[推荐]仿真技术发展及应用

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　　仿真技术发展及应用

　　作者：王子才

　　(哈尔滨工业大学仿真中心，哈尔滨 150001)

　　[摘要] 从仿真技术的发展、成熟、再发展的观点论述了它的发展过程。介绍了仿真技术在国民经济各个领域中的应用。分析了国内外仿真技术水平及现状，展望了仿真技术的发展趋势。

　　[关键词] 仿真技术;系统仿真;半实物仿真;分布交互仿真

　　[中图分类号] TP391.9

　　[文献标识码] A

　　[文章编号] 1009—1742(2003)02—0040—05

　　[作者简介] 王子才(1932—)，男，山东聊城人，中国工程院院士，哈尔滨工业大学教授，博士生导师

　　1 概述

　　从一般意义上讲，系统仿真可以理解为对一个已经存在或尚不存在但正在开发的系统进行系统特性研究的综合科学。对于实际系统不存在或已经存在但无法在现有系统上直接进行研究的情况，只能设法构造既能反映系统特征又能符合系统研究要求的系统模型，并在该系统模型上进行所关心的问题研究，揭示已有系统和未来系统的内在特性、运行规律、分系统之间的关系并预测未来。

　　系统仿真是以建模理论、计算方法、评估理论为基本理论，以计算机技术、网络技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制及系统工程等相关技术为支撑的综合性交叉科学。

　　仿真技术的应用一般是以仿真系统的形式来体现的。

　　2 仿真技术的发展

　　仿真技术经过半个多世纪的发展，从研究简单系统到现在已经成为人们研究复杂系统的有力工具，大致经历了三个阶段。

　　1)发展阶段 二次大战末期，火炮控制与飞行控制动力学系统的研究促进了仿真技术的发展，20世纪40年代研制成功第一台通用电子模拟计算机。50年代末期到60年代，导弹和宇宙飞船的姿态及轨道动力学的研究、仿真技术在阿波罗登月计划及核电站的广泛应用、以及50年代末第一台混合计算机系统用于洲际导弹的仿真，促进了仿真技术的发展。这是仿真技术的发展阶段。

　　2)成熟阶段 在军事需求推动下，70年代中期，仿真技术不但在军事领域迅速发展，而且扩展到许多领域。在这个时期出现了用于培训民航客机驾驶员和军用飞机飞行员的飞行训练模拟器和培训复杂工业系统操作人员的仿真系统等产品。相继出现了一些从事仿真设备和仿真系统生产的专业化公司。例如美国的GSE公司、E&S公司、ABB公司、Dynetics公司等，使仿真技术达到了产业化阶段。这标志着仿真技术进入了成熟阶段。

　　70年代末，国际政治军事格局的改变，为仿真技术的发展创造了新的机遇。一方面，随着世界范围内冷战状态的缓和，各国政府纷纷把投资重点转向了本国的经济建设，并开始大规模地削减常规军队，大规模的军事演习不仅受到政治环境的约束，同时也受到经济状况的制约，与之相矛盾的是现代战争越来越强调部队联合作战能力的培训以及战略战术的运用;另一方面，现代武器系统装备越来越复杂，武器系统研制的费用越来越高，研制周期越来越长，培训使用操作人员的时间也越来越长，必须找到研制开发新武器系统的更加有效的途径和方法，形成一个新武器的决策者、开发者与使用者协调配合、共同参与的武器研制体系，缩短武器系统研制开发的周期和成本，这成为各国军方都在探索的问题。仿真技术为解决这些问题提供了一条有效的技术途径。

　　同样，随着技术进步，工业生产设备越来越复杂，操作水平要求越来越高，面临着与武器系统装备同样的问题。

　　这种技术需求推动了仿真技术快速发展。

　　3)高级阶段 20世纪80年代初以美国国防高级研究计划局(DARPA)和美国陆军共同制定和执行的SIMNET(SimMlators Network)研究计划和美国三军建立先进的半实物仿真试验室为标志，标志着仿真技术发展到了一个新的高级阶段。

