虛擬仿真解決方案精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真解決方案范文

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［4］SMITH J E, NAIR R.虛擬機［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

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第2篇：虛擬仿真解決方案范文

關(guān)鍵詞:電子商務(wù);仿真式教學(xué);場景設(shè)計;教學(xué)過程

中圖分類號:G642.4

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:16723198(2009)20021901

1電子商務(wù)教學(xué)現(xiàn)狀分析

雖然電子商務(wù)專業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)很多年,但時至今日電子商務(wù)專業(yè)也沒能形成一個完善的、系統(tǒng)的專業(yè)理論體系,在電子商務(wù)專業(yè)的教學(xué)上存在諸多問題, 主要有以下幾個方面:

1.1師資問題

目前從事電子商務(wù)教學(xué)的教師是從計算機類及經(jīng)濟管理類教師中抽調(diào)而來,他們的知識只局限于本專業(yè), 不夠系統(tǒng)、不夠深入、也不夠?qū)嵱?。另外教師本身很少參與企業(yè)的實際運作, 缺乏電子商務(wù)實戰(zhàn)經(jīng)驗,這樣他們在講解電子商務(wù)課程時只能局限于本專業(yè)的部分而不能兼?zhèn)?難以滿足培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型電子商務(wù)人才的需要。

1. 2課程設(shè)置問題

電子商務(wù)專業(yè)的課程設(shè)置隨意性很大,究其原因是缺乏對電子商務(wù)實際應(yīng)用的理解。在專業(yè)課程設(shè)置時只是將相關(guān)技術(shù)和商務(wù)方面的課程進行簡單堆砌,而不能做到真正整合。

1.3系統(tǒng)務(wù)實訓(xùn)練問題

電子商務(wù)專業(yè)的理論性和實踐性都很強,其培養(yǎng)的是既懂商務(wù)又懂技術(shù),理論和實踐緊密結(jié)合的復(fù)合型人才。 雖然現(xiàn)在加大了實訓(xùn)教學(xué)力度,但這些實訓(xùn)多數(shù)是以課程為中心,將某一崗位所需技能按所學(xué)課程分割進行的。 這種方式缺乏把專業(yè)所需的知識和能力按職業(yè)崗位組織起來的“供應(yīng)鏈”式的整合。

2仿真式教學(xué)在電子商務(wù)教學(xué)中的重要性

電子商務(wù)專業(yè)課程設(shè)置的原則是按職業(yè)崗位“供應(yīng)鏈”模式來進行專業(yè)所需知識與技能的整合。實訓(xùn)教學(xué)尤其要按照這一原則開展。 電子商務(wù)仿真式教學(xué)則是按“供應(yīng)鏈”模式來組織實訓(xùn)教學(xué)的最好方法。

進行電子商務(wù)仿真式教學(xué),要求學(xué)生掌握有關(guān)基本知識和基本分析技術(shù),教師根據(jù)教學(xué)目的和內(nèi)容要求,進行策劃并供虛擬仿真場景,這種仿真場景可以為學(xué)生提供一種開放的、主動的、發(fā)現(xiàn)的、探索的學(xué)習(xí)環(huán)境,學(xué)生通過觀察實際電子商務(wù)流程、模擬參與商務(wù)活動和模擬仿真情景分析等活動來加深對理論知識的理解,以達到深化的目的。仿真式教學(xué)能夠促進學(xué)生將所學(xué)理論知識向?qū)嵺`技能轉(zhuǎn)化,使理論知識與實踐應(yīng)用進行有機結(jié)合,擴大學(xué)生的知識領(lǐng)域,提高學(xué)生適應(yīng)商業(yè)活動的能力。

3電子商務(wù)仿真式教學(xué)的特點和分類

在進行電子商務(wù)仿真式教學(xué)時,可以將教學(xué)現(xiàn)場布局成企業(yè)的辦公場所,使學(xué)生置身于電子商務(wù)企業(yè)的真實環(huán)境中。采用“供應(yīng)鏈”模式,將企業(yè)的各部門或各職能崗位有機地結(jié)合在一起,學(xué)生在業(yè)務(wù)流程的各個環(huán)節(jié)中依次以不同的角色進行業(yè)務(wù)操作,使學(xué)生體會自己在業(yè)務(wù)流程中的位置和應(yīng)負(fù)的責(zé)任。

根據(jù)訪真的內(nèi)容,可將電子商務(wù)仿真式教學(xué)分為以下三類:

(1)模擬仿真教學(xué):仿真當(dāng)前企業(yè)真實的業(yè)務(wù)處理模式,教師在設(shè)計仿真場景時給出電子商務(wù)活動的情景描述和解決問題的全過程,包括電子商務(wù)活動的狀況及問題、解決方法和措施、經(jīng)驗或教訓(xùn)的評估等。在模擬仿真演練中,學(xué)生以不同的身份去進行實戰(zhàn)性的練習(xí)。

(2)開發(fā)型仿真教學(xué):仿真當(dāng)前企業(yè)電子商務(wù)業(yè)務(wù)流程中某一環(huán)節(jié),教師在設(shè)計時只給出情況介紹并指明問題所在,但不給出問題的解決方案。要求學(xué)生分析、思考和討論,找出問題成因,進而提出解決方案。開發(fā)型仿真要求學(xué)生有電子商務(wù)的整體概念,能夠剖析電子商務(wù)流程的各個環(huán)節(jié),能夠在實踐中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

(3)創(chuàng)業(yè)型仿真教學(xué):教師在設(shè)計場景時只提供電子商務(wù)活動的相關(guān)背景材料及其發(fā)展趨勢等。啟發(fā)學(xué)生從中尋找存在的問題及相關(guān)影響因素,并對商務(wù)活動的發(fā)展作出判定,從中尋找到商機。創(chuàng)業(yè)型仿真重在“創(chuàng)業(yè)”,要求學(xué)生給出電子商務(wù)流程各個環(huán)節(jié)的解決方案,并要求學(xué)生能將其實施和運營。

4仿真式教學(xué)課堂教學(xué)的一般過程

仿真式教學(xué)法要重視學(xué)生對教材內(nèi)容的學(xué)習(xí),教師必須熟悉教材內(nèi)容,方能設(shè)計出適當(dāng)?shù)姆抡鎴鼍?。在設(shè)計場景時將主要概念和所設(shè)計的場景緊密聯(lián)系,將內(nèi)容與過程充分整合,并引導(dǎo)學(xué)生從中探索、發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用所學(xué)知識。

4.1仿真場景設(shè)計

教師在仿真場景設(shè)計時必須明確場景設(shè)計的目的, 學(xué)生要通過實際參與來體會自己將來在工作中可能遇到的問題。 教師在設(shè)計時必須提供足夠的信息來引發(fā)學(xué)生主動參與并分析討論。 教師所設(shè)計的仿真場景要與課程內(nèi)容緊密結(jié)合,既要體現(xiàn)課程的重要概念,又要有適度復(fù)雜性,能夠反映真實社會的場景。

4.2電子商務(wù)仿真式教學(xué)的組織方式

一般來說,電子商務(wù)仿真式教學(xué)課堂教學(xué)過程如下:

引導(dǎo)學(xué)生進入仿真場景:在這一階段,學(xué)生應(yīng)快速了解整個場景,對場景中所給信息獲得感性認(rèn)識,并從中發(fā)現(xiàn)有用的材料,了解事件的前因后果,然后發(fā)現(xiàn)問題。

引導(dǎo)學(xué)生確定重點并提出問題:在這一階段要引導(dǎo)學(xué)生找出場景中的關(guān)鍵事實,主動分析、思考,尋找解決方案。

引導(dǎo)學(xué)生進行場景討論并得出結(jié)論:在這一階段,學(xué)生要圍繞所確定的問題查找各種資料并進行全面分析,在得到初步解決方案后,再進行討論并得出結(jié)論。

教師對場景分析進行總結(jié):在這一階段,教師要注重引導(dǎo)學(xué)生進行發(fā)散思維,將問題引向深入,并注意不要輕易否定學(xué)生的解決方案。

4.3教師在電子商務(wù)仿真式教學(xué)中的地位與作用

由于電子商務(wù)仿真式教學(xué)是一種不同于傳統(tǒng)的教學(xué)形式, 教師在教學(xué)中的地位與作用顯得尤為重要。 教師在仿真式教學(xué)過程中需要很好地引導(dǎo)和協(xié)調(diào), 并且控制仿真流程的進度, 調(diào)節(jié)課堂的氣氛,從而使整個教學(xué)活動成為一個有機的整體。

教師在進行仿真式教學(xué)前, 要充分了解學(xué)生目前的知識體系, 對于學(xué)生沒有接觸過而在仿真場景分析時需要用到的基礎(chǔ)知識及分析技巧加以補充。 只有學(xué)生掌握了基本的理論知識及分析技巧后再進行仿真實踐,才有可能取得較好的學(xué)習(xí)效果。

電子商務(wù)的理論一直處在不斷地發(fā)展中,這就要求教師不斷追蹤,不斷尋找新的資源。 在進行仿真式教學(xué)前, 教師要充分做好資料收集和準(zhǔn)備, 并設(shè)計好整個流程, 以確保教學(xué) 過程有序進行。在仿真教學(xué)過程中,教師要正確調(diào)動及引導(dǎo)學(xué)生, 并在流程的各個環(huán)節(jié)對相關(guān)理論進行點提, 對學(xué)生的方案進行點評。

