2015/12/14 17:04:43 汽车故障诊断仿真实训系统总体设计

    根据汽车故障诊断仿真实训系统开发方案,制定建模内容,如实训环境模型、汽车零部件模型库、维修检测工具模型库等及素材。利用 MAYA、Photoshop 等软件,参照汽车相关参数绘制出三维模型和二维贴图,再构建三维实训环境生成可操作的汽车虚拟仿真实训系统。

    一、系统需求分析

    1、随着社会上汽车保有量的大幅上升,全国各地汽车售后服务行业每年都需要增加三十万维修人员,这样的从业人员必须具备扎实的专业技术知识功底,熟练地掌握相关的专业技能,具有较好的维修核心技能,包括检测诊断、拆装调整、仪器设备的使用维护等,所以对中职学校的汽修专业实训提出了更高的要求,必须改革传统的汽修实训方式方法。

    2、随着计算机行业的发展,虚拟仿真技术在教育领域中的应用,能使学生亲身经历,亲自感受,比空洞抽象的说教更具说服力和吸引力,所以结合汽修行业的职业能力,设计研制具有实训功能的汽车多媒体仿真教学软件,无论是对于从事职前教育还是职后教育都具有极其重要的教学意义。

    3、计算机仿真模拟教学特别适宜于汽修专业理论认知和技能实训,通过仿真教学软件的使用,学生不仅可以熟练地掌握了汽车各系统的基本结构和工作原理,还可以熟悉各类检测设备的使用方法,以及锻炼故障诊断与排除的技能,为学生今后从事汽车维修行业打下坚实的基础。

    根据传统汽车故障诊断的场景进行建模;实训者以人手、检测维修工具、点火开关等方式展现,使得学生在使用仿真实训系统时更有身临其境的感觉;同时要求重点检测部位放大制作,使得学生维修检测操作更加方便易行。

    本实训系统中的零部件建模我们才用美国 Autodesk 公司出品的建模工具MAYA,该软件是的世界顶级的三维动画软件,在影视广告,游戏动画,电影特技等领域有广泛应用。该软件功能完善,简单易学,操作简单,效率极高,而且真实感极强。同时,也可以利用该软件对汽车零部件进行三维实体建模。

    二、系统总体设计

    模拟实训系统由两大子系统组成,即教师系统、学生系统。教师可以进行后台管理包含用户管理、实训管理、理论管理、系统管理。学生子系统仅包含诊断实训、诊断考核,进行相关知识学习机实训操作。系统总体设计图如图所示。

    汽车故障诊断仿真实训系统


    1、系统设计思路

    本系统开发按照学校、用人企业、软件公司联合开发的模式,系统即可以满足用人企业人才需求和同时又满足学校人才培养教学要求,而且开发时经费要经济型。本实训系统以专业基本技能训练为核心,融入学校特色,按照整体模块设计、项目分步实施、先进技术为先导、内容标准规范的思路,开发出“变静为动、变难为易、变抽象为具体、变枯燥为生动”的汽车运用技术仿真实训平台。

    系统设计时采用“总方案——子模块——整体系统”的思路进行开发,首先分析传统实训教学中开展的相关项目,在调研用人企业对实训的要求,设计开发项目的总体方案;再分工进行子模块开发,并进行子模块测试修改;最终整合所有子模块完成整体系统开发设计,并进行调试及试运行。

    2、实训系统性能及功能要求

    我们所开发的该实训系统,主要是通过机房局域网络与服务器进行连接,同时实现各个终端与教师控制机相连接。为了较好的突出该仿真实训系统的交互性和实用性,该软件的设计必须满足性能需求:

    (1)实训系统能够进行传统汽车维修技能实训项目,同时可以进行一些在传统实物实训中不宜开展的实训项目;

    (2)学生在进入系统界面以后,可以任意选择车辆子系统进入,进行学习或故障设置与排除等活动。同时,通过操作鼠标可以改变视角;

    (3)通过点击实训界面上的操作按钮,可以实现各种操作,汽车可以做出的各种动作,如:车窗玻璃的升降、车门的打开、天窗的打开、后备箱的打开等活动;

    (4)系统具有实用性,针对同一个故障点,学生可以采用不通的诊断手段进行故障检测,锻炼学生提高检测维修技能;

    (5)系统具有真实性,学生在实训过程中有逼真感;

    (6)系统具有良好的可扩展性,方便以后开发更多的实训模块。

    除了满足上述性能需求,虚拟实训系统还要满足不同使用人群(教师、学生)的要求,应满足下列功能需求:

    (1)教师进行后台管理,设置学生学号姓名等基本信息;

    (2)教师在后台可以设置故障,让学生在前台进行练习;

    (3)学生观看实训演示,并可以查阅系统内部的帮助文件进行自学;

    (4)学生在前台检查故障并进行检测排除,亲自动手重复进行实训练习,掌握相关检测仪表使用方法及故障诊断排除方法,

    (5)学生可以进行进行仿真实训考核,教师在后台人为设置汽车故障,或者置为随机设置,学生在前台进行故障排除。不但可以检验学生的实训效果,还可以提高学生进行故障排除操作技能。

    (6)学生可以进行在线理论考核及模拟故障排除,对学生所学知识进行考核及打分。同时考核系统可以自动打分,确保考核的公正性和准确性。

    3、软件开发主要内容

    本软件开发内容主要有以下三个方面:

    (1)基础运行平台建设,可以通过管理平台对基本信息进行维护。平台采用先进的网络技术开发,具有海量资源存储功能,能实现对核心教学数据的记录。在系统中将用户分类,对各类用户的权限进行明确的设定,并进行严格的控制,采用定义角色的方法来为每一类具有相同权限的人员定义一个角色方便控制人员的权限。软件平台操作设计人性化,人机交互设计有科学性,系统易于学习、易于上手。

    (2)教学资源建设,搜集、整理、筛选和开发大量的形式新颖的多媒体素材,包括图片、课件、维修资料、视频资料、文档资料等。建立先进的资源管理数据库,支撑资源库的大容量存储和大规模应用,不断更新资源库内容,使其成为获取最新汽车维修资料的最有效途径。

    (3)仿真教学模块建设,仿真教学模块分三大模块,即汽车发动机、汽车底盘、汽车电气三个部分。以典型工作任务为基础完成发动机教学模块设计开发、底盘教学模块设计开发、电气教学模块设计开发其它教学模块开发。各教学模块涵盖总体构造、工作原理、仿真测量和故障检测、理论测试、实训考核。具体内容主要包含:基础运行平台设计开发、教学资源模块开发、发动机教学模块设计开发、底盘教学模块设计开发、电气教学模块设计开发其它教学模块开发。

    4、软件开发主要流程

    软件的具体开发流程,可依据图进行,并由不同的合作伙伴完成相应的部分。

    汽车虚拟仿真软件开发流程



 
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