淺談機械工程測試技術(shù)中虛擬儀器的應(yīng)用★

須 麒， 王 春

（鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江蘇 南京 210049）

引言

機械工程測試技術(shù)在現(xiàn)代社會背景下，從單一的學(xué)科轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科之間的相互借鑒，從而不斷豐富該技術(shù)的內(nèi)在含義，因此，也提升該技術(shù)的綜合性及功能性。在使用機械工程測試技術(shù)的過程中，融入虛擬儀器技術(shù)，利用虛擬儀器可將計算機或網(wǎng)絡(luò)平臺與現(xiàn)實世界進行連接，從而獲取更為真實的數(shù)據(jù)信息，利用虛擬儀器系統(tǒng)還可進行資源共享，并大范圍提升企業(yè)生產(chǎn)效率所以，在機械工程測試技術(shù)中，利用虛擬儀器具有較強的應(yīng)用優(yōu)勢。機械工程測試技術(shù)中使用虛擬儀器還要注重加強技術(shù)、人才及管理方面內(nèi)容，這樣才能切實提升虛擬儀器系統(tǒng)的利用率。

1 機械工程測試技術(shù)的發(fā)展

機械工程測試技術(shù)主要指人們利用專門的儀器設(shè)備對研究對象進行測量與分析，從而獲得相關(guān)信息，人們通過得出的信息控制能量流及物質(zhì)流，進而推進相關(guān)工程持續(xù)開展。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，很多工程隊機械工程測試技術(shù)要求逐漸提高，從而推進我國機械工程測試技術(shù)也在不斷更新，在更新的過程中也存在很多阻礙與挑戰(zhàn)?；诖?，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐漸從單一的學(xué)科轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科之間的相互借鑒與滲透，從而加強內(nèi)容相互滲透的綜合性，因此，也打破傳統(tǒng)測試技術(shù)的方法方式，推動工程測試技術(shù)持續(xù)發(fā)展。

2 虛擬儀器概念

虛擬儀器主要通過虛擬儀器技術(shù)進行功能展示，而虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，且結(jié)合高效靈活的軟件完成各種測試及測量。利用該技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計周期的各個環(huán)節(jié)進行干預(yù)，不僅提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，還大大縮短了市場投放時間，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率及產(chǎn)品研發(fā)。目前，使用集成化虛擬儀器可以與現(xiàn)實世界進行連接，進而獲取較為實用的數(shù)據(jù)信息，還可以依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行資源共享，進而在大范圍內(nèi)可提高自身生產(chǎn)效率，虛擬儀器所提供的各種工具可滿足很多項目使用需求，且及功能可持續(xù)開發(fā)與創(chuàng)新[1]。

3 虛擬儀器的組成及其特點

3.1 硬件組成部分

虛擬儀器硬件組成部分，包括計算機硬件平臺及測控功能硬件。其中，計算機硬件平臺可以是便攜式計算機、嵌入式計算機、臺式計算機，或工作臺等類型的計算機平臺。計算機平臺主要管理虛擬儀器的軟件資源，同時也是虛擬儀器硬件基礎(chǔ)。計算機平臺本身具有一定的存儲能力及處理能力，同時，還可以集合網(wǎng)絡(luò)資源，從而推動虛擬語氣系統(tǒng)的快速發(fā)展。因測控功能硬件的不同，VI 五種標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別為DAQ、GPIB、VXI、PXI，這五種標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可對被測輸入的信號進行采集及放大，也可進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換[2]。