第3篇：虛擬仿真解決方案范文

關(guān)鍵詞：企業(yè)數(shù)字化發(fā)展

1時代背景

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)字化已成為企業(yè)的寶貴資產(chǎn)。從國家政策層面上看，我國已經(jīng)有多個文件涉及企業(yè)數(shù)字化的進程。而在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)，早已提出了加快數(shù)字化進程的相關(guān)計劃。領(lǐng)先一步的企業(yè)，在數(shù)字化問題上已經(jīng)成為傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化企業(yè)的先鋒。企業(yè)應(yīng)該從四個方面重點推進數(shù)字化進程：①自上而下推行企業(yè)數(shù)字文化；②分階段向數(shù)字化轉(zhuǎn)型；③創(chuàng)新基于企業(yè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的商業(yè)模式；④構(gòu)建以客戶為中心的敏捷數(shù)字化供應(yīng)鏈體系。

2我國制造型企業(yè)現(xiàn)狀

我國制造型企業(yè)采用傳統(tǒng)研發(fā)模式，普遍存在以下問題：（1）設(shè)計和工藝部門沒有統(tǒng)一的三維設(shè)計工具，導(dǎo)致設(shè)計數(shù)據(jù)類型繁多，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互非常困難；（2）缺乏統(tǒng)一的三維設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，不利于數(shù)據(jù)的管理和交流，工作效率較低；（3）沒有規(guī)范的產(chǎn)品生命周期管理，缺乏有效的知識和信息管理平臺，產(chǎn)品開發(fā)流程不完善，數(shù)據(jù)安全得不到有效保證，缺乏有效的設(shè)計任務(wù)規(guī)劃、分配和評審環(huán)節(jié)；（4）沒有工藝仿真驗證，工藝的合理性及優(yōu)化裝配路線等只有在實物加工時或加工后才能得到驗證；（5）沒有虛擬仿真環(huán)節(jié)，物理驗證消耗成本大，很多質(zhì)量問題無法提前預(yù)見，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致批量召回。

3西門子數(shù)字化企業(yè)集成解決方案

所謂數(shù)字化企業(yè)，是指那些由于使用數(shù)字技術(shù)，改變并極大拓寬自身戰(zhàn)略選擇的企業(yè)。數(shù)字化企業(yè)具有自身的戰(zhàn)略特點，建立了一種企業(yè)模式，能夠以新的方式創(chuàng)造并捕捉利潤，建立新的、強大的客戶和員工價值理念。更重要的是，數(shù)字化企業(yè)應(yīng)當(dāng)具有獨特性。我國工業(yè)全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成必然趨勢,借鑒西門子數(shù)字化企業(yè)集成解決方案，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了技術(shù)上的先決條件。在離散工業(yè)和過程工業(yè)的各個領(lǐng)域，西門子正攜手客戶推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。無論企業(yè)何種規(guī)模，何種行業(yè)，落地工業(yè)4.0的時機已經(jīng)成熟。西門子是全球領(lǐng)先的技術(shù)企業(yè)，170年來不斷致力于卓越的工程技術(shù)、創(chuàng)新、品質(zhì)、可靠和國際化發(fā)展。西門子業(yè)務(wù)遍及全球，專注于電氣化、自動化和數(shù)字化領(lǐng)域。作為世界最大的高效能源和資源節(jié)約型技術(shù)供應(yīng)商之一，西門子在高效發(fā)電和輸電解決方案、基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，以及工業(yè)自動化、驅(qū)動和軟件解決方案等領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。西門子還是影像診斷設(shè)備，如計算機斷層掃描和磁共振成像系統(tǒng)，以及實驗室診斷和臨床信息技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先的供應(yīng)商。西門子作為全球數(shù)字化頂級供應(yīng)商，其數(shù)字創(chuàng)新平臺能為數(shù)字化企業(yè)在軟件方面奠定基礎(chǔ)。這一平臺可以在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)運營等方面培養(yǎng)持續(xù)的創(chuàng)造力。西門子數(shù)字化企業(yè)集成解決方案支持企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施直至服務(wù)的各個環(huán)節(jié)打造一致、無縫的數(shù)據(jù)平臺，形成基于模型的虛擬企業(yè)和基于自動化技術(shù)的現(xiàn)實企業(yè)鏡像。西門子形象地稱之為數(shù)字化雙胞胎，完整真實地再現(xiàn)整個企業(yè)，從而幫助企業(yè)在實際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產(chǎn)過程中也可以同步優(yōu)化整個流程，最終實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)，并快速創(chuàng)新上市，鍛造企業(yè)的持久競爭力。西門子持續(xù)將新組織和新技術(shù)高效地融入其行業(yè)領(lǐng)先的數(shù)字化企業(yè)軟件套件中，幫助企業(yè)為產(chǎn)品和生產(chǎn)線創(chuàng)造全面、精確的數(shù)字化雙胞胎，占據(jù)行業(yè)優(yōu)勢。

4數(shù)字化企業(yè)發(fā)展路徑

總結(jié)我國制造企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時的經(jīng)驗，一般會經(jīng)歷設(shè)計數(shù)字化、裝配數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化、管理數(shù)字化幾個階段，最終實現(xiàn)數(shù)字化智能工廠。鑒于我國制造業(yè)現(xiàn)狀，推薦按以下路徑進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型：（1）逐步引入西門子數(shù)字化企業(yè)軟件套件，應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)的各個階段，并制定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；（2）將產(chǎn)品三維模型打造為傳遞下游生產(chǎn)活動所需詳細(xì)信息的恰當(dāng)載體，企業(yè)所有部門和團隊都使用三維模型作為信息傳遞途徑；（3）將所有流程數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)生命周期管理軟件進行管理，確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，將虛擬仿真過程提前；（4）在數(shù)字化制造技術(shù)的幫助下，設(shè)計和工藝人員在生產(chǎn)生命周期管理統(tǒng)一的虛擬平臺上進行產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、仿真與模擬驗證；（5）引入本地化技術(shù)支持，貼合企業(yè)實際需求，進行知識庫定制、模板制作、工藝流程定制及二次開發(fā)等。西門子數(shù)字化產(chǎn)品套件支持制造企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)全過程，但是企業(yè)的需求遠(yuǎn)不止于此，如何更好地將數(shù)字化軟件與企業(yè)當(dāng)前的需求結(jié)合起來，進行流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的協(xié)同開發(fā)，這才是重點。針對企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中所面臨的難題和痛點，進行深入剖析，提出立足企業(yè)現(xiàn)狀、基于西門子工業(yè)軟件產(chǎn)品的效率倍增數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)。效率倍增指基于西門子軟件平臺的深度數(shù)字化應(yīng)用服務(wù)，結(jié)合用戶企業(yè)產(chǎn)品的特點和需求，幫助用戶實現(xiàn)真正基于三維的研發(fā)，建立真正的虛擬數(shù)字研發(fā)流程體系和數(shù)據(jù)包規(guī)范。效率倍增的核心是根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)流程和產(chǎn)品特點，基于MBD（ModelBasedDefinition）規(guī)范，構(gòu)建企業(yè)級模型產(chǎn)品知識體系，對市場和客戶需求、生產(chǎn)過程中的信息進行數(shù)據(jù)化處理，成為可統(tǒng)計、可計算、可分析的數(shù)據(jù)。同時對制造環(huán)節(jié)實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)化，與信息數(shù)據(jù)對稱，逐步取代人在制造過程中的重復(fù)性工作，幫助企業(yè)實現(xiàn)敏捷、精準(zhǔn)的設(shè)計制造。最終建立以數(shù)字化模型為基礎(chǔ)、以數(shù)字化流程為效率、以物料清單為核心、以上下游協(xié)同為關(guān)鍵的制造全過程。按企業(yè)的業(yè)務(wù)場景，具體分為以下版塊：基于MBD的快速研發(fā)設(shè)計、基于MBD知識工程的工程設(shè)計、基于MBD的仿真行業(yè)應(yīng)用、基于MBD的工裝仿真設(shè)計、基于MBD的模具快速設(shè)計、基于MBD的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計、基于MBD的工藝仿真優(yōu)化、基于MBD的制造規(guī)劃設(shè)計、基于MBD的質(zhì)量規(guī)劃工程、面向企業(yè)的增材制造應(yīng)用、面向企業(yè)的數(shù)字化服務(wù)。

5基于MBD的設(shè)計工藝一體化解決方案

MBD指用集成的三維實體模型來完整表達產(chǎn)品定義信息，詳細(xì)規(guī)定三維實體模型中產(chǎn)品尺寸、公差的標(biāo)注規(guī)則和工藝信息的表達方法。MBD使三維實體模型成為生產(chǎn)制造過程中的唯一依據(jù)，改變了傳統(tǒng)以二維工程圖紙為主、以三維實體模型為輔的制造方法，使集成化的三維數(shù)字化實體模型成為生產(chǎn)過程中的主要依據(jù)，對數(shù)據(jù)管理及設(shè)計下游的活動，包括工藝規(guī)劃、車間生產(chǎn)等產(chǎn)生重大影響。應(yīng)用基于MBD的設(shè)計工藝一體化解決方案，企業(yè)逐漸實現(xiàn)三維數(shù)字化產(chǎn)品定義、三維數(shù)字化工藝開發(fā)和三維數(shù)字化數(shù)據(jù)應(yīng)用，形成一個完整且基于MBD的三維數(shù)字化設(shè)計、工藝、制造技術(shù)應(yīng)用體系。

