時間：2023-09-25 15:59:15
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇數(shù)字化仿真技術(shù)概念，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【關(guān)鍵詞】船舶制造；數(shù)字化設(shè)計(jì)；信息一體化
一、引言
數(shù)字化造船是以造船過程的知識融合為基礎(chǔ)，以數(shù)字化建模仿真與優(yōu)化為特征，將信息技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，最終達(dá)到快速設(shè)計(jì)、快速建造、快速檢測、快速響應(yīng)和快速重組的目的。數(shù)字化造船技術(shù)涵蓋的范圍非常廣泛。本文就目前較為流行的部分?jǐn)?shù)字化技術(shù)進(jìn)行簡要分析。
二、行業(yè)背景
在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，國際造船業(yè)已發(fā)展成為全球一體化市場，世界各國造船企業(yè)在全球范圍內(nèi)展開了技術(shù)、性能、質(zhì)量和服務(wù)等全方位的角逐。隨著全球船舶市場占有率的競爭日趨激烈，世界造船業(yè)在技術(shù)、體制上發(fā)生了重大改革，其中造船技術(shù)的發(fā)展尤為突出，從最初的焊接技術(shù)到大型生產(chǎn)流水線等新技術(shù)的成功應(yīng)用，到現(xiàn)階段信息集成系統(tǒng)、并行工程、敏捷造船、先進(jìn)制造模式等先進(jìn)技術(shù)或理念在船舶制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，使船舶行業(yè)凸顯成為信息密集、技術(shù)密集和資金密集的現(xiàn)代新型產(chǎn)業(yè)。
自二十世紀(jì)七十年代開始，我國造船業(yè)開始快速發(fā)展，至今已經(jīng)歷了特征鮮明的三個階段。從最初的打開國門走向世界，到規(guī)模不斷壯大超越日韓，我國造船業(yè)在幾經(jīng)沉浮后實(shí)現(xiàn)了蛻變，造船技術(shù)的發(fā)展也實(shí)現(xiàn)了飛躍。尤其是數(shù)字化造船技術(shù)的發(fā)展，完成了船舶設(shè)計(jì)、制造、管理手段的革新。
中國船舶工業(yè)發(fā)展歷程
三、技術(shù)分析及應(yīng)用
數(shù)字化造船要求以數(shù)據(jù)處理、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理的全過程中。數(shù)字化技術(shù)所包含的內(nèi)容非常廣泛，如何將船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的相關(guān)理論和方法與特定數(shù)字化技術(shù)相融合將是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。下面列舉部分船舶行業(yè)中應(yīng)用的重點(diǎn)/難點(diǎn)技術(shù)，并結(jié)合NACKS的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的分析。
（一）虛擬仿真技術(shù)
船舶建造虛擬仿真技術(shù)作為一種新型技術(shù)，旨在利用數(shù)字模型替代物理原型，對船舶的設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn)系統(tǒng)等進(jìn)行仿真，以提高設(shè)計(jì)水平、建造質(zhì)量，縮短產(chǎn)品研制周期。船舶建造虛擬仿真技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的一種新的先進(jìn)造船技術(shù)，是船舶數(shù)字化建造的具體體現(xiàn)，對船舶產(chǎn)業(yè)的科技發(fā)展具有重要意義。
造船發(fā)達(dá)國家紛紛利用信息技術(shù)給造船業(yè)帶來的各種機(jī)遇，積極開展船舶虛擬設(shè)計(jì)和建造仿真技術(shù)的研究。韓國和日本的造船業(yè)，虛擬設(shè)計(jì)與制造仿真技術(shù)研究開展得比較早，并取得較好的研究成果。對于首制高附加值船舶和船舶的設(shè)計(jì)和建造，在實(shí)際建造之前都要利用虛擬仿真技術(shù)對設(shè)計(jì)結(jié)果、建造工藝和建造流程進(jìn)行預(yù)先仿真，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計(jì)中存在的問題。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可將仍處于概念階段的設(shè)計(jì)方案以逼近于現(xiàn)實(shí)的形式呈現(xiàn)出來，從而可以及早發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計(jì)問題。
虛擬仿真在船舶行業(yè)的應(yīng)用范疇，主要包含四部分內(nèi)容：船舶虛擬設(shè)計(jì)評估與優(yōu)化技術(shù)、船舶建造工藝仿真與優(yōu)化技術(shù)、船廠物流仿真與能力評估技術(shù)與作業(yè)、運(yùn)行保障仿真技術(shù)。國內(nèi)船舶行業(yè)在前三個方向都開展了一些工作，基本突破了常用異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、船舶產(chǎn)品虛擬評估技術(shù)、船舶工藝自動建造技術(shù)、船舶焊接工藝智能設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，并開展多型船舶的建造工藝仿真，船廠建造資源能力評估等工作。然后，在建造工藝深化應(yīng)用、船廠物流仿真、運(yùn)行保障領(lǐng)域的應(yīng)用較少，深度也較淺，將是未來發(fā)展重點(diǎn)。
（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)即通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在近十年開速發(fā)展的一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在不知不覺間已經(jīng)充斥在我們身邊每一個角落，比如打卡考勤系統(tǒng)和條形碼掃描系統(tǒng)。
船舶行業(yè)屬于勞動力密集型、多品種、小批量、按訂單生產(chǎn)的離線制造行業(yè)，因其行業(yè)信息化量大、管理復(fù)雜，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展給船舶行業(yè)注入了新鮮的血液。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可在生產(chǎn)建造、物流、設(shè)備管理、能源控制、安全管理、質(zhì)量管理等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息的實(shí)時采集、統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)過程控制、狀態(tài)跟蹤、統(tǒng)計(jì)分析、平衡優(yōu)化的目的。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在最近幾年發(fā)展迅速，但其在船舶行業(yè)的普及還存在一定難度，首先最重要的一點(diǎn)就是成本問題。電子標(biāo)簽、讀寫設(shè)備價格較高，在沒有大規(guī)模應(yīng)用的情況下，收益預(yù)期與投入難以平衡。其次，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還存在一定的技術(shù)難點(diǎn)：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還存在較多不統(tǒng)一的部分；數(shù)據(jù)采集頻繁，信息安全需重點(diǎn)考慮；物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議棧需要統(tǒng)一；IPV4資源存在耗盡風(fēng)險(xiǎn)。另外，造船現(xiàn)場的條件較差，這對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)，潮濕、高溫、電磁屏蔽等也是阻礙物聯(lián)網(wǎng)普及的障礙物。
（三）企業(yè)信息集成技術(shù)
在船舶企業(yè)中，由于作業(yè)內(nèi)容的不同，往往有多個異構(gòu)的、運(yùn)行在不同的軟硬件平臺上的信息系統(tǒng)同時運(yùn)行，這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源彼此獨(dú)立、相互封閉，使得數(shù)據(jù)難以在系統(tǒng)之間交流、共享和融合，從而形成了"信息孤島"。隨著數(shù)字化應(yīng)用的不斷深入，企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與外部信息交互的需求日益強(qiáng)烈，急切需要對已有的信息進(jìn)行整合，聯(lián)通“信息孤島”，共享信息。
企業(yè)信息集成是指企業(yè)在不同應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同格式和存儲方式之間的轉(zhuǎn)化，來源不同、形態(tài)不一、內(nèi)容不等的信息資源進(jìn)行系統(tǒng)分析、辨清正誤、消除冗余、合并同類，進(jìn)而產(chǎn)生具有統(tǒng)一數(shù)據(jù)形式的有價值信息的過程。
對船舶企業(yè)而言，企業(yè)的信息集成可實(shí)現(xiàn)各部門、各應(yīng)用系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的定制、改造和優(yōu)化，為企業(yè)的各種應(yīng)用和系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的運(yùn)行協(xié)作平臺，實(shí)現(xiàn)流程協(xié)作和信息共享。信息的共享又會間接的降低企業(yè)的運(yùn)營成本。
（四）CAD/CAE一體化技術(shù)
船舶設(shè)計(jì)是一個涉及多個專業(yè)、多個系統(tǒng)、規(guī)模龐大的協(xié)同工作過程。其周期較長、過程較復(fù)雜，且在船舶設(shè)計(jì)過程中，不同專業(yè)使用不同的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）及計(jì)算機(jī)輔助分析（CAE）軟件，從而造成缺乏一體化、集成化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，信息交流不通暢，存在“信息孤島”問題。CAD/CAE技術(shù)的相互融合、相互滲透已成為了一種自發(fā)的有效需求，在CAD/CAE一體化技術(shù)的幫助下，船舶研發(fā)、設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，可大大縮短產(chǎn)品周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
通過對比可以看出，CAD注重產(chǎn)品的外形特征，以提供圖形圖像、數(shù)字化模型為主，而CAE更注重的是產(chǎn)品物理特征問題。在實(shí)際作業(yè)中，將研發(fā)和設(shè)計(jì)相互割裂開來會產(chǎn)生重復(fù)性投入，同時會降低作業(yè)流程的效率。
FEM與TRIBON建立的船體模型對比
關(guān)鍵詞：三維仿真；城市規(guī)劃；應(yīng)用
Abstract: This paper from the basic concept and the significance of the development of 3D simulation technology, 3D platform to establish Shaoguan surveying and Mapping Institute as an example, the auxiliary city planning decision using three-dimensional simulation technology, can be in the city of real-time interactive scene simulation evaluation and analysis plan, provide more intuitive and scientific basis for planning management. In the application of engineering to promote the 3D simulation technology, how to build a good standard, database and platform system and discusses in detail to have great influence on the overall operating structure, construction method of updating maintenance measures and other supporting mechanism. Finally, several typical cases to illustrate the practical application of 3D simulation technology application in city planning work.
