時間:2022-03-29 17:18:57
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇計算機仿真技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
隨著我國科學技術的快速發展,使得我國的計算機仿真技術得到了質的變化,并且,它也是當前我國信息化社會下的產物。另外,我國本來就是一個制造業大國,通過把計算機仿真技術應用到我國制造業的發展中具有非常重要的作用。本論文對系統仿真類型進行了簡單介紹,接下來,對計算機仿真在制造業中的應用及發展現狀進行了詳細的概述,最后對計算機仿真技術的熱點以及對我國制造業的影響進行了研究,希望本論文的研究工作能夠為我國計算機仿真技術在制造業中的應用與發展提供一點借鑒意義。
【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業
1 對系統仿真類型進行概述
顧名思義,“仿真”就是對現實世界的物體進行模擬的一種狀態,使其達到逼真的情形。在工程技術領域,經常采用系統仿真技術來研究相關事物,如通過系統模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統。表1為系統仿真分類表。
2 對計算機仿真技術在制造業中的應用以及發展現狀進行概述
由于我國是一個制造業大國,并且制造業在我國的國民經濟收入中也占很大的比例,因此,國家及企業都非常重視我國制造業技術的發展。隨著我國科學技術及制造業的進步,使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發展。而系統仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段,其被大量應用到我國制造業進行研究及實踐,從而產生出一些先進制造技術。
對于系統仿真技術而言,如果從本質上面來講,其就是通過建立仿真模型,然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現,具體情況如上圖2-1所示。可以很明@的看出,對于一個典型的仿真軟件來講,它主要包括程序包、仿真語言、仿真環境三種不同的形式,它的覆蓋功能也不是完全相同的,并且,從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發展情況。隨著相關技術的發展,直到上個世紀80年代后期,出現了一體化的仿真環境。隨著我國計算機技術的進一步發展,開始出現了面向對象的并發執行機制,這樣,就非常容易的實現在數據庫管理的基礎之上來對實驗及模型數據、以及實驗仿真的結果等進行統一的管理,與此同時,人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外,廣義的制造系統的相關仿真器也開始大量出現,在某種程度上面很好的實現了對制造系統進行的非語言建模、以及模型數據驅動等相關的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等,廣義的仿真器有FATOR等。
3 計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業的相關影響
自從上世紀末以來,隨著我國制造業的競爭不斷加劇,產品生產周期不斷縮短,這樣就導致系統仿真技術不斷向橫向的方向發展,在制造業里面比較典型的就是“虛擬制造技術”的發展。根據虛擬制造的概念可以得知,需要先采取計算機來模擬整個產品的設計及制造過程,這樣便于發現各種問題,并且在產品制造之前就把問題解決掉,從而提高生產效率及產品質量。
隨著制造業的發展,仿真技術在我國制造行業里面的又一個重要研究熱點誕生,即虛擬產品的開發(VPD),它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術(CE)在對產品進行開發之前就對產品的整個生命周期進行全面的考慮,這樣,對解決相關產品的設計以及開發之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產品開發是在并行工程的指導下,把大規模的產品數據管理系統以及CAD等產品設計系統等進行綜合起來,從而進一步的形成虛擬產品的開發環境,這樣就可以在該環境下進行產品的策劃、設計等,以及預測產品在真實環境下的相關特征、功能及性能等,這樣在進行實際設計、生產的過程中,可以減少反復或者變更等的次數。VPD技術能夠深入到各種復雜產品的制造之中,從而為企業產生巨大的經濟效益。
隨著計算機技術的高度快速發展,對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發展。由于現代制造企業面向全國甚至全世界,因此,它的仿真對象也是分布在不同的時空,在這樣的背景下就產生了分布交互化仿真技術(DIS)。對于這種仿真系統來講,它所包括的內容有:構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等,并且,這些實體是可以基于不同時期的相關技術、不同產品的相互組成、不同的系統方面的目的、以及不同生產廠家的相關技術等,對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術(DIS)通過采用計算機網絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來,這樣便可以通過實體之間的數據方面的交換構成時空到合成仿真環境的一種比較先進的仿真技術。
如今,在我國制造業中已經產生了虛擬企業或者類似于DIS的虛擬研究開發中心等。就目前來講,比較出名的就是香港城市大學與香港生產力方面的促進局共同構建的快速科技中心,它就是虛擬研究開發中心。由于當今社會是動態快速發展變化的,人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向,因此,對于制造企業來講,它們就要抓住市場的需求,然后采取方式(如柔性生產制造)來快速響應市場需求,這樣才能夠為企業獲取更多的市場利潤,但是,通常情況之下,由于企業在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性,在這樣的背景下,企業要想獲得市場機會,它們就有可能通過互聯網來臨時連接成一種動態方面的聯盟-也就是所謂的虛擬企業。
4 結束語
隨著我國社會的不斷發展,導致計算機仿真技術的發展也日新月異。在制造業中,對于整個產品的生命周期來講,仿真技術都表現出其強大的發展潛力。在當今制造業競爭激烈的社會,計算機仿真技術在制造領域的應用及發展在不斷的擴展,其功能也更多的面向可視化、智能化生產、綠色制造等方面不斷發展。
參考文獻
[1]戴金海等.并行工程與仿真技術[J].計算機仿真,2013(23):54-59.
[2]熊光楞.計算機仿真及其在制造業中的應用[J].計算機仿真,2012,2(14):20-27.
[3]鄭力,盧繼平等.虛擬制造技術[J].計算機輔助設計與制造,2013(09):62-67.
[4]王濤等.并行工程環境下的集成化裝配設計系統[A].并行工程關鍵技術論文集[C],2011:162-167.
論文摘 要:實驗室擔負著向學生傳播知識與技術、培養學生動手的能力和創新能力的重要使命。隨著社會經濟的發展及教學改革地不斷深入, 實驗教學在整個教學體系中的地位越來越突出,實驗教學模式的改革已經迫在眉睫。本文主要分析了實驗教學的傳統模式與存在的問題,并提出了提高電子信息類專業實驗教學質量的方法[1]。
0 引 言
實驗教學是學校教學活動的重要組成,教學質量的好壞是對學校人才培養層次與質量的直接體現。實驗作為實驗教學活動的主要內容, 在改善教學質量方面發揮著不可替代的作用。實驗室在傳播知識的同時,更重要的作用體現在對學生的創造性思維與想象力的培養上。通過實驗教學,學生分析解決問題以及動手能力明顯提高。伴隨教學改革的日益深入, 實驗教學的改革也越來越引起人們的關注,以往的教師灌輸式的理論教授方式,學生被動接受的教學模式,已無法滿足社會經濟發展的要求。當前,社會需要的是主動型、能力為主的人才培養。加強學生創新能力的培養,必須切實轉變以往重理論教學輕實驗教學的錯誤觀念,重新認識實驗教學在學校教學活動中的地位與作用,根據當前社會經濟對人才的要求, 改革傳統的實驗教學模式,改革實驗教學手段,優化更新實驗教學的內容,切實提高實驗教學質量。
1 實驗教學的傳統模式與存在的問題
