关键词：训练模拟器装备教学作用
中图分类号：G807文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）05（c）0000-00
训练模拟器在一些发达国家的军队中使用已久，特别是随着计算机网络、虚拟现实等新技术的发展，使军队可以把军事演习、实战演习和微观模拟融于一体，创造出一种高度逼真的模拟世界，使士兵如同置身于实战环境，从而获得最佳的训练效果。
训练模拟器是一个武器系统或某型装备物理的“模型与模拟”，由与装备操作相关的硬件和软件、以及与其相关的环境背景组成，它能够复现装备操作的许多功能特征，用于训练个人或小组的操作技能[1]。训练模拟器可模拟出某个装备的主要部件，例如飞机的仪表板或坦克模拟器或是控制显示设备。近似逼真的训练模拟器可以代替真实的装备对驾驶员、武器操纵员等进行训练，使他们掌握在战场环境下熟练使用装备的技巧和技能。可以在无需高成本和长时间实装训练的情况下向学员传授基本的操作技术，既降低了训练成本，又减轻了训练安全压力。
1训练模拟器的特点
1）具有较大的灵活性。可以根据人才培养方案规定的装备操作课程标准，研制更适用、更合理的训练模拟器材，既具有先进性、可靠性，又符合实践教学的要求，能为学员提供更多的实践、实习机会，同时在满足教学的条件下也能满足部分科研的特殊需要。
2）具有超前性。作为专业实践教学使用的训练模拟器，自然应该跟上科技发展的步伐。在某些方面，还应该适当地超前一些。装备设备一般更新周期长不能做到最先进，因而满足不了一些新开专业和科研的要求，训练模拟器的研制成本低，可以达到这个目的[2]。
3）具有及时性。由于院校学科和专业调整，教材内容变化较大，需不断更新装备设备，特别是对新设备的专业，间题更是突出。训练模拟器的研制周期短，可以及时从事新专业教学，较好地解决了这个问题。
4）具有经济性。装备设备，专业性强，社会需求量小，价格较贵，自行训练模拟器的研制环节少，费用低，可以使有限的财力、物力用到刀刃上，节约大量资金，有利于加速学院专业实践教学环境建设。
5）便于使用和维修。由于训练模拟器相对于实装来讲，结构相对简单，且教学使用人员对研制过程及每个零部件都比较熟悉，能够熟练掌握训练模拟器材的结构、性能和特点，一旦出现问题，则可以立即排除故障，既不会影响正常教学，又有训练模拟器材的管理和维护。
2装备教学面临的问题
装备教学具有很强的实践性，是面对装备、面对岗位、针对性极强的专业技术训练，它所需要的实践技能不是仅通过理论学习、实验室教学就可以达到的。
目前装备实践教学中面临的主要问题包括以下几方面：
2.1装备型号多，更新快，训练装备跟不上部队装备的发展
装备正面临着一个超常规发展的阶段，各种新型的装备大量装备部队，各种新型号，新体制不断出现，给院校的装备教学带来极大的挑战。特别是部队已经装备和即将装备的大型特种，实际上不可能配发到院校作为实习装备，部分新型优先保证作战需要，也不可能配发到院校。这种情况带来的问题是，装备教员不熟悉新型装备，学员不了解新型装备，毕业后需要再次学习，才能满足第一任职需要。这就要求学员具有宽口径的装备适应能力。
2.2学员多，实习装备少
用于院校教学的实装数量少，而同一期班的学员人数较多，如果每一种装备都按照传统的训练模式，需要大量具有丰富实践经验的教员，以及大量的实习装备，这种条件实际上是不可能满足的。这些年的教学实践表明，传统的装备教学方法已经到了需要变革的时候了，解决大批量学员的实践教学，必须找到新的解决问题的方法。
3装备教学需要的训练模拟器及其作用
从装备教学需求分析，各种必要的训练模拟器及其完成的功能可概括如下：