　　SIMNET计划是分布交互仿真的初型和开始。到90年代，各个部门相继建设分布交互仿真系统、并行分布交互仿真系统、聚合级仿真系统。这些仿真系统绝大多数是针对某领域的具体需求而建立的，它们之间不能互操作，其应用和各组件也不能在新的仿真应用和开发中得到重用。随着国防工业和工业系统的发展，被仿真的系统日益复杂，规模越来越大，若各应用部门根据各自的需要完全从头开始开发大型仿真系统，工作效率低，财力人力浪费大，且模型和仿真结果的准确性、可信度难以保证。为了更好的实现信息、资源共享，促进仿真系统的互操作和重用，到90年代，以美国为代表的发达国家在分布交互仿真、先进的并行分布交互仿真以及聚合级仿真的基础上，仿真技术开始向仿真的高层体系结构(HLA)发展。HLA是促进所有类型仿真之间互操作、仿真模型组件重用的高级协议。

　　3 仿真技术应用

　　随着仿真技术的发展，仿真技术应用目的趋于多样化、全面化。最初仿真技术是作为对实际系统进行试验的辅助工具而应用的，而后又用于训练目的，现在仿真系统的应用包括：系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。它的应用领域已经发展到军用以及与国民经济相关的各个重要领域。

　　3.1 军事领域

　　3.1.1 武器装备研制 仿真技术在武器装备研制过程中，使得在新武器研制计划开始前，能够充分利用仿真系统检验武器系统的设计方案和战术、技术性能的合理性，避免在实际研制过程中出现的方案的不合理现象，缩短研制周期，并支持技术评估、系统更新、样机研制，使得能够以较低的代价提高武器装备的战术性能。各用户(包括武器装备的研制部门、采购部门、训练部门和军事使用部门)可在合成环境中按需要综合应用各种仿真手段进行演习、训练和试验，鉴定现有的和研制中的武器装备的性能、战术部署和后勤保障。现在，在武器装备研制生产过程中，已规定将仿真系统列为必需的装备。

　　3.1.2 军事训练 分布式仿真系统通过联网技术将分散在各地的人在回路中的仿真器、计算机生成的兵力以及其他设备联结为一个整体，形成一个可以在时间和空间上互相锅合的虚拟战场合成环境，参与者可以自由地交互作用。这样，使过去主要依靠野战演习完成的任务可以利用计算机、仿真器和人工合成的虚拟环境来进行。技术的进一步发展还将把野外演习的部队和这种仿真器联系起来进行演习。利用仿真器产生动态的、直观的环境，配合仿真的地形、烟雾和“敌人”的武器装备，使部队能够进行生动逼真的军事演习。

　　3.1.3 先进概念与军事需求分析 在先进概念与军事需求分析方面(例如使用新概念与先进技术的试验)，对于未来军事行动中在条令、训练、指挥人员培养、组织、装备和士兵发展等方面的需求上，可以通过仿真和使用真实部队的士兵体验来评估技术综合集成的影响。

　　3.2 工业领域

　　同军事领域的需求和推动一样，由于工业系统的复杂性、大型化，出于安全性、经济性考虑，仿真技术广泛应用于工业领域的各个部门。在大型复杂工程系统(项目)建设之前的概念研究与系统的需求分析过程中，都发挥着越来越重要的作用。

　　电力工业中，随着单元发电机组容量越来越大，系统越来越复杂，对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求，仿真系统是实现这个目的的最佳途径。通过仿真系统可以优化运行过程，可以培训操作人员。电站仿真系统己成为电站建设与运行中必须配套的装备。

　　核电站的运行必须安全，操作人员的技术素质、技能是保证安全运行的前提，培训提高操作人员素质、技能的有效手段是仿真培训系统。

　　在经济全球化、贸易自由化和社会信息化的今天，在技术更新速度加快的新形势下，制造业的经营战略发生了很大变化。如何在最短的时间内，以最经济的手段开发出用户能够接受的产品，己成为今天市场竞争的焦点。虚拟制造是解决这个焦点问题的有效技术途径。虚拟制造是采用建模技术在计算机及高速网络支持下，在计算机群组协同工作下，通过三维模型及动画实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验以及企业各级过程的管理与控制的仿真产品制造过程。虚拟制造是对已有的或未来的制造活动进行的仿真过程，所进行的过程是仿真的，所生产的产品也是仿真的。仿真技术将在制造企业中发挥重要的作用。