國內高校工科教育當中,實驗教學存在著硬件條件不足、硬件實驗條件的發展與技術要求不相符,加上近幾年高校擴招,實驗教學的硬件條件更是供不應求。進一步加大對教學硬件條件的投入,豐富實踐教學的內容、加強實驗條件的改革及建設,在目看來具有特殊的重要性。面對這種情況,我國的教育主管部門采取了一些推進實踐教學改革及建設的措施。如:在全國高校本科的教學水平評估中,實驗室基地建設與建設投資及其實驗教學改革被列為一項重要的指標。并且,各高校也逐漸開始響應教育部的的這一舉動,紛紛實行了“雙基”型實驗室,與此同時,建設了“實驗教學示范中心”。當前,傳統實驗教學模式的缺點主要有以下幾點:驗證性的實驗所占比例較大,與綜合性、設計性、創新性實驗之間的比例失調;實驗模式單一、實驗室設備陳舊;實驗教學中缺乏先進的實驗教學手段。
2 提高電子信息類專業實驗教學質量的方法
2.1 實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗
在實驗教學中引入計算機仿真技術,能夠充分調動學生主動學習的積極性,培養學生的學習興趣。同時,教師能夠通過計算機技術對學生的實驗操作的全過程進行觀察,對學生進行良好的跟蹤與指導,更好地進行學生實驗結果的采集工作,先進科學的教學理念與教學手段對于提升實驗教學效果,提高實驗教學水平具有重要作用。引入計算機技術后,理論與實驗教學,教師教學指導與學生操作、思考融合成一個有機整體。以往傳統實驗教學中課堂、課時以及實驗設備因素的限制作用得到了解決,實驗教學更加靈活化,教學內容在時空上得到進一步的延伸,更好地激發了學生進行實驗的熱情。
將計算機仿真技術引入到實驗教學中,通過相應技術進行的虛擬實驗,為學生提供了更為靈活開放的實驗環境,能夠更好地培養學生在實驗過程中獨立思考能力,增強學生的的學習創新意識。對于實驗教學內容,仿真技術的應用,將虛擬性實驗與真實的電路實驗整合成有機整體,實驗的能動性與趣味性明顯提高,同時實驗內容的充實,有利于學生綜合實踐以及探索創新能力的培養。當前,已經有越來越多的高校重新進行了實驗室的規劃建設,通過計算機仿真技術進行虛擬實驗是實驗教學改革發展的新方向。將與實驗教學相關的計算機軟件技術引入到高校實驗室中,為實驗科研提供了良好的平臺,對于激發學生學習的主動性與積極性,培養創新能力具有重要作用。計算機仿真技術的應用,一方面能夠改善實驗教學條件、充實實驗教學的內容,另一方面,還能夠明顯降低實驗成本,提高實驗教學的效率。通過單片機的實驗教學,能夠發現,教學過程中引入proteus仿真軟,通過該軟件對單片機的硬件系統進行模擬,克服了實際實驗過程中硬件電路固定以及實驗內容不易改動等因素的限制。實驗設計全過程,除計算機外不用再進行任何硬件的添加即可實驗,這有力地推動了實驗課程教學改革,更有利于學生創新能力的培養。仿真技術的另一重要應用主要表現在學生的業余愛好上,如挑戰杯、電子設計大賽等等,學生就能夠用計算機來實現仿真,首先用計算機仿真出實驗的模型,再在計算機上進行相應的模擬調試,最終用硬件來實現。在整個仿真的過程中,學生可以自由發揮自己的潛能,通過大量的仿真對比,來達到設計目的,也可大膽反復地調試,避免了器件的損壞。電子設計競賽中,由于proteus開發環的運用,培訓過程中不需投入任何硬件的條件下,學生卻普遍反映,對于單片機的學習比單純理論知識的學習更易接受也更易得到提高。事實證明,運用proteus進行系統仿真成功后進行的實際制作,可明顯的提高單片機系統的設計效率。此外,遠程教學中仿真教學的運用具體重要的意義,對于教學改革是一種很好的嘗試。
2.2 實驗中引入Matlab軟件內建的Simulink組件技術
目前,我國開設了電子信息類專業的高校中,大部分都將Matlab軟件作為重要的實驗教學平臺,對定理以及算法進行仿真和驗證實驗。Simulink組件作為Matlab的重要組成,能夠為用戶提供一個仿真分析與動態建模的集成系統環境。該環境下,只需利用鼠標進行簡單直觀的操作,就能夠完成復雜系統模型的構建,在此過程中避免了大量繁雜的書寫程序。由于 Simulink組件具有適應性強、效率高,結構仿真精細、流程清晰且貼近實際、效率高、使用靈活等諸多優點,Simulink組件技術已經被廣泛地運用于處理數字信號與控制理論等復雜的仿真設計之中。同時Simulink能夠通過連續、離散采樣時間以及兩種采樣時間混合的的方式進行建模,該組件還可支持多速率系統,不同的系統組成部分的采樣速率不同。此外,Simulink為動態系統模型的創建,提供的圖形用戶接口(GUI) ,使在進行模型方塊圖的創建時只需通過鼠標單擊與拖動鼠等簡單操作即可完成,為用戶提供了一種更便捷、更直接的創建方式,同時能夠立即獲得系統仿真結果。
該組件的這一特性,一方面可以使算法的驗證更為簡單,減少學生投入在驗證性實驗中所用的時間,而將大部分精力投入到設計性、綜合性試驗中;另一方面,可以使學生更快捷的驗證新思路、新算法,而不會由于代碼調試方面的問題影響了創新實驗的開展。以自適應濾波中的經典RLS 算法為例,如果直接采用Matlab編程方式,在進行代碼調試時,就會消耗掉大量的精力,代碼長度將達到200 行以上。而如果采用Simulink組件模塊化設計的思想,只需要鼠標對模型的拖拽,就能以流程圖的形式將濾波器搭建起來。由于Simulink提供了豐富的元件庫,采用圖形化的表示方法,學生在進行算法驗證的時候只需調用成熟的模塊進行參數設計即可。這樣的實驗方法事半功倍,思路清晰,參數的調整也十分便捷,廣受學生歡迎。由此可見,引入Simulink組件后的實驗,既不會影響實驗效果,又能夠提高實驗效率,對學生模塊化編程的思想也有較好的促進作用。
3 結 語
當前,社會對人才綜合素質的要求不斷提高,進行實驗教學改革已經迫在眉睫,而大學實驗教學的改革又直接影響到學生的動手和創新能力。實驗教學必須能夠跟得上時代的腳步,把計算機仿真技術與Simulink組件技術應用到實驗教學中可以充分調動學生主動學習的積極性,充分發掘學生的創造能力,在學習到先進技術的同時,提高學生對社會的適應能力。
參考文獻
[論文摘要]物理學與計算機科學關系密切、互相促進、共同發展,對我們今天的物理教學提出了更新更高的要求,物理學的教學內容可以結合計算機教學作一些思考和嘗試,以適應新形勢的要求。
一、物理學與計算機的密切關系
電子計算機是因解決物理問題的需要而產生的,二次大戰期間為了快速計算彈道,被公認為世界第一臺電子計算機ENIAC于1946年研制成功[1],萬維網的出現是因歐洲核物理學家們進行學術交流的需要而設計出來的。由此可見,計算機與物理學的關系是非常密切的,物理學的發展促成了計算機的產生與發展,計算機的出現是二十世紀最偉大的科學技術成就之一,它延伸了人們的思維能力,成功地解決了很多物理、數學等方面的難題,沒有計算機就不可能準確計算出火箭和衛星的軌道位置、就沒有今天的航天成就,計算機應用跨越各個學科,在工業技術、企業管理、情報信息處理、國民教育等領域引起深刻的變革,在今天幾乎沒有哪一個學科能夠離開計算機的應用。
作為孕育計算機誕生與發展的物理學,如果說早期物理學應用計算機主要解決人們的計算速度、強度的技術問題,那么到了今天,計算機已在更深刻的層次上促進物理學的發展,由于在物理學很多領域中能夠找到精確解的理論問題已經不多了,剩下的是大量的復雜的非線性問題,對這些問題的分析、預測和求解離開計算機,人們幾乎無能為力了。另外一個方面,在計算機出現之前,人們只能夠通過真實的實驗來驗證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費巨額資金做實驗來探測某些數據和驗證方案的可行性。而今天很多實驗可以通過計算機仿真實驗來完成,達到與真實的實驗完全相同的效果,成本低廉且安全環保,用計算機來進行科學實驗是科學技術史上革命性的變化。
物理學與計算機科學互相促進、共同發展的情況對我們今天的物理教學提出了更新更高的要求,物理學的教學內容、教學手段和教學方法必須與時俱進,適應新形勢的要求。
二、物理教學中結合計算機教學的一些思考
大學物理課內容很多,結合不同的專業,在保證教學大綱的基本要求的前提下,內容上作一些必要的取舍,針對計算機科學技術和應用等相關專業,教學內容上適應地向專業傾斜,使基礎課更好地為專業課服務,明確基礎課的服務目標,讓學生明了物理課程對后續專業課程的重要性,提高學習的積極性和主動性,以取得良好的學習效果,具體做法以下幾方面進行:
(一)精選典型物理問題用計算機編程求解
大學物理課程一般在大一的下學期和大二的上學期進行,而大多數專業的計算機程序設計課程也恰好在此階段展開,這就為物理課與計算機程序設計課相結合創造了有利條件。根據物理教學的不同階段,可以精選一些典型的物理問題用計算機編程進行數值求解。例如在力學部分講拋物運動時,先按教材講授忽略空氣阻力時的運動方程,求出精確解,然后補上空氣阻力二次項,方程就變成非線性的了,讓學生體驗含有空氣阻力時實際問題求解的難度,再介紹計算機數值計算的方法與思路,給出編程示范,作為綜合習題讓學生完成程序設計與調試,并與計算機程序設計課教師協商,程序調試可利用計算機上機課時間完成,通過這種方式,理論聯系實際,既培養鍛煉了學生解決實際問題的能力,又提高了學生學習物理課和學習計算機程序設計課雙方面的積極性。又例如在振動學章節用計算機演示單擺大角度強迫振動的混沌效應;在熱力學章節用計算機模擬二維布朗粒子運動;在電磁學章節用計算機編程求解一般位置的電場和磁場分布情況,像載流圓形線圈,根據畢粵--薩伐爾定律和對稱性,教材上只給出了求線圈軸線上點的磁感應強度,但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了,因此可在課堂上簡單介紹計算機積分法,要求學生在此基礎上利用計算機完成求解圓形電流非軸線上點的磁場分布情況,鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握,學習和體會計算機編程的方法與技巧。 轉貼于