5.1汽輪機公司

某汽輪機公司作為機械工業(yè)100強和全國三大汽輪機制造基地之一，現(xiàn)有總資產(chǎn)逾120億元和7000余名員工，專業(yè)技術(shù)人員2500余名，中高級人員占48%，主要生產(chǎn)設(shè)備2500余臺，其中大、精、稀設(shè)備和數(shù)控機床500余臺。經(jīng)過40年的建設(shè)發(fā)展，該公司現(xiàn)已具備了各等級火電汽輪機、核電汽輪機開發(fā)研制和批量生產(chǎn)的綜合實力。自建立以來，公司已累計生產(chǎn)各種類型機組660余臺，國內(nèi)市場占有率超過25%，產(chǎn)品遍及全國各地，并出口馬來西亞、印度尼西亞、伊朗、孟加拉國、巴基斯坦等國，產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平和使用性能均受到國內(nèi)外用戶的普遍好評。該公司在數(shù)字化制造方面起步較早，已經(jīng)在部分車間成功實現(xiàn)了數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)的工作。盡管如此，在數(shù)字化制造方面還存在很多問題，目前比較突出的問題表現(xiàn)如下：（1）設(shè)計平臺不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)交換困難，很難實現(xiàn)協(xié)同辦公，重復(fù)工作量大；（2）技術(shù)準(zhǔn)備流程較長，工作流程幾乎為單線條模式，設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞到工藝、采購、生產(chǎn)等部門的流程長；（3）零件三維模型重用性差，同一個零件，設(shè)計部門要建模，工藝部門要建模，重復(fù)勞動量較大。針對該公司在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中存在的比較突出的問題，對葉片譜系歸納總結(jié)，梳理葉片工程設(shè)計業(yè)務(wù)流程，建立葉片參數(shù)化要素庫，實現(xiàn)模塊化驅(qū)動，為葉片智能快速設(shè)計做好準(zhǔn)備。開發(fā)葉片知識設(shè)計平臺，實現(xiàn)葉片的自動創(chuàng)建、智能編輯等設(shè)計工作，極大地提高了葉片設(shè)計的工作效率。具體實施效果如下：（1）統(tǒng)一了軟件平臺，使數(shù)據(jù)溝通沒有障礙；（2）建立完整的葉片三維設(shè)計規(guī)范，規(guī)范了葉片的設(shè)計流程；（3）開發(fā)基于知識工程的葉片設(shè)計、工藝一體化平臺，實現(xiàn)葉片全三維設(shè)計和工藝設(shè)計，完全實現(xiàn)數(shù)據(jù)重用；（4）利用葉片結(jié)構(gòu)化知識模板技術(shù)，實現(xiàn)葉片三維模型自動創(chuàng)建；（5）基于產(chǎn)品知識體系，實現(xiàn)葉片尺寸自動標(biāo)注；（6）自動生成葉片三維結(jié)構(gòu)化工藝；（7）幫助企業(yè)建立了基于葉片三維模型的設(shè)計、工藝知識體系。通過效率倍增數(shù)字化技術(shù)服務(wù)，該公司葉片分廠建立了快速設(shè)計、快速工藝一體化平臺，葉片設(shè)計、工藝編制效率提升了80%，交貨期縮短了20%。該公司研發(fā)了統(tǒng)一平臺，協(xié)助梳理葉片需求數(shù)據(jù)化，建立基于葉片三維模型的結(jié)構(gòu)化知識體系，從而實現(xiàn)基于MBD的葉片敏捷精準(zhǔn)化制造。由此，該汽輪機公司向數(shù)字化轉(zhuǎn)型邁出了堅實的一步。

5.2儀器儀表公司

某儀器儀表公司成立于1999年，其前身是1965年從上海、江蘇、遼寧等地內(nèi)遷的熱工儀表總廠，是20世紀(jì)60年代國家重點布局的三大儀器儀表制造基地之一，主要生產(chǎn)和經(jīng)營工業(yè)自動化儀表及控制裝置。工業(yè)自動控制裝置制造業(yè)跨裝備制造和電子信息兩大領(lǐng)域，其整體發(fā)展水平不僅體現(xiàn)國家的綜合科技實力，而且維系著國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和國家經(jīng)濟安全，是高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、推進新型工業(yè)化、實施智能制造、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，以及促進節(jié)能減排、環(huán)境保護、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要支撐，是21世紀(jì)大國競爭的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。該公司在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路上十分坎坷，目前比較突出的問題表現(xiàn)如下：（1）缺少三維產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品可靠性低；（2）手工搭建物料清單，與模型、圖紙沒有關(guān)聯(lián)，錯誤率及返工率高；（3）訂單選配參數(shù)不統(tǒng)一，產(chǎn)品系列多，導(dǎo)致設(shè)計冗余度高，產(chǎn)品零部件通用性低；（4）二維工藝編制較粗糙，且僅有零件通用工藝，無法指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。采用基于MBD的設(shè)計工藝一體化解決方案，幫助該公司解決了上述問題，具體表現(xiàn)在對球閥閥體部件類別歸納總結(jié)，梳理球閥選型設(shè)計業(yè)務(wù)流程，建立閥體部件及各個零部件的參數(shù)化模板，實現(xiàn)產(chǎn)品級模塊化驅(qū)動，為閥體部件智能裝配做好準(zhǔn)備。開發(fā)知識設(shè)計平臺，根據(jù)工程物料清單實現(xiàn)閥體部件和管道附件的智能裝配、智能工程圖等設(shè)計工作，極大地提高了搭建物料清單和球閥設(shè)計的工作效率，降低返工率。開發(fā)工藝平臺，根據(jù)產(chǎn)品模型實現(xiàn)快速搭建和重用產(chǎn)品零件工藝。具體實施效果如下：（1）采用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)了知識驅(qū)動、經(jīng)驗積累，以及沒有障礙的數(shù)據(jù)溝通；（2）建立完整的球閥三維設(shè)計規(guī)范、二維制圖規(guī)范、檢查規(guī)范，規(guī)范了產(chǎn)品的設(shè)計流程；（3）開發(fā)基于球閥產(chǎn)品的工程設(shè)計、工藝一體化平臺，實現(xiàn)球閥全三維設(shè)計和快速工藝，完全實現(xiàn)數(shù)據(jù)重用；（4）基于客戶訂單及產(chǎn)品參數(shù)信息進行判斷，快速搭建產(chǎn)品物料清單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用產(chǎn)品工程物料清單及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化知識模板技術(shù)，實現(xiàn)閥體部件和管道附件的三維模型智能裝配；（5）快速生成球閥零件的三維結(jié)構(gòu)化工藝；（6）幫助該公司建立了基于球閥三維模型的工程設(shè)計、工藝知識體系。通過效率倍增數(shù)字化技術(shù)服務(wù)，該公司建立了球閥自動搭建物料清單、快速設(shè)計和快速工藝一體化平臺，球閥物料清單搭建、設(shè)計，以及工藝編制效率提升了80%，交貨期縮短了20%。該公司建立了協(xié)同設(shè)計平臺，梳理客戶標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品參數(shù)信息，快速搭建產(chǎn)品物料清單，并實現(xiàn)基于球閥產(chǎn)品級的三維模型庫快速設(shè)計，建立三維結(jié)構(gòu)化工藝，進而實現(xiàn)基于MBD的球閥敏捷精準(zhǔn)化制造。由此，公司走上了更可靠、更高效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之道。

6基于MBD的仿真行業(yè)應(yīng)用

6.1電機

電機設(shè)計是一個復(fù)雜的多物理場問題，涉及的領(lǐng)域包括電磁、結(jié)構(gòu)、控制、流體和溫度等。隨著新材料、新工藝及各種電機新技術(shù)的發(fā)展，電機設(shè)計的要求越來越苛刻，同時精度要求越來越高，傳統(tǒng)的設(shè)計方法和手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電機設(shè)計的要求，必須借助于現(xiàn)代仿真技術(shù)才能解決設(shè)計中的各種問題。通過數(shù)字化仿真軟件，可以分析電機組件的靜態(tài)剛度和強度、沖擊剛度和強度，以仿真來驗證客戶設(shè)計方案的合理性。

6.2汽車零部件

從智能電子、信息娛樂、電信到高級軟件等領(lǐng)域，車輛制造商正在為今天的消費者不斷推出突破性的創(chuàng)新科技。同時，面對日益增長的燃料費用和嚴(yán)峻的環(huán)境問題，汽車制造商需要重新設(shè)計汽車系統(tǒng)，包括空氣動力學(xué)、發(fā)動機、傳動裝置、車身、乘客舒適性及電氣電子系統(tǒng)等。數(shù)字化仿真軟件針對汽車零部件進行靜態(tài)剛度和強度分析、動態(tài)剛度和強度分析、模態(tài)分析、多體動力學(xué)分析及疲勞分析，通過仿真驗證客戶設(shè)計方案，確認(rèn)零部件失效的原因，并驗證改進方案。