　　3.3 其他应用领域

　　在为武器系统研制作战训练和工业过程服务的同时，仿真技术的应用正不断向交通、教育、通讯、社会、经济、娱乐等多个领域扩展。近年来，国内研制了能够表述交通流特征和交通流质量的交通仿真软件平台，可以对交通规划、交通控制设计、交通工程建设方案等进行预评估。在引黄入晋输水工程中，建立了全系统运行仿真系统。利用仿真系统验证了工程设计，提出了现有工程设计中影响运行的重大问题，寻找调度运行最佳模式等。

　　在医学仿真方面，建立了有关人体的生物学模型和三维视觉模型，为深入开展人体生命机理研究和远程医疗工作提供了有力的工具。为了满足大容量、高速度通讯网络研究的需要，对通讯仿真的方法和软件开展了广泛的研究，为提高通讯网络的性能和网络方案的优化提供了重要的分析和验证工具。此外，仿真技术和虚拟现实技术在娱乐业中亦显示出广阔的发展前景。

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　　4 国内外现状及展望

　　4.1 国外现状

　　以美国为代表的发达国家高度重视仿真技术的发展和应用。10多年来美国国防部一直将仿真和建模技术列为国防关键技术。1997年度的“美国国防技术领域计划”，将建模与仿真列为提高军事能力的四大支柱(战备、现代化、部队结构、支持能力)的重要技术。

　　美国三军先后建成了：为满足红外成像制导武器仿真需要的红外制导半实物仿真系统。为满足雷达寻的制导的毫米波半实物仿真系统MSS—2，它是当今世界上规模最大、技术最先进的射频仿真系统。可以满足地空导弹毫米波精确制导仿真的需要。目前，用于爱国者PAC—2和PAC—3型导引头半实物仿真。

　　复合制导是精确打击武器装备的标志性发展，支持复合制导武器的仿真技术，成为当今最具挑战性的仿真技术。美国于1995年研制成功共孔径的毫米波和红外双模制导半实物仿真系统。

　　1983年，美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)和美国陆军共同制定了SIMNET研究计划，此计划是将分散在多个地点的地面车辆(如坦克、装甲车等)仿真器用计算机网络联结起来，进行各种复杂任务的策划和训练，以演示、验证实时联网的人在回路中的作战仿真和作战演习的可行性，最终达到降低训练成本、实现作战想定、提高训练安全性及减小对环境的不良影响的目的。1989年，SIMNET最终移交给美国陆军时，已经联结了9个操作性仿真结点(5个分布在美国、4个在欧洲)和2个开发仿真结点，大约250台套地面车辆模拟器和飞机飞行模拟器。SIMNET作为一套训练系统， 目前仍在发挥作用。SIMNET计划的完成，标志着仿真技术进入了分布交互仿真阶段，为分布交互仿真的发展奠定了基础。此后，在90年代，美国在HLA基础上相继建立了JADS(Joint Advanced Distributed Simulation)、 JWARS (Joint Warfare System)、HLA的应用系统、JSIMS(Joint Simulation System)和ALSP应用系统等。

　　欧洲对于仿真技术的研究也十分重视。北大西洋公约组织(NATO)对应于美国分布交互仿真工作组成立了相应的研究机构进行跟踪研究，并制定了建模与仿真的计划。

　　美国等西方国家除军事用途外的其他行业中的仿真技术及应用都居于世界领先水平，如飞机模拟器、车辆运输仿真、电力系统、石化工业仿真系统等。

　　4.2 国内状况

　　通过几个五年计划的努力，我国仿真技术得到了快速发展，并取得了突破性成果。

　　在国防工业领域，建成了不同类型的半实物仿真系统。半实物仿真系统的应用在国防工业产品研制、生产、使用、维护过程中发挥了巨大作用。

　　在军事领域建立了指挥、作战、训练的仿真系统及半实物仿真试验室。仿真技术的应用为我军部队指挥、作战、训练提供了有效的工具，为我军现代化建设做出了重要贡献。

　　在先进分布交互仿真技术方面，我国初步建成了分布交互综合仿真系统14J。该系统是一个含有灵境技术的、开放的、支持分布交互仿真的支撑环境，支持复杂系统设计、运行和评估，并开始应用于实际系统的研制和开发工作。

