生产实训全场景仿真技术研究

论文摘要

随着计算机科学技术的日益成熟,且与其它学科的关系同益紧密,使仿真技术在科学研究、虚拟培训等方面得到广泛关注和应用,其中,场景化、智能化、高交互、与外部文件数据相关联的开放式的仿真实训平台软件更是以其出色的性价比成为研究的热点。仿真技术在化学、生物学、医药学等许多领域发挥着越来越重要的作用。为了解决高等职业技术教育和企业技术人员培训中面临的困境,迫切需要开发一套全场景、高交互、开放式的仿真实训软件。目前,有关啤酒生产仿真实训软件大多是模拟某个单元操作、或单个设备模型,缺乏开放式、全场景性的仿真实训平台,在这种情况下,我们根据啤酒生产的实际条件和过程,成功构建了包含工艺全过程的、以人员培训、知识学习等为目的的模拟实训软件,可使实训不受外界条件限制,多次重复操作,节省时间。这正是本课题的研究意义所在。在对啤酒生产过程及仿真技术的理论研究和实验的基础上,以Flash 8.0为开发工具,利用ActionScript 2.0编程技术,构建了啤酒生产线全场景仿真实训软件。介绍了参数化设计思想,讨论了主要构建方法,包括利用Flash与XML通信技术构建控制菜单,多个SWF文件之间数据传递,温度的多变量控制,与外部TXT文件通信技术,信息跟踪及实时信息反馈等。所构建的仿真生产线适用于职业技术教育和技术人员培训,并实现了良好的培训效果。所开发的全场景的啤酒生产仿真实训平台,具有逼真场景,可对实训过程进行完整展现,在实训平台上,使用者可以完成预定的实训项目,即按真实设备操作过程进行各种模拟操作。同时,具有高交互性能、全场景性、智能化,此外,本软件的开放式的设计模式增强了软件的可扩展功能,可以加深用户对实训过程及相应的理论知识的掌握和理解,这对于高等职业技术教育和企业技术人员培训具有较大的推广应用价值。综上所述,此课题具有较大的研究价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 本课题的研究背景、意义
• 1.2 仿真技术
• 1.2.1 仿真技术的概念、分类
• 1.2.2 仿真技术的原理
• 1.2.3 仿真技术的发展
• 1.2.4 仿真技术的特点
• 1.3 计算机仿真软件的发展现状
• 1.3.1 仿真软件的发展
• 1.3.2 国外仿真软件的现状
• 1.3.3 国内仿真软件的现状
• 1.4 仿真技术的应用
• 1.4.1 传统培训模式的局限性
• 1.4.2 虚拟培训系统的优越性
• 1.4.3 虚拟仿真技术与职业技术培训的结合
• 1.4.4 仿真技术在生产、制造业中的应用
• 1.5 虚拟生产线的发展现状
• 1.5.1 虚拟生产线的概念
• 1.5.2 虚拟生产线基本框架
• 1.5.3 虚拟生产线提供的功能
• 1.5.4 虚拟生产线的应用价值
• 1.6 本课题完成的软件的特点和实现的功能
• 1.7 本课题需要解决的关键问题
• 1.8 小结
• 2 仿真实训软件开发的工作基础
• 2.1 仿真生产实训软件的需求分析
• 2.1.1 开发前提及面向对象分析
• 2.1.2 仿真啤酒实训软件的现状及需求
• 2.2 实训软件的实现技术讨论
• 2.2.1 仿真实训平台的架构模式
• 2.2.2 实训软件的实现技术对比
• 2.2.3 Flash技术简述
• 2.2.4 XML技术简述
• 2.3 构建类型、设计模式和开发技术的选择
• 2.4 实现环境说明
• 2.4.1 开发技术支持系统
• 2.4.2 技术支持系统
• 2.4.3 应用技术支持系统
• 2.4.4 开发工具
• 2.5 小结
• 3 啤酒生产实训全场景仿真软件的构建过程与关键技术讨论
• 3.1 总体设计思想
• 3.1.1 总体框架
• 3.1.2 软件的参数化设计思想
• 3.1.3 基于参数化设计的技术原理
• 3.2 啤酒生产工艺简介和理论讨论
• 3.3 键盘控制场景移动和缩放
• 3.4 场景与虚拟设备的构建
• 3.4.1 建模的总体布局
• 3.4.2 建模方法
• 3.5 通过 Flash文件和 XML文件之间的通信来实现建立过程控制菜单
• 3.5.1 将相关数据存储于 XML文件
• 3.5.2 加载、解析并读取 XML文件中的数据、传递到处理函数
• 3.5.3 XML文件中的数据绑定到组件
• 3.6 通过 XML实现操作信息跟踪功能
• 3.7 定义菜单项对应的命名函数并设置参数
• 3.8 温度控制柜控制温度的实现方法
• 3.8.1 设备操作温度的多变量控制
• 3.8.2 工作时仪表实时动态显示数据的实现方法
• 3.9 不同SWF文件之间的通信—实现操作顺序的控制
• 3.10 信息管理系统
• 3.10.1 选择数据的弹出窗口的实现方法
• 3.10.2 虚拟计时系统的设置方法
• 3.11 灌装系统
• 3.12 随机测试的实现方法
• 3.12.1 建立外部 TXT文件
• 3.12.2 用随机函数和radioButton组件来实现随机测试
• 3.13 仿真软件的开放式设计与实现及其优点
• 3.14 小结
• 4 仿真实训软件的测试、评价与应用
• 4.1 测试
• 4.1.1 传播
• 4.1.2 试用
• 4.2 评价
• 4.3 应用
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