冶金工程中虚拟仿真技术的应用效果

　　摘要：虚拟仿真技术是对真实环境进行模拟的综合性集成技术，它具备沉浸性和虚幻性的特征。借助该技术，可利用简洁的操作页面进行多次学习测评，尤其是在冶金工程企业实训期间能够保证人身安全。基于此，文章立足于虚拟仿真技术，探讨分析其应用到冶金工程中的效果。

　　冶金工程从原料开始加工阶段开始到最终形成产品的整个过程会涉及到采矿、选矿、炼钢等多个项目，由于冶金工程技术相对复杂、流程多、设备种类多且占地面积广，有时还会受到不安全因素的影响，因此，应当在企业设备运行时充分利用虚拟仿真技术。

　　1.虚拟仿真技术的特征

　　虚拟仿真技术也称作模拟技术和虚拟现实技术，它在运行期间充分利用虚拟的系统去仿制真实的系统，包含的领域广阔。虚拟仿真技术具有综合性集成的特征，将人机交互界面、传感技术、计算机技术以及人工智能等多项现代新技术有效地融为一体，立足于三维信息的虚拟环境中，可以感受到现实世界存在的事物，在人员操作期间可以随时随地对虚拟环境进行设置。

　　在以高科技作为支持的条件下，虚拟仿真技术不但能够创造出与现实中近似的作业环境状态，而且能够实现重复操作，拥有无耗材的优势。虚拟仿真技术的优点被挖掘后，该技术得到了迅速推广，目前已经被引应用到更多的领域。

　　2.虚拟仿真技术与冶金工程的联系

　　冶金工程主要是从矿石中提取有价金属或者化合物，并最终制成具备良好的使用性能和经济价值的材料，它属于工程技术的领域。冶金工业会涉及到从原料加工到产品形成的多项步骤，比如采矿、选矿、炼铁、炼钢、轧钢等10多个工序，生产装置结构相对复杂且在各道工序中都存在危险源。

　　虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术等信息技术基础上发展形成的。它具备3大特点：①虚拟仿真技术借助于计算机形成的环境，该环境是对工作现场的虚拟；②人员对计算机生成的环境体验无论是在视觉、听觉，还是在嗅觉、触觉等都是逼真的；③在借助虚拟仿真技术时，操作人员可以与环境进行交互，虚拟的环境能够根据操作人员的指令来做出对应的调整反应和展示。

　　在冶金工程中应用虚拟仿真技术，主要可以在工业仿真与应急预案方面发挥作用。通过虚拟仿真技术，可以直接在电脑中展现出企业工作的现状，及时掌控各个工艺环节，全面地了解整个生产过程。无法现场观察复杂工艺的制作过程时，通过虚拟仿真能够查看到相应的工作原理。同时，虚拟仿真演练系统对相关数据进行探测时能够记录在虚拟环境下危险发生的状况，最大限度地仿真实际灾害或者危险的产生。

　　3.虚拟仿真技术应用到冶金工程中的优势效果和过程

　　3.1虚拟仿真技术应用到冶金工程中的优势效果

　　在虚拟仿真技术应用阶段，会将生产过程、相关设备和工作状态、实践操作等内容全面展示出来。在借助3D实训的基础上，还能够结合语音讲授，利用生动的动画设计将虚拟的场景转变为类似现实状况。在工业现场操作阶段会存在较大噪声，利用虚拟仿真技术可以避免此类问题，将工作环境中的不安全因素排除在外。

　　在虚拟场景设置过程中，全程模拟冶金工程工作流程，能够有效地避免现场实践带来的问题。保证生产工艺的可视性，全面掌握工作原理的同时配合理论内容满足加深理解的条件。根据正确的工艺操作规程，让虚拟仿真系统强化实践能力，为冶金工程生产创造绝佳的展示平台。

