虚拟制造技术论文范文第1篇
1 密封端盖的3D建模和零件分析
1.1 零件3D建模
在建模过程中, 根据零件图设计塑件图, 利用UG 6.0进行草图设计。利用实体回转、求和、求差、圆角等功能进行实体造型。按照AutoCAD图纸给定数据定义草绘。完成零件的3D建模, 如图1所示。
1.2 模具设计
模具设计的内容包括:确定型腔个数, 分模, 动模部分详细设计以及定模部分详细设计等。这一阶段的任务既可以使用基本的UG造型和编辑工具来完成, 也可以使用基于知识的智能化模具设计工具UG MoldWizard。UG MoldWizard是高度自动化的注塑模具设计系统, 它的用户界面友好, 内嵌许多高级模具设计师的模具设计知识, 能够极大提高模具设计的效率[3]。
在UG 6.0中, 打开已经造型完的产品, 进入注塑模模块, 设置参数后初始化。设置模具坐标系, 工件收缩率 (本实例中塑件采用ABS塑料, 收缩率设置为1.006) , 点击工件, 设置默认尺寸, 因端盖零件尺寸较小, 可确立一模四腔的设计方案。点击分型按钮、编辑分型线、析出区域。创建凸模 (型芯) , 如图2所示。
2 运用UG软件进行模具型芯数控铣削加工
模具制造是根据注塑工件的技术要求、几何形状、加工精度等来设置切削方式、步进方式和百分比、每刀切深、进刀/退刀、下道工序的余量、安全高度、主轴转速和进给速度、冷却液开关等。在定义各种具体参数的基础上, 将刀具轨迹生成CLSF数据。将机床数据文件与CLSF文件一起在CAM中作后处理, 生成PTP文件, 即NC代码。
2.1 型芯的铣削加工
进入加工环境, 首先进行加工初始化选择cam_general和mill_contour。设置加工坐标系, 指定安全平面, 选择加工对象 (零件) , 在铣削几何体中指定毛坯, 创建加工过程中所有刀具, 如图3所示。创建加工中D20r1刀具, 设置铣削刀具参数, 如图4所示。用同样的方法创建D10r0.5, D5r0.2两把刀具。
在程序顺序视图中创建操作, 在操作子类型中选用cavity_mill, 单击【确定】, 对铣削的【每刀深度】【切削参数】【进给和速度】等按照粗加工的要求进行参数设定。后单击生成刀轨, 系统自动生成的刀轨, 如图5所示。最后进行3D动态仿真, 仿真效果, 如图6所示。
2.2 生成加工NC代码
利用UG系统的后处理功能生成端盖型芯所需要的NC代码。UG的后置处理器U G-P O S T为U G/N C模块提供了一种非常简单迅速的机床选配文件生成器[4]。同时, UG-POST允许用户自己定义后处理命令, 可以为更多类型的机床提供后处理。由于选用不同的后处理器, 所产生的后处理程序的格式并不是固定的, 必须根据所使用的机床的格式要求来编写后处理器程序。目前用得较多的是法那克、西门子、三菱等几种数控系统[5]。本例采用了法那克数控系统编程方法对后处理程序进行部分修改, 机床采用的是XH714, 必须根据型芯的实体模型和使用刀具参数设置XH714的型芯工件坐标原点后才能试切。单击【加工操作】工具条中的【后处理】按钮, 系统弹出“后处理”对话框, 如图7所示。单击【确定】, 系统自动生成NC程序, 如图8所示。
3 结语
使用UG进行虚拟制造, 完成3D建模就可以对产品的外观造型进行分析。利用UG/NC模块对工件进行虚拟加工, 加工合格, 便可直接生成数控加工程序。UG加工编程使得复杂零件的加工变得简单、方便, 最主要是更为准确, 减轻了工艺人员对复杂工件编程的劳动量。并且UG提供的设计理念将设计、制造、装配等融为一体, 使用单一数据库。这样便可更快捷的实现产品的设计, 在设计过程中可以直接修改模型, 缩短了新产品的开发周期。
摘要：以UG 6.0为基础, 进行密封端盖的3D建模。在UG MoldWizard下, 完成密封端盖的注塑模具设计, 实现对型腔和型芯的3D零件的创建。运用UG/NC对模具型芯进行加工刀路设计, 模拟其加工过程。利用UG系统的后置处理, 将刀具轨迹转化为适合数控加工的NC程序。提高了模具设计质量、产品制造质量, 缩短了设计、制造周期。利用3D实体建模与CAM刀位轨迹源文件数据实时交换, 实现设计、制造一体化。
关键词：UG/CAM,模具,数控加工
参考文献
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[2] 杨金岭.基于UG NX的锻造模具设计和制造技术[J].模具技术, 2008 (2) :49～51.