7基于MBD的模具快速設(shè)計

注塑模具企業(yè)目前大多采用三維數(shù)據(jù)設(shè)計，部門之間流通的數(shù)據(jù)格式根據(jù)企業(yè)信息化水平的不同，部分基于三維數(shù)據(jù)，但更多的是基于二維數(shù)據(jù)，即工程圖傳遞。如質(zhì)檢部門基于工程圖進行檢測，加工和裝配部門也基本全部基于二維圖紙。這與企業(yè)硬件設(shè)備的配置有直接關(guān)系，可見二維工程圖在模具企業(yè)中依然具有比較重要的作用，對模具企業(yè)的設(shè)計和制造周期有較大影響。某企業(yè)是中國最大的汽車線束生產(chǎn)企業(yè)之一，為國內(nèi)各大整車制造商供貨。該企業(yè)承接各種線束接插件的模具設(shè)計、制造、生產(chǎn)業(yè)務(wù)，其產(chǎn)品質(zhì)量獲得客戶廣泛認(rèn)可。該企業(yè)是外商在中國的全資子公司，在10年前就已經(jīng)開始采用三維設(shè)計軟件進行模具設(shè)計，軟件應(yīng)用水平在當(dāng)時處于行業(yè)領(lǐng)先水平。但是隨著我國模具企業(yè)的飛速發(fā)展，國家對企業(yè)信息化建設(shè)的重視，越來越多的模具企業(yè)通過對軟件的定制開發(fā)實現(xiàn)軟件深層次的應(yīng)用，并取得了顯著的成效，使設(shè)計效率和質(zhì)量都有了很大提高，競爭力大大加強。而該企業(yè)仍然延續(xù)著十幾年前的軟件應(yīng)用方式，水平還一直停留在原始狀態(tài)，相對而言競爭力明顯減弱，導(dǎo)致在利潤方面也越來越?jīng)]有優(yōu)勢。針對該企業(yè)的現(xiàn)狀，定制了系統(tǒng)化的專用制圖環(huán)境，以及可靈活使用的工程圖工具，具體包含模具屬性快速填寫工具、零部件屬性快速填寫工具、工程圖批量創(chuàng)建工具、視圖自動擺放工具、外形尺寸自動標(biāo)注工具、標(biāo)題欄自動填寫工具、尺寸格式工具、尺寸序號工具、尺寸上色工具、尺寸加粗工具、尺寸版本號標(biāo)注工具、技術(shù)要求快速填寫工具、自動物料清單表輸出工具、批量打印工具等。通過效率倍增數(shù)字化技術(shù)服務(wù)，該企業(yè)的設(shè)計制圖效率提升了80%，人力成本大大降低。

第4篇：虛擬仿真解決方案范文

在電子商務(wù)課程仿真教學(xué)法的開展過程中，可根據(jù)具體課程的具體內(nèi)容，將教室的布局進行改變。如依照企業(yè)的辦公場所，讓學(xué)生體驗正在企業(yè)中處理相關(guān)業(yè)務(wù)。依照職業(yè)崗位“供應(yīng)鏈”原則，讓學(xué)生在理論知識的指導(dǎo)下開展“工作”，達到實踐的目的。根據(jù)教學(xué)目的的不同，通常能進行以下三類仿真教學(xué)：

1．模擬式仿真教學(xué)法模擬企業(yè)的辦公環(huán)境，教師在課堂上講出開展仿真教學(xué)的具體情境，并為學(xué)生提供解決問題的思路，讓學(xué)生將教師敘述的內(nèi)容具體操作出來。之后教師指出其操作過程中出現(xiàn)的失誤并講解，告訴學(xué)生避免出現(xiàn)此類失誤的方法，并讓學(xué)生在操作之后總結(jié)在“工作”過程中得來的經(jīng)驗或教訓(xùn)。在模擬仿真課堂上應(yīng)讓學(xué)生盡量適應(yīng)不同的職位，充分了解不同職位的工作特點。

2．開發(fā)式仿真教學(xué)

即在仿真教學(xué)過程中完成對學(xué)生智力以及其他能力的開發(fā)。具體的實施中讓教師構(gòu)建一個虛擬場景，給出電子商務(wù)活動進行時遇見的問題，但不給學(xué)生提供解決方案，讓學(xué)生自主探究，尋求問題的解決途徑。讓學(xué)生在虛擬場景中獨立思考，充分發(fā)揮自身的主觀能動性，最終得出一種或幾種解決問題的方案，隨后教師進行講解工作。

3．創(chuàng)業(yè)式仿真教學(xué)

教師在虛擬場景中為學(xué)生提供電子商務(wù)行業(yè)的發(fā)展歷程以及未來的發(fā)展趨勢等信息，讓學(xué)生對這些信息進行篩選，最終找出電子商務(wù)中有發(fā)展?jié)摿Φ牟糠?，并能從中尋找?chuàng)業(yè)機會。此種方式是為對學(xué)生的未來創(chuàng)業(yè)提供思路。

二、仿真教學(xué)法的開展流程

仿真式教學(xué)法實施的過程中，教師起到的作用是不容忽視的。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)對自身起到的作用有所了解，并將自己對學(xué)生的指導(dǎo)作用充分地發(fā)揮出來，課程的開展要依照提供信息、提出問題、完成總結(jié)的方式進行，達成對學(xué)生最佳的訓(xùn)練效果。

1．設(shè)計仿真教學(xué)場景

在場景設(shè)計過程中，教師必須對自己本次課程的教學(xué)目標(biāo)有明確的定位。以教學(xué)目標(biāo)為基準(zhǔn)進行仿真場景的設(shè)置。設(shè)置的場景必須讓學(xué)生有一定的興趣，并能與課堂教學(xué)內(nèi)容有機地結(jié)合起來，體現(xiàn)出理論課堂內(nèi)重點知識的同時，也要與企業(yè)實際場景相符。

2．將學(xué)生引導(dǎo)至虛擬情境中

在仿真課堂剛投入實踐的時期，學(xué)生對于各類虛擬場景有一定程度的好奇心，這會影響到學(xué)生全身心地投入到課堂中來，此時教師應(yīng)給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，首先讓學(xué)生能從場景的構(gòu)造中獲取一些有用的信息；然后教師針對場景提出問題，引發(fā)學(xué)生的思考；之后讓學(xué)生展開討論，并在討論中得出有用的結(jié)論；最后教師針對學(xué)生的討論結(jié)果進行分析，并講解出正確的問題解決方法。在此過程中需要注意的是，教師對學(xué)生的想法不能予以完全的否定，應(yīng)多使用鼓勵的語氣，與學(xué)生商討更好的方法。

三、結(jié)束語

第5篇：虛擬仿真解決方案范文

關(guān)鍵詞 UG；ADAMS；焊接機器人；建模；聯(lián)合仿真

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）031-060-02

隨著人類社會進步的加快，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對產(chǎn)品的要求也越來越高。這就需要提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時縮短開發(fā)周期。此時以仿真技術(shù)和系統(tǒng)建模為核心的虛擬樣機技術(shù)得到了的廣泛應(yīng)用，在真實的產(chǎn)品沒有真正生產(chǎn)出以前就對它進行仿真模擬，這樣的話防止各種設(shè)計缺陷的存在。其中一款具有代表性的軟件系統(tǒng)：機械系統(tǒng)動態(tài)仿真軟件ADAMS，這一款軟件包括了高效的求解器、可視界面、各種簡便的建造模型的工具和具有強大功能的后處理模塊等，利用ADAMS軟件來對機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析，在物理樣機設(shè)計之前就可以對數(shù)控玻璃磨邊機產(chǎn)品的各種性能進行測評，不僅能夠降低開發(fā)費用，而且能夠減少開發(fā)周期，很大的提高了機械系統(tǒng)仿真的效率。ADAMS在機械系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)和靜力學(xué)仿真方面的功能十分的強大，但是當(dāng)ADAMS軟件建立一些比較復(fù)雜機械系統(tǒng)的時候，就會比較困難。這方面常見的就是使用UG軟件和ADAMS軟件結(jié)合來開發(fā)復(fù)雜的機械系統(tǒng)的虛擬樣機。

1 UG軟件和ADAMS軟件的介紹

UG（Unigraphics NX）是一個產(chǎn)品工程的解決方案，它是由Siemens PLM Software公司出品的一款軟件，它為用戶的加工過程及產(chǎn)品設(shè)計提供了數(shù)字化模型和檢驗的手段。UG Unigraphics NX根據(jù)用戶的工藝設(shè)計和虛擬產(chǎn)品設(shè)計的要求，提供了解決方案，這種解決方案是經(jīng)過實踐驗證的。UG具有三個設(shè)計層次，即子系統(tǒng)設(shè)計、組件設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。所有的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。

本論文使用的運動仿真軟件是由美國MDI公司進行開發(fā)設(shè)計的ADAMS軟件，這款軟件是現(xiàn)在最具權(quán)威性的機械系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)仿真的軟件。它的求解器是使用的拉格郎日方程來進行建立系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)方程，對虛擬的機械系統(tǒng)進行運動學(xué)和動力學(xué)的分析，并且在分析之后輸出加速度、反作用力、速度和位移的曲線，整個運動的過程是通過在計算機上建立虛擬樣機來模擬復(fù)雜的機械系統(tǒng)的。其中ADAMS軟件的核心模塊包括ADAMS/View和ADAMS/Solver。