3.2 軟件組成部分

虛擬儀器軟件部分便是其核心部分，只有通過軟件部分才能完成信號測試，而虛擬儀器測試系統(tǒng)的軟件主要分為以下四個部分內(nèi)容，其一，儀器面板控制軟件，通過該軟件和加強用戶儀器之間的溝通，加之計算機強大的圖形化編程環(huán)境可提升虛擬儀器技術(shù)的可視性，同時，也可利用控制面板靈活選擇控制對象，對控制對象進行處理。其二，數(shù)據(jù)分析處理軟件，虛擬儀器開發(fā)軟件功能具有強大的函數(shù)庫，再結(jié)合計算機的計算能力，可不斷增強虛擬儀器的運算效率及數(shù)據(jù)分析處理能力，并節(jié)省開發(fā)時間。其三，儀器驅(qū)動軟件，虛擬儀器驅(qū)動程序是處理與特定儀器之間一種重要的通信軟件。儀器驅(qū)動器要與通信接口及開發(fā)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，并且提供高級抽象的儀器印象。虛擬儀器驅(qū)動程序的核心是驅(qū)動程序函數(shù)/V1 集，利用驅(qū)動函數(shù)/V1 集將驅(qū)動程序分為兩層，其中一層為虛擬儀器基本操作，另一層為應(yīng)用函數(shù)/V1 層。其四，通用I/O接口軟件，I/O 接口具有承上啟下的作用，其中自底向上的接口為VISA，并且該接口具有無關(guān)性特點[3]。

3.3 虛擬儀器的特點

虛擬儀器特點可從兩點進行描述，從硬件部分進行分析，虛擬儀器主要通過計算機完成軟件測試技術(shù)，二者之間存在密切的聯(lián)系，計算機硬件平臺本就具有較強的計算能力，該平臺可承載的各種計算軟件，進而減少能源的浪費。另一個是軟件方面，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，軟件技術(shù)在硬件技術(shù)的技術(shù)上提高計算機的功能運算效率，其中虛擬儀器機械工程測試系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了功能自定義，模塊模式可自由轉(zhuǎn)換，并且可滿足不同的測試需求，有效促進企業(yè)持續(xù)發(fā)展[4]。

3.4 多功能虛擬器的構(gòu)成

對于傳統(tǒng)機械工程測試儀器來說，多功能虛擬儀器的構(gòu)成，其運算效率更高，使用更加便捷，同時性價比也很高，很多企業(yè)均會使用多功能虛擬儀器進行機械工程測試，并且，隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，計算機硬件資源也在不斷更新，計算機操作平臺更加智能化，切口可靠性也不斷提高，進一步提升機械工程檢測技術(shù)的安全應(yīng)用性。此外，多功能虛擬儀器相關(guān)系統(tǒng)軟件也預(yù)留了升級空間，可將最新的技術(shù)納入其中，進而完善多功能虛擬儀器的功能，既然滿足測試需求及虛擬儀器個性化特征。

4 機械工程測試技術(shù)中虛擬儀器的應(yīng)用

4.1 加強技術(shù)開發(fā)

現(xiàn)代社會背景下，我國的機械工藝不斷提升，相關(guān)的機械工程也趨于復(fù)雜，但其功能完善性不斷提高，所以需要對應(yīng)提高機械工程測試技術(shù)，滿足企業(yè)使用需求，且進一步保證工程建設(shè)質(zhì)量[5]?；诖?，很多技術(shù)性單位為滿足當(dāng)下技術(shù)工程的使用需求，積極加強技術(shù)開發(fā)，并通過下述三點內(nèi)容加強技術(shù)開發(fā)，提高虛擬儀器的利用率，技術(shù)單位向相關(guān)企業(yè)收集技術(shù)更新需求，聯(lián)合企業(yè)使用需求，對其進行定位功能更新，這樣可以直接提升機械工程測試技術(shù)的實際應(yīng)用能力。其二，設(shè)置機械工程測試技術(shù)功能反饋系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可直接了解機械工程測試技術(shù)中存在的不足，技術(shù)研究單位可以根據(jù)機械工程測試技術(shù)的不足進行創(chuàng)新，并以簡潔操作方面等為前提，在進行技術(shù)創(chuàng)新。其三，定期開展軟件升級會議，共同討論技術(shù)發(fā)展方向，并且融入新時代創(chuàng)新理念，將最新的技術(shù)融入至機械工程測試技術(shù)中，確保該技術(shù)的先進性。