[3] 刘春玲, 魏冰阳.基于UG软件的灯头注塑模具设计[J].机械管理开发, 2008, 23 (5) :97～100.
[4] 刘雪, 李强.基于UG的注塑模具的设计及加工[J].机械研究与应用, 2007, 5 (2) :93～95.
虚拟制造技术论文范文第2篇
关键词：虚拟仿真学科建设实验室管理
1虚拟仿真技术及其发展
虚拟仿真也称虚拟现实(VirtualReality，VR)，是在传统的仿真技术的基础上，利用3D技术、传感技术、人工智能等实现对现实的高度模拟，使用户产生“现场感”。虚拟仿真技术可以追溯到20世纪50年代，主要用于军事、航天、电力等领域，80年代以后，随着微型计算机的性能不断提升，仿真技术开始广泛应用于民用领域，如城市规划、節能环保、企业管理、经济分析等。2000年以后，随着高校教学改革的不断推进，仿真技术逐步进入高校的教学中。
从广义上来说，虚拟仿真技术不仅包含了计算机仿真技术、多媒体技术、传感技术、人工智能、软件工程等计算机技术，甚至还涉及到了心理学、社会工程学相关领域，使用户能在虚拟仿真系统中产生“沉浸感”。
2高校的虚拟仿真技术应用
高等院校早期将虚拟仿真技术应用在教学中主要是采用传统的模拟仿真方式。使用模拟仿真软件(EDA)将设计方案在计算机中进行仿真模拟，实现对产品性能、设计流程的模拟控制，从而使设计方案在实施前达到最优。例如网络设计中的tracertpacket，该软件使用图形界面对网络规划方案进行设计，并使用CLI界面对网络设备进行程序控制，不仅能模拟整个网络的运行过程，还能对网络中数据流和数据处理过程进行跟踪。再如电子电路模拟仿真软件Proteus，可以很方便地将电路设计、PCB设计和虚拟模型设计融合在一起，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，在计算机内部就可模拟出十分完备的产品模型。这些模拟仿真软件都具有功能强大且价格低廉的特点，因此在高校教学中使用十分普遍。
随着3D技术、传感技术及人工智能等技术的不断发展，虚拟仿真技术逐步发展成为一种可模拟真实世界视觉、听觉、触觉的虚拟空间仿真，也称为虚拟现实技术。因此，虚拟现实技术是传统的虚拟仿真技术与现代IT技术的深度融合。虚拟现实技术出现后，在军事、城市建设、产品设计、旅游娱乐等领域迅速得到应用，例如曼恒公司的飞行模拟系统，该系统对飞机驾驶舱各个部分进行了充分的模拟，并利用三维视觉仿真技术生成一个逼真的、精准的虚拟环境，可以全方位、多角度地模拟真实飞行中的各种状况。虚拟现实技术在教育领域也同样有着十分广泛的应用，越来越多的教学与科研都将借助于该技术，如上海交通大学口腔医学虚拟实训系统、武汉大学公共安全可视化系统等，这些虚拟现实系统在学生技能培养方面相比于传统的教学方法有着巨大的优势。
但由于这些虚拟现实系统价格十分昂贵，例如一套导游虚拟现实系统报价在100万左右，平均每年的维护费用在10万左右，普通高校很难承受如此高昂的采购和后期维护费用，因此并未在市场中大量推广使用。随着3D打印技术的兴起，虚拟仿真+3D打印或许是高校更为普遍的选择。3D打印是一种快速成型技术，这项技术可以很好地与虚拟仿真学和材料学结合起来，给用户提供更加真实直观的产品。尤其对于那些与设计、制造技术相关专业，使用虚拟仿真软件在计算机中设计出模型，再通过3D打印机进行快速成型，可以很方便地实现对实物的模拟。3D打印机的价格相对较低，入门级的产品报价目前在万元以内，后期费用不高，随着3D打印技术的进一步普及，企业级的大型3D打印机价格将会进一步下调，这将为3D打印技术在高校中的推广起到很大作用。目前的3D打印技术可以很方便地打印出机械零配件、动物器官和小型建筑，能打印出食物、机器人的新型3D打印机也即将问世，3D打印技术将越来越多地延伸到高校的教学科研中。
3虚拟仿真技术与专业融合
虚拟仿真技术作为一种教学方法，可以融入到高校许多专业的教学、实训和科研中。尤其是与新兴产业、交叉学科相关联的专业，学科知识更加广泛、技术更加前沿、学习难度更大，在教学实践中更需要使用虚拟仿真的方式促进学生对理论知识的理解以及实践能力和创新能力的培养。对于实践教学而言，不同层次的实践教学可以用不同层次的虚拟仿真技术进行模拟。在专业基础课程中的实践教学可以使用简单、高效、成本低廉的传统仿真技术来完成，对于专业核心课程的实践教学或综合性实验，可采用虚拟现实系统或是借助3D打印技术来实现。