2 ADAMS和UG的運動聯(lián)合仿真

在利用ADAMS和UG進行運動聯(lián)合仿真設(shè)計的時候，通常我們現(xiàn)在先在UG軟件當(dāng)中建立三維模型，建立模型的過程：首先通過二維圖紙在UG軟件中建立三維零件模型，然后在將零件進行裝配同時進行干涉檢查，最后將建立的三維裝配圖形導(dǎo)入到 ADAMS軟件當(dāng)中，在ADAMS軟件中首先對三維裝配圖形的仿真參數(shù)進行設(shè)定，這樣就產(chǎn)生了參數(shù)化的機構(gòu)模型，最后進行運動學(xué)和動力學(xué)的仿真。下圖1所示的就是一般情況下的聯(lián)合仿真設(shè)計流程。

3 焊接機器人聯(lián)合仿真分析

3.1 UG三維建模

焊接機器人主要有底座、軀干、肩、手臂、手腕、機械手6部分組成。在UG中建立焊接機器人的各零部件，裝配后得到焊接機器人實體模型，見圖2所示。

3.2 三維模型導(dǎo)入ADAMS

在UG中，選擇“文件”“導(dǎo)出”Parasolid，然后打開ADAMS，選擇FileImport，彈出文件導(dǎo)入對話框，在File Type下拉框中選Parasolid類型，然后在File To Read選擇欄中點右鍵選擇Browse，最后選擇讀入UG輸出的文件。三維圖導(dǎo)入到ADAMS中如圖3所示。

3.3 ADAMS運動仿真

導(dǎo)入模型之后，首先要給焊接機器人添加約束副，給底座與大地之間添加固定副，分別在底座與軀干、軀干和肩、肩和手臂、手臂和手腕、手腕和機械手之間添加旋轉(zhuǎn)副。然后給所有旋轉(zhuǎn)副添加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，肩和手臂之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為15d*sin（180d*time-90d）+15d，手臂和手腕之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為-15d*sin（180d*time-90d）-15d，底座和軀干之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為180d*time，其它旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為0d*time。至此，已完成整個樣機約束的添加如圖4所示。

停止仿真運動，右鍵點擊機械手，在下拉菜單中選擇measure，出現(xiàn)對話框，在characteristic中選擇選項，輸出機械手在X，Y軸方向的位移、速度、加速度曲線。如圖5-圖10所示。

從上面圖中可以看出，機械手的運行曲線平滑且有規(guī)律，說明該機構(gòu)的整個運動過程平穩(wěn)無沖擊震蕩現(xiàn)象，通過觀察機構(gòu)仿真運動并結(jié)合曲線，可以證實該機構(gòu)的運行曲線與實際情況相符。

4 結(jié)束語

ADAMS軟件和UG軟件作為動力學(xué)仿真分析領(lǐng)域和三維建模領(lǐng)域的優(yōu)勢產(chǎn)品，二者的聯(lián)合仿真廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)、工程校驗、機械設(shè)計等過程中。本文通過UG和ADAMS之間的無縫接口程序，將在UG中創(chuàng)建的焊接機器人三維模型成功導(dǎo)入到ADAMS中，并通過在ADAMS中進行運動學(xué)仿真分析，根據(jù)仿真分析的結(jié)果，驗證了將UG與ADAMS軟件相結(jié)合的建模設(shè)計和運動學(xué)仿真方法的可行性，不僅提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的可靠性，還大大提高了仿真效率，是虛擬樣機技術(shù)研究中的嶄新應(yīng)用，促進了虛擬仿真的發(fā)展，對于教學(xué)和實踐具有廣泛的意義。

參考文獻

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[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

第6篇：虛擬仿真解決方案范文

zSpace：學(xué)生們上課再也不枯燥了

zSpace是一家致力于利用增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)增強學(xué)習(xí)效果的公司，其產(chǎn)品可以讓老師學(xué)生與3D教學(xué)場景進行交互，為其提供更加直觀的教學(xué)體驗。zSpace的技術(shù)已經(jīng)在美國和全球幾十個國家的學(xué)校學(xué)院有所應(yīng)用，包括中國。

從zSpace覆蓋的學(xué)習(xí)領(lǐng)域來看，目前Zspace的產(chǎn)品主要為醫(yī)學(xué)教育、STEAM教育以及其他的理科類課程，教學(xué)材料涵蓋了物理、工程學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科。學(xué)生帶上眼睛，通過zSpace提供的6自由度觸筆，就能完成立體的人體解剖、地質(zhì)解構(gòu)等操作。值得注意的是，針對醫(yī)學(xué)教育和STEAM教育，Zspace配套開發(fā)了一系列普通教育應(yīng)用軟件，包括制作模型的3D工作室，進行電學(xué)、力學(xué)實驗的物理實驗室，歐幾里得圖形數(shù)學(xué)體驗軟件，以及藝術(shù)設(shè)計、人體解剖等一系類教學(xué)場景。

從AR教育系統(tǒng)構(gòu)成來看，zSpace的解決方案包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件部分包括顯示器、觸筆、眼鏡、鼠標(biāo)鍵盤；軟件部分則主要為小學(xué)到高中提供校本課、人選課、活動課的課程資源，教師可以在zSpace的網(wǎng)站上下載相應(yīng)教學(xué)課件及教案。另外，教師們也可上傳自己的授課資源。從設(shè)備安裝，到技術(shù)培訓(xùn)和課程培訓(xùn)，zSpace為B端學(xué)校提供了鏈條完整的AR教育服務(wù)。

技術(shù)上看，zSpace的特點在于跟蹤和展現(xiàn)，zSpace的眼鏡能夠不斷根據(jù)使用者的角度展示圖像，讓虛擬物體看起來真實，同時還能夠用觸筆移動物體，展現(xiàn)的功能則通過AR完成。通過從使用者和網(wǎng)絡(luò)攝像頭兩個角度采集的圖像，zSpace開發(fā)的名為zView的增強現(xiàn)實技術(shù)能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，與同伴分享zSpace上所看到的一切。

zSpace產(chǎn)品定位于私有學(xué)校、比較前衛(wèi)的學(xué)校及部分公辦學(xué)校。目前已經(jīng)進入中國市場，并且根據(jù)中國教育大綱對教學(xué)材料進行了本土化處理，已經(jīng)有一部分適應(yīng)中國教育大綱的應(yīng)用推出。zSpace的硬件與軟件會捆綁在一起進行銷售。

科大訊飛：One-FLY AR交互實驗臺

說起科大訊飛，大家首先想到的是其語言技術(shù)、人工智能、訊飛輸入法等。實際上，目前科大訊飛的大部分收入都來自于教育解決方案的銷售。因此，科大訊飛進入AR教育是非常順理成章的事情。

科大訊飛的AR教育產(chǎn)品是有其子公司訊飛幻境研發(fā)運營的。訊飛幻境依托科大訊飛強大的人工智能技術(shù)基因優(yōu)勢，獨立發(fā)展的6年中，積累了近百萬教育用戶。目前，訊飛幻境的虛擬仿真類產(chǎn)品已在全國擁有一百余家落地院校，為院校師生提供支持三維仿真課程的教具。在沉浸感更高的虛擬現(xiàn)實類產(chǎn)品方面，訊飛幻境與多家學(xué)校達成了合作，搭建了3D+全息+VR的可視化教學(xué)體系。其AR教育解決方案包括硬件、軟件和課程內(nèi)容三方面，名稱為：One-FLY AR交互實驗臺。

One-FLY AR交互實驗臺是訊飛幻境自主研發(fā)的一款高科技增強現(xiàn)實產(chǎn)品。將實訓(xùn)內(nèi)容以3D圖形化展現(xiàn)，讓教具、實訓(xùn)環(huán)境、實驗課題3D模塊化，以堆積木的形式進行相關(guān)課題的實訓(xùn)，通過多個二維碼控制器控制整個3D實訓(xùn)內(nèi)容實現(xiàn)交互，提升產(chǎn)品體驗感受。為師生呈現(xiàn)生動形象的教學(xué)內(nèi)容，快樂實驗，高效學(xué)習(xí)。

這套AR教育系統(tǒng)的硬件包含：One-FLY AR實驗臺(1臺)，識別卡牌包(1套)，AR實驗臺遙控器(1個)，無線鼠標(biāo)鍵盤(1套)，售后服務(wù)包(1套)；軟件有：E上課，光學(xué)識別系統(tǒng)，預(yù)裝課程包(1套)，課程內(nèi)容有：針對小學(xué)、初中、高中的生物、化學(xué)、物理，比如伏安法則電阻、高錳酸鉀制氧氣、串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律等。

這套AR實驗臺解決了三個教學(xué)痛點：1、某些實驗存在安全風(fēng)險；2、教師實驗演示太復(fù)雜，后排學(xué)生看不清；3、實驗課成本高、組織難。

幻實科技：融入AR技術(shù)的STEAM教育體驗館

幻實科技是一家為企業(yè)和消費者提供增強現(xiàn)實AR解決方案的高科技公司，主要致力于AR技術(shù)的研究和應(yīng)用。自2013年公司成立以來，已服務(wù)多個企業(yè)用戶，其中還包括阿里巴巴、寶潔、OPPO等知名公司?；脤嵖萍嫉脑鰪姮F(xiàn)實AR產(chǎn)品和項目涉及玩具、教育、影視娛樂、廣告?zhèn)髅?、婚紗攝影、服裝、金融、旅游、展覽等多個行業(yè)。