通過精選少量典型物理習題利用計算機編程進行數值求解,以小論文或綜合作業的形式布置練習,具體實施中充分征求計算機相關教師的意見并請求協助和參與實施,加強不同學科、不同課程之間的交流與協作,達到事半功倍的雙贏的教學效果,充分體現大學物理課的基礎地位與作用,體現計算機對物理學習和研究的重要性,知道這兩門課程關系如此密切,學習的認真態度和積極性自然就得到了加強和提高。
(二)部分物理實驗利用計算機仿真課件來進行
隨著計算機仿真技術的迅速發展,大學物理的計算機仿真實驗也得到普遍的關注與認同,成為大學物理實驗的一個新的重要手段和工具,一些院校已開發出很多有特色的大學物理仿真課件,為我們在實驗方面實施物理教學與計算機教學結合創造了另一個有利條件。可將全部物理實驗內容分成三個部分:一部分按原計劃實施,一部分實驗由計算機仿真實驗取代,還有一部分作為對比實驗,既按真實實驗進行,又做仿真實驗進行對比。將仿真實驗課件安裝在機房和校園網上,方便學生操作。仿真實驗雖然不可完全替代真實實驗,但真實實驗儀器因結構復雜精密、價格昂貴,不允許學生反復操作、隨意拆裝,以剖析儀器性能結構。仿真實驗恰好在這方面能彌補真實實驗儀器的不足,豐富了物理實驗的手段與方法,拓廣了學生的視角,也為以后計算機的應用開發掌握一些基本概念。
[摘要]物理學與計算機科學關系密切、互相促進、共同發展,對我們今天的物理教學提出了更新更高的要求,物理學的教學內容可以結合計算機教學作一些思考和嘗試,以適應新形勢的要求。
一、物理學與計算機的密切關系
電子計算機是因解決物理問題的需要而產生的,二次大戰期間為了快速計算彈道,被公認為世界第一臺電子計算機ENIAC于1946年研制成功,萬維網的出現是因歐洲核物理學家們進行學術交流的需要而設計出來的。由此可見,計算機與物理學的關系是非常密切的,物理學的發展促成了計算機的產生與發展,計算機的出現是二十世紀最偉大的科學技術成就之一,它延伸了人們的思維能力,成功地解決了很多物理、數學等方面的難題,沒有計算機就不可能準確計算出火箭和衛星的軌道位置、就沒有今天的航天成就,計算機應用跨越各個學科,在工業技術、企業管理、情報信息處理、國民教育等領域引起深刻的變革,在今天幾乎沒有哪一個學科能夠離開計算機的應用。
作為孕育計算機誕生與發展的物理學,如果說早期物理學應用計算機主要解決人們的計算速度、強度的技術問題,那么到了今天,計算機已在更深刻的層次上促進物理學的發展,由于在物理學很多領域中能夠找到精確解的理論問題已經不多了,剩下的是大量的復雜的非線性問題,對這些問題的分析、預測和求解離開計算機,人們幾乎無能為力了。另外一個方面,在計算機出現之前,人們只能夠通過真實的實驗來驗證物理理論的正確性、工程中也往往需要耗費巨額資金做實驗來探測某些數據和驗證方案的可行性。而今天很多實驗可以通過計算機仿真實驗來完成,達到與真實的實驗完全相同的效果,成本低廉且安全環保,用計算機來進行科學實驗是科學技術史上革命性的變化。
物理學與計算機科學互相促進、共同發展的情況對我們今天的物理教學提出了更新更高的要求,物理學的教學內容、教學手段和教學方法必須與時俱進,適應新形勢的要求。
二、物理教學中結合計算機教學的一些思考
大學物理課內容很多,結合不同的專業,在保證教學大綱的基本要求的前提下,內容上作一些必要的取舍,針對計算機科學技術和應用等相關專業,教學內容上適應地向專業傾斜,使基礎課更好地為專業課服務,明確基礎課的服務目標,讓學生明了物理課程對后續專業課程的重要性,提高學習的積極性和主動性,以取得良好的學習效果,具體做法以下幾方面進行:
(一)精選典型物理問題用計算機編程求解
大學物理課程一般在大一的下學期和大二的上學期進行,而大多數專業的計算機程序設計課程也恰好在此階段展開,這就為物理課與計算機程序設計課相結合創造了有利條件。根據物理教學的不同階段,可以精選一些典型的物理問題用計算機編程進行數值求解。例如在力學部分講拋物運動時,先按教材講授忽略空氣阻力時的運動方程,求出精確解,然后補上空氣阻力二次項,方程就變成非線性的了,讓學生體驗含有空氣阻力時實際問題求解的難度,再介紹計算機數值計算的方法與思路,給出編程示范,作為綜合習題讓學生完成程序設計與調試,并與計算機程序設計課教師協商,程序調試可利用計算機上機課時間完成,通過這種方式,理論聯系實際,既培養鍛煉了學生解決實際問題的能力,又提高了學生學習物理課和學習計算機程序設計課雙方面的積極性。又例如在振動學章節用計算機演示單擺大角度強迫振動的混沌效應;在熱力學章節用計算機模擬二維布朗粒子運動;在電磁學章節用計算機編程求解一般位置的電場和磁場分布情況,像載流圓形線圈,根據畢粵--薩伐爾定律和對稱性,教材上只給出了求線圈軸線上點的磁感應強度,但對其它位置的磁場分布情況計算就很難了,因此可在課堂上簡單介紹計算機積分法,要求學生在此基礎上利用計算機完成求解圓形電流非軸線上點的磁場分布情況,鞏固和加深對物理定律及其適用范圍的理解與把握,學習和體會計算機編程的方法與技巧。
通過精選少量典型物理習題利用計算機編程進行數值求解,以小論文或綜合作業的形式布置練習,具體實施中充分征求計算機相關教師的意見并請求協助和參與實施,加強不同學科、不同課程之間的交流與協作,達到事半功倍的雙贏的教學效果,充分體現大學物理課的基礎地位與作用,體現計算機對物理學習和研究的重要性,知道這兩門課程關系如此密切,學習的認真態度和積極性自然就得到了加強和提高。
(二)部分物理實驗利用計算機仿真課件來進行
隨著計算機仿真技術的迅速發展,大學物理的計算機仿真實驗也得到普遍的關注與認同,成為大學物理實驗的一個新的重要手段和工具,一些院校已開發出很多有特色的大學物理仿真課件,為我們在實驗方面實施物理教學與計算機教學結合創造了另一個有利條件。可將全部物理實驗內容分成三個部分:一部分按原計劃實施,一部分實驗由計算機仿真實驗取代,還有一部分作為對比實驗,既按真實實驗進行,又做仿真實驗進行對比。將仿真實驗課件安裝在機房和校園網上,方便學生操作。仿真實驗雖然不可完全替代真實實驗,但真實實驗儀器因結構復雜精密、價格昂貴,不允許學生反復操作、隨意拆裝,以剖析儀器性能結構。仿真實驗恰好在這方面能彌補真實實驗儀器的不足,豐富了物理實驗的手段與方法,拓廣了學生的視角,也為以后計算機的應用開發掌握一些基本概念。
Abstract: The overall milling error prediction model is obtained, including the thermal deformation errors of the workpiece, the tool thermal deformation error, the wear error of the tool and the tool deformation error.
關鍵詞:工件受熱變形;刀具受熱變形;刀具磨損;刀具受力
Key words: workpiece heating;tool heating;tool wear;tool stress
中圖分類號:TG54文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0026-01
1加工誤差影響因素及分類
在數控銑削加工過程中,用戶期望生產加工后的工件與設計人員所設計的圖紙完全吻合一致,但這只是一個脫離實際的理論想法。在實際的生產加工中,由于受到加工操作規程、加工工藝系統、加工原理、加工測量、工件和刀具的材質、工件和刀具的溫度、刀具受力變形、刀具磨損等因素的影響,實際生產加工后的工件與理論圖紙會存在一定的偏差,進而產生了加工誤差。
一般來講,一個完整的數控銑削加工系統主要由機床、夾具、刀具和工件構成,也可以稱之為加工工藝系統。在實際的數控銑削加工過程中,存在很多影響因素引起加工誤差,進而影響加工工件的質量。在前人研究的基礎上,按照誤差的來源可以將加工誤差分為三類:幾何誤差、物理誤差和其它誤差,其中幾何誤差是指機床或夾具或刀具本身存在的誤差和加工過程中由磨損而引起的誤差;物理誤差是指數控銑削加工工藝系統由于受熱和受力而產生的彈性變形和塑性形變而引起的誤差;其它誤差包括的范圍較大,隨機性較強,主要是指加工工人在數控銑削加工操作過程中,由于采用哪一種加工原理、操作是否嚴格遵守規程、重新調整工藝系統、定位刀具或待加工工件的精確程度、測量的準確度和加工工人的實踐經驗等因素所引起的誤差。
2單因素加工誤差模型
參考文獻:
[1]周德生.基于計算機仿真技術的銑削加工精度控制研究[D].武漢理工大學,碩士學位論文,2006.