中圖分類號：U412.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.引言
近年來，三維及相關(guān)技術(shù)得到了訊速發(fā)展，過去無法突破的城市復(fù)雜性描述、海量信息管理等技術(shù)瓶頸相繼被攻克，計(jì)算機(jī)硬件不斷提高，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、三維展示技術(shù)為核心的內(nèi)容的技術(shù)得到快速發(fā)展。
三維仿真技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用主要是通過對城市地形、建筑及其它人工設(shè)施進(jìn)行三維地理建模，形成覆蓋全市的數(shù)字城市立體場景，同時結(jié)合虛擬仿真等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市的三維可視化管理，是提高城市規(guī)劃編制技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃的有效手段，是推進(jìn)“數(shù)字城市”、“和諧城市”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)公共事務(wù)可視化管理的基礎(chǔ)保障，可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的全面可持續(xù)發(fā)展。
2.基本概念和意義
城市三維仿真是城市空間信息在計(jì)算機(jī)環(huán)境中的三維直觀表達(dá)，是數(shù)字城市概念城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域的延伸，同時也是數(shù)字城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。城市三維仿真技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用前景主要有以下幾個方面：
⑴ 完善韶關(guān)市數(shù)字化規(guī)劃控制體系，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃精細(xì)化管理
實(shí)現(xiàn)從總規(guī)-控規(guī)-修規(guī)的全面三維數(shù)字化控制目標(biāo)，在以往基于控規(guī)的城市規(guī)劃統(tǒng)一管理平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化、深化和優(yōu)化規(guī)劃管理工作，使韶關(guān)市城市規(guī)劃管理進(jìn)入精細(xì)化管理階段。
⑵ 創(chuàng)新規(guī)劃理念和技術(shù)方法，提高規(guī)劃編制的科學(xué)水平
利用三維數(shù)字城市、GIS等信息化技術(shù)，為規(guī)劃編制過程中的信息采集、指標(biāo)分析、方案決策、成果展示等工作提高新方法，實(shí)現(xiàn)控規(guī)編制的技術(shù)方法信息化和過程管理信息化，體現(xiàn)規(guī)劃編制“科學(xué)性”、“過程性”、“動態(tài)性”特點(diǎn)。
⑶ 實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃可視化管理，邁入規(guī)劃管理數(shù)字化時代
城市三維仿真技術(shù)將全面突破傳統(tǒng)二維空間系統(tǒng)諸多限制，建成三維全景數(shù)字規(guī)劃支持系統(tǒng)，為有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門對城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的重大問題決策，提供準(zhǔn)確、實(shí)時的信息支撐及直觀、真實(shí)的可視化和互動操作環(huán)境。
3.工作內(nèi)容及應(yīng)用
韶關(guān)城市規(guī)劃三維輔助決策支持系統(tǒng)利用三維仿真技術(shù)建立城市三維虛擬環(huán)境，在城市規(guī)劃、建設(shè)的各階段進(jìn)行城市現(xiàn)狀及規(guī)劃的三維模擬描述，為決策者提供直觀、科學(xué)、準(zhǔn)確的城市規(guī)劃宏觀決策支持，滿足規(guī)劃業(yè)務(wù)審批管理的應(yīng)用、成果的展示及規(guī)劃方案管理和評審的需要。
韶關(guān)城市規(guī)劃三維輔助決策支持系統(tǒng)項(xiàng)目主要包含軟件和三維數(shù)據(jù)建模兩方面的工作。項(xiàng)目共投入280萬，計(jì)劃在三年內(nèi)完成。2011年6月開始進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)和三維建模，2013年5月份，系統(tǒng)主要體系結(jié)構(gòu)開發(fā)完成，并完成韶關(guān)主建城區(qū)三維模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)制作。
（1） 數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容
數(shù)據(jù)建設(shè)主要包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定和三維數(shù)據(jù)建模兩部分。
制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)互通、資源共享的重要基礎(chǔ)工作，也是后期數(shù)據(jù)更新、管理、維護(hù)的依據(jù)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)主要包括：三維數(shù)據(jù)采集與制作標(biāo)準(zhǔn)、三維數(shù)據(jù)更新規(guī)范。
三維數(shù)據(jù)建模是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，以及各種應(yīng)用和分析的依據(jù)。初次項(xiàng)目建設(shè)覆蓋范圍為主城區(qū)50平方公里的基礎(chǔ)模型建設(shè)工作（建筑物約有30平方公里）：其中包括約15平方公里的精細(xì)模型、10平方公里的標(biāo)準(zhǔn)模型、50平方公里的地形及市政配件模型。
（2）系統(tǒng)特色及基礎(chǔ)功能
體現(xiàn)三維場景的美觀和真實(shí)性；是一套安全、可靠、穩(wěn)定，功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。在應(yīng)用于實(shí)際規(guī)劃工作中，發(fā)揮輔助決策作用，系統(tǒng)的布局合理、操作簡便?？蛇M(jìn)行場景瀏覽漫游、重點(diǎn)導(dǎo)航、路徑導(dǎo)航、圖層控制、場景輸出等。三維數(shù)據(jù)應(yīng)用廣泛，可廣泛應(yīng)用于規(guī)劃、市政、城管、公安、交通、旅游、房產(chǎn)等行業(yè)領(lǐng)域。
（3）城市規(guī)劃輔助決策
提供直觀的三維可視化環(huán)境；提供多種空間數(shù)據(jù)、規(guī)劃專題數(shù)據(jù)的疊加分析功能；三維輔助設(shè)計(jì)、建筑信息查詢。規(guī)劃地塊查詢、用地紅線查詢、空間量測、地形分析、規(guī)劃輔助分析。方案比對、日照分析、控高分析，視域分析、通視分析、指標(biāo)分析，三維標(biāo)注、圖形繪制、路網(wǎng)繪制、規(guī)劃元素庫、三維模型庫，管網(wǎng)查看、管網(wǎng)查詢、管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)、管網(wǎng)分析等。4.在城市規(guī)劃中的應(yīng)用實(shí)例
（1）規(guī)劃方案對比分析
利用虛擬的三維場景，使城市的規(guī)劃工作不在于僅僅建立在平面圖上做規(guī)劃，三維的場景模型使規(guī)劃變得更簡單直觀。一般人都能參與到城市的規(guī)劃中去。如某個小區(qū)的三舊改造工程，通過三維仿真模型，規(guī)劃前后的場景就一目了然了，為設(shè)計(jì)者提供了思路。規(guī)劃前后的場景如圖1所示：
圖1
（2）日照分析的功能
在城市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時，日照分析是必不可少的一個環(huán)節(jié)。通過對待規(guī)劃建筑物的高度、形狀進(jìn)行模擬，應(yīng)用TerraExplorer Pro 提供的接口，在系統(tǒng)中很容易就繼續(xù)日照分析。如在城市的某個小區(qū)旁欲修建一座建筑物，建筑物對小區(qū)附近的樓房的日照影響分析情況如圖2、3所示：
圖2建筑物上午八點(diǎn)鐘的日照情況
圖3建筑物下午15點(diǎn)鐘的日照情況
（3）地下管線信息的查詢功能
在舊城區(qū)的改造中，決策者需了解地下管線的狀況?？梢灾苯尤S系統(tǒng)中反應(yīng)出來，如圖4所示：
圖4
（4）建筑信息的查詢功能
將前期測繪的建筑物數(shù)據(jù)屬性信息輸入數(shù)據(jù)庫中，使用戶點(diǎn)擊具體的建筑物時能夠顯示其詳細(xì)的屬性信息，在表達(dá)上更加直觀。如圖5所示：
圖5
5.結(jié)語
三維仿真技術(shù)能夠促進(jìn)規(guī)劃工作從“定性分析”到“定量分析”，從“平面規(guī)劃”向立體規(guī)劃“的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃的精細(xì)化、科學(xué)化管理。三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高規(guī)劃審批的效率和方案設(shè)計(jì)的科學(xué)科學(xué)性，避免了傳統(tǒng)規(guī)劃評審采用大量設(shè)計(jì)文稿的方式，極大提高了設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位和管理單位的溝通效率，協(xié)調(diào)了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現(xiàn)城市的特點(diǎn)，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]彭一剛著，建筑空間組合論，北京；建筑工業(yè)出版社，2008.
[2]朱禮俊，《論建設(shè)三維虛擬城市的決策依據(jù)》。2006年綜合性測繪學(xué)會研討會論文集，寧波測繪學(xué)會，2006.