4.2 加強先進技術(shù)的引入

我國機械工程測試技術(shù)與其他發(fā)達(dá)國家的機械工程測試技術(shù)相比仍存在很多不足，所以可以積極借鑒其他發(fā)達(dá)國家的機械工程測試技術(shù)優(yōu)勢，完善我國機械工程測試技術(shù)存在的不足。借鑒其他發(fā)達(dá)國家機械工程測試技術(shù)，首先需要加強技術(shù)引進，這樣才可獲取先進的技術(shù)，切實滿足我國諸多企業(yè)的使用需求及發(fā)展需求。而加強先進技術(shù)的引入，需要結(jié)合下述兩點內(nèi)容，第一，企業(yè)首先具備一定的資金能力，切勿因一時的技術(shù)需求，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部資金鏈斷裂，進而影響整個企業(yè)的持續(xù)運行。第二，需要企業(yè)具備先進的科技意識，且意識到先進技術(shù)對其發(fā)展的重要性及影響，了解自身技術(shù)創(chuàng)新的短板及不足，通過引進先進的技術(shù)，提高技術(shù)的實際應(yīng)用能力，進而提升虛擬儀器的使用率，為企業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

4.3 加強人才培養(yǎng)

想要加強機械工程測試技術(shù)的實際應(yīng)用性，需要持續(xù)注重人才的培養(yǎng)，因為人才是技術(shù)開展的基礎(chǔ)，同時也是提高虛擬儀器使用率的重要方式。加強人才培養(yǎng)，首先需要注重先進人才的引入，積極向團隊內(nèi)部引入新生力量，從而提升技術(shù)的創(chuàng)新能力，從而加強虛擬儀器的利用率，還可加強軟件功能的開發(fā)，進而提升企業(yè)內(nèi)部整體的運行效率，且大大縮減企業(yè)能源的消耗。其次，定期開展技術(shù)培訓(xùn)，確保每位技術(shù)人才那行值資深的基礎(chǔ)知識與實踐能力，技術(shù)人才只有在此條件下才可靈活應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)知識，加強機械工程測試技術(shù)的使用，因此，也會提升虛擬儀器的應(yīng)用能力[6]。再次，在機械工程測試技術(shù)中應(yīng)用虛擬儀器目前是一種常見技術(shù)搭配，但隨著技術(shù)的不斷更新，使用虛擬儀器的過程中，需要專業(yè)技術(shù)人員了解并熟練操作虛擬儀器系統(tǒng)，所以需要技術(shù)人才不斷學(xué)習(xí)，確?？扇嬲莆兆钚录夹g(shù)的操作，從而提升虛擬儀器系統(tǒng)的運行能力，加快企業(yè)機械工程測試技術(shù)的測試效率。最后，企業(yè)可聘請相關(guān)專家對技術(shù)人員進行講座，而加強技術(shù)人員對先進技術(shù)的了解，雖然企業(yè)并未將最新技術(shù)引進，但技術(shù)人員在專家的引導(dǎo)下，提升自身創(chuàng)新意識，且可進行技術(shù)創(chuàng)新，進而達(dá)到人才培養(yǎng)的目的。這才是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也是虛擬儀器應(yīng)用的基礎(chǔ)，所以，人才培養(yǎng)這一環(huán)節(jié)不容忽視。