幻實科技近期推出了STEAM教育體驗館，其特色在于主打AR技術(shù)，用生動有趣的AR來進行STEAM教育。和其他AR教育解決方案一樣，也分為硬件、軟件和內(nèi)容三個層面，不過靈活性更高。

硬件方面，幻實科技并沒有要求用自己的專用設(shè)備，而是可以自行定制，比如：AR電視、一體機、AR眼鏡、投影儀等都可以。這樣用戶可以根據(jù)自己的情況進行選擇，大大降低成本，擴大覆蓋面。在軟件方面，幻實科技自主開發(fā)了大眼探世界、魔法百科等應(yīng)用，在iOS和Andriod系統(tǒng)都可以適配。內(nèi)容方面，有英語、地理、繪畫等課程。

幻實科技的STEAM教育體驗館不僅面向?qū)W校等教育機構(gòu)，還可以入駐商場、超市、兒童樂園等線下幼教相關(guān)場所。在商業(yè)模式上，STEAM教育體驗館和前兩者有顯著區(qū)別。zSpace和科大訊飛都是通過銷售捆綁在一起的軟硬件來盈利，而幻實科技的軟件是免費的，硬件是由客戶自己去其他渠道購買的，主要靠AR地球儀、AR涂本這些內(nèi)容銷售來盈利。

Lifeliqe：酷炫的HoloLens學(xué)習(xí)體驗

Lifeliqe是由其創(chuàng)始人Ondrej Homola于2015年11月在美國舊金山創(chuàng)辦，公司只有一個十幾人的團隊。該公司致力于體驗教學(xué)，為6-12年級的學(xué)生提供3D應(yīng)用程序，即通過使用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實設(shè)備來提供交互式的內(nèi)容，開展混合現(xiàn)實教育應(yīng)用，增加現(xiàn)實教學(xué)的趣味性。

目前Lifeliqe正和微軟合作，將其AR頭盔HoloLens帶入學(xué)校，已經(jīng)在西雅圖的Renton Prep和加利福尼亞的Castro Valley Unified College這兩所學(xué)校建立了試點。在HoloLens上，學(xué)生和老師們能夠訪問1000多個3D增強現(xiàn)實的模型和課程計劃，并能夠創(chuàng)建和分享他們自己的內(nèi)容。一所學(xué)校的專家Richard Schnec認(rèn)為：當(dāng)使用Lifeliqe進行學(xué)習(xí)時，因為他們可以將知識視覺化，從而更有助于學(xué)生的記憶。

Lifeliqe用的是自己開發(fā)的AR教育應(yīng)用，它的交互式3D模型能給學(xué)生提供一種新型的視覺學(xué)習(xí)方式，比如探索人體、器官、血管。

第7篇：虛擬仿真解決方案范文

本教學(xué)研究項目是通過搭建B/S結(jié)構(gòu)模型平臺，在研究如何經(jīng)濟、高效地制作三維村鎮(zhèn)模型的方法與步驟方面取得了初步成果，一定程度上提升了浙江省村鎮(zhèn)規(guī)劃信息化水平。

1．1本教學(xué)研究項目依托浙江省典型村鎮(zhèn)三維仿真規(guī)劃信息化平臺模型，實現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村仿真場景漫游及規(guī)劃信息化管理。著重研究在教學(xué)研究項目過程中采用的各種紋理建模方面的優(yōu)化方案，包括紋理建模過程和烘焙過程的優(yōu)化，以及開發(fā)軟件平臺自身提供的一些優(yōu)化方案和優(yōu)化技術(shù)。

1．2教學(xué)研究項目通過本地或者遠(yuǎn)程管理界面，對三維村鎮(zhèn)規(guī)劃

信息化平臺場景中的個體信息進行交互，做到規(guī)劃信息數(shù)據(jù)實時更新。

2．教學(xué)研究項目平臺的開發(fā)流程

2．1三維場景模型的構(gòu)建

浙江省美麗鄉(xiāng)村三維虛擬現(xiàn)實教學(xué)研究項目組織與實施及開發(fā)流程的研究。教學(xué)研究項目首先是對單個美麗鄉(xiāng)村模型場景的創(chuàng)建，通過B/S瀏覽方式進行整合。(1)教學(xué)研究項目的需求分析及相關(guān)數(shù)據(jù)收集與整理。通過課程組成員調(diào)查走訪，合作單位直接提供等方式獲取一手資料，再結(jié)合衛(wèi)星地圖，綜合創(chuàng)建地形地貌。大量的建設(shè)貼圖通過單反相機進行實地拍攝。(2)CAD總平面圖的處理。通過測繪部門或者鄉(xiāng)村相關(guān)職能部門獲取的鄉(xiāng)村CAD總圖信息量大，對模型創(chuàng)建來說需要精簡，然后導(dǎo)入3dsMAX軟件進行場景模型的創(chuàng)建。(3)優(yōu)化創(chuàng)建的模型，通過多種技術(shù)手段，精簡三維模型面數(shù)等信息，確保在平臺運行時的流暢。(4)村鎮(zhèn)場景模型的烘焙。在目前虛擬現(xiàn)實場景中，通常都是由建筑模型在貼圖、燈光等一系列步驟后進行烘焙(在Unity最新的5．0系統(tǒng)中，可實現(xiàn)實時光影，不一定需要烘焙步驟)輸出到相關(guān)平臺，這樣能獲得的視覺效果更佳。(5)在3DSMAX環(huán)境中直接導(dǎo)出并合并場景至相關(guān)虛擬仿真平臺，可分為兩種方式進行，部分靜態(tài)模型的導(dǎo)出與全部靜態(tài)模型導(dǎo)出，根據(jù)不同需求選擇進行。

2．2系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

系統(tǒng)功能的設(shè)計，包括虛擬現(xiàn)實引擎和相關(guān)技術(shù)的選擇以及在應(yīng)用中如何提高信息管理水平的研究。(1)創(chuàng)建相機及相機動畫，在無人交互操作的時候，可以通過動態(tài)相機對美麗鄉(xiāng)村進行飛行鳥瞰等預(yù)設(shè)。(2)虛擬現(xiàn)實場景碰撞屬性的設(shè)置，默認(rèn)可以直接把場景中的所有物體設(shè)置為碰撞體，減少工作量，但在實踐中發(fā)現(xiàn)，這樣會在一定程度上造成系統(tǒng)運算量大，執(zhí)行效率較低，影響最終的運行速度。所以一般都是人為設(shè)置一個較簡單的物體，設(shè)置碰撞后，進行隱藏操作。(3)創(chuàng)建特效與周圍環(huán)境。教學(xué)研究項目可根據(jù)需求，設(shè)置不同季節(jié)及不同氣候條件下的模擬環(huán)境，對表現(xiàn)水景效果、蝴蝶飛舞等特效的制作，動態(tài)效果通過3dsMAX進行動作設(shè)定，導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實引擎進行后期處理。(4)村鎮(zhèn)地圖的導(dǎo)航制作。導(dǎo)航圖的制作關(guān)鍵是要在3dsMAX平臺中進行坐標(biāo)的定位，確定坐標(biāo)參數(shù)后，在虛擬現(xiàn)實平臺中進行相關(guān)的參數(shù)設(shè)定。(5)美麗鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。平臺可以支持的數(shù)據(jù)庫豐富，包括ACCESS、Oracle、SQLServer、MySQL等，虛擬對象與數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)操作和數(shù)據(jù)庫查詢功能的實現(xiàn)是平臺實現(xiàn)交互的堅實基礎(chǔ)。(6)交互功能的實現(xiàn)。平臺支持的交互功能眾多，可能鼠標(biāo)事件、距離、鍵盤等觸發(fā)調(diào)用相應(yīng)的響應(yīng)事件，大量的交互功能還涉及到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)讀寫，這在本教學(xué)研究項目中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。(7)教學(xué)研究項目。教學(xué)研究項目平臺支持生成EXE可執(zhí)行文件脫離平臺環(huán)境單獨運行，也可以到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中進行網(wǎng)頁瀏覽交互，本教學(xué)研究項目最終是通過生成單個的網(wǎng)絡(luò)版本，通過WEB樹形目錄，把浙江省的各個村鎮(zhèn)的三維虛擬仿真系統(tǒng)合成到大平臺中。今后的研究中考慮使用跨平臺支持效果更好的Uni-ty3D引擎。

2．3平臺特點與特色

本平臺采用Photoshop，AutoCAD，3DMAX等圖形圖像軟件結(jié)合虛擬現(xiàn)實平成，腳本引擎功能強大，壓縮率高，真實感強，沉浸感好，可嵌入音頻、flash、視頻、圖片、網(wǎng)頁。(1)平臺仿真度高，區(qū)別于能流暢實現(xiàn)村鎮(zhèn)的三維漫游功能，部分村鎮(zhèn)信息查詢等功能，滿足決策者對美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃功能的要求。(2)可以實時把畫面用“虛擬相機”進行拍攝出圖，能直觀、精確、更大范圍地展現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計方案，有效地提高規(guī)劃審批決策科學(xué)性。(3)該系統(tǒng)作為公共服務(wù)平臺，可通過二次開發(fā)，開放接口，擴展到經(jīng)濟、衛(wèi)生、交通、應(yīng)急、消防等領(lǐng)域。