3.1开发CBT虚拟系统，了解装备总体结构和工作特点
虽然型号很多，但基本的组成结构是相同的，作用机理是相同的。培养宽口径的装备技术人才，关键是让他们从根本上掌握的基本结构，掌握的工作特点，掌握的信号、控制、监控等基本知识，这些内容各种虽然在细节上有所区别处理，但总体上是相似的。根据以上特点，可以以计算机网络为基础，开发CBT虚拟训练模拟系统，用多媒体互动的方式，向学员展示的内部组成和工作特性，这种方式可以满足大量学员同时学习的需要，可以从视觉和心里上解除设备的神秘感[3，4]。
3.2构建典型分机模拟系统，掌握装备维护保障基本技能
工程类学员，要求必须掌握维护保障的基本技能。也就是说，必须具备基本的维护修理能力，这种能力需要通过实际动手训练才能培养。以往的装备教学中，绝大部分的时间是花在这个方面，但用于训练的设备数量和装备的实习条件制约了这种实践教学的效果。如果以典型装备的分机为基础，构建分布式的模拟实习系统，例如雷达固态发射模块实习模拟器、行波管发射机实习模拟器、波形和上变频模拟器、信号处理模拟器等专业化的实习模块，可以解决实习装备数量少，操作困难的问题。
3.3研制整机模拟操作系统，熟练装备战技术操作方法。
工程类学员，除了要掌握的维护保障技能外，还应该具备充分挖掘技术潜力，完成战术任务的能力。具体而言，就是利用的技术特性，在复杂电磁环境下充分发挥性能的能力。这就要求学员必须在前两种训练的基础上，熟练掌握某个特定型号的操作和控制方法。这种训练在有条件的时候可以以实装为基础，构建模拟实习平台，但在实装无法用于训练时，就必须研制整机操作训练模拟系统。
4结语
大力开展训练模拟器的研制和应用，是解决军事院校实习装备不足和提高实践教学效益的有效手段，从长远看，训练模拟器将会成为提高军事院校学员专业实践能力不可缺少的重要教学设备[5，6]。
参考文献：
[1]杨世英，李楠.加强院校模拟训练建设的探索与思考[J].继续教育，2013（3）：36-37.
[2]李尔超.某型装备作战模拟训练器的系统计[D].硕士论文，武汉：华中科技大学，2011.
[3]马兰，赵宏宇.浅议军事训练模拟仿真技术人才培养[J].继续教育，2012（7）：59-61.
[4]陈金山.虚拟现实技术在美军单兵训练中的应用及启示[J].军事体育学报，2014，33（1）：73-74.
[5]安兴，李刚，徐林伟，等.虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状及发展[J].电光与控制，2011，18（10）：42-46.
【关键词】工业机器人；培训；应用；教学
1工业机器人应用技术人才岗位分析
工业机器人应用技术存在巨大的人才缺口，人才岗位需求主要集中在工业机器人设备维修、装配与调试、工业机器人的应用开发与系统集成等岗位，主要分为技术与销售两条人才培养路线。
2工业机器人应用技术专业培训目标
工业机器人应用技术专业培训目标是培养具有在生产一线从事工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理的高端技能型专门人才。掌握使用工业机器人为主的工业控制、自动化应用等必备知识，具备从事工业机器人自动化生产线安装、调试、维护、系统集成的综合职业能力，适应工业机器人操作、工业机器人调试、工业机器人生产线维护、工业机器人设备集成和改造等职业岗位任职要求。
3工业机器人应用技术专业培训计划
3.1机械设计方向
工业机器人集成项目机械设计工程师成为职场新宠，要求能够针对集成项目进行方案设计、总体设计及机械结构设计。
3.2电气设计与调试方向