以物联网工程专业为例，该专业是典型的前沿技术专业，而且专业知识覆盖面十分广泛，从感知层、网络层到应用层，涵盖了传感技术、网络技术、通信技术、软件技术等诸多领域。如果简单地套用传统教学模式和方法，学生不仅很难理解其中的各种技术细节，对整个专业的应用前景也会感到困惑。虚拟仿真实验可以很好地解决这些问题。在感知层和网络层的教学中，可以使用前文中介绍的模拟仿真软件Proteus和tracertpacket，对物联网的底层传感器和网络进行模拟仿真实训。在综合实训课程中可结合具体专业面向的领域，使用各种实验设备进行虚拟仿真教学，如智能家居、物流管理等专业领域均可使用实验箱和综合实训室进行综合虚拟仿真。一些以物联网应用层为主要研究对象的专业则可使用沙盘模拟软件对学生进行实训，如物流管理沙盘、电力控制沙盘、ERP沙盘等，不仅培养了学生的实战经验，还可以大量节省教学成本。
虚拟仿真技术与专业结合的另一个例子是数字城市。数字城市技术是一种典型的虚拟现实技术，是将计算机技术与空间测量技术、遥感技术、虚拟仿真技术相结合的交叉技术，旨在构建一个虚拟的空间信息平台，将城市资源(包括自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等相关信息)以数字化的形式进行存储，以虚拟仿真的形式表现以供用户查询。数字城市技术覆盖范围广泛，因此可以与许多专业结合，例如数字城市技术、空间信息与数字技术等专业。这些专业都有着非常相似的特点，即采用多媒体技术绘制二维或三维虚拟现实界面，使用分布式存储技术对数据进行存储，使用数据库技术对数据进行管理，使用人工智能技术实现人机互动。在数字城市技术及相关专业的教学中，将大量的使用到虚拟仿真技术，并将虚拟仿真技术逐步和人体感官项融合，形成虚拟现实空间。随着国家数字城市战略的不断推进，数字城市与虚拟现实技术必将有着更加广阔的应用空间。
4虚拟仿真实验室的建设与管理
虚拟仿真技术应用于高校的实践教学与科研，主要是以虚拟仿真实训室为载体完成的。与普通实验室相比，虚拟仿真实验室的建设与管理有着一些特殊性。总结起来，有以下三个方面需要注意。
4.1软件是根本。由于长期存在“重硬件、轻软件”的觀念，国内高校的实验室建设经常会走入误区，在实验室中堆砌大量的硬件设备，让实验室的设备值“看得见、摸得着”。硬件的性能固然重要，但软件才是决定实验室设备是否符合用户需求的根本。对于虚拟仿真实验室而言，虚拟仿真软件用于对虚拟仿真设备和虚拟现实设备的控制，是实现实验室功能的最重要因素，而且这些软件通常是专用软件，功能无法用其他软件替代，如果一旦软件出现故障，实验室的设备就成了一堆废品。因此在虚拟实验室的建设和管理过程中，软件的性能指标以及软件系统的可靠性都应引起足够的重视。在系统采购时，集成商的软件开发、系统集成能力应作为考察的重点之一。
4.2服务是关键。虚拟仿真实验室因其较高的集成度和专业性，在使用和维护的过程中，十分依赖于厂商的后期服务。尤其是大型虚拟现实系统，软件和硬件结构复杂，需要精确的现场调试才能模拟出较为理想的虚拟现实状态，同时影响系统正常运行的因素较多，日常维护时需要管理人员有更强的专业性和针对性，因此厂商提供的后期服务显得尤为重要。例如系统调试、使用和维护培训、及时响应服务、零配件保障等，都需要在实验室建设规划时统筹考虑，否则花费大量财力购置的虚拟现实系统会最终成为昂贵的废品。
4.3项目是载体。建设虚拟仿真实验室的目的是促进高校教学与科研水平的提高，促进专业理论与实践的融合，因此科研与学科建设是实验室建设的重要支撑平台。在今天的科研与学科建设中，项目化是一种普遍的选择。科研的项目化已十分普及，学科建设的项目化正在成为趋势。教学内容项目化、实训过程项目化、专业建设项目化，一层一层地带动整个学科建设的项目化转型。不仅如此，很多高校提出“以赛促建”的观念，将学生竞赛项目作为学科和科研建设的重要平台。因此项目是实验室建设和使用的载体，没有应用项目的虚拟仿真实验室使用价值将大为降低。
随着高校学科和科研建设的不断提升，各种虚拟仿真技术在高校中将会有更加广阔的应用，本文旨在抛砖引玉，将虚拟仿真技术在高校的应用作出简要介绍，同时希望能引起各高校对虚拟仿真实验室建设的关注。
参考文献：
[1]尹湛华，朱海洋.虚拟仿真技术在高职实践教学中的比较优势[J].南昌高专学报，2008(04).
