中的应用
2.1 水利水电工程施工导流三维动态可视化仿真方法研究
水利水电工程在对导流进行设计和管理的施工过程中,一般需要使用大量的数据和图形信息。譬如水坝地区的水文、地形、地貌、地质资料和枢纽设计、施工场地布置和施工导流方案设计等各式各样的数据和图纸。如何对这些错综复杂、数量繁多的信息进行高效、快速的取得、管理,是提高设计效率和施工管理水平的关键。施工导流的方案设计作为施工组织设计的重要环节,它的设计过程及其复杂,并且设计出来的导流方案没办法做出实际的、直观的比较。所以在水利水电工程导流设计中实现BIM水利水电工程施工过程可视化仿真技术可以形象直观的表达出导流设计的实际效果,有着重大的现实意义。
2.2 利用BIM可视化仿真展示混凝土坝施工过程的三维动态过程
由于需要注意施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力等因素的作用,在对混凝土坝进行施工时,需要根据施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力对将混凝土坝使用一定的原则进行分缝分块浇筑。但是对混凝土坝浇筑的数量大,通常需要浇筑上千上万快混凝土,并且由于混凝土坝进行浇筑的施工约束条件过于复杂,就造成人工安排浇筑顺序和进度是一件难度较高的事。现在通常在一般的水利水电工程中使用的是凭经验用类比的方法,按照每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标来作为施工计划的参照指标。但是使用每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标作为参照指标没有系统的定量技术分析,使得在对大坝施工的过程中无法准确的判断施工各阶段的进度和混凝土坝升高过程是否能达到大坝施工的要求。
因为由于计算机和系统仿真技术的出现,特别是系统仿真技术的不断发展,使得我们可以在计算机上将混凝土上坝施工的动态过程真实的模拟出来。通过对不同的混凝土施工方案进行模拟,观察产生的施工动态过程,然后根据不同施工方案下混凝土施工进程的模拟的各项定量指标进行预测,然后制定出一个科学、合理、准确的混凝土坝施工进度计划。通过在计算机系统上输入各种可影响浇筑施工的变量,建立一个混凝土坝的施工系统模型,在这个模型的基础上建立一个可模拟水利水电工程的仿真计算软件。然后使用这个软件对水利水电工程进行模拟建设,通过输入可实行的机械配套方案和相应的施工技术参数,可以计算出机械配套的数量最优比、机械的最优利用率、每月的混凝土浇筑强度,并且还能获取对应的施工方案下对大坝进行浇筑施工的详细规划进度表。
3.可视化建模研究
建立一个能形象的、准确的展示工程施工的动态过程的三维数字模型是能实现水利水电工程动态施工仿真信息的可视化查询和分析功能的一个重要前提。这个数字模型应当具备能够展示施工现场一些静态和动态信息,譬如施工现场的地形地貌、施工工程建筑物和施工设施的分布位置、材料运送途径等具体信息。实现水利水电工程的可视化仿真是利用Navisworks软件和其他建模技术完成的,这种可视化仿真的建立由初数据的收集分析、数字模型的建立,然后使用Navisworks对其进行渲染。水利水电工程建筑的施工技术将直接关联作用到水电水利的效益和产生的影响,它并不只是简单的一个工程而已,它是构成整个水电水利工程的一个重要要素。
结束语:
BIM建筑信息模型在工程中的应用,使得建筑行业引发了第,它在工程中的应用不仅降低了成本,还使得工程从规划设计到施工、运营管理各阶段的质量有所提高。BIM的不断发展,使得水利水电行业也引入了BIM理念。本文通过基于BIM技术对水利水电工程施工进行可视化仿真研究,真实准确的反应出水利水电的工程动态施工过程和仿真数据。
参考文献:
[1] 徐东扬.基于数字技术的建筑方案设计研究:[硕士学位论文].湖南.中南大学.2010
【关键词】物流系统仿真;Flexsim软件
随着我国经济的发展,物流业迅速地成长,全国各地的物流工程建设也在逐步展开,但在项目的投资建设中产生了一系列的合理性分析的问题,如技术、经济可行性和管理方法等。如物流配送中心在规划建设过程中的选址是否恰当,其容量设计、装备配置和场地规划是否合理,是否能够更好简化工作,节约成本和时间,对理货、存储、分拣等工作区的划分是否能够更加方便各项作业的进展和管理。对于这些实际的问题,如果只凭经验和感觉来判断,难免会有些方面被疏忽,建成后再进行调整就会增加建设的成本,耽误正常的工作,从而带来巨大的损失。
物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段,采用虚拟现实方法,对物流系统进行实际模仿的一项应用技术。它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析,通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录,进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真技术最大的优点就是不需要实际设备的安装,不需要实际实施相应的方案,即可验证如下目标:①增加新设备后给企业带来的效应;②设计新的生产线的好坏;③比较各种设计方案的优劣等等。本文主要研究物流系统仿真技术的基本理论,并通过Flexsim仿真软件进行说明说明。
1.物流系统仿真的特点
物流系统仿真的特点主要体现在以下3个方面。
(1)物流系统中流的仿真:对于物流系统中的多种流,如货流、车流、信息流、资金流等,可以采用动态仿真 描述流的产生、流动、消失、积累和转换等。