　　在对生产的全过程进行模拟时，会促进对设备工艺、结构原理以及生产流程的全面认识。首先，由于虚拟仿真技术能够多次展示，在发现不足之处时可以反复调整和弥补。其次，虚拟仿真技术不受空间和时间的限制，具备灵活性的特点，在借助电脑信息化操作的方式下节省时间并且提高效率。再者，虚拟仿真技术不会浪费原料，它可以有效地节约成本，消除冶金工程存在的潜在危险。最后，在利用该项技术时，可以直接动手操作，有效地提升积极主动性，有益于理论与实际的结合。

　　3.2虚拟仿真技术应用到冶金工程中的过程

　　根据虚拟仿真技术的特点，在最初建立项目阶段，要全面匹配虚拟空间和现实工艺。虚拟仿真技术属于利用软件重新配置硬件资源的过程，它能够有效提升工作效率。虚拟仿真技术在应用到冶金工程后，还应当注意3个方面的问题：一是资源配备的成本，二是对虚拟仿真项目的具体分类，三是保证数据传输期间的安全。

　　在增设虚拟仿真技术后，对整个体系的应用过程主要包括理论知识掌握与上机实践操作。为了确保实践过程能够及时对应，在完成对虚拟仿真技术的掌握后应准确安排上机活动。按照企业正常工作模式，在实训或者邀请外部人员前来参观阶段，需要将安全因素考虑在内，采用划定区域或者有效隔离的做法提供保障。

　　在虚拟仿真技术应用时，通常会放置2台电脑，一台作为主机进行炼钢等操作，另一台利用播放实时动画的方法描述。在实践操作期间，通过对演示的画面进行观察和思考，这些形象生动的画面可以反映出现场工作的环境。在动画展示阶段，对于无法在现场实践进行表现的内容，比如设备内部的构造和开机启动的状态变化都可以在动画中体现出来。在主动发现和探究操作内容期间，要树立科学的思想，操作者可以互相讨论，如果存在质疑和发展未知的问题，需要及时进行反馈。

　　为了实现主动探求和全面掌握的目的，在配合虚拟仿真技术应用时，还会存在对应的认知实习和科学化与公平化的评价体系。运用虚拟仿真技术将其应用到冶金工程中，促进相关认知能力和动手能力的提高。在实践期间，增强对流程的把控，促进操作者主动思考和探究，让相对枯燥的理论知识变得生动形象，发挥虚拟仿真技术应用的巨大优势。

　　3.3虚拟仿真技术应用到冶金工程的依据

　　虚拟仿真技术是虚拟现实技术和仿真技术的综合体，在将被模仿的物像从外部结构和内在原理进行全方位了解后实施模仿，最终为体验者带来置身其中的感受。当前虚拟仿真技术最重要的应用就是在实训领域，钢铁冶金等行业具备生产工艺复杂性和危险系数较高，利用虚拟仿真技术可以弥补不足。在运用这种方式后，将理论描述加以形象化，对生产过程的潜在风险进行探索挖掘。

　　虚拟仿真技术最核心的技术就是利用三维空间计算机辅助设计技术：①需要运用多种三维空间软件在计算机中建立对应的模型，再有效地利用软件的修饰和渲染，将具备各种实际状态的模型呈现出来；②三维空间软件具备巡视的功能，操作人员在观察的时候，可以将鼠标移动到不同的位置，结合调整视线的不同视角，能够满足查看整个冶金工程开展过程中的各项工艺。

　　冶金工程在运行中涵盖的范围广阔，运用虚拟仿真技术时，能够有效地将不同的环节联系在一起。计算机网络技术功能强大，通过对网络平台的三维空间计算，对设计方案进行调整优化，满足过程衔接和比例协调。利用三维空间计算机辅助设计在对冶金工程进行展现时，有效提升设计效率和质量。

　　4.结语

　　通过分析冶金工程领域工作内容的特殊性，运用虚拟仿真技术能够让企业生产的效果更加显著。虚拟仿真技术的应用将理论和实践相互结合，全面地展示生产项目的全周期过程，不仅带来了便利，还保障了工程的安全性。

　　（作者单位：内蒙古德晟金属制品有限公司）