[2]林徐润，段虎.虚拟仿真技术在高职实训教学中的应用[J].深圳信息职业技术学院学报，2012(02).
[3]郭娟，于欣，高腾.虚拟现实技术对高等职业教育实践教学的促进作用[J].河北科技师范学院学报，2008(04).
基金项目：武汉商学院2014年教研重点项目《基于应用型人才培养的商科院校校内实验实训基地发展建设研究———以武汉商学院为例》，课题编号2014Z009。
虚拟制造技术论文范文第3篇
关键词： VPR;虚拟技术;培训系统
虚拟现实是人类利用知觉能力和操作能力的新方法。它是一种高逼真度地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、动感等行为的人机界面技术，它涉及计算机图形学、人机接口技术、传感技术及人工智能技术等。这种模拟给用户提供了一种身临其境的体验，通过视觉、听觉、动感等多感通道，进行人机交互，为用户提供最佳的人机通信方式。排爆培训一直是一个高危培训，如果采用能够实现人机交互的虚拟软件，则可以在实际操作爆炸装置前对学员进行基础知识和基本技术要领的培训，消除学员的陌生感和恐惧感，提高学习效率，消除很多潜在危险，提高培训质量，降低培训成本。
1 虚拟现实广泛应用于教学培训
进入21世纪，虚拟现实技术在教学培训领域逐渐得到了广泛的应用，使得传统的教学模式发生了巨大的变革，其中最大的体现就是多媒体技术在教学中的应用。特别是在教育领域，应用前景极为广阔。目前，多媒体技术不仅在国外民航教育培训领域被广泛使用，而且在我国民航教育培训中也得以推广。例如，在飞行训练中，飞行模拟器、桌面飞行训练器和飞行模拟系统的使用使得飞行员在进行真机训练之前就熟悉了各型飞机的操作程序及各种复杂气候和紧急状态下的应急处置程序;在空管培训中，基于计算机的培训(Computer-Based Training，CBT)在整个培训过程中起到承上启下的作用，它既能帮助学员进行理论知识的学习，深入理解学习中的难点，检查学习效果，又能帮助学员在进行模拟训练前建立调配、引导飞机的感性认识，训练标准的管制用语，熟悉管制环境等，以便更有效地进行模拟实验;在航空维修领域，多媒体技术应用于航空维修现场，改革维修手段，提高维修效率，进而提高飞机的出动率。
2 培训系统的软硬件平台
2.1 硬件平台。爆炸装置虚拟培训系统作为低成本的桌面式培训系统，采用目前广泛使用的PC机平台，通过服务器、局域网、校园网和互联网实现培训机构或院校内部电脑和远程电脑实时访问，并可以进行单机操作。
图1爆炸装置虚拟培训系统单机版硬件图
单机版培训系统(图1)利用普及的个人电脑平台，在培训机构或院校内部多媒体教室进行培训。主要利用键盘和鼠标查看爆炸装置的结构、功能介绍和操作说明，并通过系统中不同爆炸装置的各种关键元器件的操作来完成模拟拆除爆炸装置的工作任务。
网络版培训系统利用培训机构或学校的多媒体教室局域网、校园网络和互联网，可以实现对远程认证学员进行培训，其操作和培训内容与单机版相同，并且可以进一步降低培训费用，节省实际培训时间。
2.2 软件平台。爆炸装置虚拟培训系统采用基于windows的平台进行开发，主要利用三维建模软件进行模型的搭建，利用三维交互引擎完成虚拟现实系统的构成，并通过Java程序编写部分关键交互程序。
3 虚拟培训系统制作过程
3.1 基础3D模型建构。首先，爆炸装置的初始设计要求，利用3dmax软件完成各爆炸装置模型的初级建模工作，主要通过车削、放样、布尔等手段完成基础模型构建，总共完成模型零部件约1400个，完成绘图面140万个。
3.2 UI二维交互图片的制作。由于人机交互中有很多必须的按钮和标识来作为人机交互界面的媒介，所以需要利用Photoshop软件完成各种相关的UI二维交互图片的制作。
3.3 模型导入和交互实现。完成后的三维爆炸装置模型和相关环境模型一并导入到VPR中，并对模型比例、光源、环境光等进行调节，并且将整体框架设为背景、对象物体和人机交互界面等三个层次。对于特殊的交互元件，需要利用脚本编辑器对其动作进行编辑。一些特殊动作，则利用Java编写交互代码。然后利用Photoshop完成的图片，构建人机交互的UI界面，并根据交互需求完成相关布置。最后，利用脚本工具，完成交互界面和被控物体件的控制链接，以完成人机交互。