主要针对工业机器人应用集成项目电气部分，掌握常规的电气系统控制、PLC控制，掌握工业机器人的控制原理、PLC高级编程、机器人高级编程、机器人视觉应用及集成项目的电气设计方法，设计电气图纸。
4计算机仿真软件编程
随着机器人应用领域的扩展和现场示教环境的限制，借助计算机仿真软件的离线编程逐渐成为当前机器人编程应用者的一种普遍使用的编程方式。RobotStudio是一款机器人仿真软件，可以在办公室里面不间断地完成自动编程，借助虚拟机器人技术进行离线编程，如同将真实的机器人搬到了电脑中。Robotstudio软件中内置的虚拟示教器与真实的工业机器人示教器没有任何区别，对于学习机器人现场示教编程的，可以在基础工作站中进行学习使用。运用Robotstu-dio软件创建机器人基础工作站包括以下步骤：①创建机器人工作站布局；②由布局配置机器人控制系统；③同步现场数据至控制器；④设定与切换末端执行器；⑤示教编程；⑥仿真运行。点击菜单栏中的“仿真”，点击“播放”工具，机器人开始按照示教轨迹自动运行。
统一思想，明确目的．大学生电子设计大赛是考察在校大学生专业知识和实践能力的综合型竞赛，是检验学校办学能力的高水平竞赛，同时保证参加大赛的同学能通过大赛这一平台有所收获和进步．指导教师通过比赛积累经验，实现比赛在学校可持续发展，实现以赛促管、以赛促学、以赛促改．大学生电子设计大赛组织过程分为宣传、动员、报名、培训、筛选、强化、竞赛、奖励、总结．赛前准备包含赛前组织和赛前培训．赛前组织包括人员组织、经费组织、设备与耗材组织，赛前培训是对学生进行针对性高强度模拟训练，赛前精心准备是竞赛成功的一半，让每位指导老师和同学在电子设计大赛赛前、赛中、赛后都有所收获．
1．1赛前组织
1．1．1人员组织
学校成立电子设计大赛领导小组．全国大学生电子设计大赛和省级大学生电子设计大赛轮流隔年举办一次，领导小组是常设机构，负责电子竞赛组织、管理、协调工作．电子设计大赛领导小组组长一般由主管教学副校长担任，副组长由学校教务处处长和相关学院院长共同担任，办公室主任由电工电子实验中心主任担任．办公室设在实验中心，负责处理大赛日常事务，成员包括指导老师、实验员及大赛相关人员．电子设计大赛领导小组负责相关部门协调和政策落实和大赛组织和宣传，负责参赛人员管理和学生培训，负责赛前制定培训计划收集整理资料，负责与赛区组委会联络和大赛专项经费管理，负责元器件及耗材保管、整理、发放、采购和培训竞赛场地管理，负责培训竞赛后勤保障和学生管理．电子设计大赛人员组织包含指导老师的组织和参赛学生的组织．强有力的指导老师团队是电子设计大赛取得成功的基础．随着技术发展，大赛专业知识广度和深度不断加深，题目更加新颖贴近生活，包括电源类、控制类、无线收发类、仪器仪表类等，涉及电子技术各领域和方向，对指导老师综合素质和能力提出了更高要求．指导老师需要精通模拟电路、数字电路、高频电路，精通51单片机和熟练运用CORTEX－M3嵌入式系统、CPLD/FPGA可编程逻辑器件、DSP数字信号处理器等，有丰富的实践经验和极强攻坚能力．根据实际情况组建指导教师团队给学生全方位的指导，充分发挥指导教师特长，取长补短，相互学习，共同提高．参赛学生是大赛主体，加强宣传，吸引更多同学参与大赛，同时保证竞赛质量和水平，经选拔合格或任课老师推荐才能正式报名参加．大三学生知识结构和实践能力强于大二学生，选拔时以大三学生为主，适当选取大一、大二学生保证后备力量，组成电子设计大赛参赛队伍．通过学校宣传、领导小组动员、辅导员讲解，使参赛同学全方位多角度了解电子设计大赛的意义和目的，对就业和成长的帮助，调动学生竞赛积极性和热情．