　　在民用工业中，我国已自行研制生产电力工业的大型电站(200MW，300MW，600MW)仿真系统、交通运输仿真系统、石油化工过程仿真系统等U51。

　　我国仿真技术经过“七五”、“八五”、“九五”期间的努力，已有长足发展。在某些方面达到了国际先进水平。但总的技术水平，特别是应用水平与发达国家比较还有差距，需要进一步努力，加速发展仿真技术以缩小差距。

　　系统仿真技术的优良特性和巨大效益，可能将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。仿真系统将应用于人类生产实践的全过程，这样可以避免决策失误，可以预测可能发生的问题，达到避免故障、安全控制的目的。

　　4.3 展望

　　建模理论和方法，仍然是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。它是系统仿真可持续发展的基础。美国等发达国家在仿真领域一直是将建模理论和方法的研究工作列为重中之重。另外，无论是武器系统还是工业系统，都向大型化、复杂化方向发展，相应的必须开展支持复杂大系统建模的理论和方法研究。

　　仿真系统将是支持研究各类复杂大系统全生命周期的必要手段。大型复杂工业系统，都需要预估其安全性，从安全性出发设计实施。仿真系统是预估其安全性的有效工具，因此仿真系统自身的可信度就变得非常重要。从理论上建立仿真系统的评估体系及相应的方法、工具是推动仿真技术应用的重要研究方向。

　　先进的分布式仿真技术的发展，在2l世纪，可能将分布在各个应用领域的人员和资源集成为一个大型仿真环境。它将打破各个领域的界限，使人们在仿真环境里对拟定的设想和任务进行研究、分析。现代建模技术、计算机技术、网络技术、虚拟现实技术等技术的发展，为建立这种跨行业具有虚拟环境的仿真系统提供了强有力的技术支撑。这种仿真系统的建成，将会帮助人们解决难度更大的问题，将对经济或社会带来更大影响。应该努力去实现这个目标。

　　支持这个发展的关键技术是分布式协同技术。它可以帮助处于不同地理位置的人们共享和交换数据、信息、知识和行为状态，完成特定的任务，并为实现交叉学科信息共享以及决策支持服务。虚拟世界所需要的转换技术也是建立跨行业具有虚拟环境仿真系统的有挑战性的研究发展方向。

　　仿真技术是极具挑战性的新兴技术之一，它将广泛的应用在军事、工业、生物、医疗、人类行为、生态环境、农林、牧业、城市规划、空间探测等领域。在2l世纪，它的发展将对经济、社会以及人们的观念产生巨大影响。

　　5 结语

　　仿真作为一门综合性科学，将随着其相关领域技术的深入发展，继续向纵深快速发展，同时将扩大其综合应用的领域，在国防建设和国民经济建设中发挥更大的作用。但是，作为一门综合性技术学科，仿真技术还有许多理论及技术问题需要继续进行深入的研究探讨。

　　我国应大力开展仿真技术的理论研究和技术应用研究，尽快缩短与先进发达国家在技术上的差距。系统仿真技术的发展，必将推动我国科学技术水平的进一步提高。

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　　一、引言

　　计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真(模拟)早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟-数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机;60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求;到了70年代模拟-数字混合机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域;80年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。

　　二、计算机仿真的实现

　　对于需要研究的对象，计算机一般是不能直接认知和处理的，这就要求为之建立一个既能反映所研究对象的实质，又易于被计算机处理的数学模型。关于研究对象、数学模型和计算机之间的关系，可以用图1来表示。

　　数学模型将研究对象的实质抽象出来，计算机再来处理这些经过抽象的数学模型，并通过输出这些模型的相关数据来展现研究对象的某些特质，当然，这种展现可以是三维立体的。由于三维显示更加清晰直观，已为越来越多的研究者所采用。通过对这些输出量的分析，就可以更加清楚的认识研究对象。通过这个关系还可以看出，数学建模的精准程度是决定计算机仿真精度的最关键因素。从模型这个角度出发，可以将计算机仿真的实现分为三个大的步骤：模型的建立、模型的转换和模型的仿真实验。

　　1.模型的建立

　　对于所研究的对象或问题，首先需要根据仿真所要达到的目的抽象出一个确定的系统，并且要给出这个系统的边界条件和约束条件。在这之后，需要利用各种相关学科的知识，把所抽象出来的系统用数学的表达式描述出来，描述的内容，就是所谓的“数学模型”。这个模型是进行计算机仿真的核心。