【關(guān)鍵詞】數(shù)字化工廠工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化
中圖分類號：S220文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1引言
圍繞激烈的市場競爭，制造企業(yè)已經(jīng)意識到他們正面臨著巨大的時間、成本、質(zhì)量、產(chǎn)品差異化等壓力。如何快速適應(yīng)市場的變化，實(shí)現(xiàn)從“以產(chǎn)定銷”到“按訂單生產(chǎn)”模式轉(zhuǎn)變？數(shù)字化工廠提供了較為理想的解決方案。
2 數(shù)字化工廠概述
數(shù)字化工廠是BIM(建筑信息模型)技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。
2.1數(shù)字化工廠
2.1.1數(shù)字化工廠的概念
數(shù)字化工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)虛擬制造原理，在虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、優(yōu)化和重組的新的生產(chǎn)組織方式。它是在設(shè)計(jì)建造階段，建立全面、詳實(shí)的信息，包括材料、工藝、設(shè)備運(yùn)行管理等全生命周期的信息檔案數(shù)據(jù)庫，利用BIM(建筑信息模型)技術(shù)指導(dǎo)建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備的科學(xué)使用和維護(hù)，為信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺，加上CAD、EEP、MEP等應(yīng)用管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字化信息的有效傳遞，既鏈接了生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，又與企業(yè)經(jīng)營管理相互聯(lián)系，進(jìn)而把整個企業(yè)數(shù)字化的資金信息、物流信息、生產(chǎn)裝置狀態(tài)信息、生產(chǎn)效率信息、生產(chǎn)能力信息、市場信息、采購信息以及企業(yè)所必須的控制目標(biāo)都實(shí)時、準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)地提供給決策者和管理者，幫助企業(yè)決策者和管理者提高決策的實(shí)時性和準(zhǔn)確性以及管理者的效率，從而實(shí)現(xiàn)管理和控制數(shù)字化、一體化的目標(biāo)。
2.1.2數(shù)字化工廠的優(yōu)勢
數(shù)字化工廠利用其工廠布局、工藝規(guī)劃和仿真優(yōu)化等功能手段，改變了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的理念，給現(xiàn)代化工業(yè)帶來了新的技術(shù)革命，其優(yōu)勢作用較為明顯。
預(yù)規(guī)劃和靈活性生產(chǎn)：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，整個企業(yè)在設(shè)計(jì)之初就可以對工廠布局、產(chǎn)品生產(chǎn)水平與能力等進(jìn)行預(yù)規(guī)劃，幫助企業(yè)進(jìn)行評估與檢驗(yàn)。同時，數(shù)字化工廠技術(shù)的應(yīng)用使得工廠設(shè)計(jì)不再是各部門單一地流水作業(yè)，各部門成為一個緊密聯(lián)系的有機(jī)整體，有助于工廠建設(shè)過程中的靈活協(xié)調(diào)與并行處理。此外，在工廠生產(chǎn)過程中能夠最大程度地關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈上的各節(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)生產(chǎn)、物流、管理過程中的靈活性和自動化水平。
縮短產(chǎn)品上市時間、提高產(chǎn)品競爭力：數(shù)字化工廠能夠根據(jù)市場需求的變化，快速、方便地對新產(chǎn)品進(jìn)行虛擬化仿真設(shè)計(jì)，加快了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)成形的進(jìn)度。同時，通過對新產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬仿真與優(yōu)化，保證了新產(chǎn)品生產(chǎn)過程的順利性與產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，加快了產(chǎn)品的上市時間，在企業(yè)間的競爭中占得先機(jī)。
節(jié)約資源、降低成本、提高資金效益：通過數(shù)字化工廠技術(shù)方便地進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，最大程度地降低了物理原型的生產(chǎn)與更改，從而有效地減少資源浪費(fèi)、降低產(chǎn)品開發(fā)成本。同時，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料（客戶需求、生產(chǎn)原料、設(shè)備狀況等）進(jìn)行生產(chǎn)仿真與預(yù)測，對生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)先判斷與決策，從而提高生產(chǎn)收益與資金使用效益。
提升產(chǎn)品質(zhì)量水平：利用數(shù)字化工廠技術(shù)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原料、生產(chǎn)過程等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)與統(tǒng)籌安排，降低設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，方便地進(jìn)行質(zhì)量規(guī)劃，提升質(zhì)量水平。
2.2數(shù)字化工廠的差異性
“數(shù)字化工廠”貫穿整個工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃、驗(yàn)證、直至車間生產(chǎn)工藝整個制造過程，在實(shí)施過程需要注意系統(tǒng)集成方面的問題，“數(shù)字化工廠”不是一個獨(dú)立的系統(tǒng)，規(guī)劃時，需要與設(shè)計(jì)部門的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗(yàn)證（工藝評審），同時，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況。所以，“數(shù)字化工廠”與設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是必須的。同時，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識”（如工時卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個集成的底部是PLM構(gòu)架。
同時，類似于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，每個企業(yè)都有自己的流程和規(guī)范，考慮到很多人都在一個環(huán)境中協(xié)同工作（工藝工程師、設(shè)計(jì)工程師、零件和工具制造者、外包商、供應(yīng)商以及生產(chǎn)工程師等），隨時會創(chuàng)建大量的數(shù)據(jù)，所以，“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)也存在客戶化定制的要求，如操作界面、流程規(guī)范、輸出等，主要是便于使用和存取等。
3 數(shù)字化工廠的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
數(shù)字化工廠以突出的功能優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是制造業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，但其實(shí)現(xiàn)過程也涉及多種關(guān)鍵技術(shù)。
3.1數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字化工廠涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：數(shù)字化建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、優(yōu)化仿真技術(shù)、應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)。
數(shù)字化建模技術(shù)：數(shù)字化工廠是建立在數(shù)字化模型基礎(chǔ)上的虛擬仿真系統(tǒng)，輸入數(shù)字化工廠的各種制造資源、工藝數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等要求建立離散化數(shù)學(xué)模型，才能在數(shù)字化工廠軟件系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行各種數(shù)字仿真與分析。數(shù)字化模型的準(zhǔn)確性關(guān)系到對實(shí)際系統(tǒng)真實(shí)反映的精度，對于后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程的模擬仿真具有較大的影響。因此，數(shù)字化建模技術(shù)作為數(shù)字化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)，其作用十分關(guān)鍵
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供一種具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性的多維信息空間，方便實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使用戶能身臨其境地感受開發(fā)的產(chǎn)品，具有很好地直觀性，在數(shù)字化工廠中具有廣泛的應(yīng)用前景。虛擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)水平，很大程度上影響著數(shù)字化工廠系統(tǒng)的可操作性，同時也影響著用戶對產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過程判斷的正確性。
優(yōu)化仿真技術(shù)：優(yōu)化仿真技術(shù)是數(shù)字化工廠的價值所在，根據(jù)建立的數(shù)字化模型與仿真系統(tǒng)給出的仿真結(jié)果及其各種預(yù)測數(shù)據(jù)，分析虛擬生產(chǎn)過程中的可能存在的各種問題和潛在的優(yōu)化方案等，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高生產(chǎn)的可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量，最終提高企業(yè)的效益。由此可見，優(yōu)化仿真技術(shù)水平對于能否最大限度地發(fā)揮企業(yè)效益、提升企業(yè)競爭力具有十分重要的作用，其優(yōu)化技術(shù)的自動化、智能化水平尤為關(guān)鍵。
應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)：數(shù)字化工廠通過建模仿真提供一整套較為完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)與生產(chǎn)流程，但是作為生產(chǎn)自動化的需要，數(shù)字化工廠系統(tǒng)要求能夠提供各種可以直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的設(shè)備控制程序以及各種是生產(chǎn)需要的工序、報(bào)表文件等。各種友好、優(yōu)良的應(yīng)用接口，能夠加快數(shù)字化設(shè)計(jì)向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。
3.2常見數(shù)字化工廠軟件
由于數(shù)字化工廠技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的優(yōu)越性，各知名企業(yè)競相開發(fā)各種數(shù)字化工廠軟件，其中較為常見、應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字化工廠軟件主要有eM-Power和Demia等。
eM-Power是由美國的Tecnomatix技術(shù)公司開發(fā)的數(shù)字化工廠軟件，它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。該軟件架構(gòu)是建立在Oracle數(shù)據(jù)庫之上的三層結(jié)構(gòu)，它為企業(yè)用戶提供零件制造解決方案、裝配規(guī)劃、工廠及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量和人員績效等主要功能。這些主要的功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫eM_Server中，實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)制造過程的信息共享。2007年以來，西門子公司在收購了UGS（UGS于2004年收購了Tecnomatix）的基礎(chǔ)上，推出了功能更為強(qiáng)大的Teamcenter 8和Tecnomatix 9，提供工廠設(shè)計(jì)及優(yōu)化、制造工藝管理、裝配規(guī)劃與驗(yàn)證、開發(fā)、仿真和調(diào)試自動的制造過程和質(zhì)量管理等功能，在各大企業(yè)具有廣泛應(yīng)用。
Delmia是由法國的Dassault公司開發(fā)的數(shù)字化工廠解決方案，該解決方案是構(gòu)建在Dassault公司的PLM結(jié)構(gòu)的頂層，由其專用數(shù)據(jù)庫（PPR-Hub）統(tǒng)一管理。Delmia的體系結(jié)構(gòu)主要包括：面向制造過程設(shè)計(jì)的（DPE）、面向物流過程分析的（QUEST）、面向裝配過程分析的（DPM）、面向人機(jī)分析的（Human）、面向虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的（Envision）、面向機(jī)器人仿真的（Robotics）、面向虛擬數(shù)控加工方針的（VNC）、面向系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成的（PPR Navigato）等。它主要由面向數(shù)字化工藝規(guī)劃模塊、數(shù)字化仿真平臺工具集以及車間現(xiàn)場制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成模塊等組成。