4 爆炸装置虚拟培训系统的积极意义
1)通过人机交互训练，提升学员准确识别与处置爆炸装置的能力。使用本爆炸装置虚拟培训系统，可以强化学员对爆炸装置的原理掌握、模式识别和处置能力，达到多模式、多感官、反复性和针对性的培训要求，切实地提高学员的反劫制爆能力。
2)使用虚拟培训系统，解决无法使用真实爆炸装置的困境。对于普通高等院校和培训机构，要获得真实爆炸装置的合法使用权是非常困难的。但同时，对于一些特种专业又需要了解和掌握各种爆炸装置的基本结构、爆炸原理和拆除方法等知识，如果不能直观的操作爆炸装置，将很难通过简单的理论讲解掌握以上知识，更谈不上能够正确的处置爆炸装置。使用本爆炸装置虚拟培训系统则可以很好的解决这一难题，让学员能够“亲手操作”各种基本形式的爆炸装置，加深对爆炸装置的了解。
3)合理分配责任，降低教学风险。利用爆炸装置虚拟培训系统代替各种爆炸装置实物进行教学，可以有效规避真实爆炸装置储存和使用中可能发生被盗、丢失、爆炸事故等各种风险，同时爆炸模拟装置和培训系统的可重复使用性还可以有效降低爆炸装置实验和教学投入。
5 结束语
本培训系统是基于虚拟现实技术开发的三维立体人机交互系统，可以很好地满足爆炸装置教学需要。学员通过鼠标和键盘实现对各种爆炸装置的操作，直观地了解和掌握各种爆炸装置的基本结构组成、工作原理和排除方法，切实提高处爆排爆能力。同时，爆炸装置虚拟培训系统很好地解决了爆炸装置教学中实物难以获取和使用危险的难题。
参考文献：
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虚拟制造技术论文范文第4篇
关键词：课程建设;教学改革;虚拟仪器技术
虚拟仪器技术是计算机技术、测试技术和通信技术等多门技术相结合的产物，是多门学科的最新技术的结晶，融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身，实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化，代表了未来仪器的发展方向，是未来测试领域中的主流技术，具有重要的实用意义。如何普及、提高虛拟仪器技术已经引起国内高校的普遍重视，各高校相关学科专业纷纷开设与虚拟仪器技术相关的课程并将相应的课程作为一门重要的课程进行建设[1-3]。
常熟理工学院从2011年开始开设了“虚拟仪器技术”课程，作为测控技术与仪器专业的一门核心课程，该课程主要是针对区域装备制造业企业对电子电气设备检测及产品测试岗位的需求，培养学生应用虚拟仪器技术构建基本测控系统，进行相关设备及产品测试的专业应用能力。针对“虚拟仪器技术”课程实践性、综合性、应用性强的特点，近几年来，我们按照应用型人才培养的目标，对该课程教学不断进行改革、探索和实践，取得了较好的成效。文章主要围绕优化课程教学内容、改进教学方法与教学手段、开展科技创新训练、创新课程考核方式等方面介绍了对“虚拟仪器技术”课程教学改革进行探索与实践过程中的工作与经验。
一、优化课程教学内容，培养学生应用能力
“虚拟仪器技术”课程是利用LabVIEW软件开发虚拟仪器的一门应用课程，本课程主要内容包括虚拟仪器的相关知识与LabVIEW入门，LabVIEW软件的程序结构、数组、簇和波形、图形显示、字符串和文件I/O、数据采集、数学分析与信号处理、LabVIEW程序设计技巧、仪器控制等[4-6]。“虚拟仪器技术”课程的基本任务是：通过本课程的学习，让学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术，掌握虚拟仪器软件平台LabVIEW的基本编程方法及调试技术，基于虚拟仪器技术并结合多功能数据采集卡来完成相应的测控系统设计。