　　系统的数学模型根据时间关系可划分为静态模型、连续时间动态模型、离散时间动态模型和混合时间动态模型;根据系统的状态描述和变化方式可划分为连续变量系统模型和离散事件系统模型。对于数学建模的一些问题，西安交通大学的胡峰等人在《动态系统计算机仿真技术综述(Ⅰ)——仿真模型》中有较为详细的论述。

　　2.模型的转换

　　所谓模型的转换，即是对上一步抽象出来的数学表达式通过各种适当的算法和计算机语言转换成为计算机能够处理的形式，这种形式所表现的内容，就是所谓的“仿真模型”。这个模型是进行计算机仿真的关键。实现这一过程，既可以自行开发一个新的系统，也可以运用现在市场上已有的仿真软件，如铸造过程就常用MAGMAsoft软件来进行仿真。

　　3.模型的仿真实验

　　将上一步得到的仿真模型载入计算机，按照预先设置的实验方案来运行仿真模型，得到一系列的仿真结果，这就是所谓的“模型的仿真实验”。

　　具备了上面的条件之后，仿真实验是一个很容易的事情。但是，应该如何来评价这个仿真的结果呢?这就需要来分析仿真实验的可靠性。胡峰等人在《动态系统计算机仿真技术综述(Ⅱ)——仿真结果分析》一文中提出了检验仿真结果可靠性的两种方法：置信通道法和仿真过程的反向验证法，可供参考。

　　三、计算机仿真在机械行业中的应用

　　1.计算机仿真在复杂机械加工过程研究方面的应用

　　机械加工过程，是机械行业进行生产的基础。利用计算机仿真，有助于发现其机理，为提高机械加工性能提供理论支持。如磨削方面，吉林大学的王龙山教授等提出了依赖于时间变化的描述磨削过程的各个数学模型，通过计算机模拟可以预测和估计磨削行为和磨削质量，为磨削过程优化、智能控制、虚拟磨削创造了必要的前提。李国发博士等研究了变进给磨削过程磨削功率的模型，利用计算机仿真得到能够应用于实际磨削过程的最佳磨削方案。还有山东大学机械工程学院的王霖等研究了磨削温度场的计算机仿真系统，实现了对磨削温度场的预测及优化，为研究各加工参数对磨削温度场的影响提供了理论依据。铣削方面，同济大学机械工程系的李沪曾教授等建立了多齿端铣切削过程动力学模型，开发了切削振动仿真的微机通用软件，采用数字仿真方法研究了平面端铣切削振动的原理和条件。佳木斯大学的任福君教授等研究了电火花切割多轴加工复杂曲面的计算机图形仿真技术;上海交通大学的楼乐明博士等建立了电火花加工的工艺仿真系统，实现了加工效果的预测、加工参数的优化。挤压成型方面，上海交通大学的储灿东博士建立了连续挤压的计算机仿真模型，并通过模拟实验得出了连续挤压全过程的应力场、应变场和温度场。

　　2.计算机仿真在汽车制造研究方面的应用

　　汽车制造是机械行业的一个重要组成部分。它有很多实验课题，难度大、实地成本高，计算机仿真技术的引入，有效的缓解了这一方面的问题。如发动机方面，装甲兵工程学院机械系的毕小平教授等建立了多缸柴油机起动过程的计算机仿真模型，其仿真结果与实际测量值比较吻合，可用于多缸柴油机的起动性能仿真。江苏理工大学的蔡忆昔实现了对进气管内气体流动的动态仿真，直观描述了瞬态过程，为多缸发动机换气过程的研究提供了有效的方法。汽车流场方面，华东理工大学信息学院的吕明忠博士等成功的模拟出了汽车尾流场的气流分离和拖曳涡现象，建立了两种车型的汽车外流场空气动力学模型，并进行了仿真实验，取得了满意结果。碰撞实验方面，浙江大学动力机械及车辆工程研究所的詹樟松博士根据汽车碰撞的事故形态与乘员伤害之间的规律，建立了乘员动力学响应的数学模型，并开发出了相应的仿真软件，该系统可部分代替实车碰撞实验进行汽车被动安全性能的研究。其他方面，例如，汽车工程学院的熊坚对汽车的制动过程进行了仿真研究，一汽大众汽车有限公司的姚革等通过仿真研究了汽车转向的轻便性问题等。