3.3數(shù)字化工廠的應(yīng)用
數(shù)字化工廠是信息化技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新的企業(yè)組織形式，是促進(jìn)企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的新興技術(shù)，目前主要應(yīng)用在汽車制造、航空航天等大型制造企業(yè)。
3.3.1數(shù)字化工廠技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用。
目前，數(shù)字化工廠技術(shù)在國內(nèi)外汽車制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。在國外，如通用汽車公司使用Tecnmatix eMPower的解決方案，大大縮短了通用公司從新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到投放市場的時間，同時提升了其產(chǎn)品質(zhì)量。奧迪公司使用eM-Plant進(jìn)行物流規(guī)劃仿真，如A3 Sportback項(xiàng)目。通過物流規(guī)劃仿真不僅使得整個生產(chǎn)物流供應(yīng)鏈之間建立起了緊密有序的聯(lián)系，同時也方便對物流方案進(jìn)行先期評估和可行性分析。在國內(nèi)，如一汽大眾在車身主拼線工藝設(shè)計(jì)中采用數(shù)字化工廠技術(shù)，改善了車身焊接工藝，提高車身焊接質(zhì)量。上海大眾在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品總裝領(lǐng)域采用數(shù)字化工廠技術(shù)，大幅提升了公司的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，華晨金杯公司引進(jìn)西門子的Tecnomatix軟件，對產(chǎn)品的總裝工藝進(jìn)行數(shù)字化改造。
3.3.2數(shù)字化工廠技術(shù)在飛機(jī)制造業(yè)的應(yīng)用。
在飛機(jī)制造業(yè)，數(shù)字化工廠技術(shù)的先進(jìn)性也得到了充分體現(xiàn)。如美國的洛克希德馬丁公司在F35研制過程中，采用數(shù)字化工廠技術(shù)縮短了2/3的研制周期，降低了50%的研制成本，開創(chuàng)了航空數(shù)字化制造的先河。有如波音787飛機(jī)在研制過程中采用基于Delmia的數(shù)字化工廠技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)?？湛虯380飛機(jī)采用虛擬裝配方案，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的三維虛擬裝配仿真和驗(yàn)證。不僅國外飛機(jī)制造企業(yè)在其產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)過程中使用數(shù)字化工廠技術(shù)，國內(nèi)的飛機(jī)制造企業(yè)也是如此。如上海飛機(jī)制造廠利用數(shù)字化工廠技術(shù)在三維環(huán)境中進(jìn)行人工裝配操作的數(shù)字化模擬，提高了人工操作的標(biāo)準(zhǔn)化。而西安航空動力控制公司則采用Tecnomatix的數(shù)字化工廠軟件對其異型件生產(chǎn)線進(jìn)行仿真和優(yōu)化，進(jìn)行技術(shù)改造探索。
3.3.3數(shù)字化工廠在鑄造行業(yè)的探索
共享鑄鋼團(tuán)《數(shù)字化工廠示范工程》擬運(yùn)用先進(jìn)制造理念（如虛擬制造、智能制造、綠色制造、柔性制造等）和先進(jìn)鑄造技術(shù)、方法，結(jié)合共享集團(tuán)在鑄造行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，全面融合先進(jìn)信息化技術(shù)，建設(shè)數(shù)字化模樣生產(chǎn)線、數(shù)字化柔性造型生產(chǎn)線、智能化熔煉控制系統(tǒng)、智能體聯(lián)合控制的鑄件精整線、數(shù)字化在線檢測等綜合集成的數(shù)字化鑄造工廠，在“多品種、小批量、快捷”鑄造生產(chǎn)方面達(dá)到同行業(yè)領(lǐng)先水平，建成一座在鑄造行業(yè)領(lǐng)先的“數(shù)字化、柔性化、綠色、高效”鑄造工廠，集成并創(chuàng)造數(shù)字化鑄造新模式。
4結(jié)束語
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化工廠技術(shù)不斷與現(xiàn)代企業(yè)相結(jié)合，已成為提升企業(yè)競爭力的新動力。在當(dāng)前企業(yè)發(fā)展的新形勢下，數(shù)字化工廠技術(shù)出現(xiàn)了新的趨勢。首先，現(xiàn)場總線技術(shù)在數(shù)字化工廠中的應(yīng)用，提升數(shù)字化工廠的現(xiàn)場可操作性；其次，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，拓展數(shù)字化工廠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力；最后，數(shù)字化工廠的智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真與企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)的無縫鏈接，打造真正的智能數(shù)字化工廠。
作者簡介
郭兆祥（1976-）男，碩士研究生，從事技術(shù)質(zhì)量管理工作。
參考文獻(xiàn).
[1]李險(xiǎn)峰.DELMIA讓數(shù)字化工廠成為現(xiàn)實(shí)[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2006，(9)：48-50.
1.1數(shù)字化設(shè)計(jì)與模擬仿真在應(yīng)用中的問題
數(shù)字化設(shè)計(jì)與模擬仿真在飛機(jī)開發(fā)研究中需要從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時就著手使用，同時要貫穿整個工作流程，如工藝規(guī)劃、設(shè)計(jì)及工裝設(shè)計(jì)等過程。但是目前發(fā)現(xiàn)許多運(yùn)用時間的錯誤問題，在飛機(jī)的研制過程中出現(xiàn)了產(chǎn)品之間、工裝產(chǎn)品間的協(xié)調(diào)作業(yè)，忽略了在設(shè)計(jì)初期采用數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真的重要性，從而誘導(dǎo)了該狀況的發(fā)生。同時，在數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真的應(yīng)用中也存在參與人員的問題。對于數(shù)字化設(shè)計(jì)與模擬仿真的工作人員存在局限性，不應(yīng)該只將工藝設(shè)計(jì)人員作為限定目標(biāo)，要擴(kuò)大人員應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員與現(xiàn)場作業(yè)工人的全面參與，提高數(shù)字化技術(shù)的實(shí)用效果。目前，在民用飛機(jī)的研制技術(shù)中，國外一般采用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)人員集中協(xié)調(diào)合作方式的工作流程，在改善工作方式的同時還節(jié)約了飛機(jī)研制時間。在國內(nèi)飛機(jī)行業(yè)的發(fā)展中，要改善合作方式中的問題，從國外發(fā)展中汲取經(jīng)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)，為自身行業(yè)的快速完善發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)本身也存在一定的缺陷。目前，民用飛機(jī)使用的是索尼公司生產(chǎn)的DELMIA軟件，它本身就存在技術(shù)上的缺陷，如，它無法真正實(shí)現(xiàn)重力仿真，在仿真中三維軟件都是懸空存在的；在模擬仿真時，不能客觀的反映鈑金器件的柔韌性。所以，在采用DELMIA軟件仿真后，仍要對存在的缺陷進(jìn)行分析判斷，減少設(shè)計(jì)中的誤差錯誤。在數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)的應(yīng)用中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求，只是根據(jù)工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品的詳細(xì)程度來判定仿真細(xì)節(jié)，結(jié)果參差不齊，影響了模擬驗(yàn)證的權(quán)威性。所以，要制定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體制，按照標(biāo)準(zhǔn)，從建模開始，統(tǒng)一執(zhí)行。
1.2數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真使用系統(tǒng)中的問題
數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真的使用系統(tǒng)面向的用戶面比較廣泛且個體之間差異較大，容易造成使用效果間的差異化。所以，在擴(kuò)大數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)使用范圍的同時，要合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面，安排適當(dāng)?shù)墓ぷ髋嘤?xùn)，提高數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的全面性、實(shí)用性。2.3缺少對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時采集和反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與反饋可以為工作的開展提供便利的條件，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)程的實(shí)時監(jiān)控，制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃，合理安排生產(chǎn)進(jìn)度。但是，目前民用飛機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中缺乏該種功能，不能很好的實(shí)現(xiàn)作業(yè)完工進(jìn)程的數(shù)據(jù)采集。數(shù)字化的管理系統(tǒng)軟件還沒得到普及應(yīng)用，一般民航企業(yè)都存在紙質(zhì)的數(shù)據(jù)報(bào)表，缺乏對產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采集分析。目前很多測量設(shè)備均可直接生產(chǎn)表格，將其輸入應(yīng)用系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久保存、為今后有效的控制質(zhì)量及安排生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
2數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的特點(diǎn)分析
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制方法主要包括概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)三個階段，并且各個階段都需要設(shè)計(jì)繪制模型，工作人員按照制作的樣機(jī)對飛機(jī)及內(nèi)部配置進(jìn)行準(zhǔn)確詳細(xì)的設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為串行模式。然而在數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造環(huán)境下，模線的繪制以及實(shí)物樣機(jī)均可由數(shù)字化的形式及樣機(jī)取代，表現(xiàn)為并行模式的研制過程，促進(jìn)了各學(xué)科之間的交錯融合，將業(yè)務(wù)過程作為工作核心，實(shí)現(xiàn)了跨地域、多企業(yè)化的動態(tài)研制。利用連通的互聯(lián)網(wǎng)信息使分散的制造商之間加強(qiáng)了技術(shù)的溝通交流，互相協(xié)調(diào)合作，交換相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中數(shù)據(jù)、人員設(shè)備及時間等資源的共享。隨著數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化與先進(jìn)技術(shù)的融合交錯。在民用飛機(jī)的發(fā)展制造過程中同樣存在這種融合技術(shù)，它充分發(fā)揮了當(dāng)前先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，改善了企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。
3數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中的發(fā)展構(gòu)想
3.1加深對數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用
在民用飛機(jī)的開發(fā)研究過程中引入數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真技術(shù)。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研制工作開始，利用并行的工作運(yùn)行模式，使各部門設(shè)計(jì)人員相互合作，利用數(shù)字化的工作設(shè)計(jì)研究平臺，提升產(chǎn)品的開發(fā)研制質(zhì)量。同時要建立相互集成的軟件系統(tǒng)平臺。單一的DELMIA軟件只能將可視化的設(shè)計(jì)信息表現(xiàn)為信息孤島。如果在產(chǎn)品研制過程中，利用相互集成的系統(tǒng)不僅可以改觀這一情況，還能夠?qū)ELMIA軟件與PDM軟件相互集成，通過直接的保存與調(diào)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字資料的及時性和有效性；將DELMIA與CAPP相互集成，可以實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的文本處理功能，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性。