論文摘要:本文闡述了虛擬現實技術的基本特征,以及在各個領域的應用進展情況,并對虛擬現實技術的發展和應用前景做了展望。
0.引 言
虛擬現實技術是2O世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術,作為一項尖端科技.虛擬現實集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機生成的高技術模擬系統。它的實時三維空間表現能力、自然的人機交互式操作環境以及給人帶來的身臨其境感受,將從根本上改變人與計算機之間枯燥、生硬和被動的現狀,為人機交互技術開創一個全新的研究領域。從虛擬現實技術誕生以來,已經在航空航天、船舶建造與設計、軍事模擬、機械工程、先進制造、城市規劃、地理信息系統、醫學生物等領域中顯示出巨大的經濟、軍事和社會效益,虛擬現實技術與網絡、多媒體技術并稱為2l世紀最具應用前景的三大技術。
1.虛擬現實技術特征
虛擬現實技術是一種先進的、數字化的人機接口技術,其特點在于計算機產生一種人為虛擬的環境,生成一個以視覺感受為主,包括聽覺、觸覺的綜合感知的人工環境,系統可以直接觀察、操作、觸摸、檢測周圍環境及事物的內在變化 .操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環境中,并能與之發生“交互”作用,進行交流。通過參與者與仿真環境的相互作用,并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力,幫助啟發參與者的思維,以全方位地獲取虛擬環境所蘊涵的各種空間信息和邏輯信息。
虛擬現實技術具有以下三個基本特征:
1.1沉浸性。虛擬現實技術是根據人類視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產生逼真的三維立體圖像.使用者戴上頭盔顯示器和數據手套交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員,有一種身臨其境的感覺。
1.2交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互可通過鍵盤、鼠標、頭盔、數據手套等設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或 動作等自然技能,對虛擬環境中的對象進行觸摸或操作。
1.3多感知性。虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得多種感知,親身體驗交互操作的反應與感受。
2.虛擬現實技術的應用前景
虛擬現實技術在船舶建造與設計、企業產品的研發與設計、人力資源 網絡培訓、房產 開發與展示、城市規劃、室內設計、工業仿真、文物古跡仿真、軍事模擬等方面有廣闊的應用前景。分析如下:
2.1企業產品的開發與設計.特別是一些勞動密集型產品的設計,采用虛擬現實技術進行設計與開發,在減少重復設計、開模損失、廢品率等方面有著非常明顯的效果。虛擬現實技術開發的產品能夠在產品投入制造前先看到產品,在運行前先感受過程或親歷過程,在設計與開發過程無須代價可不斷修改產品直到滿意,這是一種完全的低投入、嶄新的產品設計制造理念;可利用虛擬三維網絡技術,對同一設計產品,在不同設計部門進行分布式設計,快速、方便地融合各方技術優勢.減少產品的設計時間與設計周期:采用虛擬現實技術可以為許多科研項目、提供虛擬實驗,減少真實實驗的次數和付出,增加真實 實驗的可靠性。總之,虛擬現實技術的開發與應用研究能為產品設計、加工、制造提供相當優秀的開發平臺、實驗與測試環境。減少產品的測試成本,縮短投放市場的時間,這對于促進高科技產業和制造業的快速發展有著極大的作用。
2.2通過虛擬現實技術構建的三維虛擬裝置及沒施.操縱者可以身臨其境地融入到整個裝置的運動環境與運動過程.可以對三維虛擬設備進行仿真操縱,可以查看生產過程、實驗與測試過程 、施工過程、供應過程、物流生產過程等活動的過程中各種技術參數的動態值.從而確認現實的系統是否有能力完成預定的任務和如何去完成,也可從中發現運動過程的缺陷和問題,予以改進。在低成本的條件下,發現實際產品或設施的缺陷與不足,為產品投入生產提供時間和質量上的保證。
2.3隨著物流的遠程化和國際化,物流的流程跨越若干國家、若干種運輸工具,客戶根本不可能對這個系統進行實地考查,客戶在進行業務外包時.又不能只聽一些情況介紹或者錄像演示的過程做 出最后的判斷,在這種情況下,采用虛擬現實技術模擬現實環境,客戶可以直接進入計算機系統虛擬的世界,對關鍵環節進行操縱、演示、觀察和分析有關過程的動態數據,以判定此項業務是否可以外包給這個系統;另一方面,第三方物流公司,也需要借助于模擬現實系統,來分析物流時間、物流成本等,以對是否可以接受客戶的要求做出決策。因此,虛擬現實技術在物流行業的應用將拓展該行業的國際合作空間,節約成本,做大做強物流業,促進海西經濟的快速發展。
2.4在數字化城市建設與研究方面,利用虛擬現實技術,結合傳感器技術、多媒體技術,綜合應用全數字攝影測量技術、GIS技術、仿真技術等,在提供相關城市數據的基礎上可構建虛擬數字化城市。在此基礎上建立虛擬城 市的仿真環境,實現城市 的真實環境的再現 以及對規劃環境的預見,從而建立可交互操作、集成化和人機和諧的虛擬城市系統。
2.5制造業方面,從制造技術及制造業的發展過程來看,我國在21世紀將長期把信息技術、計算機技術、網絡技術融人 AMT的理念中,大規模地采用集成制造、并行工程、計算機仿真、虛擬制造、動態聯盟和電子商務等舉措,用虛擬現實的方法,將產品的設計階段和制造階段融為一體,在設計中就能發現制造中的問題。此外,這一階段的另一個特點就是可聚集全世界的制造資源來進行全世界范圍的合作生產.縮短上市時間,提高產品質量。
2.6人力資源培訓方面,隨著勞務市場規模不斷擴大.大量的人員需要進行培訓方能上崗工作,由于培訓地點、培訓設備的限制,加之培訓人員的爆滿,培訓質量受到很大的影響。推動和加強人力資源的培訓,可提升各工種人員的個人素質.保證企業的穩定發展,促進地方經濟的又好又快的發展。采用三維虛擬仿真平臺,可實現各種人員取得上崗資格必須的培訓,同時,也可對企事業單位在職人員進行本專業模擬真實環境的知識更新培訓,也方便對新聘人員進行崗前培訓,這些培訓的最大特色是模擬真實培訓環境,實現無需場地、無限次數、無限時問的培訓,在提高人員素質的同時,最大化地節約成本。具有非常高的性價比。虛擬 現實技術作為多媒體技術發展的高級階段,在組織學習中的應用將促使目前組織管理過程中的領導者、員工、媒體之間的關系與地位發生重大變化。在對組織成員進行知識傳播、技能訓練等方面會得到顯著的教學效果。特別是隨著計算機網絡化的進程.虛擬網絡的建設,這一新的學習媒體將在個別化教學、企業教學、學校教學、遠距離教學及終身教育中展示巨大的應用前景。
虛擬現實技術與多媒體技術、網絡技術并稱為三大前景最好的計算機技術,其應用場合非常廣泛.特別在工程和人員培訓領域中的應用所產生的經濟效益和社會效益、所節約資源是非常大的。
3.虛擬現實技術發展及應用展望
近年來,虛擬現實技術有了很大的發展,如增強現實(AugmentedReality1,將真實環境和虛擬現實的景象結合起來,既便于生成復雜環境,又便于對實際物體的操作;大型網絡分布式虛擬現實環境,將分布于多個地點的 VR系統或仿真器通過 局域 網或廣域網聯結起來.采用協調一致的結構、標準、協議和數據庫形成一個在時間和空間上互相耦合的虛擬合成環境,參與者可自由地進行交互作用;多通道人機交互技術,即采用人體多種自然交互手段向系統輸入.如手勢、語音、頭部或身體動作等。
虛擬現實技術潛力巨大,應用前景十分廣闊,人類在許多領域面臨著越來 越多前所未有 或前所難為而 又必 須解決 和突破 的問題,例如,載人航天、核試驗、核反應堆維護,包括新武器系統在內的大型產品的設計研究、氣象及自然災害預報、醫療手術的模擬與訓練以及多兵種軍事聯合訓練與演練等。將 vR技術應用于教育可以使學生能夠游覽海底、遨游太空、觀摩歷史城饅,甚至深入原予內部觀察電子的運動軌跡和體驗愛 因斯坦的相對論世界,從而更形象地獲取知識,激發思維。虛擬現實設備的價格還過于昂貴,虛擬現實的應用主要處在科學研究和某些商業領域。隨著虛擬現實技 術的進一步發展,成本的降低,虛擬技術必定會走向實用化、平民化。
參考文獻
[1]徐艷,虛擬現實技術在教育教學中的應用研究[J],中國科技信息 ,2008.7
[2]石教英,虛擬現實基礎及實用方法[M],科學出版社,2000.