1．1．2经费组织
电子设计大赛经费使用原则:预算清晰，专人管理，专款专用，合理使用，厉行节约，保证运行，各项开支在预算内完成，开支与预算一致．经费来源分为学校年度预算和校内部门筹集，用于电子设计大赛基本运行和指导教师课时补贴．基本运行包含报名费、管理费、电子元器件及耗材采购添置、竞赛期间餐费及其他杂费．指导教师课时补贴指赛前教师培训课时费、竞赛期间指导教师补贴．电子设计大赛经费不含教师差旅费和竞赛获奖后学校发放奖金，赛后根据政策另行拨付．
1．1．3设备耗材组织
大赛设备耗材专人管理，专人采购，统一分配;培训类耗材由培训教师提出计划统一采购．
1．2赛前培训
电子设计大赛赛前对学生的培训是学生提高的重要过程，很大程度上决定了比赛成绩．指导教师根据历年竞赛内容和特点，结合自身特长制定详尽的培训计划和方案．大三学生知识相对全面但实践应用能力较差，没有系统设计经验，知识点孤立难以将各门课程融合到一起，大二学生专业知识结构不完整，认识片面，指导教师根据学生实际情况因材施教做出个性化的培训与辅导，使培训效果达到最佳．培训分两个阶段，时间5～6周．第一阶段(3～4周)采用集中授课与实际制作相结合的方式，第二阶段(2～3周)采用三人一组半开放自主设计的方式．第一阶段包含模块电路分析、设计、调试、制作、参数测试、基本仪器使用及报告书写，对往届比赛重点模块电路进行有针对性专题讲座和制作．重点模块有电源电路、信号调理与运算放大电路、传感器与微弱信号检测电路、信号发生电路、通信电路、电压与频率转换电路，单片机最小系统、人机交互电路、数据采集电路、驱动电路等．设计报告内容包含:摘要，叙述核心技术、实现方法与发挥;系统设计方案，叙述方案选择、系统结构、实现方法;硬件电路设计与分析计算，叙述硬件电路原理、计算、设计与实现;软件设计，叙述软件程序思想、流程、实现方法与重点程序;测试结果与分析，叙述测试仪器、测试方法、测试结果、数据分析;总结与展望，总结题目完成情况、存在问题与展望．第一阶段使学生掌握基本模块电路，对电子设计进一步了解和认识，优秀学生脱颖而出，具备冲击奖项实力，指导教师对这部分同学重点关注，毕竟指导教师精力有限，不可能面面俱到，拿奖也是一项重要而艰巨的任务．第二阶段3人一队进行赛前热身．按比赛要求自主设计，锻炼同学们系统分析与设计、制作与调试、参数测试、团队分工与协作能力．每队由3名同学自愿组合组成，1名同学负责软件编写，1名同学负责硬件制作，1名同学负责报告撰写．实际比赛有很多突况需共同讨论、共同参与、共同应对、共同解决．指导教师可以根据以往题目特点、内容和难度自行设计题目，也可以直接选择往届典型题目．第二阶段模拟训练展现了各队水平和能力，也暴露存在的问题，指导教师根据每队实际情况进行赛前辅导．
2赛期管理
比赛前2～3周，组委会发放比赛用单片机和开发平台，提前让参赛队熟悉开发环境，赛前一周公布本届电子设计大赛可能用到的元器件测试仪器，指导教师团队根据公布元器件清单估计本届比赛可能出现的题目和用到的模块．指导教师对器件进行分析，列出本次大赛可能用到元器件详细清单，交器件管理员清理汇总，不足部分立即准备和采购，采购应确保器件质量，排除器件质量问题带来的故障和干扰．参赛队在赛前调试好竞赛场地仪器设备，查看元器件清单结合指导老师分析对新器件和不熟悉模块进行搭建与调试，为比赛正式开始做好准备．4天3夜的电子设计大赛开始后，第一天选择题目、设计方案与具体电路，领取元器件及耗材，不足的元器件汇总立即采购．第二天完成软件编写和部分模块电路搭建．第三天完成软硬件联调和报告书写．第四天完成参数测试，有能力的同学完成发挥部分设计．
3赛后总结