3.2建立數(shù)字化的組織管理體系
采用數(shù)字化的系統(tǒng)組織管理平臺，利用新型的管理方式，設(shè)置專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)，全面有效的利用各部門間的資源投資；采用產(chǎn)業(yè)鏈條的結(jié)構(gòu)形式利用數(shù)字化的信息平臺技術(shù)實(shí)現(xiàn)各企業(yè)間的連通協(xié)作，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)供應(yīng)商的管理工作；在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研制過程中，要適時地對項(xiàng)目工作進(jìn)行監(jiān)督審查，改變傳統(tǒng)的管理模式，實(shí)現(xiàn)制造商與使用商在項(xiàng)目實(shí)施初期的良好溝通，組成專業(yè)的項(xiàng)目管理小組，及時解決項(xiàng)目實(shí)施中的問題，為飛機(jī)的技術(shù)研制提供良好的技術(shù)支持，縮短工程周期，提高工作效率，利用低價的成本實(shí)現(xiàn)高額的經(jīng)濟(jì)效益。
3.3提高系統(tǒng)的實(shí)用價值
民航企業(yè)面向的客戶比較廣泛且不同客戶對工藝文件的格式與審簽流程也不盡相同，根據(jù)這一情況，民航企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時要采用靈活的應(yīng)用系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)文件格式及審簽工作的自定義化，從而滿足廣大客戶的需求；在管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)物料資源的條碼管理，降低資源的勞動力度，盡量避免人工操作帶來的錯誤；同時要設(shè)置人性化的管理界面，實(shí)現(xiàn)人人可以上手操作，使系統(tǒng)的功能特點(diǎn)得到充分發(fā)揮。
3.4根據(jù)工作性質(zhì)，設(shè)置不同的數(shù)字化網(wǎng)頁
全球范圍的飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造人員表現(xiàn)為一種分布式的協(xié)作關(guān)系，數(shù)字化的信息平臺根據(jù)關(guān)系等級的不同，分別授予不同的操作權(quán)限，分屬于不同的操作設(shè)計(jì)界面，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的設(shè)計(jì)制造，對虛擬機(jī)進(jìn)行數(shù)字化操控，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)的改進(jìn)。截止目前為止，我國在飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造業(yè)的發(fā)展中均實(shí)現(xiàn)了自身的特色發(fā)展，例如，沈飛的鈦合金結(jié)構(gòu)及成飛的鋁合金等。對機(jī)制造發(fā)展的目標(biāo)是在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，建立一個虛擬化的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造平臺，使飛機(jī)制造商之間通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺實(shí)現(xiàn)完美的相互協(xié)作、技術(shù)溝通交流等工作。同時，制造廠商也可以不受地理區(qū)域的限制，利用自身的權(quán)限主動訪問虛擬飛機(jī)。同樣作為合作伙伴的供應(yīng)商也享有一定的權(quán)限，利用數(shù)字化信息平臺，實(shí)現(xiàn)各企業(yè)的信息資源共享。利用數(shù)字化開放式的信息技術(shù)平臺，可以有效及時的滿足合作伙伴的資源需求，提升了工作進(jìn)程及工作效率。
3.5民用飛機(jī)適航要求下的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研制平臺
民用飛機(jī)的研制開發(fā)要滿足適航管理的要求，在保障安全的同時也要維護(hù)大眾的整體利益。在信息技術(shù)及資源共享的技術(shù)環(huán)境下，改變傳統(tǒng)的研制模式，建立數(shù)字化的設(shè)計(jì)研制平臺，為民航企業(yè)在制造業(yè)的發(fā)展中獲得了良好的競爭力。同時，在利用數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺的發(fā)展中也要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的充分利用，綜合聯(lián)系未來發(fā)展因素，實(shí)現(xiàn)清晰明了的數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺的層次結(jié)構(gòu)。在基于WEB的發(fā)展環(huán)境要求下，結(jié)合WEB的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的合作聯(lián)系，建立一個系統(tǒng)的數(shù)字化研制平臺，建立全面的數(shù)據(jù)資源結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)按要求分類、分別管理、進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控與審查全面提高信息資源的管理力度。綜合考慮項(xiàng)目中的各個工作環(huán)節(jié)，確保數(shù)字化研制平臺的全面參與。
3.6以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量贏得發(fā)展市場
在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的影響下，各企業(yè)的發(fā)展都存在一定程度上的不確定性。為了穩(wěn)定企業(yè)在發(fā)展中的堅(jiān)固地位，力求建立全能的公司企業(yè)。在民航企業(yè)的發(fā)展中，輔助服務(wù)市場在民用飛機(jī)市場的發(fā)展中占有很大比重，擁有廣闊的發(fā)展前景。所以，在民航企業(yè)發(fā)展中，要建立健全的服務(wù)體系和完善的服務(wù)流程結(jié)構(gòu)，以此提高民航企業(yè)在發(fā)展中的競爭力。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量是贏得市場發(fā)展的前提，所以，售前要做到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量，售后要做到細(xì)致入微。做到專業(yè)迅速，及時處理解決服務(wù)問題，工作人員要盡自身最大限度降低產(chǎn)品給客戶帶來的損失。
4數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在民航企業(yè)制造業(yè)中發(fā)展的預(yù)期效果
目前，三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造業(yè)中。數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)減輕了設(shè)計(jì)工程師的工作負(fù)擔(dān)、提高了工作效率，利用仿真得到的真實(shí)模型，方便了工程師對后期工作的處理設(shè)計(jì)，提高了工作質(zhì)量；利用數(shù)字化的樣機(jī)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了零件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，同時改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造模式，縮短了研制周期，降低了費(fèi)用成本。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)為民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造資源計(jì)劃系統(tǒng)的實(shí)施提供了便利條件，為資源計(jì)劃的實(shí)施提供了實(shí)時準(zhǔn)確的動態(tài)數(shù)據(jù)。在激烈的社會經(jīng)濟(jì)競爭環(huán)境下，由于網(wǎng)絡(luò)資源的擴(kuò)展，供應(yīng)鏈也逐漸形成了一種新的網(wǎng)鏈模式，利用數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)提高了供應(yīng)商之間的運(yùn)作效率。從數(shù)字化的真實(shí)模型可以了解客戶的需求，加強(qiáng)了客戶與制造商的互動聯(lián)系，根據(jù)用戶需求，制造設(shè)計(jì)出符合客戶要求的產(chǎn)品，提高客戶的滿意程度。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞：數(shù)字化；設(shè)計(jì)；農(nóng)機(jī)；應(yīng)用
1關(guān)于數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)
數(shù)字化設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)在各個行業(yè)應(yīng)用和輔助下而誕生的一門新型技術(shù)，因此，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的核心和發(fā)展，其實(shí)是以計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)在數(shù)字領(lǐng)域的升級與應(yīng)用為依托（如壓縮與編碼）。CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）就是最早應(yīng)用在設(shè)計(jì)與制造行業(yè)中的數(shù)字化技術(shù)，而且涵蓋非常廣泛，有效推動了設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用與升級，也在很大程度上拓寬了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。[1]數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵是以打造呈現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)的信息平臺為基準(zhǔn)，借此生成以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)字化模型，然后再將其滲透到產(chǎn)品開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)不需要再借助實(shí)物模型就可以完成產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)。其核心優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面。
1.1優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)用性與消解缺陷
不同的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，會對產(chǎn)品生出不一樣的定義，具有很大的不確定性；而且各個類型的定義模塊在彼此轉(zhuǎn)化時，非常容易造成數(shù)據(jù)的流失。這就造成數(shù)字化設(shè)計(jì)會形成定義產(chǎn)品的單一模型，但這種單一性會隨著信息密集程度的改變而導(dǎo)致產(chǎn)品模型也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)化，如全信息化模型和集成類產(chǎn)品模型的差別。對數(shù)字化設(shè)計(jì)而言，這其實(shí)是一種有效的技術(shù)輔助，從而讓設(shè)計(jì)更具針對性與有效性。但同時，因?yàn)閿?shù)字化設(shè)計(jì)的概念還是過于抽象，所以會在制造環(huán)節(jié)存有不足之處,需要反復(fù)修改和測試。這會加大成本的耗損，并拉長了產(chǎn)品上市的時間。為此，需要在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行大量且有效的仿真分析與測試，不斷消解設(shè)計(jì)缺陷。
1.2優(yōu)化數(shù)字化設(shè)計(jì)合作
對于所有的設(shè)計(jì)工作者而言，一個產(chǎn)品項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，必須結(jié)合不同小組的特色與優(yōu)勢來進(jìn)行科學(xué)化的分工協(xié)作。唯有這樣，才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的數(shù)字化制造模型，以此提高設(shè)計(jì)和開發(fā)的效率。
1.3減少對實(shí)物模型的依賴
數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，讓設(shè)計(jì)越來越脫離了對實(shí)物模型的依賴，并且可以通過仿真技術(shù)的不斷測試和分析，將設(shè)計(jì)中存在的缺陷盡可能地剔除，從而達(dá)到制作出與設(shè)計(jì)要求最匹配的實(shí)物模型。這將大大縮減產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高設(shè)計(jì)的成功率與效率。
2數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1行業(yè)競爭推動數(shù)字化技術(shù)的普及
隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)越來越希望讓消費(fèi)者具備更多的選擇性。因此應(yīng)用創(chuàng)新和減少故障發(fā)生率，成為優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路。為了降低常見故障的發(fā)生，在設(shè)計(jì)時就必須采取相應(yīng)的改進(jìn)方法，并提前進(jìn)行仿真推演與測試，一旦驗(yàn)證了改進(jìn)方法的有效性，就能將制造與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本納入可控范圍，極大地增強(qiáng)了企業(yè)在同類農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中的競爭力。于是更多的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)為了贏得市場，就會加大在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新投入來獲取消費(fèi)者的認(rèn)可。農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)采用以數(shù)字化技術(shù)為支撐的決策模式，相繼開發(fā)出了知識型數(shù)據(jù)庫，進(jìn)一步加大了整個行業(yè)對數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用程度。