關鍵詞: 技術 高職網絡實驗仿真系統 設計方案
一、概述
我們在對計算機網絡實驗仿真系統的現狀和研究過程中取得的成果作了分析之后,總結了現有的高職網絡實驗教學存在的一些弊端,如忽視了實驗動手能力的實質性培養和難以保障實驗安全性等問題。以技術的應用分析的研究為前提,我們提出基于的高職網絡實驗仿真系統的設計方案:在系統開發方面,在應用服務器上開發了基于的四層平臺,以提高系統開發效率、可維護性和可擴展性,采用深入人心且能開發高質量系統的面向對象方法來構建系統模型;在系統技術實現方面,通過設置中介模塊來實現動態界面生成與動態功能綁定;在系統優化方面,使用現有框架與函數庫,巧妙處理生成與銷毀數據幀以確保系統運行效率,在雙緩沖前提下使用繪制函數改進圖形的更新算法,等等;結合諸多功能組件的靈活應用使界面更人性化。通過本系統,使用者均可不受地域時間限制地通過互聯網方便地操作計算機網絡課程中大綱涉及的大多數實驗,實現遠程網絡實驗教學的基本要求。
二、設計方案
該系統最大的優點是成本低,效率高。因為“軟件即為儀器”,這樣就可解決因實驗經費不足或高檔次、高價位設備缺乏不能進行實物實驗的問題,同時也不會造成因使用不當、管理不善等因素造成的儀器損壞、元器件丟失等現象。同時還可以模擬實驗室中沒有的設備,而且可以不受時空的限制方便地進行實驗。另外,應具備一些基本特征:與現實的一致性(或現實的延伸)、高度交互性、實時的信息反饋。本系統是一個集虛擬實驗教學管理系統、實驗課教學指導系統,網絡實驗仿真等為一體的功能強大的網上運行系統。各部分之間相互聯系、相互補充,僅具有相對獨立性。開發虛擬環境,實現實驗仿真應是計算機網絡實驗仿真系統建設的核心部分。本設計的體系結構圖具體參見圖1,系統結構功能主要模塊如圖2。
三、技術實現
首先安裝Windows Server 2000 SP4的操作系統,然后安裝NET框架軟件開發工具包和Visual 2003,最后安裝數據庫連接組件.NET Framework Data Provider for SQL Server和數據庫SQL Server 2000。Web服務器層服務器端編程語言采用編程比較簡單的Visual 語言,應用服務器層采用速度相對較快的C++語言。為了提高系統開發效率和提高系統的可維護性和可擴展性,本文在應用服務器上開發了基于開發的平臺。該平臺共有四層,具體參見圖3平臺層次圖。
接下來運用的關鍵技術主要包括面向對象技術和系統效率優化技術等。其中關鍵技術實現包括網絡模型與網絡命令的實現機制和實現動態界面的生成與動態功能的綁定。前者大體的實現思想是:將網絡軟件和實際網絡發送的數據報聯系起來定義一種消息格式,再在設備模型中定義消息響應方式,讓消息在網絡設備中發送,這樣就可根據網絡拓撲結構形成消息發送的路由,從而不僅可以模擬真實網絡的工作情況,而且使系統具有良好的擴展性。后者基本思想是:設置一個中介模塊來動態讀取器材所要的操作,同時生成操作所需的相應控件,當用戶操作該控件,控件對象就將消息傳遞給中介模塊,并由中介模塊解釋消息并調用對應器材的相應操作。例如:重新啟用一個器材操作,如圖4,該系統本身特色還在于結合諸多功能組件的靈活應用使界面更人性化。
至于系統效率的優化可考慮以下幾點:一是使用現有的框架及函數庫,有利于提高系統構建的效率;二是有效及時地處理數據幀(Frame)的生成與銷毀;三是圖形繪制方面采取的總的優化思想是使用雙緩沖,可以獲得較平滑的動畫。
四、應用測試
本系統主要是針對高等職業教育教學要求而開發的,測試對象為專業授課教師、高職大二學生;測試周期:教學工作時一周以上。系統測試滿意度是最為綜合的參數指標,涵蓋了多方面細節指標,系統測試的滿意度無疑可作為系統是否達到設計初衷的及格線;而測試的成績最能真實地反映使用后的教學效果,綜合分析測試結果對于此后的教學開展意義更是不容忽視。鑒于以上原因,我們特選取了系統測試滿意度和系統測試成績分布分析兩方面作為主要的兩個測試效果分析方向。結果統計具體參見圖5系統測試滿意度調查情況和圖6系統測試成績分布圖。從使用滿意度看來定制實驗模塊效果略差,從了解的情況看來除了模塊本身確實有待改善,主要是不少學生因為沒能順利完成所有系統定制自測實驗而無法繼續進入自定制實驗環節,由此可以得出系統軟件以外的一個教學實施上的結論:必須加強學生的基礎實驗操作能力,特別是要針對大綱將基礎夯實,而從系統實驗和自測實驗測試成績分布圖看來,成績(等級設定如下:90以上優秀、80―90良好、70―80中等、60―70及格,60以下不及格)分布整體趨于正態分布,教學效果比較良好。結合滿意度和測試成績分布這兩個重要方面的測試數據看來,本系統測試結果大體屬于正常范圍,能夠較好地實現實驗教學目的。
五、結語
我們通過對當前成熟穩定的面向對象建模和網絡編程技術進行了深入學習和研究,奠定了實現和改善計算機網絡實驗仿真系統較為堅實的基礎。在對虛擬實驗室的應用現狀和計算機網絡實驗仿真教學進行了概況分析的前提下,結合高等職業教育中的網絡實驗教學要求,研究并實現了基于的計算機網絡實驗仿真系統,并可用來解決當前高職教學中的實際問題。
參考文獻:
[1]王剛.計算機網絡硬件通信虛擬實驗系統[D].[碩士學位論文].天津:天津師范大學,2006.
[2]王群燕,商建東,胡東方.基于虛擬儀器的網絡虛擬實驗室的研究[J].礦山機械,2006,34,(9):123-125.
關鍵詞:網絡動畫;仿真;演示
21世紀是一個網絡信息化的時代,各個行業也都向著全球信息化的方向發展。為確保資源的合理分配和優化配置,應充分利用好計算機網絡,將處于異地的資源集合起來形成優勢,降低企業成本,有效提升工作效率和經濟效益。對于分布在不同地點的分公司來說,若想及時了解公司產品及現狀,員工之間應該及時分享公司的信息,和用戶以及合作方也要保持溝通。然而僅僅使用網絡進行文字交流會讓觀者感覺單一、枯燥,也不能全面的理解企業信息,因此網絡動畫仿真演示應運而生,并具備非常重要的現實意義。
1 網絡動畫仿真簡介
1.1 網絡動畫仿真的概念
由于科技的進步和人民生活水平的提高,人們對信息的需求量也越來越大,從電腦上打印或者書本上顯示所獲得的信息遠遠達不到人們的要求,他們更希望通過視覺、聽覺等方式結合在一起,讓人有種身臨其境的感覺,網絡動畫仿真技術就是完成這一需求的技術。
網絡動畫仿真技術能夠把數字化信息轉變成人們所熟悉的三維信息,其包含計算機、數學、機械以及物理等多門學科,還結合了計算機網絡以及計算機仿真等技術。讓人利用計算機走進三維動畫世界,操作虛構環境中的部件。這也是一個從被動變主動的過程,傳統的文字交流就是填鴨式的觀看,而網絡動畫仿真則是可互動的體驗,也能提起人們的興趣,快速獲取有效信息。
1.2 網絡動畫仿真的研究現狀
如今網絡動畫仿真技術已經得到了廣泛的關注,在工程、教學和商業等領域應用較多,并取得了巨大的發展。為企業產品設計網絡動畫仿真演示,可以非常直觀、形象地體現出產品的內部結構并方便進行運動分析,更能有效地傳達信息。對于公司內部來說,網絡動畫仿真演示有利于把握各部門的工作狀態,為指導下一步計劃提供參考。對于合作商和用戶來說,網絡動畫仿真演示可以讓他們真實地了解企業產品,博得他們的眼球,也會提高企業的影響力,提升企業的發展空間。
目前應用較多的仿真軟件為CAD建模軟件,其中產品有I-DEAS、UG、GATIS等,它們可以利用鼠標完成對模型的拖動、調整尺寸以及旋轉等操作,讓觀者能夠清晰的觀看產品內部組成和架構,這是一種形式上的動畫仿真演示。但就現實情況而言,動畫仿真演示往往需要通過網絡進行遠程交流,這就不僅僅是在CAD軟件上操作鼠標來完成,還需要應用軟件中的創建動畫功能,生成后綴為AVI的文件并上傳到網絡,這樣就可以在網絡上觀看動畫仿真演示并探討,但這一方法的缺陷在于維度的下降,它從前期的三維立體動畫降到了二維,視覺效果有所下降。國內外專家學者對于網絡動畫仿真演示方法的運用也在積極地探索,其中有利用CAD軟件直接實現動畫仿真演示的;有導入到動畫設計功能更強的軟件CAXA當中進行動畫仿真演示的;還有運用VRML語言實現了網絡動畫仿真演示的,該方法在交互性和實時性上有顯著提高。當然,每種仿真演示方法都有各自的特點,具體選取哪種方法還應結合實際。
2 網絡動畫仿真演示的方法
2.1 CAD軟件動畫仿真演示
CAD軟件,即計算機輔助設計軟件,開發于20世紀60年代,該軟件可以直接完成動畫仿真演示工作,下面將以UG為例對網絡動畫仿真演示的實現做具體分析。
UG進行網絡動畫仿真演示大體分為兩步,分別是Assembly和Mechanism Design模塊的實現。首先,對于Assembly模塊,它主要通過人為更改每一幀中零件的裝配組合圖,然后將其按順序連起來便形成了動畫。該動畫的制作比較簡單,具有廣泛的適用性,制作過程中僅需要雙擊處在 “未處理的”項目中的零件,程序就能自主進行裝配動畫,其順序和效果圖可以人為控制。但是不適用于零件較多、模型復雜的產品,其工作量會明顯增大。其次就是Mechanism Design模塊的實現。在該模塊中,根據所建立的連接信息以及約束,并施加載荷量,軟件就可以調用機構求解程序求出裝配組合圖,按順序連貫起來便實現了動畫仿真演示效果。該步所形成的動畫仿真演示還能運用到運動分析仿真中,能夠體現出在不同點的速度或位移信息。
UG軟件不但能夠創建裝配動畫仿真,而且能夠根據裝配關系創建產品的拆裝動畫仿真。這一動畫仿真演示方法是基于“工具\表達式”中的開始幀數和最大幀數兩個表達式,零件之間的如距離、角度等裝配關系以帶有“開始幀數”的參數表達式為準。然后點擊視圖便可以進行拆裝動畫的制作。裝配關系隨著開始幀數從0依次增加到最大幀數,其拆裝順序和裝配動畫順序正好相反。拆裝動畫仿真演示能夠實現的前提是存在裝配關系,否則不能進行動畫制作,優勢在于節省時間、提升效率。
2.2 CAXA軟件動畫仿真演示
CAXA是中國的軟件服務企業,旗下主要產品有CAD、MES、PLM以及工業云等。CAXA軟件的動畫設計功能要強于上述CAD軟件。與 CAD軟件實現動畫仿真演示相比,其仿真演示過程是間接的,它是通過公用格式 “Pasasolid”完成的,應先將CAD軟件創建的產品模型按照公用格式輸出,然后再輸入到CAXA中完成動畫仿真演示。
CAXA軟件的優勢在于其增加了CAD中所沒有的時間軸理念,在動畫設計時,在編輯器中為每個零件設置合理的數值和運動方式,然后拆裝順序根據時間軸上零件的不同位置進行調整來完成。這樣便可以把大量時間用于完善網絡動畫仿真演示的視覺效果,大大吸引觀者的注意力,最后根據時間軸設置裝配順序。另外,由于時間軸的優勢,在制作前期不必把裝配關系考慮進去,所以該軟件對于零件間的連接信息和約束也沒有要求,因此動畫仿真過程更為靈活,其應用范圍也更廣,視覺效果更為逼真。
2.3基于VRML語言的動畫仿真演示
