工程機(jī)械模擬訓(xùn)練技術(shù)

錢(qián)永產(chǎn)++肖勇++李健

摘要：本文從分析當(dāng)前工程機(jī)械培訓(xùn)中存在的問(wèn)題入手，圍繞工程機(jī)械模擬訓(xùn)練的概念、類型、發(fā)展進(jìn)行闡述，探索切實(shí)加強(qiáng)工程機(jī)械模擬訓(xùn)練的意義。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；模擬訓(xùn)練

中圖分類號(hào)： TP139 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2016）11（a）-0000-00

工程機(jī)械是裝備工業(yè)的重要組成部分，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全國(guó)工程機(jī)械擁有總量已達(dá)200余萬(wàn)臺(tái)，并且仍以每年10%以上的速度遞增。工程機(jī)械市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，相應(yīng)帶動(dòng)了中國(guó)工程機(jī)械培訓(xùn)市場(chǎng)需求的急速增長(zhǎng)。目前，對(duì)工程施工機(jī)械操作人員的需求非常大，往往供不應(yīng)求。由此可見(jiàn)大力提高勞動(dòng)者素質(zhì)，培養(yǎng)所需的操作人員是目前迫在眉睫的任務(wù)。

但是，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式主要是用真實(shí)的工程機(jī)械進(jìn)行操作訓(xùn)練，風(fēng)險(xiǎn)大，成本高，培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)員無(wú)論是技術(shù)還是數(shù)量，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的要求，反而卻限制了這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，所以培訓(xùn)模式變革是勢(shì)在必行。

1工程機(jī)械模擬訓(xùn)練簡(jiǎn)介

工程機(jī)械模擬訓(xùn)練不受時(shí)間、氣候、場(chǎng)地的限制，可以高度逼真地模擬工程機(jī)械在各種使用工況下的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、動(dòng)感等行為所進(jìn)行的模擬仿真訓(xùn)練。模擬訓(xùn)練技術(shù)在工程機(jī)械作業(yè)人員培訓(xùn)領(lǐng)域中能夠很好的解決傳統(tǒng)培訓(xùn)中所存在的問(wèn)題：（1）模擬訓(xùn)練技術(shù)在工程機(jī)械作業(yè)人員培訓(xùn)中有助于教學(xué)個(gè)別化，工程機(jī)械模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可以針對(duì)不同學(xué)員的需要，靈活性的選擇培訓(xùn)的課程模塊和課程內(nèi)容，并且可以完全自主的控制培訓(xùn)時(shí)間，針對(duì)不懂的部分可以重復(fù)性的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)新知識(shí)節(jié)約了大量時(shí)間和精力，使得工程機(jī)械駕駛員職業(yè)技能的培訓(xùn)真正實(shí)現(xiàn)了個(gè)別化教學(xué)。（2）模擬訓(xùn)練技術(shù)在工程機(jī)械作業(yè)人員培訓(xùn)中有助于教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化，提高教學(xué)質(zhì)量，整個(gè)模擬系統(tǒng)中有比較規(guī)范化和科學(xué)化的教學(xué)內(nèi)容，能夠克服傳統(tǒng)教學(xué)模式中不同師傅帶出的徒弟對(duì)于機(jī)械設(shè)備操作中不同的認(rèn)知的弊端。模擬訓(xùn)練系統(tǒng)提供的逼真的環(huán)境場(chǎng)景模擬，可以貫穿從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際操作考核的全過(guò)程。（3）解決了傳統(tǒng)工程機(jī)械作業(yè)人員培訓(xùn)中耗時(shí)、耗力，培訓(xùn)困難等缺點(diǎn)。模擬系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中培訓(xùn)的周期長(zhǎng)、燃料費(fèi)增長(zhǎng)快、日常的維護(hù)消耗巨大、一次性投入高、培訓(xùn)效率低下等方面的缺陷，培訓(xùn)費(fèi)用減少，培訓(xùn)周期縮短，培訓(xùn)過(guò)程中事故的發(fā)生率大大降低，減少實(shí)車(chē)訓(xùn)練動(dòng)用次數(shù)，節(jié)約了能源，提高了經(jīng)濟(jì)效益，符合現(xiàn)階段的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求。

2工程機(jī)械模擬訓(xùn)練技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用的工程機(jī)械操作使用模擬訓(xùn)練技術(shù)主要有三大類：一是模擬訓(xùn)練軟件；二是模擬訓(xùn)練半實(shí)物裝置；三是模擬訓(xùn)練全實(shí)物仿真平臺(tái)。

（1）模擬訓(xùn)練軟件，工程機(jī)械模擬訓(xùn)練軟件主要采用視景仿真的方式構(gòu)建一個(gè)逼真的虛擬環(huán)境，可以根據(jù)需要模擬各種天氣情況，如：晴天、多云、陰天、白天、夜晚等，以及其對(duì)工程機(jī)械作業(yè)的影響。通過(guò)視景、聲響、振動(dòng)等表現(xiàn)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械實(shí)時(shí)操作如起動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)時(shí)各種真實(shí)的感覺(jué)，仿真過(guò)程中用戶一般通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)或者虛擬界面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景的控制。

挖掘機(jī)模擬訓(xùn)練軟件系統(tǒng)

（2）模擬訓(xùn)練半實(shí)物裝置，半實(shí)物仿真系統(tǒng)是一種硬件在環(huán)實(shí)時(shí)技術(shù)，把實(shí)物利用計(jì)算機(jī)接口嵌入到軟件環(huán)境中去，并要求系統(tǒng)的軟件和硬件都要實(shí)時(shí)運(yùn)行，從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)虛、實(shí)結(jié)合，具有良好的可控性、無(wú)破壞性。軟件能提供逼真的工程機(jī)械操作使用視景、聲音和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)，模擬操作環(huán)境的外形及尺寸與真實(shí)工程機(jī)械完全相同，以保證高度的真實(shí)感。

港口起重機(jī)訓(xùn)練模擬器

（3）模擬訓(xùn)練全實(shí)物仿真平臺(tái)，工程機(jī)械模擬實(shí)訓(xùn)設(shè)備一般由工程機(jī)械操控模型和模擬操控系統(tǒng)組成，其中工程機(jī)械操控模型嚴(yán)格按照實(shí)裝各系統(tǒng)的比例進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，不僅與實(shí)車(chē)外形尺寸比例相同，且全部部件均可實(shí)現(xiàn)與實(shí)車(chē)部件相同的操作功能，在保證與實(shí)裝各種動(dòng)作完全相同的操作反應(yīng)下實(shí)現(xiàn)各種細(xì)微的操作速度變化，通過(guò)模擬操控系統(tǒng)即可進(jìn)行模型各結(jié)構(gòu)動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制，操作感覺(jué)及各種動(dòng)作反應(yīng)均可與實(shí)裝相媲美。工程機(jī)械操作使用模擬實(shí)訓(xùn)設(shè)備由于操作系統(tǒng)和控制對(duì)象均是實(shí)物，學(xué)員可以親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，訓(xùn)練過(guò)程更為貼近真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景，訓(xùn)練效果也更加好。

挖掘機(jī)實(shí)物仿真訓(xùn)練模型