“虚拟仪器技术”课程教学内容改革的主导思想为：围绕区域装备制造业企业的电子电气设备检测及产品测试岗位对虚拟仪器技术的需求，课程教学内容由校企双方共同制定，注重模拟和利用行业企业真实的生产工作状况，与科学研究、工程实际和社会应用实践密切联系。以突出学生对测控系统的工程设计能力培养为主线，通过校企合作、教师科研成果向教学资源转化，以及学生创新成果向教学资源转化，提升课程建设水平。
因此在教学内容的安排上，需要对课程知识点进行了梳理，根据应用型人才培养要求，以工程实践能力培养为目标，以任务为导向，以项目为载体，将知识点融入到一个个具体的项目中去，形成教学模块。根据项目的难易程度，分成基础篇、设计篇和综合篇三大块内容。基础篇主要介绍虚拟仪器的相关知识、LabVIEW软件开发平台使用、典型测控系统构成等基础知识点，设计篇主要介绍LabVIEW软件开发平台编程方法与程序设计与调试，综合篇主要讲述基本测控系统设计概念，以常熟理工学院与依托企业合作完成的科研项目作为工程背景(即教学案例)，围绕虚拟仪器技术的典型应用(数据采集和仪器控制)提炼出多个典型工业应用案例，给出从硬件配置及接线到LabVIEW编程调试、整个系统的设计方案与实施过程及测控效果。调整后的每一个教学模块包括理论教学和实验教学两部分内容，知识目标和能力目标明确，具有较好的系统性和相对独立性，便于理实一体化教学的开展。
通过深化教学内容改革，优化教学内容体系，课程教学所用到的项目均源于依托企业提供的工业自动化实际应用或教师科研项目，具有很好的实际应用价值，项目之间既有关联又相对独立，并且具有行业针对性。所有的教学情境以真实测控对象为载体，解决了传统教学软硬件分离的问题，使得教学内容不仅仅局限于教材。采用演示——案例——互动教学法激发学生的学习兴趣与积极性。教学内容深入浅出，循序渐进，突出重点和难点。
二、改进教学方法与教学手段，引导学生自主学习
“虚拟仪器技术”课程是一门实践性很强的课程，其课堂理论教学与实践教学不可分割[7-10]，根据学生的认知规律和教学规律，课程在教学方法与教学手段上进行了以下的尝试。
(一)项目驱动法教学
教学内容以工程项目为教学主线，通过设计不同的教学项目，每个项目包含若干个任务，巧妙地将知识点和技能训练融于各个项目之中，各个项目按照知识点与技能要求循序渐进地编排，形成理实一体化教学模块。教学模块的目标明确可达，项目贴近实际工程，控制效果直观，项目驱动教学法明显提高了学生学习的积极性和参与度。
(二)案例分析法教学
充分利用常熟理工学院与美国国家仪器有限公司联合共建的先进测控技术联合实训中心和教师科研平台，采用研究性教学方法中的案例教学法和基于问题解决的学习方法，注重实践、科研和工程实际紧密结合，注重对学生理论知识应用能力的培养，以工程案例为主线，理论与实践相结合的教学方法，将科研成果引入“虚拟仪器技术”课程教学，创设与现实相近的教学情境。
在教师的指导下，根据教学目标，将教学与工程实践中的真实项目案例加以典型化处理，组织学生对案例进行思考、分析、讨论，引导他们进行自主探究性学习，培养独立思考和主动学习的能力。采用案例教学法充分调动了学生的学习积极性，使其思维空间得到开拓，提高了学习兴趣;同时，使学生学会用所学的理论知识，分析和解决实际工程问题。
(三)理论与实践一体化教学
对现有的理论教学和实验教学进行改革，把理论教学与实验教学环节整合在一起实施理论实践一体化教学。理论实践一体化教学在先进测控技术联合实训中心进行，教学过程中转变教师与学生的角色关系，强调充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位，通过设定教学目标和教学任务，让师生双方边教、边学、边做、边讨论，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。
(四)构建课程网络学习平台
依托学校的教学资源建成了“虚拟仪器技术”网络课程，把先进的信息技术手段应用到教学中。通过网络教学平台的使用，实现网上发布作业、网上答疑，学生很容易地与教师对课程学习中的问题，不受时空限制，进行远距离的交流。任课教师加强课间或课外与学生的交流，辅以网上答疑，不仅能够解决同学在学习中的疑问，通过个别交流还能了解学生对教学的个别需求，从而改进教学方法。
