李聞博

【摘 要】近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型技術(shù)，即仿真技術(shù)，該技術(shù)可通過計(jì)算機(jī)的應(yīng)用來仿真現(xiàn)實(shí)，目前該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到汽車維修教學(xué)中，通過虛擬真實(shí)環(huán)境的模擬，把各種抽象理論直觀化和形象化，以此來調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)力，通過實(shí)際應(yīng)用情況來看，所獲得的成效相對(duì)較高。下面文章就仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。

【關(guān)鍵詞】汽車維修；教學(xué)；仿真技術(shù)；應(yīng)用

一、前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于汽車維修教學(xué)所提出的要求也不斷增加和提高，而如何培養(yǎng)高技術(shù)的維修人才也成為了當(dāng)前汽車維修教學(xué)所研究的一個(gè)重要課題。在汽車維修教學(xué)中，若缺乏相應(yīng)的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)，很容易使學(xué)生基本操作技能得不到提高，但是若在教學(xué)中，每個(gè)環(huán)節(jié)都采取實(shí)地練習(xí)，勢(shì)必會(huì)加大教學(xué)的成本，而這對(duì)于學(xué)校而言，也是其當(dāng)前面臨的一個(gè)主要難題。

二、在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

仿真技術(shù)作為一門多學(xué)科綜合技術(shù)，其基礎(chǔ)主要有控制論、信息技術(shù)、系統(tǒng)論以及相似原理，將計(jì)算機(jī)或者專用設(shè)備來作為技術(shù)實(shí)施的主要工具，通過系統(tǒng)模型對(duì)設(shè)想系統(tǒng)、實(shí)際系統(tǒng)實(shí)施動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

在汽車維修教學(xué)中，汽車零件的拆卸、裝配等均是非常耗時(shí)的工作，而這些工作的完成時(shí)間對(duì)于維修任務(wù)的完成效率而言，也會(huì)造成不同程度的影響。針對(duì)這種情況，要想更快且更好地來完成各項(xiàng)維修任務(wù)，就必須要熟練掌握汽車拆裝技能，基于拆裝規(guī)范要求來進(jìn)行作業(yè)，但是要想達(dá)到上述這些要求，就必須要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)，由于在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，所需的設(shè)備以及器材較多，所需的教學(xué)實(shí)習(xí)場(chǎng)地也相對(duì)比較大，使得很多學(xué)校不太重視這方面的內(nèi)容，而最終導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐操作能力低下。鑒于這種情況，在汽車維修教學(xué)中，引入仿真技術(shù)，將汽車各零件的構(gòu)成、分解、檢驗(yàn)、調(diào)整、拆卸以及裝配等結(jié)合在一起，借助于計(jì)算技術(shù)來虛擬再現(xiàn)這些場(chǎng)景，這樣學(xué)生就能夠通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行汽車構(gòu)造原理以及維修操作的模擬，繼而使其能夠更好地掌握實(shí)際操作技能、方式以及要領(lǐng)等。在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)不僅可使維修工的培養(yǎng)時(shí)間有效地縮短，減少教學(xué)實(shí)習(xí)場(chǎng)地與訓(xùn)練器材等所投入的費(fèi)用，同時(shí)在很大程度上也使教師工作量得到了減少，有利于最大經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。

三、在汽車維修教學(xué)中仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）汽車維修仿真系統(tǒng)

在仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上來構(gòu)建汽車維修模擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備以下四種功能：

第一，可使汽車這種虛擬部件得到動(dòng)態(tài)且實(shí)時(shí)地展示。在教學(xué)中，學(xué)生可通過在計(jì)算機(jī)上的操作，輕松完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)或者變速器等的解剖、翻轉(zhuǎn)以及平移等各種操作。同時(shí)該系統(tǒng)還可將汽車部件和各部件之間的裝配關(guān)系全視角的展示出來，使學(xué)生能夠更為直觀、快捷以及形象地了解汽車構(gòu)造特征，并在其頭腦中構(gòu)建一個(gè)全方位形象，繼而為學(xué)生維修操作技能的提高打好基礎(chǔ)。

第二，可逐步分解并裝配、調(diào)整汽車的整個(gè)構(gòu)造以及各部件，通過仿真模擬汽車的拆裝維修過程與調(diào)整過程，來構(gòu)建虛擬場(chǎng)所，學(xué)生在這一場(chǎng)所中通過分析，可及時(shí)解決其在汽車維修中遇到的各種問題。在該系統(tǒng)中最基本的一個(gè)內(nèi)容就是根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求以及步驟順序等逐步分解整車或者各部件，反之根據(jù)技術(shù)要求與具體步驟來把這些分散零件組裝成為整車。除此之外，在整個(gè)裝配階段，還需實(shí)施大量調(diào)整工作。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生只需要對(duì)虛擬部件進(jìn)行觀察和分析，選用正確工具，利用鼠標(biāo)來選擇相應(yīng)的部件，最后在計(jì)算機(jī)所彈出的這一數(shù)據(jù)輸入對(duì)話框中將力矩?cái)?shù)據(jù)輸入到其中，就可完成相應(yīng)的虛擬拆裝作業(yè)。