VRML語言即虛擬現實建模語言,其與Internet一起使用來論述可交互的三維空間,目的就是較為逼真地實現網絡上的交互式三維多媒體。用戶使用瀏覽器就能體驗到VRML語言搭建的三維實體模型,而且可以實時地進行方向、遠近、物體狀態的改變。
VRML文件并不能單獨運行,而是需要瀏覽器支持,市場上常用的有2種,即Microsoft VRML瀏覽器和Cortona瀏覽器。實際上很多瀏覽器都配備了標準的嵌入式VRML瀏覽器,沒有配備的可以直接從網上下載,按步驟安裝好后就嵌入到了所采用瀏覽器當中,便可以觀看VRML類型文件,所以基于VRML語言的網絡動畫仿真十分便捷,這里以基于VRML的Cortona瀏覽器為例對網絡動畫仿真做具體分析。
該方法進行網絡動畫仿真的步驟大體分為四步,即建模、格式轉化、模型簡化和機構的裝配。進行實體建模的方法多種多樣,例如通過shape節點的geometry域進行建模、通過使用其他建模軟件建模后轉化成VRML文件等。前者需要動畫制作者人為設置坐標、向量等數據來描繪實體,工作量較大。所以本文采用后者方式進行建模,使用SolidWorks 2014軟件建模后再轉化成VRML文件。然后在進行格式轉化時,要將兩個軟件的單位統一化,若不統一需進行修改。由于在VRML中相對修改方便,所以在SolidWorks 2014保存成VRML格式時,把單位設置成與VRML相同的單位。然后則是對模型做簡化處理,這樣做的目的是加快網絡傳輸速率。在編輯VRML文件時,以不影響模型效果為基礎,需將文件數據量降低,即把文件壓縮。最后就是進行機構的裝配,在VRML語言中使用節點Inline中語句進行模型重裝,使用節點transform中語句對零件進行平移或旋轉等操作,確保裝配的精準。當所有零件都成功安裝以后,就可以使用Cortona瀏覽器來從各個視角詳細觀察各個零部件或產品模型,該瀏覽器擁有多種瀏覽模式,例如Turn、Pan、Fly等。用戶為了觀看模型的某一部位特性,可以鼠標點擊底部或右側進行移動、旋轉以及縮放畫面。若希望模型回到初始位置,僅需單擊 “Restore”按鈕即可,簡單快捷。
基于VRML語言的動畫仿真可以很好地進行運動分析,可以創建零件的機構動畫和裝配拆卸動畫,通過鼠標能夠較好地掌握網絡動畫的進度安排,然后利用鼠標縮放拉伸、拖動和旋轉讓網絡中的用戶更為全面的了解零件的組成和局部特性,也有利于遠程溝通,反饋信息的速度更快,實時性強。
通過對上述三種網絡動畫仿真演示方法的分析發現,CAD軟件具備簡單的動畫設計功能,利用裝配模塊和機構設計模塊完成,主要適用于零件較少,模型結構簡單的情形。當模型結構復雜時,可以通過CAD的接口把模型導入到動畫設計功能更強的CAXA中完成。CAXA中時間軸理念的運用節省了時間,為提高視覺效果創造了更多的機會。為了提高網絡動畫仿真演示的可交互性和遠程交流,避免提供給用戶一種設計好的一成不變的模式,讓其可以任意觀察模型的局部特征,而且由被動變為主動,基于VRML語言的動畫仿真方法被運用,但它也存在著缺陷,即三維建模較不容易,需要利用接口從CAD軟件中導入三維模型來完成建模操作,經過驗證極少出現數據丟失的現象。
3 結束語
對于網絡動畫仿真演示實現分析的研究在機械制造、航空航天等領域都有重要的意義,其通過仿真軟件的運用模擬實體,呈現給用戶各個視角的產品信息,與二維圖像相比更易于理解和評價,確保了產品的完整性。另外,網絡動畫仿真演示能夠實現人機交互,有利于用戶能夠進行遠程交流并快速反饋意見,為智能、精準掌握產品內部結構提供了新的科學方法,具有很好的應用前景。在將來的學習和研究中還應不斷深入,解決目前仍存在的一些問題,為我國仿真技術的發展貢獻自己的一份力量。
參考文獻:
[1] 張平豪,吳新躍,李琦.網絡動畫仿真演示實現的研究[J].機電產品開發與創新,2005.
關鍵詞:模擬電子技術 教材內容 教學方法 實用性
前言
《模擬電子技術基礎》是高等院校工科電專業開設的一門專業技術基礎課。由于課時數少、內容覆蓋面廣、理論性強、內容抽象等特點,學生們普遍認為該課程比較難學。為此,筆者就該課程的改革作一探索,不妥之處,歡迎批評指正。
1 教材內容探討
限于篇幅,本文不討論整個教材的編寫提綱,但總原則是:理論聯系實際,服務于培應用型人材。本文就各章節內容提出一些重點實例,與同行交流。這些內容,在不少教材中很少提及,或者提到了但沒有就它們的實用性作較多的講述。
1.1 常用半導體器件
介紹半導體基礎知識;二極管、三極管、場效應管。應增加介紹二極管的位作用和三極管參數與命名方法的實用意義;根據三極管的三個電極電位判斷三極管的工作狀態及應用實例。
1.2 基本放大器
* 共射基本放大器,通過它學習基本知識,包括靜態工作點、微變等效電路、電壓放大倍數、輸入電阻與輸出電阻計算方法。應增講設置合適工作點的重要性。
* 工作點穩定放大器。應指出:工作點穩定不是說工作點絕對不變,而是變化很小而已。
* 共集放大器:重點介紹三大特點及用途。
* 共基放大器:重點介紹其特點及應用場合。適合做高頻放大器。
* 要求掌握三類放大器輸入端和輸出端的相位關系。
* 多級放大器的耦合方式及其特點。
1.3 直接耦合放大器
直接耦合放大器存在問題及解決方法;差分放大器工作原理和計算方法。
1.4 放大器的頻率響應
討論影響放大器頻率響應的因素、增加研究頻率響應的應用實例;了解波特圖的概念。
1.5 放大器中的反饋
反饋的概念,反饋性質的判斷方法;深度負反饋條件下放大倍數的估算方法。負反饋對放大器性能的影響。增加介紹實用意義和應用實例。
1.6 信號的運算和處理
* 要求掌握基本運算電路:比例、加減、積分運算等。利用“虛短”和“虛斷”的概念分析各種運算電路的運算關系,用實例講解如何選擇運算電路。
* 增講測量放大器(在單片機測量系統中常用)。
* 幾種常用的運算放大器型號及應用實例。
1.7 波形的發生和信號的轉換
* 正弦波振蕩電路的振蕩條件、判斷方法;方框圖;分類。
* RC、LC正弦波振蕩電路;增加正弦波振蕩器應用實例。
* 單限、滯回、窗口比較器的特點及應用實例。
1.8 功率放大器
* 只講兩種功率放大器:OTL和OCL。用實例講解功率管的選擇。
* 介紹幾種集成功率放大器。
1.9 直流穩壓電源
* 整流(半波、橋式)、電容濾波。
* 可調晶體管串聯型穩壓電源及其輸出電壓的計算。
* 集成穩壓電源及應用實例。應特別指出:電源變壓器內阻大小的重要性。
1.10 實驗儀器使用
《模擬電子技術基礎》是一門實踐性很強的課程,因此,動手能力的培養是很重要的一環,增加講解一些常用儀器的使用方法很有必要。儀器的工作原理可不講,需用實例講解并演示各種儀器的操作方法。這些儀器是:指針式和數字式萬用表、直流穩壓電源、通用示波器、低頻和高頻信號發生器、晶體管毫伏表。
如課時少,本部分內容可不講,但應要求學生們自己閱讀。也可安排在實驗課中講解。
1.11 增加仿真技術在輔助教學中的應用
為了解決學生反映的“枯燥難學”問題,應該把多媒體技術和計算機仿真技術結合起來,這樣可以使模擬電路的知識形象化,學習生動有趣。為此在教材中應增加EDA(Electronic design Automation 電子設計自動化)技術,用它來輔助教學,效果非常好[2][3]。每章可通過實例,增加EDA輔助教學內容。
2 《模擬電子技術基礎》教材編寫的原則
編寫教材的原則是:以學生為本,因為教材內容首先是給學生閱讀用的。即使教師沒有講的內容,學生也應該去閱讀,因此所編寫的教材就應是讓學生讀得懂的教材。教材不是專著。
不少學生反映:有些教材若沒有教師講,根本就看不懂。打個比方:有的教材絕大部分是用“文言文”寫的,語言簡潔、扼要;有的語言像寫專業論文似的,學生看不懂,有的教師也看不懂。為此,我們建議:用“白話文”來寫教材。所謂“白話文”就是用通俗易懂的語言來編寫教材。深奧難懂的地方,絕對不能用一兩句話一帶而過,而必須多用些具體材料或實例加以說明,深入必須淺出。
其次,本課程開設的目的是培養應用型人才,因此教材內容的編寫應注重理論聯系實際,真正成為一門實踐性強的課程,所舉例題及習題均應突出解題思路及方法。
3 教學方法探討
教學方法多種多樣,筆者就體會較深的方面提出以下三點:
(1)建議用多媒體和傳統粉筆板書相結合的教學方法,而絕對不能照課件內容一念了之,絕對不能丟掉粉筆。
(2)教學方法中的另一個重要問題是:教師用什么“語言”來講課?是用大多數教材中的語言――“文言文”――來講課?還是教師在對教材內容充分理解基礎上,用自己的語言――“白話文”――來講課?筆者積極贊成后者。用教師自己的語言講課,比較生動,學生容易接受,容易理解,效果很好。
(3)如果教師本人有豐富的實踐經驗,那么能結合自己做過的課題講課,會更生動、更能吸引學生,效果會更
好。
4 考試應增加一些實用性強的試題
考試往往是從理論到理論,這是不妥的。我們認為應增加一些實用性強的試題。例如:如何利用萬用表檢查放大器是否正常工作?如何測量放大器的電壓放大倍數?如何測量放大器的頻帶寬度?如何設計一個最大不失真功率為2W的功率放大器?如何設計一個輸出電壓為6―9V的晶體管串聯型穩壓電源?等等。
參考文獻:
[1]華成英,童詩白.模擬電子技術基礎.北京:高等教育出版社(第四版),2006.5.
[摘要]隨著現代科學技術的快速發展,機械制造業面臨著不同方面的發展要求:最大程度地和計算機技術、信息技術相結合以實現智能化、自動化、高產、高效、低能耗、無污染的目標,本文從幾個方面介紹先進制造技術,指明機械制造業的發展方向。
[關鍵詞]先進制造技術機械制造業發展方向
機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年,積累了許多理論和實踐經驗,但隨著當今社會的發展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要。
2.從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。
3.從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節。
4.從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量。
5.機械制造技術的發展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。
下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來,經歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系,它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合,旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分(分系統)組成,通常可劃分為5部分:
1.工程技術信息分系統包括計算機輔助設計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),計算機輔助工裝設計(CATD)數控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(MIS)包括經營管理(BM),生產管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務管理(FM)等。
3.制造自動化分系統(MAS)包括各種自動化設備和系統,如計算機數控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業機器人(Robot),自動裝配(AA)等。
4.質量信息分系統包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質量控制(CAQC),三坐標測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,該系統在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中,“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調安全性和友好性;對于環境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎,集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體,是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防的措施,從而達到產品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
五、綠色制造技術的應用及綠色設計
若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發,諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的,也是較為成功的應用,只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。
(1)節約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。
(2)采用新設計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司,發動了“綠色柴油機行動”,在技術上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產企業,使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質,采用輕型材料——鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數十億美元。
六、清潔化
論文關鍵詞:計算機 網絡技術 管理
論文摘要:本文主要通過介紹計算機網絡的管理技術,來分析國內網絡管理的現狀,并提出了網絡管理今后的發展趨勢和方向。
如今,計算機的廣泛應用把社會帶入了一個全新的時代。網絡已經滲透到了科研、經濟、政治和軍事等各個領域。對于普通的民眾來說,網絡的普及也極大地方便了他們的生產和生活,人們足不出戶就可以在網上購物,與朋友網上聊天,進行視頻會議等,網絡的開放性和自由性使得人們大大提高了工作效率和生活品質。這樣一來,要想建立一個相對安全,可靠的網絡環境,這對于計算機網絡的管理就提出了很高的要求。
一、計算機的網絡管理
從廣義上講,任何一個系統都需要對其進行管理,但由于復雜程度不一和側重程度的不同,對系統進行管理的重視程度也相應的不一樣。網絡作為一個系統,當然也需要人們的管理與維護。在國內外,對網絡的管理其實很早便有,但卻一直未能受到足夠的重視。這是因為在80年代,網絡還沒有形成一定的規模,使用計算機網絡的人群很少,并沒有達到一定的數量。這樣一來只需要一個簡單的網絡管理系統就能滿足人們日常的生活需求,所以科研人員對這方面的研究也就極少。但隨著科技水平的提高,網絡的不斷發展壯大,以前的網絡管理技術很難再滿足人們的需求了,基于這樣的情況,人們意識到一定要進行網絡管理技術的探索與研究了。
人們在對網絡管理展開研究后,提出了多種有效的網絡管理方案。這其中包括SGMP(the Simple Gateway Monitoring Protocol),HEMS(HighLe vel Entity Management Systems),CM IS/CMIP(The Common Management Information Service/Protocol)等等。早在80年代初期,國外便開始對網絡管理技術開始研究,當時提出的計算機網絡管理方案包括SGMP,HEMS等。到了2000年左右,人們普遍開始采用CMIP,之后研發人員又對其進行了不斷的探索與完善,相繼推出了SNMP等。目前SNMP已正式成為網絡管理領域中的一個標準,得到了人們廣泛的運用。
在我國,其實對網絡的管理也研究的比較早,近幾年來,由于Internet和信息全球化的推動,網絡管理技術在一些大中型企業和金融機構應用的更為廣泛,國家對網絡的管理也進一步有所重視與發展。
二、計算機網絡管理的現狀
就目前而言,我國國內的網絡管理仍然還處于起步階段。這十多年來的研究與探索,雖然也取得了一些成績,但還是存在一定的缺陷與不足。網絡管理系統的實施是網絡整個運行的一個重要保證,因此我國對網絡管理的研發一定要與現有的生產水平相適應,與我國的實際情況相符合。因為一方面,我國國內的研發時間與水平與國外是有一定的差距的,,還做不到獨立自主的操作,另一方面,從國外引進回來的產品與技術也并不好,他們的產品拿到我國來可能不適用于我國的網絡環境,而且,單純的靠進口,對我國網絡管理技術的研發也會造成不利的影響。所以,我們面對這樣一個現狀,只有汲取國外的經驗與技術,根據我國國情來進行不斷的探索研究,才能從根本上轉變網絡管理的現狀,提升網絡管理在我國的應用效率和作用。
三、計算機網絡管理的發展趨勢
雖然網絡管理的技術多種多樣,也各具特點,但隨著現在計算機用戶的不斷增多,對網絡寬帶的要求也越來越高。傳統的網絡管理系統對一些音頻視頻傳輸的敏感度下降,這樣就很難滿足人們的需求。對于現在的年輕人而言,他們熱衷于網絡,很大的一個原因就是因為他們體驗到了網絡給生活帶來的方便與快捷。他們對網絡的速度提出了很高的要求,在生活中如果一個網絡打開視頻與音頻的速度過慢,他們是很難接受的。因此今后的網絡管理技術一定會朝著迅速化,集成化,層次化,智能化等方向發展。具體來說表現在:
(一)網絡管理分布式
分布式管理是對整個網絡進行的全網式的管理,它通過設立多個管理進程來管理本區域內的所有對象,在這個過程當中各個區域可以進行相互的協調,以此來完成對全網的管理工作,這樣的方式就將改善傳統的信息傳遞時延,大大地提高了工作效率。
(二)網絡管理綜合化
網絡綜合化的管理也是網絡管理的一個發展趨勢與方向,隨著網絡管理的重要性不斷的提升,人們對網絡管理能力也提出了新的要求。在這樣的情況下,網絡管理的綜合化技術應運而生。它針對網絡各個區域之間的關系,把它們分成不同的網管系統,然后再采用一個綜合的系統對其進行管理。這樣一來,它通過操作臺便可以實現對各個子網的觀察與控制,從進行多個網絡的管理。因為這些網絡是互相連接,互相依賴的關系,網絡的綜合化管理便可以將他們連接起來,形成一個大的體系,這樣對網絡的管理上就變得方便與快捷的多。
(三)網絡管理智能化
在今后,網絡的管理還將向智能化的方面發展。這是社會經濟不斷發展影響下,將出現的必然結果。當網絡的管理性能下降時,我們必須通過,也只有通過智能技術進行管理與維護,對其的相關網絡進行控制,才能讓網絡執行正確、必要的操作。
四、總結
綜上所述,隨著信息產業的不斷發展與壯大,網絡應用的廣泛程度也得到了大大的提升,在這樣一個網絡時代,要形成良好的網絡運行系統,我們對網絡的管理技術一定要相當的重視。國家只有通過不斷的改革與探索,找到適應時代需要,符合人民要求,相對完善安全的網絡管理技術,才能保證計算機網絡朝著更快捷,安全,可靠的方向發展。
參考文獻
論文摘要:勸導技術是利用計算機、設備及應用軟件來影響人類想法及行為的技術。該文對勸導技術的發展及其現狀進行了綜述,并著重對勸導技術的可信度及其三類勸導技術應用結果通過心理學的角度進行了分析。系統生命周期是現代設計方法理念的一個重要概念,該文介紹了系統生命周期,并介紹了基于系統生命周期中的勸導技術的設計評估行為。該文為勸導技術產品研究設計分析提供了系統的理論的指導。
Abstract: discouraging the use of computer technology, equipment and application software to affect human thinking and behavior of technology. In this paper, persuasion and technological development and its status was reviewed and focus on technical advice on the credibility of three types of persuasion and technological results through the application of psychology point of view of the analysis. System life cycle of modern design concept is an important concept, the paper introduced the system life cycle and introduced the system based on the life cycle of persuasion technical assessment of the design. In this paper, for technical advice on product design analysis of the system to provide the theoretical guidance.