(五)重视多媒体课件的开发与应用
将任课教师的最新科学研究成果加以总结、提炼、制作成多媒体课件，以动画、图片、录像的形式充实到相应的课程章节中，极大的丰富了教学内容，使得课堂中看似复杂的理论知识与现实生活中的实例结合起来，以便于提高学生学习的兴趣，同时使学生能够及时获取最新的科研成果，拓宽本科生的知识面，为培养学生的创新思维打下良好的基础。通过实际工程背景和问题情境吸引并维持学生的兴趣，使他们积极寻找解决问题的方法，为他们将来进入社会更快地适应工作环境打下良好的基础。
三、开展科技创新训练，培养学生创新能力
为了鼓励和支持学生在课余时间参加开放式实验教学、科研和第二课堂活动，进一步加强素质教育和学生创新能力的培养，培养学生的实践能力和创新精神，课程不断探索学生创新能力培养新途径，规范有序地做好先进测控技术联合实训中心的开放工作，逐步形成高素質应用型创新型人才培养机制，以学生自主学习能力、工程实践能力、创新创业能力和大学生职业素养培养为核心，鼓励学生进行创新训练。
课程将兴趣小组、科技创新项目、学科竞赛三个不同层次的活动贯穿其中，为学生营造浓厚的科技文化创新氛围，全方位培养技能型、创新型人才。
按照实验室设备资源分为数据采集组、网络通信组、机器视觉组、机械臂组与机器人组共五个兴趣小组。学生针对自身的兴趣爱好选择进入实训中心的相关的兴趣小组。
1. 数据采集组：借助于ElVIS和nextboard平台完成对各种模拟信号和数字信号的采集，针对实际的应用场合，构成具有特定功能的监测系统。
2. 网络通信组：借助于nextboard平台，配以WiFi模块、GPS模块、GPRS模块、物联网模块开展研究。如：基于物联网的智能家居系统设计与制作，基于WiFi的遥控飞行器、数据采集，基于GPS的盲人导航仪设计，基于gprs的无线安全报警系统的设计等。
3. 性能测试实训系统、机器视觉实训系统、工业先进生产线实训系统开展研究。如：基于LabVIEW的PCB板实时性能检测系统设计，基于机器视觉的农产品、商标等的检测等。
4. 机械臂组：六轴机械臂的空间轨迹优化、物品抓取等。
5. 机器人组：借助于实验室Nao机器人，对机器人的感觉、思考、互动、控制、移动、自主进行学习，实现机器人的视觉追踪、抓取及全身动作、导航定位、与人互动等。
课程积极支持学生开展大学生科技创新训练计划，学生参加科技创新活动踊跃，获得的科技成果多。
定期举办校级虚拟仪器大赛，为学生提供挑战自我、激发创新的平台。从校级虚拟仪器大赛中涌现出很多精彩的学生作品，这些作品被充实到教学资源库中;此外，通过大赛，还选拔了优秀学生参加校外的各项赛事如江苏省虚拟仪器竞赛，全国虚拟仪器大赛等赛事，学生在各类赛事中取得了优异的成绩。
四、创新课程考核方式，促进学生全面发展
推进教师辅导和学生自主学习相结合的课程学习方式。选拔优秀学生进驻先进测控技术联合实训中心进行自主学习，对于常驻学生，要求他们按先进测控技术联合实训中心常驻学生专业知识与能力一体化训练大纲要求设计实际作品对“虚拟仪器技术”课程进行学分抵修。考核方式以提交设计作品和设计报告的形式体现，学生所提交的作品要涵盖该课程知识点的60%以上(由答辩老师认定)，并且还应接受该课程建设小组的现场答辩，给出的成绩作为其该课程的最终成绩。先进测控技术联合实训中心常驻学生必须在本课程开课学期前结合先进测控技术联合实训中心提供的设备设计与提交一个包含课程主要训练内容的系统作品的详细实施方案(作品名称与形式可以自拟，但不能包括游戏类作品，所提供的材料包括提供15页以上的设计报告与软件)方能抵修本门课程。系统功能实现必须涵盖了本门课程常规教学大纲要求的主要知识点。具体步骤如下：