第三，該系統(tǒng)可自動(dòng)演示汽車整個(gè)分解過程以及裝配過程。在汽車維修教學(xué)中，初學(xué)者可通過該系統(tǒng)事先對(duì)整車以及各部件分解過程與裝配過程進(jìn)行觀看，繼而使其在頭腦中對(duì)于汽車維修有一個(gè)基本的認(rèn)知。而使用人員則可基于自身的實(shí)際需求，選擇不同部位或者視角來進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過這種具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生更快地掌握各種維修操作技能。

第四，可實(shí)現(xiàn)評(píng)估與考核的模擬。通過計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)能力與數(shù)據(jù)分析能力的應(yīng)用，來構(gòu)建具備考核功能的模塊，該模塊不僅可進(jìn)行單機(jī)自測(cè)，同時(shí)還不會(huì)受到數(shù)量上的限制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的模擬考核，既可同時(shí)出題進(jìn)行統(tǒng)一的考核，也可進(jìn)行分組考核，在該模塊中，每一個(gè)項(xiàng)目都具備相應(yīng)的自動(dòng)評(píng)分功能。在評(píng)估考核指標(biāo)中主要包含維修時(shí)間、結(jié)果及計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)操作所得到的分?jǐn)?shù)，根據(jù)該考核結(jié)果，教師可綜合評(píng)定學(xué)生。

（二）應(yīng)用實(shí)現(xiàn)措施

第一，通過仿真技術(shù)所具備的三維模擬技術(shù)來進(jìn)行整車三維造型的模擬，在這一環(huán)節(jié)中，可通過PROE、3D-MAX、UG或者M(jìn)AYA等軟件來進(jìn)行模擬，基于汽車維修中具體維修項(xiàng)目，真實(shí)且全面地對(duì)汽車零件、裝配以及其物理特性等進(jìn)行模擬，確保所模擬的內(nèi)容和工程實(shí)際情況相同，并非一種簡單實(shí)體造型，最后，再將其統(tǒng)一輸出成為一種純?nèi)S模型的格式。

第二，在模擬好三維造型以后，借助于當(dāng)前先進(jìn)VIRTOOLS虛擬引擎的應(yīng)用，通過3D部件來進(jìn)行三維場(chǎng)景的構(gòu)建，以此達(dá)到模擬交互的目的，同時(shí)還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的步驟關(guān)卡。通過制作這種虛擬場(chǎng)景，使每一個(gè)3D部件均有屬于自身個(gè)性特征以及交互的能力，當(dāng)在和使用人員進(jìn)行交互的過程中，可根據(jù)不同需求做出相應(yīng)的反映，并反饋出相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

第三，構(gòu)建全面且真實(shí)的汽車維修數(shù)據(jù)庫?？赏ㄟ^ACCESS與SQL-SERVER等軟件來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫以及單機(jī)版數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，基于汽車維修項(xiàng)目的實(shí)際需求來構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。最后，還應(yīng)進(jìn)行各項(xiàng)管控、考核程序的編寫，從而確保汽車維修教學(xué)活動(dòng)有序地進(jìn)行。

（三）應(yīng)用效果

第一，便于學(xué)生思維的啟迪，使學(xué)生的想象力更為豐富，學(xué)生通過在這種虛擬場(chǎng)景中的訓(xùn)練獲得相應(yīng)的操作技能和結(jié)論，在經(jīng)過分析和整理后，成為一種新成果或者新結(jié)論，繼而提升學(xué)生感知效果。除此之外，這種教學(xué)還便于學(xué)生理解能力以及認(rèn)知能力的提升，在以往的教學(xué)中，學(xué)生在知識(shí)的理解和掌握上一般停留于表面，而這也使得其認(rèn)知效果達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。而在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)，可將在電子教學(xué)中所遇到的問題得到及時(shí)地解決，同時(shí)在這種虛擬場(chǎng)景的訓(xùn)練過程中，學(xué)生所獲得的信息更加直觀、生動(dòng)和形象，便于學(xué)生的理解與記憶。

第二，在汽車維修中應(yīng)用仿真技術(shù)，在虛擬場(chǎng)景中，通過虛擬技術(shù)，學(xué)生可以自己來進(jìn)行故障的設(shè)置，基于自設(shè)的這些故障來實(shí)施檢測(cè)以及試驗(yàn)，通過這種方式，可有效避免學(xué)生在實(shí)地訓(xùn)練中可能遇到的各種危險(xiǎn)。同時(shí)采用該技術(shù)，還可有效緩解在教學(xué)中所存的教學(xué)資源短缺這一問題。

四、結(jié)束語

綜上所述，文章所介紹的這一汽車維修模擬仿真系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，所獲得成效良好，不僅調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力與興趣，使汽車維修教學(xué)效率得到了提高，同時(shí)還便于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，進(jìn)一步提高了學(xué)生的操作技能水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張華，依志國.虛擬仿真技術(shù)開啟汽車維修金鑰匙——校企合作開發(fā)奧迪電氣故障診斷虛擬實(shí)訓(xùn)軟件[J].中國校外教育（理論），2010，（12）：974.

[2] 吳定才.基于VR/PROE仿真技術(shù)在汽車教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用（續(xù)）[C].//2009年四川省第九屆汽車學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集.2009：8-15.

[3] 黃永亮.仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].電子制作，2013，（9）：234-234.

[4] 楊文.仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用[J].汽車維修，2010，（1）：21-23.

[5] 吳定才.基于VR/PROE仿真技術(shù)在汽車教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用[C].//2009年四川省第九屆汽車學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集.2009：172-176.