智能制造领域中的计算机仿真技术及应用分析

杨眉

摘 要：计算机仿真技术是人类科技发展到目前为止的高科技水平表现之一，它已经在人类社会的各个领域有所渗透并且广泛的应用，发挥着无可替代的重要作用。本文主要探讨了它在各个智能制造领域中的基本技术应用，以证明它的技术全面性与优越性。

关键词：计算机仿真技术 智能制造领域 虚拟实验室 汽车

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）09-000-01

计算机仿真技术主要研究计算机系统运行的客观规律与动态过程，它是一种典型的三维模拟技术，它的图形图像分析已经被广泛应用于各个领域， 系统运行的客观规律与动态过程尤其是以机械化建设为主导的智能制造领域。客观讲，人类对该技术的应用目标在于通过它来抽象模拟某些科学技术发展进程，进而为领域内的某些疑难问题给出合理解答，所以它所秉持的基本理论概念也全都是抽象的。

一、计算机仿真技术的基本内涵

计算机仿真技术对于现存系统理论的抽象模拟具有自己一套独特的理论，例如计算机仿真技术对于现存系统理论的抽象模拟能够对计算机系统本身某些特征属性进行形象模拟，同时仿真技术本身也存在大量的级别划分，技术表现上极具针对性，也能满足层级需求。它的仿真模拟技术具有极高效率，且安全便捷，不容易受到外界因素影响，且具有灵活的时间控制优势。截止到目前，它已经衍生出了系统分析、运行管理优化、设计优化与体系评价等多种重要仿真技术工具，基本满足了基于未确立实体系统及高难度实体实验背景下的系統虚拟模型构建过程，同时它更能实现对计算机方针技术的模型系统编程，尽量规避计算机系统中可能产生的各种问题。

二、计算机仿真技术在虚拟实验室工业领域中的应用

1.基本概述

在虚拟实验室工业领域中，计算机仿真技术强调三维性，希望满足高效且安全的技术特征，同时尽量减少环境约束性，根据项目实际需要改变自身技术应用的细节，例如对所构建模型比例尺寸的改变、对构建时间的改变等等。在虚拟实验室工业领域，仿真技术希望满足基于三维软件构建的技术交互性、联想性以及沉浸感，这里所指代的沉浸感就是人与虚拟环境之间在交互过程中的真实程度。可以讲，在三维化的计算机仿真技术领域中，对虚拟实验室工业的研究内容分类就应该包括了无缝编辑生物建模技术、贴图烘焙技术、粒子系统技术以及实时交互技术等等。利用这些技术内容，它就相对真实的仿真模拟了虚拟实验室展示环境信息，无限度扩展了虚拟实验室展示空间，也创建了一种全新模式的虚拟实验室物建设手段。

2.建模应用

利用仿真技术对虚拟实验室项目进行仿真建模，首先要提出场景创建方案，它就包含了以下步骤：

设计草图修改—-—设计分镜头校本概念图提出——参考卫星地图完成项目初始定位创建—-—完成三维模型创建过程—-—完成粒子系统与reactor创建—-—完成游历路径建设——完成灯光材质贴图——效果图输出——项目结束

一般来说，该技术会应用于大型虚拟实验室项目中，例如某些大学校园就会采用到该技术，在实践中应用纹理贴图库配合三维仿真模型检验虚拟实验室施工过程，并在设计施工过程中不断更新编排和完善模型内容，满足大学校园三维仿真实时模拟全景模型漫游技术要求。简单讲，针对大学校园虚拟实验室的计算机仿真技术应用就主要围绕建筑模型创建展开，它还应用到了Multigen Creator模型整合技术，并分五大步骤完成仿真模型构建过程，如下：

三维可视化资源层次数据库建设、组织与管理——基于无缝编辑生物建模完成工具模块创建——对模型实施移动与复制——利用max切割工具对模型进行增加线段位置切割——在Creator软件中增加纹理关联关系[1]

三、计算机仿真技术在汽车智能制造领域中的应用

当前，计算机仿真技术在汽车智能制造领域中的应用也很普遍，它的数字化基础完善且能够基于仿真活动将计算机辅助工具统统联系起来，结合CAD产品模型实现仿真模型输入过程，并利用CAx软件完成仿真建模相关工作，满足部分信息集成要求。在图形信息交互标准基础之上，它所采用的基本格式就包括了STEP、IGES等等，不过在实际技术应用过程中，它会基于更多情况来分析各种技术标准差异，结合CAx模型导入仿真软件弥补信息丢失问题，验证和评估仿真技术应用结果。

举个例子，在汽车零部件的动静态性能分析过程中，就采用零部件中的CAD主模型与各种仿真简化模型，再结合动力学、热力学和运动学等等内容对汽车零部件的基本性能进行仿真分析，这其中所运用到的仿真软件就包括了Adam、ANSYS等等。这些仿真软件还能在汽车的悬架设计方案中发挥作用，对汽车性能的最终设计产生重大影响。当车辆行驶在颠簸路面上或曲线行驶过程中时，它的左右两侧车轮垂直荷载就会出现变化，汽车此时发生侧倾。利用仿真软件可模拟这一侧倾现象，并对汽车的前悬架导向杆系与转向杆系的运动及变形情况进行分析，最后满足转向总成绕主销小角度的转动过程，提高车辆操纵稳定性。所以在车辆悬架系统设计阶段，利用计算机仿真技术对其侧倾特性参数进行分析是相当有必要的[2]。

四、计算机仿真技术在其它智能制造领域中的应用

计算机仿真技术不仅仅在上述两大智能制造领域有所应用，在军事、教育等领域也有建树。

例如在军工领域中，计算机仿真技术就主要应用于制造过程工位序列、出厂性能质量测试工作当中，以确保新型装备武器在质量与性能方面都能满足技术标准。同时，它还能够实现对新型装备武器的仿真模拟试验，降低武器改装后的风险性，利用计算机模拟仿真技术构建系统模型，对新型装备武器各项特征性能采取最客观、合理的性能评定分析。

而在计算机智能制造领域中，它希望最大限度提高计算机工业建模的质量及建设效率，利用计算机仿真技术构建理论雏形，并将本就抽象化的计算机工程软件中所囊括的知识点实体化、可视化。例如数学结构模型、编译计算机语言模型等等都采用到了模拟仿真技术及其运算方法，满足了对虚拟系统模型的创造实现过程，为计算机工业软件制造实践过程及效果丰富奠定基础[3]。

综上所述，计算机仿真技术在智能制造领域中的应用已经越来越广泛，技术通用性也越来越强。在未来，它也将实现更高的实用性价值，为人类现代科学技术领域发展提供更大辅助效能。

参考文献

[1]伍乐生.计算机仿真技术的发展现状与创新研究[J].吉林广播电视大学学报，2017（10）：34-35.

[2]王嘉平.计算机仿真技术在建筑工业中的应用研究[J].硅谷，2010（21）：98.

[3]熊光楞，王克明，陈斌元， 等.计算机仿真技术在轿车工业中的应用与发展[J].系统仿真学报，2004（1）：73-78.