(1)学生填写学分抵修申请表;(2)提交设计作品和设计报告;(3)平台负责人提出初步意见，对作品做出真实、科学评价;(4)学院教学副院长、行政副院长召集课程建设小组成员对其进行现场答辩，按满分100分给学生评价本门课程的最终分数，具体评分标准如下：针对学生训练内容及本门课程的常规教学大纲要求提出3道应知应会必答题，总分共30分，若得分低于18分，学生将不能抵修本门课程;针对学生提交的作品进行答辩，共70分。(5)学院教学委员会进行审批;(6)学院网站公示抵修通过名单，并报学校教务处备案。
近三年来，来自先进测控技术联合实训中心的40位学生通过在实训中心一年多的自主学习与创新，已熟练掌握了“虚拟仪器技术”课程教学大纲中要求的知识，最终在现场作品演示与介绍环节里，分别提供了温度采集与控制、基于LabVIEW的多功能点菜机、多功能智能电梯、基于LabVIEW虚拟触摸屏设计与基于LabVIEW的实验室考勤管理系统等优秀创新成果，获得了专家评委与现场学生的高度评价，最后经过现场提问答辩等环节，由专家评委打分，顺利获得了“虚拟仪器技术”课程的学分。
针对不是常驻先进测控技术联合实训中心进行创新训练的学生，改革考核方法，注重过程性评价。“虚拟仪器技术”课程的学生总成绩由平时成绩、实验成绩和期末成绩三部分组成，其中平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的30%，期末成绩占总成绩的50%。平时成绩由平时作业(占40%)、网络课程自主学习(占20%)、上课考勤(占15%)、课堂完成项目情况(占25%)综合评定。本课程的期末成绩采用试卷(开卷、笔试与机考)考核方式来评定给出分数。这样，能够较为全面地评价学生的综合素质，避免了学生平时不努力、考前突击应付的现象。开展课堂教学方法和考核方法改革，采取集中考核和过程考核相结合、理论考核与实践考核相结合的综合考核方式改革。
五、结束语
根据“虚拟仪器技术”课程的教学要求，文章以工程实践能力、创新能力和自主学习能力培养为核心，分别从优化课程教学内容、改进教学方法与教学手段、开展科技创新训练、创新课程考核方式四个方面对该课程的教学进行了探索和实践。近三年来的教学实践结果表明：理实一体化教学模式和项目教学法的采用，学生学习的积极性和主动性大大增强;实践平台的开放和贴近工程实际的测控对象的引入给学生提供了很好的工程实践平台，学生的工程设计与应用能力得到了很大的提高;形式多样、客观、灵活的考核和评价机制促进了学生个性和创新能力的发展。教学成效在近三年来学生的科技创新、学科竞赛和LabVIEW 助理开发工程师认证(CLAD)中得到了充分体现，以常熟理工学院测控技术与仪器专业为例，2010级、2011级和2012级测控技术与仪器专业学生共获得9项省级或校级科技创新项目，参与学生40人次;在第二届江苏省虚拟仪器竞赛中，获得了1项一等奖、1项二等奖、5项三等奖的优异成绩，参与学生22人次;在第三届全国虚拟仪器大赛中，获得了1项二等奖的好成绩，参与学生5人次。近三年来共有50多位学生通过本课程的学习，获得了美国国家仪器有限公司的 LabVIEW 助理开发工程师认证。
该课程在历年学生评教中，学生都充分肯定了教師的教学水平，教学评估成绩都为优秀。学生普遍反映课程教学方法灵活、教学手段先进，教学内容能反映技术发展最新成果、学生自主学习兴趣较浓厚。
实践证明理实一体化教学是一种行之有效的方法，能提高学生解决问题和工程实践的能力。但实施过程中还存在一些问题，如：教学项目设计还需进一步完善，使之能更符合企业的需求;团队协作能力如何能更有效地进行评价等。这些问题还需要教学团队在后续教学中摸索改进，从而进一步提高教学质量。
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虚拟制造技术论文范文第5篇
[摘 要]从组织形式、产出结果、网络技术三个角度考察了西方虚拟企业理论自诞生以来十余年的有代表性的阐述，并对虚拟企业理论的有待进一步研究之处作了分析与评论。
[关键词]虚拟企业；信息技术；核心能力；功能虚拟
[文献标识码]A
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