2.2在普及中優(yōu)化了虛擬化現(xiàn)實(shí)技術(shù)
數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的普及和升級，加快了農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)向虛擬化現(xiàn)實(shí)技術(shù)的轉(zhuǎn)化，并通過融入和吸收諸如多媒體與3D圖形新形態(tài)，讓設(shè)計(jì)者在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時擁有了更為真實(shí)的多維體驗(yàn)，也讓用戶能對產(chǎn)品的性能有了更具體的視覺感受，極大地優(yōu)化了產(chǎn)品性能和提高了上市成功的概率。特別對于農(nóng)業(yè)機(jī)械這種相對復(fù)雜的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)意圖與應(yīng)用效果之間會存在很大的差距。虛擬化現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅有效解決了農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)與應(yīng)用兩個環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)無縫對接的難題,而且優(yōu)化了針對農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)周期長、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題的處理辦法，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的產(chǎn)品性能通過模擬性應(yīng)用來進(jìn)行驗(yàn)證，然后再根據(jù)驗(yàn)證情況著手進(jìn)行改進(jìn)。在設(shè)計(jì)目標(biāo)完成后，便可讓目標(biāo)用戶來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行模擬應(yīng)用評估，并從他們口中得到最有效的反饋建議，使產(chǎn)品在上市后就能獲得用戶的極大認(rèn)可。目前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)，首先是借助CAD系統(tǒng)形成模型，再將其導(dǎo)入虛擬環(huán)境中，以此提高設(shè)計(jì)的可視化程度。其次是利用VR-CAD（虛擬現(xiàn)實(shí)-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）系統(tǒng)幫助設(shè)計(jì)者在虛擬化的環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)。但我國在虛擬化技術(shù)層面的研究還處于相對滯后的階段，仍需對更為系統(tǒng)和完善的研究理論與應(yīng)用方案進(jìn)行深入探索。
2.3加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計(jì)的協(xié)同性
農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)既要參與市場競爭，同時又要實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)的協(xié)同合作，以滿足客戶越來越個性化的定制需求。因此協(xié)同化設(shè)計(jì)同樣成為農(nóng)機(jī)企業(yè)生存與發(fā)展的重要經(jīng)營手段，并可能成為整個行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要方向。為了從浩瀚的技術(shù)信息與零件資源中找到有效的資訊，就必須對搜索技術(shù)加以優(yōu)化。比如某個服務(wù)器存儲了上百萬的零件信息，而且還在不斷成級數(shù)增加。農(nóng)機(jī)企業(yè)在進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，就要對需要的零部件的參數(shù)和性能進(jìn)行搜索，并且探討怎樣才能匹配到有效的供應(yīng)商客戶端。隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用影響的不斷擴(kuò)大，設(shè)計(jì)者、供應(yīng)商與制造商之間，必須在設(shè)計(jì)端就要開展深入的協(xié)同合作，才能借助各自的資源與軟件技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)新型農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的不斷升級，并從設(shè)計(jì)和制造兩個環(huán)節(jié)不斷提升產(chǎn)品的國際競爭力和生產(chǎn)效率，并確保達(dá)到最佳的制造品質(zhì)。
3農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新之處
農(nóng)業(yè)機(jī)械本身屬于制造業(yè)的范疇，產(chǎn)品種類齊全且復(fù)雜，優(yōu)勢是國內(nèi)外的市場需求體量非常巨大。近年來，我國企業(yè)將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究與開發(fā)，其力度越來越大。通過引進(jìn)更多的工程技術(shù)和仿真技術(shù)來對產(chǎn)品性能進(jìn)行設(shè)計(jì)和檢測，希望能借此不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能。對今后的研發(fā)趨勢應(yīng)多關(guān)注如下幾個重點(diǎn)。
3.1強(qiáng)化產(chǎn)品的創(chuàng)新思維
以往產(chǎn)品創(chuàng)新只是針對少數(shù)用戶，根據(jù)他們的需求對產(chǎn)品原有技術(shù)做一些優(yōu)化，在局部功能上改善和某些實(shí)用操作上升級，進(jìn)而滿足他們的需求。而今后的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)將更加重視產(chǎn)品的原始創(chuàng)意設(shè)計(jì)，將以克服人們農(nóng)藝作業(yè)上的困難和滿足人們對生產(chǎn)力提升的需求（含潛在的需求）為創(chuàng)新點(diǎn)，通過對某一需求市場的分析，并在得到評估和確認(rèn)后進(jìn)入到技術(shù)層面的匹配性論證，然后對具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的各種難題逐一篩選與解除，進(jìn)而切入到制造環(huán)節(jié)各種元件的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析、供應(yīng)商設(shè)備和配件的優(yōu)選和確認(rèn)，以及更細(xì)化的加工流程的取舍和確認(rèn)。
（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本概念。
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)建模理論，以及相關(guān)的應(yīng)用性工具共同建構(gòu)的仿真性系統(tǒng)應(yīng)用模型，并在一定的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)建立的模型之綜合性檢驗(yàn)的實(shí)用技術(shù)。依照計(jì)算機(jī)設(shè)備的具體類型狀況展開分析，可以將現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)劃分為：模擬仿真、數(shù)字仿真，以及混合仿真三個基本的類型。伴隨著當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的客觀發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)設(shè)備在運(yùn)算速度與運(yùn)算能力方面的提升，建立在數(shù)字化技術(shù)背景下計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，已經(jīng)對傳統(tǒng)模式下的原始仿真技術(shù)模式是實(shí)現(xiàn)了較為完全的實(shí)質(zhì)性替代，這種新式的仿真技術(shù)易于運(yùn)作與修改。計(jì)算精度高且速度快，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為可靠等特征。
（二）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本應(yīng)用流程
第一，對問題進(jìn)行描述。透過開展目標(biāo)問題的描述實(shí)踐，切實(shí)明確計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的對象、目的，以及相關(guān)的基礎(chǔ)性要求，之后依照教學(xué)研究工作的目的和實(shí)踐需求，具體確定計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的規(guī)模特征，以及約制條件。第二，初步建立原始化數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是針對某種特定的事物系統(tǒng)或者是數(shù)量關(guān)系對象，使用規(guī)范化的數(shù)學(xué)語言，實(shí)現(xiàn)對數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的近似化或者是概括化描述目標(biāo)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種基于模型技術(shù)的全新技術(shù)，其模型建構(gòu)的準(zhǔn)確性對仿真檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要影響。第三，建構(gòu)仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。在原有的數(shù)學(xué)模型的建制基礎(chǔ)上，引入計(jì)算機(jī)輔助科學(xué)技術(shù)模塊，對之前已經(jīng)建制完成的模型進(jìn)行有針對性地補(bǔ)充完善，這個過程也可以簡略性地描述為二次建模。第四，開展編程和調(diào)試行為。要將仿真技術(shù)系統(tǒng)前期建制過程中形成的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行具體的編程和相應(yīng)的調(diào)試行為。第五，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)系統(tǒng)，開展之前設(shè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)而得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第六，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證。通過反復(fù)開展仿真實(shí)驗(yàn)，對已經(jīng)建制的模型進(jìn)行驗(yàn)證以及修正，實(shí)現(xiàn)對仿真技術(shù)應(yīng)用模型的預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。
二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在體育學(xué)科實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用
（一）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在當(dāng)代體育學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用。
伴隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)的深化發(fā)展，這項(xiàng)實(shí)踐技術(shù)在理論教學(xué)工作中的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)了對課堂教學(xué)內(nèi)容的豐富，以及對對象學(xué)生群體學(xué)習(xí)興趣的有效激發(fā)，要逐步幫助學(xué)生加強(qiáng)對復(fù)雜知識項(xiàng)目的理解能力，切實(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量實(shí)踐水平的有效提升。與此同時，在現(xiàn)行的體育課程的教學(xué)實(shí)踐過程中，在目前階段，絕大多數(shù)的教師往往都是使用示范的模式來開展對教學(xué)內(nèi)容的講解，但是，伴隨著教師年齡的增長，以及教師在體育運(yùn)動技戰(zhàn)術(shù)水平掌握層面的客觀差別，有時可能很難在教學(xué)訓(xùn)練實(shí)踐中，順利完成對體育運(yùn)動技戰(zhàn)術(shù)知識的講授，以及訓(xùn)練實(shí)踐目標(biāo)，在一定的考量角度上，不利于學(xué)生體育課程學(xué)習(xí)成績的有效提高。在這樣的背景下，我們可以逐步開展可視化仿真技術(shù)，以及多媒體仿真技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐，可以針對具體的體育運(yùn)動項(xiàng)目，制定有針對性的仿真模擬化的運(yùn)動過程技戰(zhàn)術(shù)軟件，之后指令學(xué)生在模擬化的運(yùn)動環(huán)境中開展相應(yīng)的教學(xué)與訓(xùn)練環(huán)節(jié)，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生成績水平的有效提升。