4.4 更新基礎(chǔ)設(shè)備

在使用機械工程測試技術(shù)的過程中，想要提升虛擬儀器或虛擬系統(tǒng)的使用率，企業(yè)需要積極更新相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施，很多相關(guān)的技術(shù)均需要先進的設(shè)備微操作平臺，這樣才可發(fā)揮出機械工程測試技術(shù)的實際應(yīng)用效果，同時，還可體現(xiàn)出虛擬儀器系統(tǒng)的運算能力。虛擬儀器的應(yīng)用可提高業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)效率，并且，通過資源共享可幫助企業(yè)進行數(shù)據(jù)集合，進而提升企業(yè)資源整合效率，推動企業(yè)持續(xù)發(fā)展，由此可看出，更新基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施的重要性。虛擬儀器技術(shù)需要搭配虛擬儀器系統(tǒng)或相關(guān)軟件才可將其作用發(fā)揮出來，而搭配軟件需要具備計算機平臺，因現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，很多計算機平臺也均不斷更新，其操作界面便捷高效，我一直采用陳舊的計算機平臺，該平臺其軟件安裝速度較為緩慢，也會直接影響軟件的計算效率，而更新后的計算機平臺，其運算模塊承載能力較強，進而提升虛擬儀器相關(guān)軟件的函數(shù)計算能力，從而提高機械工程測試技術(shù)的運行效率。

4.5 加強技術(shù)應(yīng)用管理

機械工程測試技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)的過程中，想要提升虛擬語氣的高效利用率，需要注重技術(shù)應(yīng)用的管理，這樣才能提升相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用效果?；诖?，加強技術(shù)應(yīng)用管理也是提人虛擬儀器技術(shù)利用率的重要方式之一，而加強技術(shù)應(yīng)用管理，可以通過下述幾點方式進行[7]。第一，加強技術(shù)制度應(yīng)用規(guī)范的完善，虛擬儀器技術(shù)在應(yīng)用的過程中，需要按照其操作規(guī)范進行機械工程測試，若一直使用一個單一的技術(shù)管理規(guī)范，則不能起到加強技術(shù)應(yīng)用管理的效果，所以需要靈活設(shè)置技術(shù)應(yīng)用管理規(guī)范，因企業(yè)會不定期更新虛擬軟件系統(tǒng)，所以，其管理規(guī)范也相應(yīng)做出變動，并根據(jù)軟件的使用需求進行合理編排管理制度，進而確保技術(shù)的實際作用充分發(fā)揮出來。第二，設(shè)置獎懲制度，對于操作不規(guī)范的技術(shù)人員可進行懲罰，并要求其學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)知識，同時，設(shè)置考核檢驗其實際操作能力。對于操作規(guī)范的技術(shù)人才，可將其列為技術(shù)人才標(biāo)兵，讓其成為工作人員的學(xué)習(xí)榜樣，并針對這類人才進行相應(yīng)獎勵，從而激勵其他工作人員努力成為技術(shù)人才標(biāo)兵。第三，設(shè)置技術(shù)使用說明書，因很多技術(shù)為新引進的先進技術(shù)，所以，在使用虛擬儀器系統(tǒng)的過程中，會有一些生疏感，同時，實際操作能力也不佳，因此在技術(shù)人員操作過程中設(shè)置技術(shù)使用說明書，存在一定的必要性，技術(shù)使用說明書，其中需要包括虛擬儀器系統(tǒng)詳細(xì)操作步驟，及常見問題出現(xiàn)的符號以及解決辦法，這樣才可全方位提升技術(shù)人才對虛擬儀器系統(tǒng)的應(yīng)用能力，并降低操作失誤現(xiàn)象，全面提升虛擬儀器系統(tǒng)的運行效率，提高企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)效率，進而持續(xù)推動企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

在機械工程測試技術(shù)中使用虛擬儀器具有較強的應(yīng)用優(yōu)勢，因虛擬儀器可提高企業(yè)生產(chǎn)效率，并且可輔助企業(yè)進行產(chǎn)品研發(fā)，同時，虛擬儀器系統(tǒng)隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，及相關(guān)軟件逐漸趨于智能化，大大縮減技術(shù)人員的勞動能力，技術(shù)人員通過便捷的操作系統(tǒng)對相關(guān)軟件進行控制，進而提升機械工程測試技術(shù)應(yīng)用有效性。