智能制造領域中的計算機仿真技術及應用分析

楊眉

摘 要：計算機仿真技術是人類科技發展到目前為止的高科技水平表現之一，它已經在人類社會的各個領域有所滲透并且廣泛的應用，發揮著無可替代的重要作用。本文主要探討了它在各個智能制造領域中的基本技術應用，以證明它的技術全面性與優越性。

關鍵詞：計算機仿真技術 智能制造領域 虛擬實驗室 汽車

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）09-000-01

計算機仿真技術主要研究計算機系統運行的客觀規律與動態過程，它是一種典型的三維模擬技術，它的圖形圖像分析已經被廣泛應用于各個領域， 系統運行的客觀規律與動態過程尤其是以機械化建設為主導的智能制造領域。客觀講，人類對該技術的應用目標在于通過它來抽象模擬某些科學技術發展進程，進而為領域內的某些疑難問題給出合理解答，所以它所秉持的基本理論概念也全都是抽象的。

一、計算機仿真技術的基本內涵

計算機仿真技術對于現存系統理論的抽象模擬具有自己一套獨特的理論，例如計算機仿真技術對于現存系統理論的抽象模擬能夠對計算機系統本身某些特征屬性進行形象模擬，同時仿真技術本身也存在大量的級別劃分，技術表現上極具針對性，也能滿足層級需求。它的仿真模擬技術具有極高效率，且安全便捷，不容易受到外界因素影響，且具有靈活的時間控制優勢。截止到目前，它已經衍生出了系統分析、運行管理優化、設計優化與體系評價等多種重要仿真技術工具，基本滿足了基于未確立實體系統及高難度實體實驗背景下的系統虛擬模型構建過程，同時它更能實現對計算機方針技術的模型系統編程，盡量規避計算機系統中可能產生的各種問題。

二、計算機仿真技術在虛擬實驗室工業領域中的應用

1.基本概述

在虛擬實驗室工業領域中，計算機仿真技術強調三維性，希望滿足高效且安全的技術特征，同時盡量減少環境約束性，根據項目實際需要改變自身技術應用的細節，例如對所構建模型比例尺寸的改變、對構建時間的改變等等。在虛擬實驗室工業領域，仿真技術希望滿足基于三維軟件構建的技術交互性、聯想性以及沉浸感，這里所指代的沉浸感就是人與虛擬環境之間在交互過程中的真實程度。可以講，在三維化的計算機仿真技術領域中，對虛擬實驗室工業的研究內容分類就應該包括了無縫編輯生物建模技術、貼圖烘焙技術、粒子系統技術以及實時交互技術等等。利用這些技術內容，它就相對真實的仿真模擬了虛擬實驗室展示環境信息，無限度擴展了虛擬實驗室展示空間，也創建了一種全新模式的虛擬實驗室物建設手段。

2.建模應用

利用仿真技術對虛擬實驗室項目進行仿真建模，首先要提出場景創建方案，它就包含了以下步驟：

設計草圖修改—-—設計分鏡頭校本概念圖提出——參考衛星地圖完成項目初始定位創建—-—完成三維模型創建過程—-—完成粒子系統與reactor創建—-—完成游歷路徑建設——完成燈光材質貼圖——效果圖輸出——項目結束

一般來說，該技術會應用于大型虛擬實驗室項目中，例如某些大學校園就會采用到該技術，在實踐中應用紋理貼圖庫配合三維仿真模型檢驗虛擬實驗室施工過程，并在設計施工過程中不斷更新編排和完善模型內容，滿足大學校園三維仿真實時模擬全景模型漫游技術要求。簡單講，針對大學校園虛擬實驗室的計算機仿真技術應用就主要圍繞建筑模型創建展開，它還應用到了Multigen Creator模型整合技術，并分五大步驟完成仿真模型構建過程，如下：

三維可視化資源層次數據庫建設、組織與管理——基于無縫編輯生物建模完成工具模塊創建——對模型實施移動與復制——利用max切割工具對模型進行增加線段位置切割——在Creator軟件中增加紋理關聯關系[1]

三、計算機仿真技術在汽車智能制造領域中的應用

當前，計算機仿真技術在汽車智能制造領域中的應用也很普遍，它的數字化基礎完善且能夠基于仿真活動將計算機輔助工具統統聯系起來，結合CAD產品模型實現仿真模型輸入過程，并利用CAx軟件完成仿真建模相關工作，滿足部分信息集成要求。在圖形信息交互標準基礎之上，它所采用的基本格式就包括了STEP、IGES等等，不過在實際技術應用過程中，它會基于更多情況來分析各種技術標準差異，結合CAx模型導入仿真軟件彌補信息丟失問題，驗證和評估仿真技術應用結果。

舉個例子，在汽車零部件的動靜態性能分析過程中，就采用零部件中的CAD主模型與各種仿真簡化模型，再結合動力學、熱力學和運動學等等內容對汽車零部件的基本性能進行仿真分析，這其中所運用到的仿真軟件就包括了Adam、ANSYS等等。這些仿真軟件還能在汽車的懸架設計方案中發揮作用，對汽車性能的最終設計產生重大影響。當車輛行駛在顛簸路面上或曲線行駛過程中時，它的左右兩側車輪垂直荷載就會出現變化，汽車此時發生側傾。利用仿真軟件可模擬這一側傾現象，并對汽車的前懸架導向桿系與轉向桿系的運動及變形情況進行分析，最后滿足轉向總成繞主銷小角度的轉動過程，提高車輛操縱穩定性。所以在車輛懸架系統設計階段，利用計算機仿真技術對其側傾特性參數進行分析是相當有必要的[2]。

四、計算機仿真技術在其它智能制造領域中的應用

計算機仿真技術不僅僅在上述兩大智能制造領域有所應用，在軍事、教育等領域也有建樹。

例如在軍工領域中，計算機仿真技術就主要應用于制造過程工位序列、出廠性能質量測試工作當中，以確保新型裝備武器在質量與性能方面都能滿足技術標準。同時，它還能夠實現對新型裝備武器的仿真模擬試驗，降低武器改裝后的風險性，利用計算機模擬仿真技術構建系統模型，對新型裝備武器各項特征性能采取最客觀、合理的性能評定分析。

而在計算機智能制造領域中，它希望最大限度提高計算機工業建模的質量及建設效率，利用計算機仿真技術構建理論雛形，并將本就抽象化的計算機工程軟件中所囊括的知識點實體化、可視化。例如數學結構模型、編譯計算機語言模型等等都采用到了模擬仿真技術及其運算方法，滿足了對虛擬系統模型的創造實現過程，為計算機工業軟件制造實踐過程及效果豐富奠定基礎[3]。

綜上所述，計算機仿真技術在智能制造領域中的應用已經越來越廣泛，技術通用性也越來越強。在未來，它也將實現更高的實用性價值，為人類現代科學技術領域發展提供更大輔助效能。

參考文獻

[1]伍樂生.計算機仿真技術的發展現狀與創新研究[J].吉林廣播電視大學學報，2017（10）：34-35.

[2]王嘉平.計算機仿真技術在建筑工業中的應用研究[J].硅谷，2010（21）：98.

[3]熊光楞，王克明，陳斌元， 等.計算機仿真技術在轎車工業中的應用與發展[J].系統仿真學報，2004（1）：73-78.