Key words: computer technology; persuasion techniques; computer persuasion science; systems engineering
1 引言
在CHI97(Conference on Human Factors in Computing Systems 1997)上,計算機技術作為勸導技術而首次被介紹[Dillard, J. & Pfau, M., 2002]。勸導技術是指設計及應用計算機系統、設備或軟件用于影響使用者的想法或行為[Berdichevsky & Neunschwander, 1999]。勸導技術最初出現于七十年代及八十年。勸導技術是一門包含心理學和計算機科學跨學科技術。根據實際項目的不同,更多的學科包含在勸導技術應用中。 因此勸導技術是一門多領域學科交叉合并而成的一門新型學科。盡管許多勸導技術產品應用于商業、教育界、健康問題預防及經濟領域,其實際應用有著巨大的潛能,但本學科的研究還處在初級階段。本學科前瞻性的創始人麻省理工大學B.J.Fogg博士創立了一個新名詞“計算機勸導學/Captology”用于描述此學科, 計算機勸導學是一個基于英文詞組“用于勸導的計算機技術/Computers as Persasive Technologyies)”的合成詞。 計算機勸導學是一門致力于設計、研究和和分析以改變產品使用者觀念、態度或行為為使用目的的互動性計算機技術產品的的學科。
勸導技術的載體一般分為兩大類:一類是個人電腦,另一類是利用計算機技術的電子設備。計算機有三個功能使之成為優秀的勸導者:
1) 計算機在使用過程中作為工具計算并引導使用者。
2) 當計算機作為媒介,利用仿真技術模擬真實環境為使用者來提供信息及經驗。通過仿真信息,計算機可以勸導使用者改變想法和行為。
3) 計算機可作為社會行為者,利用互動技術對使用者做出回應。
利用計算機技術勸導有兩種途徑: 一種是以有意以勸導為目的,另一種無意勸導使用者而產生了勸導效果。本文所探討的是第一類勸導技術應用,即產品設計的目的是使使用者接受或改變某種想法或行為。例如 SkillTek 1 開發的軟件模擬了特定的工作環境來勸導使用者對改變對某些行業工作者如醫療工作者或重型機械操作員的偏見。
2 勸導技術的可信性
勸導技術的可信性是勸導技術特有的品質,這種品質在計算機提供仿真環境時格外重要。可信性共有四種不同類型: 感知型、據稱型的、表面型的以及經驗型的[Tseng, S. & Fogg, B. J., 1999]。 感知型的可信性描述了感知者相信某人或者某種事物的程度基于感知者的普遍假設。例如,相對陌生的營銷員,人們會更相信自己的好友。通常計算機都被認為是高度可信的。 據稱型的可信性描述了感知者相信某人或者某種事物的程度基于第三方的描述。
根據可信性的類型, 有不同變量用于使用者評估勸說技術產品的可信性。
1) 如果使用者熟悉產品某些的內容,使用者可根據自己的專業知識。 如果有錯誤出現,使用者會認為該產品不可信。 但當使用者不熟悉產品, 他們可能會認為該產品是可信的。
2) 如果使用者非常需要某類信息, 那么他們更可能接受該產品提供的此類信息,并認為該產品是可信的。
只有在使用者有恰當的專業知識并進行客觀的評估時, 可信性的評估結果才是可接受的。對于勸說技術產品的設計者來說, 任何時候保證產品的可信性都是至關重要的。
3 勸導力/Persuasibility
勸導力/Persuasibility在傳統的字典里是找不到的, 但是在網絡字典中,可以看到它的解釋為: 勸導的能力。
勸導力是勸導產品設計固有的特性。當今,對于軟件易用性系統化的設計及評估方法已經非常成熟了。但是,作為軟件易用性的一個要素,勸導力的系統設計及評估仍然是研究領域的一片空白。 因此筆者在本文中率先將以生命周期為導向的系統化理論和方法用于計算機仿真軟件產品勸導力的設計及評估。
4 勸導產生的行為上的結果
勸導的研究曾經被界定在非常有限的背景下,例如公共場合的演講和政治性的傳媒。今天, 勸導已經非常普遍的用于人際交往、商業、廣告和許多其他領域。 學術界對勸導的研究興趣的出現是由于勸導潛在的社會意義。通過勸導會產生三種不同的的行為上的結果, 區別這三種不同的行為上的結果是非常必要的, 這三種結果并不是相互排斥的, 而往往會相互交叉重疊。根據不同的勸導結果,勸導力的評估會產生并側重不同評估標準。
4.1 想法及行為塑造過程
這種情況下, 使用者在使用產品之前,有非常有限的相關知識。想法及行為塑造往往不被認為成典型的“被說服”。 勸導在這種情況下實際是一種學習過程。傳統上,有關勸導的文獻將這一過程稱為“想法形成”而非“想法改變”。兒童學習過程可以視為想法及行為塑造過程。 但此過程并不局限于兒童。 例如,在使用嬰兒仿真模擬器之前,使用者可能完全不了解如何照顧嬰兒。 所以使用過程也是學習過程并通過學習接受勸導。
4.2 想法及行為強化過程
許多勸導過程實際上是強化感知者的固有想法或行為而使之抵制改變。在我們的社會里,許多勸導過程都是想法及行為強化過程。因而許多勸導技術產品不僅僅用于改變使用者想法,而是讓使用者保持并強化原本的想法且拒絕改變。 例如,如果青少年使用者在使用嬰兒仿真模擬器之前就認為成為少年父母是不合適的,那么通過使用模擬器,會強化使用者原本的想法并拒絕改變。
5 基于產品生命周期的勸導力設計及評估
在概念性預設階段,設計者必須對產品勸導力要求進行質化及量化的確定及分析。勸導力設計評估的計劃流程必須在此階段確定。 產品設計者及潛在的用戶在此階段必須清楚的理解該產品的勸導力要求。在預設計階段, 產品勸導力設計要求需要分配至產品的產品的子系統中。正式的勸導力設計在此階段必須被在產品為單元的層次上審核以確保達到設計使用的要求。
5.1 細節設計研發階段
在細節設計研發階段, 設計者確定詳細的細節化的設計需求, 分析勸導力的需求以支持產品設計。 產品勸導力的預測行為是反復的并穿插于整個系統生命周期的來輔助勸導力的評估。 同時, 產品勸導力的自我評估也為產品設計者提供了修正勸導力設計的指導方向。如在概念性預設計階段一樣, 正式的勸導力設計審核也是必要的, 但此階段,設計的主要工作已轉移到產品子系統的層次,以產品細分之后的子系統的層次上進行設計及評估。而這一工作在子系統生命周期中也是重復進行的。
5.2 生產階段
在生產階段,根據設計要求,勸導技術進入了實施階段。正式的勸導力設計及評估在這一階段展開。 用戶必須參與此階段的產品測試。 設計者收集并分析相關的數據及信息。如果產品的測試評估表明產品沒有達到預期的勸導要求, 設計者必須實施有必要的產品修正工作以確保產品達到預期的勸導效果。
5.3 使用及廢棄階段
在此階段,對產品勸導力的數據信息收集,分析及評估是非常必要的,這些信息可以為產品的改進和升級提供有效的幫助。 如有必要的修正和改進, 設計者將會對此備案,用于將來系統升級以及進一步的研究工作使用。