贵州轨道交通人机样机虚拟产品开发轻量化值得信赖 北京和远

虚拟产品开发组成结构

分布式虚拟设计/制造的体系结构、开发平台、总体设计；虚拟设计；虚拟分析；虚拟装配；虚拟加工技术；基于物理属性的虚拟实验研究；支持虚拟设计/制造的网络及数据库支撑环境。CAD/CAM/CAE/PDM（简称C3P）是实施VPD的强大支持技术，快速原型（RP）、虚拟现实（VR）、Internet（互联网）也都被一些国际上的企业作为实施VPD的重要手段。VPD是由从事产品设计、分析、制造、和支持等各合作的各科人员网络所组成。

虚拟产品开发交互技术

(1)虚拟产品开发环境有效性评价方法; 

(2)与人机交互、人人交互有关的人机工程评价。

与其他一些学科不同,虚拟产品开发的概念-经提出就受到企业界的广 泛关注，- 些企业立即开始着手局部性实施和应用。美国福特汽车公司是个采用网络并行设计技术设计的企业。采用这项技术设计制造的新型SS1型从开始设计到-次 上道测试只用了9个月的时间。继世界架“无纸客机”-波音 77双喷机型成功之后,波音公司决定采用虚拟产品开发技术研制新一代737客机。

美国Sandia***实验 室采用虚拟制样技术开发新一代计算机芯片,这种芯片只有现在芯片的1/25大小。John Deere公司将虚拟产品开发技术用于焊接设备安装机器人的设计、评价和测试,使设计制造周期大大缩短。考文垂艺术设计学院利用虚拟样机技术对正在设计的轿车进行虚拟道路测试,评价轿车的道路适应性和驾驶员视野。

在国内，虚拟产品开发方面的研究开始不久，目前报道的研究多数属于概念和结构框架的范畴, 开发环境的研究多数还限于目标系统层面,没有深入到虚拟设计制造层面,而对于虚拟设计制造模型构造层面的研究就更少。因此,结合一个工程学科 ,***解决虚拟设计制造中的重大技术基础问题,并在深入研究技术的基础上,建立虚拟产品开发环境, 并深层次开发模型构造环境,从而建立起面向应用的虚拟产品开发平台, 这对将虚拟产品开发技术的研究引向深入有重要价值。

虚拟产品开发-建立工具

a) 收集素材/编写脚本：收集相关资料，如图纸，照片等。编写拆卸步骤说明。

b) 三维建模：根据相关素材在3dmax软件中进行三维模型的搭建、材质的赋予。导入到VR软件中进行虚拟现实开发。

c) 新建工程导入模型：将之前编辑好属性的模型导入到开发平台中用于之后的虚拟现实开发。

d) 定义本模型成为设备/工具：将设备模型进行父子关系编辑和可操作动画编辑。将工具模型进行热点编辑、动画状态编辑和操作方式编辑。编辑好后存入设备/工具库中。

e) 编辑虚拟现实开发逻辑：制定虚拟现实开发可使用的工具类型尺寸，与其他设备的安装关系，可活动的区域范围，属性变量等。编辑好后到处逻辑视频。

f) 故障编辑：设置一些故障现象，编辑该故障现象是需要测量与否，是否需要拆卸检查等。如需要进行测量的则要设置测量工具、测量热点以及正确错误读数等。

g) 设定评分规则：设置拆卸步骤以后，为每个步骤根据重要程度设置分值，延迟时间等，定义重要步骤的属性。在不同难度下设置步骤数量。

虚拟产品开发

目前,所采用的将虚拟现实技术引入CAD环境,这将便于模拟新产品开发中产品的某些性能,又便于设计人员对产品的修改。技术条件好的公司，在进行虛拟产品设计时，设计人员可以先利用现有的CAD系统建模,再转换到VR环境中,让设计人员或准客户来感知产品。设计人员也可以利用VR-CAD系统,直接在虚拟环境中进行设计与修改。

例如在对汽车的设计时,设计人员在具有全交互性的设计环境中，利用头盔显示器、具有触觉反馈功能的数据手套、操纵杆、三维位置等装置,将视觉、听觉、触觉与虚拟概念产品模型相连,不仅可以进行虚拟的合作，产生一种身临其境的感觉,而且还可以实时地对整个虚拟产品( VirtualProduct )设计过程进行检查、评估,实地解决设计中的决策问题,使设计思想得到综合。在交互性的虚拟环境快速成型设备上,设计人员对虚拟产品设计模型的直设计,提高了设计人员积极性与创造性的发挥。