3．教學(xué)研究項目平臺的經(jīng)濟與社會效益

浙江省村鎮(zhèn)共有1500多個，教學(xué)研究項目建成后，為浙江省美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃信息化水平提升做出明顯成效，也為浙江省鄉(xiāng)村建筑數(shù)字化程度的提升做出重大貢獻。研究成果專注于虛擬現(xiàn)實與三維可視化技術(shù)在浙江省美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃領(lǐng)域中研發(fā)和推廣，目標(biāo)是國內(nèi)領(lǐng)先的村鎮(zhèn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)解決方案。教學(xué)研究項目能滿足不同數(shù)字規(guī)劃管理領(lǐng)域，不同層次決策者對數(shù)字仿真的需求。

4．平臺的保障力量

4．1人員保障

教學(xué)研究項目分別由高校、企業(yè)與政府職能機構(gòu)等三部分技術(shù)力量組成:教學(xué)研究項目主持單位高職院校在教學(xué)研究項目實施過程中，采集村鎮(zhèn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用研究小組學(xué)生在暑期社會實踐中調(diào)查數(shù)據(jù)、采集可視化資料及到鄉(xiāng)村管理部門查詢資料，也為教學(xué)研究項目的完成打下堅實基礎(chǔ)。本科院校為本教學(xué)研究項目提供理論支撐，在校的虛擬現(xiàn)實方面的碩士研究生，也參與到教學(xué)研究項目中，為教學(xué)研究項目提供了技術(shù)保障。

4．2資料保障

規(guī)劃設(shè)計院作為合作企業(yè)單位，負(fù)責(zé)提供浙江省典型美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃圖紙。企業(yè)內(nèi)部有較多的規(guī)劃專家，可以對教學(xué)研究項目進行深度研究。提供一手資料，研究中的浙江省溪口美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃方案就由他們提供，為該教學(xué)研究項目的順利進行起到了重要的保障作用。

4．3政策保障

浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技委村鎮(zhèn)建設(shè)專業(yè)委員會，對教學(xué)研究項目的推廣提供政策上的扶持，所在的村鎮(zhèn)建設(shè)專業(yè)委員會在教學(xué)研究項目研究中還負(fù)責(zé)對村鎮(zhèn)管理者規(guī)劃信息化方面進行指導(dǎo)。每年都會對浙江省村鎮(zhèn)優(yōu)秀規(guī)劃方案進行匯編、獲獎教學(xué)研究項目的收集整理，具有非常豐富的參考資源，對建設(shè)系統(tǒng)相關(guān)職能部門具有良好的溝通協(xié)調(diào)能力，便于教學(xué)研究項目具體實施過路中的運行與推廣。

5．結(jié)束語

第8篇：虛擬仿真解決方案范文

關(guān)鍵詞：物流；仿真軟件；實例教學(xué)

Application of Witness simulation software in logistics teaching

Li Yali

Beijing union university, Beijing, 100023, China

Abstract: As a major with strong practicality and applicability, the logistics management major requires students to acquire the knowledge and skills in production, business operation, management, and service, etc. Witness simulation software can be used to simulate the real production workflow, and thus the user may analyze each step in process of production via the simulation results. That is to say, Witness simulation software can help teachers to improve their quality of teaching and develop students' integrating skills.

Key words: logistics; simulation software; example teaching

物流管理專業(yè)在高校已經(jīng)經(jīng)歷6～10年的發(fā)展，無論從理論教學(xué)還是實訓(xùn)實操方面都取得了很大提高。但是隨著國家和企業(yè)物流設(shè)備與技術(shù)的日益發(fā)展，高校物流管理專業(yè)在實際教學(xué)過程中也存在各種問題。第一，傳統(tǒng)的理論教學(xué)，學(xué)生不能置身在真實的環(huán)境中，失去主動思考和學(xué)習(xí)興趣。第二，學(xué)生學(xué)的理論知識太落后，跟實際的物流應(yīng)用脫軌；有些知識又是從國外引進，跟國內(nèi)的情況不相符。第三，只是講解大家都知道的案例，不能提供企業(yè)中真實發(fā)生的案例。第四，學(xué)生很少有實驗實訓(xùn)基地或者真實的企業(yè)環(huán)境中的學(xué)習(xí)和實操經(jīng)歷，學(xué)生走入社會還要重新學(xué)習(xí)新的知識。因此，如何提高實踐教學(xué)質(zhì)量，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，顯得尤為重要。

1　Witness仿真軟件簡介

Witness是由英國Lanner公司推出的功能強大的仿真軟件系統(tǒng)。Witness仿真軟件主要應(yīng)用在流程仿真，如零部件生產(chǎn)加工模擬、排隊倒班機、統(tǒng)計分布、離散事件的模擬。Witness內(nèi)置Part，Machine，Buffer，Labor，Transport，Liquid，Pipe，Tank，Proccesor等30多種部件，同時可以設(shè)置機器故障和修復(fù)時間，通過其內(nèi)置的仿真引擎，可快速進行模型運行仿真，展示流程的運行規(guī)律。Witness是采用面向?qū)ο蟮慕C制，還可以建立和描述自己的模型和行為，用戶可以自己定義復(fù)雜的RULE或者公用的函數(shù)(或用戶自定義函數(shù))實現(xiàn)復(fù)雜的行為。Witness可以與外部數(shù)據(jù)(Excel ODBC)相連接，同時也可以導(dǎo)入自己定義的圖形。Witness可以通過動態(tài)模擬，根據(jù)不同階段的仿真結(jié)果，隨時修改模型中的參數(shù)和部件，得到最佳的解決方案。

Witness Optimizer優(yōu)化模塊通過先進的優(yōu)化算法計算出仿真模型最優(yōu)的解決方案。在Witness Optimizer里可以設(shè)定自己的模型考核指標(biāo)，設(shè)定系統(tǒng)控制參數(shù)的取值大小和約束條件。計算出來的實驗結(jié)果用圖表的形式顯示給決策者，該模塊可以有效地幫助建模者和決策者優(yōu)化、改善績效指標(biāo)。任何在Witness里建立的模型都可以使用Witness OPT進行優(yōu)化，Witness OPT也是界面化模塊，它可以跟Witness軟件無縫結(jié)合，集成后可以在Witness的菜單中直接調(diào)用。

Witness OPT提供了豐富的實驗設(shè)計報表選項、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的定義、算法終止條件設(shè)定、隨機流設(shè)定、仿真時間長度設(shè)計、控制變量取值和約束設(shè)計、優(yōu)化算法選擇。這些都可以應(yīng)用于實際生產(chǎn)運作的績效指標(biāo)、服務(wù)水平、產(chǎn)出率或者利潤率，給決策者提供豐富的報表。

Witness VR現(xiàn)實虛擬模塊集成了先進的仿真技術(shù)和3D圖形顯示效果，Witness二維的流程仿真模塊可以快速地生成具有真實比例縮放尺寸的生產(chǎn)場景，可以實現(xiàn)逼真的仿真效果。在Witness VR先進的仿真引擎驅(qū)動下，模型中生產(chǎn)部件和生產(chǎn)機器，根據(jù)系統(tǒng)布局設(shè)計運動流程在三維場景中實時運動，從而實現(xiàn)跟真實場景中生產(chǎn)運作過程一樣的效果。

Witness Documentor是Lanner集團開發(fā)出來的一個集成插件模塊，它是一個非常有用的報表工具，用它可以創(chuàng)建模型邏輯、模型細(xì)節(jié)和模型結(jié)構(gòu)等一系列定制化的報表。Witness Documentor可以創(chuàng)建跟模型相關(guān)的各式各樣的報表，這些報表可以包括元素的名稱和類型、設(shè)備故障和調(diào)整細(xì)節(jié)、物料信息流、運動和生產(chǎn)活動。報表存儲格式為.rft，這種格式方便很多文字處理軟件編輯加工。

第9篇：虛擬仿真解決方案范文

關(guān)鍵詞：KVM；顯卡；虛擬化；直傳

DOIDOI：10.11907/rjdk.162148

中圖分類號：TP319

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：16727800（2016）010014202

0引言

隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，桌面虛擬化方案已經(jīng)在X86硬件架構(gòu)上取得了顯著成果，并且逐漸成為當(dāng)前云計算發(fā)展和研究的一個熱點方向，在并行計算、大數(shù)據(jù)存儲、虛擬云桌面方面得到了廣泛應(yīng)用[1]。

虛擬化技術(shù)針對底層硬件資源實現(xiàn)資源的虛擬、共享和隔離，具有安全性高和對上層用戶透明的特性。目前，虛擬化技術(shù)在視頻顯卡訪問方面還面臨很大挑戰(zhàn)，很多研究人員采用基于遠(yuǎn)程應(yīng)用編程接口的方法開發(fā)出針對視頻顯卡的虛擬化框架，從而實現(xiàn)虛擬機對于顯卡的訪問，但是這種方法在應(yīng)用中需要虛擬機與宿主機之間進行大量的圖像數(shù)據(jù)傳輸，嚴(yán)重影響了物理顯卡使用性能。如何通過改進和優(yōu)化虛擬化方案提升虛擬機內(nèi)部訪問硬件顯卡的性能是本文研究的重點[2]。