（二）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在開展運(yùn)動訓(xùn)練指導(dǎo)實(shí)踐中的應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)本身具備著極其廣闊的客觀性應(yīng)用范圍，它在較大的程度上，能夠?qū)崿F(xiàn)對某些重要的系統(tǒng)，或者是重要的現(xiàn)象的模擬與仿真實(shí)踐。將系統(tǒng)化的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)化的仿真模型，之后，再依照計(jì)算機(jī)輔助程序獲取到數(shù)學(xué)模型的解，以及相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果，并在科學(xué)的運(yùn)作程序背景下，實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)獲取到的數(shù)據(jù)對象的分析，以及驗(yàn)證目標(biāo)，最大限度地，使用數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)對運(yùn)動員的技戰(zhàn)術(shù)實(shí)踐行為，進(jìn)行科學(xué)化的實(shí)踐指導(dǎo)。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞：三維仿真 城市規(guī)劃 城市仿真技術(shù)
中圖分類號：TU98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
隨著三維建模與可視化技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality—VR)技術(shù)研究的不斷深入開展，當(dāng)前技術(shù)水平已能通過計(jì)算機(jī)整合圖像、聲音、動畫等將三維現(xiàn)實(shí)環(huán)境、物體等模擬成二維形式表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)，再由數(shù)字傳媒通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生猶如身臨其境的交互式視景仿真，并可選擇任何一個角度，觀看任何一個范圍內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)場景。正是由于對身臨其境的真實(shí)感和對超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性追求，以及個人能夠沉浸其中，超越其上進(jìn)出自如交互作用的多維信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用與發(fā)展。
三維仿真技術(shù)的概述
三維仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實(shí)時反映實(shí)體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真環(huán)境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)》，利用地理信息系統(tǒng)、三維空間建模、遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)，以數(shù)字地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)以及三維城市要素模型等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在三維虛擬空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部的規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)方案與區(qū)域景觀的實(shí)時、多方案綜合分析與決策。
二、基本概念和意義
城市三維仿真是城市空間信息在計(jì)算機(jī)環(huán)境中的三維直觀表達(dá)，是數(shù)字城市概念城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域的延伸，同時也是數(shù)字城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。城市三維仿真技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用前景主要有以下幾個方面：
2.1 實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃精細(xì)化管理
實(shí)現(xiàn)從總規(guī)-控規(guī)-修規(guī)以及從項(xiàng)目的初步方案-正式方案-工程許可的全面三維數(shù)字化控制目標(biāo)，在以往基于控規(guī)的規(guī)劃電子政務(wù)管理平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化、深化和優(yōu)化規(guī)劃管理工作，運(yùn)用可視化的圖、表、文一體化界面配置工具，實(shí)現(xiàn)多個展示組件的互動包含：統(tǒng)計(jì)圖、表格、文書、GIS、三維仿真等內(nèi)容的綜合展示模型，使圖表展示工具、規(guī)劃業(yè)務(wù)文書展示工具、GIS展示工具、三維仿真展示工具之間通過配置實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)用和信息傳遞，完成從文到圖、從圖到表、從表到文的圖、表、文關(guān)聯(lián)互動，使各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果融為一體，使城市規(guī)劃管理進(jìn)入精細(xì)化管理階段。
2.2 提高規(guī)劃編制的科學(xué)水平
利用三維數(shù)字模型、GIS等信息化技術(shù)，為規(guī)劃編制過程中的信息采集、指標(biāo)分析、方案決策、成果展示等工作提供高效，直觀，便捷的新方法，實(shí)現(xiàn)控規(guī)編制的技術(shù)方法信息化和過程管理信息化，體現(xiàn)規(guī)劃編制“科學(xué)性”、“過程性”、“動態(tài)性”特點(diǎn)。
2.3 展示現(xiàn)狀及規(guī)劃情況
通過利用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)形成的三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)，將現(xiàn)狀與規(guī)劃成果帶入城市景觀的電腦虛擬環(huán)境中，提供一個逼真的模擬環(huán)境，從而很好地向規(guī)劃管理者和市民展示該地區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況。此外，利用空間信息可視化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分析、查詢大量數(shù)據(jù)信息并以直觀的方式顯示結(jié)果，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶入到可視化空間中，以對各個方面的情況有一個全面的了解。
2.4 提高規(guī)劃項(xiàng)目的管理效率
通過制作項(xiàng)目模型或者提供靜態(tài)的三維效果圖來展示項(xiàng)目的整體規(guī)劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規(guī)劃對象的修改和管理。城市三維仿真技術(shù)可以設(shè)計(jì)一個可操作的三維仿真系統(tǒng)，為開發(fā)機(jī)構(gòu)或城市規(guī)劃單位提供高精度的數(shù)據(jù)服務(wù)和視覺質(zhì)量。在需要修改或增減項(xiàng)目工程的過程中，可以直接導(dǎo)入或更新相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，可以及時做出方案調(diào)整和實(shí)施，提高規(guī)劃項(xiàng)目的整體管理質(zhì)量和效率。
2.5 多樣化的數(shù)據(jù)服務(wù)
利用三維仿真技術(shù)進(jìn)行三維模擬和三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以利用三維仿真系統(tǒng)查詢相對對象的信息資料，為規(guī)劃管理者提供城市單位或部門的信息資料。在重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)中，運(yùn)用城市三維仿真、地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、工作流、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)，以現(xiàn)有的規(guī)劃電子政務(wù)平臺為框架，以分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多數(shù)據(jù)源海量精細(xì)化城市三維仿真數(shù)據(jù)的高效管理和服務(wù)，通過強(qiáng)大的三維仿真，GIS分析和輔助審批功能，為現(xiàn)狀調(diào)查、規(guī)劃編制、項(xiàng)目方案審批、行政決策提供了直觀、高效和科學(xué)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化建筑管理，提升了重慶市規(guī)劃局規(guī)劃管理技術(shù)水平。
三、仿真技術(shù)在重慶市規(guī)劃管理的應(yīng)用
3.1通過建立建筑物及周邊環(huán)境的三維仿真模型，規(guī)劃管理人員可以在三維可視化環(huán)境下觀察和研究建筑物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計(jì)算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等（圖1）。對于規(guī)劃新區(qū)的建筑設(shè)計(jì)方案，由于沒有實(shí)際的周邊環(huán)境，可以用規(guī)劃的周邊環(huán)境來進(jìn)行仿真模擬，還可以通過三維空間環(huán)境下的實(shí)時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進(jìn)行多方案的比較(圖2)。此外，還可以進(jìn)行特定視點(diǎn)的景觀圖生成、空間坐標(biāo)查詢、距離量算、屬性數(shù)據(jù)管理、實(shí)時的規(guī)劃指標(biāo)統(tǒng)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)對建筑方案的全面的審查（圖3）。
（圖1）
（圖2）
（圖3）
3.2 城市景觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用。城市景觀設(shè)計(jì)反映城市的整體風(fēng)貌，城市的整體風(fēng)貌依靠科學(xué)的環(huán)境資源布局來實(shí)現(xiàn)。利用仿真技術(shù)對城市景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)和環(huán)境模擬，可以對城市建筑的空間形態(tài)、建筑形式、城市天際線、城市景觀、城市色彩等多方面進(jìn)行綜合考慮，做出更為準(zhǔn)確的、直觀的設(shè)計(jì)方案。仿真技術(shù)的應(yīng)用有助于城市規(guī)劃管理人員進(jìn)行多功能技能操作，從整體上把握城市空間形態(tài)的展示要點(diǎn)和亮點(diǎn)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出城市的整體風(fēng)貌和城市特色之處。同時，仿真技術(shù)利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)際景觀設(shè)計(jì)的環(huán)境模擬，創(chuàng)造一個實(shí)時反映實(shí)體對象變化與相互作用的三維圖形界面，將設(shè)計(jì)的內(nèi)容和效果展示在大眾面前，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，讓大眾和客戶有一種身臨其境的感受。對于城市規(guī)劃評審、公示、展覽、規(guī)劃項(xiàng)目的宣傳及招商引資等各方面都有著重要的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)效益。（圖4）
（圖4）
3.3城市規(guī)劃需要把握整個城市土地利用的決策動向，就需要對城市土地利用現(xiàn)狀信息資料進(jìn)行完整的把握，所以城市土地利用現(xiàn)狀信息資料尤為重要。規(guī)劃管理人員可以依靠當(dāng)?shù)氐暮娇招l(wèi)星影像、DEM 高程數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，構(gòu)建仿真三維模型，通過三維模型，可以更廣泛的了解和把握整個城市的土地利用范圍、現(xiàn)狀以及城市周邊的概況，對城市的整體信息資料的掌握和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的確定有著重要意義。仿真技術(shù)還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計(jì)算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等，通過三維空間環(huán)境下的實(shí)時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進(jìn)行城市土地利用現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的篩選。
四、小結(jié)
總而言之，三維仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景是廣闊的。我們有理由相信，三維仿真技術(shù)會使城市規(guī)劃的產(chǎn)生一次技術(shù)革新，會極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高規(guī)劃審批的效率和方案設(shè)計(jì)的科學(xué)科學(xué)性，避免了傳統(tǒng)規(guī)劃評審采用大量設(shè)計(jì)文稿的方式，極大提高了設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位和管理單位的溝通效率，協(xié)調(diào)了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現(xiàn)城市的特點(diǎn)，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1] 楊建國，黃玲，高劍鋒.三維仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J]規(guī)劃信息化，2007
【關(guān)鍵詞】城市仿真；應(yīng)用系統(tǒng)；城市規(guī)劃
一、引言