　　3.计算机仿真在齿轮设计方面的应用

　　齿轮是机械产品的主要基础部件，对其进行仿真研究具有重要意义，很多的科研工作者在这方面做了相关的研究。如太原理工大学的庞桂兵等采用Visual Lisp语言从几何角度讨论了任意端面齿形的齿轮建模及其传动仿真，山东矿业学院的张广军等利用计算机仿真研究了圆弧针齿行星传动的动力学问题，南京航空航天大学机电工程学院的曾英等通过计算机仿真探讨了主动齿轮与刀具齿数差、齿数比、模数等主要参数对正交面齿轮传动接触点的影响。计算机仿真在齿轮泵的齿轮的设计与制造中，也有着重要的应用。

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　　4.计算机仿真在故障诊断方面的应用

　　故障诊断是机械研究中的一个重要领域，以往的研究主要是对经验案例的汇集和小规模的工况模拟实验，其局限性较大。计算机仿真技术的介入，使我们提高了故障机理研究、故障定量分析和对故障进行预测和诊断的能力。北京机械工业学院机械工程系的张胜等利用计算机仿真的方法计算了不平衡转子上关键点的振动烈度，与试验台测试数据基本一致，为进一步对旋转机械故障作精确诊断奠定了基础。福建农业大学机电工程系的黄键教授用计算机仿真代替故障定位法来对电喷发动机进行故障诊断，取得了良好的效果。

　　5.计算机仿真在疲劳寿命判断方面的应用

　　在机械的运行中，疲劳问题不可避免。为了研究疲劳问题，往往要做大量的疲劳实验，这不仅耗时、耗费、需要大量的人力、物力，而且对于有些复杂的问题，目前还无法在试验机上实现。计算机仿真技术为解决这一问题提供了新的疲劳试验研究途径。东北大学机械工程与自动化学院的王雷博士等利用调质45钢的单轴试验数据和正火45钢的多轴拉扭试验数据建立的仿真模型，能够比较精确的预测单轴疲劳和多轴疲劳的寿命。郭浩等将随机离散仿真方法运用于模拟材料性能变化的全过程，通过仿真统计出其寿命的分布，预测精度较高。武汉科技大学的郭宏等利用线性相关原理实现了机械零件寿命判定的计算机仿真，这种方法计算工作量较小，判定准确性较高。

　　6.计算机仿真在机械制造其他领域中的应用

　　除了上面所提到的，计算机仿真还在机械行业的其他领域之中有着广泛的应用。例如应用于刀具设计、微钻头设计、渗碳层浓度分布、含间隙机构、空调制冷系统的研制和包装机械的开发等等。

　　四、计算机仿真的发展方向

　　随着计算机应用技术和网络技术的发展，计算机仿真技术也在不断的发展之中。如利用网络技术实现异地仿真、应用虚拟现实技术进行的虚拟制造等。

　　1.网络化仿真

　　现在已经开发出来的仿真系统，多数不能相互兼容，可移植性差，实现共享困难。较之于开发的高成本和长时间，实在物未尽其用。解决这些问题，第一就是采用兼容性好的计算机语言编写仿真系统，第二就是采用网络化技术实现仿真系统共享。尤其是后者，在将来的仿真系统开发中有着重要地位。实现仿真系统的网络共享，既可以在一定程度上避免重复开发以节约社会资源，又可以通过适当收费以补偿部分开发成本。

　　2.虚拟制造技术

　　计算机仿真技术发展的另一大方向就是在虚拟制造技术领域的深入应用。虚拟制造技术是20世纪90年代发展起来的一种先进制造技术。它利用计算机仿真技术与虚拟现实技术，在计算机上实现从产品设计到产品出厂以及企业各级过程的管理与控制等制造的本质。这使得制造技术不再主要依靠经验，并可以实现对制造的全方位预测，为机械制造领域开辟了一个广阔的新天地。

　　五、结束语

　　计算机仿真技术只是当今发展起来的众多新技术中的一种，根据需要还可以将更多的新技术拿来为我所用。有引进与创新，才有机械行业的发展。

　　原作者：中国工程物理研究院 赵午云 郭维强