本文針對視頻顯卡在虛擬化環(huán)境中的應(yīng)用需求和存在的問題，從圖像數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸機制方面入手，提出一種基于KVM虛擬化的顯卡直傳技術(shù)，解決虛擬機共享物理顯卡的性能問題。

1KVM虛擬機技術(shù)概述

KVM全稱是Kernel Virtual Machine，即基于內(nèi)核的虛擬機，是一個開源的虛擬化模塊。KVM是由以色列的名為Qumran的開源組織提出的基于硬件虛擬化的實現(xiàn)方案。KVM虛擬化方案包括內(nèi)核模塊和處理器模塊兩個部分。其中，內(nèi)核模塊由kvm.ko文件來提供核心的虛擬化實現(xiàn)；處理器模塊由kvm-intel.ko和kvm-amd.ko文件分別提供對Intel處理器和AMD處理器的虛擬化技術(shù)支持。Linux內(nèi)核通過加載KVM模塊成為VMM即虛擬機監(jiān)控器，而KVM模塊借助Linux內(nèi)核完成程序的調(diào)度、內(nèi)存管理等。

1.1KVM虛擬化實現(xiàn)

KVM虛擬化技術(shù)作為VMM的實現(xiàn)方案，有兩種模式：Kernel模式和User模式，分別對應(yīng)VMX模式下的特權(quán)級0和特權(quán)級3。Kernel模式下運行的是KVM內(nèi)核模塊，User模式下運行的是QEMU模塊。而KVM虛擬機運行在VMX的非根模式即Guest模式。KVM虛擬化技術(shù)的工作模式如圖1所示。

利用硬件虛擬化VT-x技術(shù)，KVM為每一臺虛擬機分配多個vCPU即虛擬處理器，其中一個vCPU對應(yīng)QEMU的一個線程，KVM虛擬機的生命周期主要是vCPU的創(chuàng)建、初始化、運行以及推出處理，這些都是在QEMU的上下文環(huán)境中完成的，需要KVM的Kernel、User和Guest三種模式配合實現(xiàn)，Kernel模式與User模式之間以系統(tǒng)調(diào)用ioctl的方式進行交互和通信，而內(nèi)核模塊與虛擬機內(nèi)部進程之間通過VM Entry和VM Exit指令操作完成切換[34]。

1.2KVM虛擬化的特點

作為基于Linux內(nèi)核的全虛擬化解決方案，不同于半虛擬化方案，KVM能夠提供基于X86架構(gòu)的完整硬件平臺，包括處理器、硬盤、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)適配器以及設(shè)備等，同時虛擬機操作系統(tǒng)不需要作任何的修改便可運行X86平臺上的應(yīng)用軟件。因此KVM虛擬化技術(shù)的主要優(yōu)勢有：①KVM是開源的虛擬化解決方案，虛擬機開發(fā)成本低；②KVM模塊整合在Linux系統(tǒng)內(nèi)核中，可以兼容內(nèi)核中的硬件驅(qū)動；③KVM具有優(yōu)良的系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性[56]。

2虛擬化中的顯卡直傳技術(shù)

KVM虛擬化實現(xiàn)架構(gòu)中，虛擬機需要訪問QEMU模擬仿真出來的設(shè)備，而這個處理過程需要通過虛擬化中間層傳遞和處理，才能將真實數(shù)據(jù)發(fā)送給物理硬件設(shè)備來處理。對于低速設(shè)備來說，這種實現(xiàn)方案能夠滿足其數(shù)據(jù)傳輸和處理的要求的，但是對于顯卡虛擬化來說，對于性能要求極為嚴(yán)格，因此本文采用顯卡直傳方式將物理顯卡地址直接、隔離地分配給每一臺虛擬機獨占式訪問，虛擬機內(nèi)部操作系統(tǒng)可以直接驅(qū)動底層物理顯卡，進行內(nèi)存映射輸入輸出訪問或者直接內(nèi)存訪問操作。圖2為顯卡直傳處理與QEMU模擬仿真顯卡實現(xiàn)架構(gòu)對比，可以看出，直傳技術(shù)能夠滿足虛擬機調(diào)用物理顯卡驅(qū)動實現(xiàn)圖像顯示，最大化發(fā)揮顯卡性能。

2.1顯卡直傳技術(shù)原理

KVM虛擬機要實現(xiàn)PCI設(shè)備直傳，需要考慮以下問題：

①如何對PCI設(shè)備的配置空間進行映射；

②如何映射PCI設(shè)備的內(nèi)存和I/O資源；

③如何實現(xiàn)PCI設(shè)備中斷請求的映射；

④如何實現(xiàn)設(shè)備的直接內(nèi)存訪問。

KVM虛擬化方案可以通過軟件映射機制很好地實現(xiàn)PCI設(shè)備的前3個問題，而對于物理顯卡的DMA操作，由于DMA本身的技術(shù)機制，KVM虛擬化難以用軟件實現(xiàn)。

DMA可以實現(xiàn)外設(shè)與系統(tǒng)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，外設(shè)繞過中央處理器對內(nèi)存進行直接內(nèi)存讀寫訪問，傳輸前申請一個能夠被DMA訪問的地址空間，然后發(fā)送傳輸指令進行DMA操作。DMA的傳輸機制對于物理機來說是可行的，因為操作系統(tǒng)會為驅(qū)動分配一段獨立的地址空間，但是在KVM虛擬化環(huán)境中，采用影子頁表實現(xiàn)虛擬機物理地址到宿主機物理地址的映射，驅(qū)動申請獲取的地址不是宿主機的物理地址，這樣DMA操作必然會引發(fā)系統(tǒng)崩潰。

利用硬件輔助虛擬化技術(shù)，比如Intel的VT-d和AMD的IOMMU技術(shù)來實現(xiàn)DMA操作在KVM虛擬化中的運用，借助北橋中內(nèi)置的DMA虛擬化和IRQ虛擬化硬件來維護一張DMA重映射表，當(dāng)外設(shè)需要進行DMA操作時，查詢DMA重映射表，映射成虛擬機物理地址對應(yīng)的宿主機真實物理地址，從而實現(xiàn)DMA虛擬化。

2.2顯卡直傳技術(shù)實現(xiàn)

KVM虛擬機直接訪問物理顯卡前，需要通過QEMU注冊一個pci-assign的特殊qdev虛擬設(shè)備。這類虛擬設(shè)備專門用來進行PCI設(shè)備直接訪問，這里將顯卡注冊為pci-assign虛擬設(shè)備，在虛擬機內(nèi)部所有對此類設(shè)備的MMIO訪問都會被映射到真實物理設(shè)備上，當(dāng)KVM啟動時，將顯卡的BDF號作為參數(shù)傳遞給KVM，完成顯卡設(shè)備到虛擬機的注冊。

要實現(xiàn)物理顯卡的直傳需要將顯卡掛接到獨立的PCI總線上，而QEMU默認(rèn)只虛擬一根PCI總線。這根總線上掛接有網(wǎng)卡、硬盤、CD-ROM驅(qū)動器等設(shè)備。為保證顯卡獨占式使用PCI總線，修改QEMU源碼，在初始化虛擬機系統(tǒng)總線是，注冊2個QEMU虛擬PCI橋設(shè)備，即總線1和2，然后修改顯卡設(shè)備的實現(xiàn)，直接將顯卡的BDF 號注冊到總線上，實現(xiàn)虛擬機內(nèi)部顯卡驅(qū)動直接訪問物理顯卡的目的。

實現(xiàn)顯卡直傳的關(guān)鍵是將宿主機的預(yù)留內(nèi)存和輸入輸出地址空間映射到虛擬機對應(yīng)的地址空間中，利用Linux系統(tǒng)中的設(shè)備文件/dev/men，在QEMU為虛擬機分配完內(nèi)存后，將宿主機特殊的預(yù)留內(nèi)存使用mmap方法直接映射到虛擬機的內(nèi)存空間偏移處，而輸入輸出端口地址空間的映射，通過注冊I/O讀寫函數(shù)，函數(shù)向宿主機的I/O端口發(fā)送讀寫操作的指令。

3結(jié)語

本文介紹了虛擬化技術(shù)在視頻顯卡應(yīng)用方面的現(xiàn)狀，當(dāng)前主要采用遠(yuǎn)程調(diào)用編程接口的方式實現(xiàn)對物理顯卡的訪問，但是由于需要虛擬化中間層的傳遞嚴(yán)重影響了圖像顯示效率。針對此問題，本文從圖像數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸機制方面入手，基于KVM虛擬化進行了二次開發(fā)和優(yōu)化，提出一種顯卡直傳技術(shù)。首先給出KVM虛擬化的原理和實現(xiàn)，然后提出解決顯卡虛擬化需要解決的幾個問題，顯卡直傳技術(shù)利用直接地址映射將物理顯卡地址空間映射到虛擬機內(nèi)存空間，虛擬機內(nèi)部實現(xiàn)驅(qū)動直接訪問物理顯卡的要求，虛擬機運行表明顯卡直傳提升了視頻圖像顯示的性能。

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