Bill Gates認(rèn)為：“在當(dāng)今世界，一座城市如果不跟蹤最新觀念，將技術(shù)運(yùn)用到極限，明天它就可能成為一座鬼城?！?近年來，伴隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化潮流已是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，建立在城市信息化平臺上的虛擬銀行、虛擬商務(wù)、虛擬政府、虛擬學(xué)校、虛擬影劇院、虛擬旅游、虛擬醫(yī)院等已紛紛出現(xiàn)。由于城市的各個子系統(tǒng)都可以在計(jì)算機(jī)中直觀地發(fā)映出來，從而可以很方便地對城市的物流、人流、信息流進(jìn)行集中而有效的控制和管理。所以，如何利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代城市本身的數(shù)字化，是城市管理者、規(guī)劃部門、企業(yè)、城市居民所共同關(guān)心的問題，而城市仿真技術(shù)作為數(shù)字城市的支撐技術(shù)之一，也成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
二、城市仿真技術(shù)簡介
2.1什么是城市仿真
城市仿真(Urban Simulation)對大多數(shù)人來說，還是一個比較陌生的概念。簡單來說，“城市仿真”就是將“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)應(yīng)用在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。近幾年，城市仿真在國內(nèi)外已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用，其前所未有的人機(jī)交互性、真實(shí)建筑空間感、大面積三維地形仿真等特性，都是傳統(tǒng)方式所無法比擬的。
2.2與傳統(tǒng)方法的比較
傳統(tǒng)的規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方法基本包括以下4種：人工手繪、建筑微縮模型、建筑效果圖和三維動畫。其中，人工手繪（或非真實(shí)渲染-NPR）只是偶爾作為點(diǎn)綴用在早期的概念設(shè)計(jì)中。建筑效果圖、三維動畫、建筑微縮模型是目前廣泛采用的三種方式。由于其市場的成熟，單做其中某一個或幾個方面即可支撐一個中型公司(100人以下)的發(fā)展。
這三種方法雖然流行，但它們各自的不足還是很明顯的。制作建筑微縮模型需要經(jīng)過大比例尺縮小，因此只能獲得建筑的鳥瞰形象，無法以正常人的視角來感受建筑空間，無法獲得在未來建筑中人的真正感受；常用的效果圖表現(xiàn)也只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗(yàn)；三維動畫雖然有較強(qiáng)的動態(tài)三維表現(xiàn)力，但不具備實(shí)時的交互性，人是被動的，而且對方案的修改以及觀察路線的變化需要重新計(jì)算，幾天甚至幾周后才能看到結(jié)果。
而在城市仿真應(yīng)用中，人們能夠在一個虛擬的三維環(huán)境中，用動態(tài)交互的方式對未來的建筑或城區(qū)進(jìn)行身臨其境的全方位的審視：可以從任意角度、距離和精細(xì)程度觀察場景；可以選擇并自由切換多種運(yùn)動模式，如：行走、駕駛、飛翔等，并可以自由控制瀏覽的路線。而且，在漫游過程中，還可以實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案、多種環(huán)境效果的實(shí)時切換比較。這是傳統(tǒng)的建筑效果圖和預(yù)渲染回放的三維動畫所無法達(dá)到的。
2.3城市仿真技術(shù)的重點(diǎn)
1、在一定軟硬件的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場景
在城市仿真中，場景的真實(shí)感是最為關(guān)鍵的一個因素。而如前面已提到過的，由于實(shí)時三維渲染的要求及硬件顯示能力的限制，場景的復(fù)雜程度不能太高。同時，由于實(shí)時仿真技術(shù)的限制，一些比較費(fèi)時的渲染選項(xiàng)，如動態(tài)陰影、Bump map等實(shí)現(xiàn)起來還有一定困難。這些都會直接影響場景的真實(shí)感。
在硬件渲染能力的限制下，為創(chuàng)建盡可能真實(shí)的場景，一方面需要發(fā)掘各種軟件的功能，進(jìn)行優(yōu)化組合；另一方面，要發(fā)展更為高級的算法，如程序幾何（Procedural Geometry）和分形算法（Fractal Mathematics）。
但“發(fā)展算法”不是一件簡單的事，非個人所能為，只能是由某家公司開發(fā)出相應(yīng)的軟件，我們再來應(yīng)用。所以，從一般的制作者而言，要創(chuàng)建真實(shí)場景還是在于充分利用各種已存在的軟件工具。從實(shí)際的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)來看，主要有以下幾種軟件：
l
實(shí)時三維模型創(chuàng)建軟件：Multigen Creator；
l
紋理處理軟件：Photoshop
l
實(shí)時場景管理/驅(qū)動軟件：Vega
l
輔助軟件：
建模方面可以用3DsMax/Maya輔助，Maya有免費(fèi)的flt文件(Multigen Creator格式文件)輸入/輸出插件，3DsMax則要通過Okino Polytrans軟件來進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；
在三維紋理貼圖方面，可用DeepPaint 3D和Deep UV輔助；
在燈光效果貼圖方面，可用Lightscape；
AutoCAD用于接收用戶原始DWG文件，預(yù)覽并輸出DXF。
在項(xiàng)目之初，就要詳細(xì)規(guī)劃、分配任務(wù)，根據(jù)任務(wù)思考如何充分利用上述各種軟件達(dá)到最終效果。除了從這幾個方面著手以外，我們所能期待的就只能是計(jì)算機(jī)硬件顯卡能力的迅速提高了。
2、在三維漫游的基礎(chǔ)之上，開拓新功能
不滿足于僅僅簡單的三維場景漫游，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行人機(jī)互動效果的開發(fā)，并和用戶應(yīng)用緊密結(jié)合，如在Vega/VC下開發(fā)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)擊查詢、三維/二維結(jié)合、多媒體結(jié)合、3D GIS(地理信息系統(tǒng))等。 三、城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)與城市規(guī)劃
由于城市規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。從總體規(guī)劃到城市設(shè)計(jì)，在規(guī)劃的各個階段，通過對現(xiàn)狀和未來的描繪（身臨其境的城市感受、實(shí)時景觀分析、建筑高度控制、多方案城市空間比較等），為改善人居生活環(huán)境，以及形成各具特色的城市風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的支持。規(guī)劃決策者、規(guī)劃設(shè)計(jì)者、城市建設(shè)管理者以及公眾，在城市規(guī)劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規(guī)劃最終成功的前提。城市仿真技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用城市仿真技術(shù)建立的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員及公眾在一個統(tǒng)一的平臺上，可從任意角度，實(shí)時互動真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達(dá)到的。
3.1城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用范圍
城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案評估、領(lǐng)導(dǎo)決策、規(guī)劃審批、市民公示、宣傳展示及招商等各方面。
3.2城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)
l
仿真的虛擬環(huán)境:
類似于時下流行的三維動畫，同樣是通過強(qiáng)大的三維建模技術(shù)建立逼真的三維場景，對規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。但是城市仿真技術(shù)建立的虛擬環(huán)境是由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)；而傳統(tǒng)動畫的三維場景則是由動畫制作人員根據(jù)資料或想象繪制而成，與真實(shí)的環(huán)境和數(shù)據(jù)有較大的差距，嚴(yán)格意義上來說屬于一種演示作品。
l
多方式、運(yùn)動中感受城市空間：
在城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)中，可以全方位，多種樣式（步行、驅(qū)車、飛行、UFO等），完全由用戶自由控制在場景中漫游。城市仿真技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動畫最根本的區(qū)別就是：傳統(tǒng)動畫的觀察路徑都是預(yù)先設(shè)定好的，用戶只能按照事先設(shè)定的路徑瀏覽場景；而城市仿真技術(shù)可以由用戶在三維場景中任意漫游，人機(jī)交互，甚至還可以使用專用的頭盔把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生一種身臨其境的錯覺。這樣一來，很多不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評估質(zhì)量。
l
實(shí)時多方案比較：
運(yùn)用城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意的進(jìn)行修改，改變建筑高度，改變建筑外立面的材質(zhì)、顏色，改變綠化密度，……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要象傳統(tǒng)三維動畫那樣，每做一次修改都需要對場景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖通過城市仿真技術(shù)實(shí)時的反映出來，用戶可以做出很全面的對比，并且城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調(diào)整，輔助用戶作出決定。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。
l
三維空間信息交流：
城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的沉浸感和互動性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口與GIS信息相結(jié)合，從而可以在實(shí)時的虛擬環(huán)境中隨時獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報(bào)批、管理等需要。此外，城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)還可以與網(wǎng)絡(luò)信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對三維空間數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程操作。
3.3城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的功用
一套完善的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)能夠很好的展示城市規(guī)劃、宣傳城市建設(shè)、提升城市形象。系統(tǒng)根據(jù)城市的當(dāng)前狀況和對城市的未來規(guī)劃，將城市的過去、現(xiàn)在和將來任意時間的情況展示在規(guī)劃設(shè)計(jì)者、政府決策者、投資開發(fā)者和普通市民面前。系統(tǒng)首先根據(jù)城市的當(dāng)前狀況和對城市的規(guī)劃資料完成城市的設(shè)計(jì)，然后該系統(tǒng)的交互控制軟件可以幫助使用者從不同角度遍歷城市的各個部分，幫助有關(guān)人員作出決策。
提高項(xiàng)目管理能力和效率
規(guī)劃部門使用城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，可以使方案評估更為準(zhǔn)確、公正和快捷。另外，如果系統(tǒng)中需要增加新的項(xiàng)目，或其中的項(xiàng)目遇到方案修改，可以隨時導(dǎo)入或更新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并且可供日后存檔，極大地方便了政府規(guī)劃管理部門的管理工作，提高了效率，節(jié)省了成本。
提高公眾參與度和部門協(xié)同作業(yè)
由于城市仿真技術(shù)打破了專業(yè)人士和非專業(yè)人士之間的溝通障礙，使得各部門能夠在統(tǒng)一的城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)平臺下進(jìn)行交流，能更好的理解設(shè)計(jì)方的思路和各方的意見，能更快的找到問題、達(dá)成共識和解決一些設(shè)計(jì)中存在的缺陷。
提高方案設(shè)計(jì)和修正的效率
通過城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，改變用地布局，改變建筑高度，改變綠化密度，改變外立面的顏色……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)就可以輕松實(shí)現(xiàn)，大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量。
提高展示和城市形象宣傳的效果
城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)的沉浸感和交互性不但能夠讓用戶獲得身臨其境的體驗(yàn)，同時還能隨時獲取項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)資料。對于公眾關(guān)心的大型規(guī)劃項(xiàng)目，在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)過程中，城市仿真應(yīng)用系統(tǒng)可以將現(xiàn)有的方案導(dǎo)出為視頻文件用來制作多媒體資料予以一定程度的公示，讓公眾真正的參與到項(xiàng)目中來。當(dāng)項(xiàng)目方案最終確定后，也可以通過視頻輸出制作多媒體宣傳片，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的宣傳展示效果。
四、結(jié)語