(2)物流系统中排队的仿真:由一个或多个服务台和等待服务的顾客组成的离散系统成为排队系统。物流系统是复杂的离散事件系统,并且各种设施设备可以看作是服务台,各种实体货物等可以看作是顾客等待接收服务。
(3)物流系统组织中资源的因素仿真:物流组织是通过各种人员和设备参与实现的,这些都是物流系统中的资源。通过对各种资源不同的规划,物流服务质量和运作效率也是有差异。利用计算机仿真技术描述人和设备的行为过程,可以得出较优的物流体统组织方案。
2.物流系统仿真的优势
在构建物流系统时,由于建设投资巨大,存在一定的投资风险,且建成后发现了不合理的地方需要改造,成本将会非常的高。利用仿真技术实现物流系统各个模块的运行状况,并得出适应发展、经济有效的设计方案。物流系统仿真技术的主要有以下优点。
(1)对于复杂的物流系统可以采用仿真的方法构建模型;(2)对于新的物流系统,无需实际建设投资,可先利用计算机仿真模拟对新系统进行可行性和效率做出正确的评判,如方案合理再实施,降低投资风险;(3)可以对多个方案进行分析对比,从中选择最优方案;(4)通过仿真调整目标函数和约束条件来优化方案。
3.物流系统仿真的步骤
物流系统仿真的一般步骤:(1)弄清问题,掌握实际情况;(2)收集整理资料;(3)确定各个因素之间的相互关系;(4)构造仿真模型模型;(5)确定模型参数;(6)检验模型的正确性;(7)仿真模型的运行及结果分析。
4.Flexsim仿真软件
4.1 Flexsim仿真软件介绍
Flexsim是由美国的Flexsim Software Production公司出品的,是一款商业化离散事件系统仿真软件。Flexsim采用面向对象技术,并具有三维显示功能。建模快捷方便,显示能力强大,特别适合于生产制造、配送、交通运输等领域。其主要特点包括:(1)基于面向对象技术建模;(2)突出的3D图形显示功能;(3)建模和调试的方便;(4)建模的扩展性强;(5)开放性好。
4.2 应用Flexsim仿真软件建模仿真方法
(1)设置模型布局
Flexsim对象库中的对象基本能够反映各项实际设施。如进货源和出货源可以分别用发生器和吸收器来表示,加工作业可以用处理器表示,货架、运输机、操作员分别有相应的实体表示。并根据各个实体的数量尺寸,将其调整到适当的位置,使其与实际方案相符。在设置这些参数时,要根据具体的对象特征设置参数才能正确的模拟显示。
(2)定义“流”
根据系统中各对象之间的逻辑关系,连接相应的端口,构建模型的逻辑流程。
实体与实体之间的联系可用输入输出(A)连接或者中间端点(S)连接。作业的流程要与实际作业时的流程相符合。
(3)设施参数的设计
根据每个对象所描述的物流系统的特征,设定对象的参数。Flexsim中常用的一些仿真参数主要有:
①生成器参数:可按到达时间间隔模式、到达时间表模式、到达序列模式创建临时实体。通过生成器可以设置货物的到达类型和到达时间分布等。
②处理器参数:处理器参数一般用到的是处理器容量、处理时间、预置时间、平均故障时间和平均维修时间等。
③暂存区参数:暂存区参数主要有暂存区容量、暂存区大小、暂存区货物堆放形式等。
④货架参数:货架参数主要有货架容量、货架列数、层数、列宽、层高、最小停留时间和堆存方式等。
⑤运输工具参数:运输工具包括工人、运输叉车、堆垛机等,参数主要有装载时间、卸载时间、运行速度、装载量、加速度以及运输线路设计等。
⑥临时实体流参数:临时实体流参数决定实体如何将临时实体送到下游。这些参数主要有送往端口、是否使用运输工具、是否拉动、拉动条件、优先级等。
4.3 编译运行与仿真结果分析
在完成模型的建立后,可以对仿真模型进行编译运行。为了减小误差,可以通过反复多次的运行或根据不同的设定条件运行,得出仿真的结果。分析实验中各个对象的工作状况及效率,对比不同的实验的结果,提出改进优化措施,并再次进行验证。最终得出最优的方案。
【参考文献】
[1]彭扬,吴承健.物流系统建模与仿真[M].杭州:浙江大学出版社,2009.
关键词:MPSK;Matlab;SimuLink;调制;解调;
中图分类号:TP39;TN76 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)06-00-02
0 引 言
本论文实现了MPSK系y的仿真。通过多方搜集分析资料,理解MPSK系统仿真的具体过程与其在Matlab中的实现方法。通过研习更加清晰地认识、熟悉MPSK系统仿真的原理,并能够熟练运用Matlab通信仿真软件以熟知Matlab应用的方式和特色[3]。
SimuLink是一个仿真与分析软件包,是Matlab的重要组成部分。在SimuLink中,利用鼠标我们就能够在模型的窗口上画出系统模型,直接仿真。本文主要介绍了几种MPSK调制与解调原理,展示了2PSK,4PSK,8PSK的仿真结果[4]。
1 MPSK调制系统
1.1 2PSK信号调制与解调原理
2PSK信号用载波的相位变化来表示传输信息的状态,通常人们规定0相位载波与π相位载波分别表示传“1”与传“0”。假设二进制的单极性码为an,则其对应双极性的二进制码为bn,因此2PSK信号的一般时域信号能够表示为:
3 结 语
本文研究了2PSK,4PSK,8PSK的调制与解调原理,使用Matlab的SimuLink对2PSK,4PSK,8PSK通信系统进行仿真,研究其传输特性与传输中噪声因素对系统的直接影响。通过对比可以发现其中差异。
参考文献
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