• 某单位飞机虚拟现实仿真验证平台

    随着全球化市场竞争的加剧,工业企业一直在寻找可以减少产品设计时间和成本的方法。当今趋势是使用单一「数字原型」取代众多昂贵的「实体原型」,数字原型是根据产品开发过程中所有的技术数据所完成的。原则上它不需要建造成本,不但能一直持续保持最新版本,而且所有数据可以进行回溯跟跟踪。利用先进的虚拟仿真技术,使用数字原型完全取代实体原型来进行空气动力学分析、人因工程学的研究、碰撞测试与市场调研等研发工作是极有可能的。然而如果没有办法与虚拟物件进行真实的互动与得到精确的力量反馈,一些研发数据要能达成足够的可信度是相当的困难,尤其是在工业产品在设计过程中的装配、拆卸与维护等研发工作。

    利用虚拟装配进行模拟,最终可以将工业产品生产制造的零组件与相关的子系统摆在正确的位置上,从而可以寻找出最有效率的作业方法。工业生产的效率衡量指标有很多,例如成本、时间、质量,以及有效利用基础设施例如装配生产线和操控人员能力等等。尽管工业制造已经采用机械化自动生产装配,但实际作业执行中很大程度上还是得依赖操作员的技术和经验。只有人的大脑可以在复杂与现实条件限制下有能力去整合与分析问题。而维护维修模拟也是如此,其主要目标是找出使用最少的零组件,以最简化的程序来完成调换零组件或一个子系统。

    完整的虚拟现实工业仿真系统不但可以实时与CAD里所有物件进行互动,还能在完整的拟真环境里体验实时的物理反馈。适合下列的模拟应用:

    • 装配拆卸任务
    • 维修方法验证
    • 人因工程分析
    • 工作环境仿真
    • 操作模拟训练

    有鉴于此,飞机虚拟现实仿真验证平台大致可分为虚拟现实图形工作站、人机实时虚拟装配仿真系统、虚拟现实软件开发系统、三维可视化系统及虚拟现实交互系统等几部分。人机实时虚拟装配仿真系统可以针对汽车、航太、造船、医疗与军工行业领域进行高效率的产品设计体验,大量节省实体样机的成本,立即取得实际的反馈数据,进行快速的修正或确定设计方案。虚拟现实交互系统,可利用物理惯性传感器动作捕捉或光学动作捕捉系统捕获用户的身体动态数据,实时导入到诸如JACK、DELMIA等软件中里利用软件相关功能使得虚拟人能随着真人进行同步性的动作,并由人机实时虚拟装配仿真系统的核心引擎进行实时的碰撞干涉检测。可以大幅减少过去需要绘制路径待机演算的时间,并可以由用户依照直觉进行人机方面的检查与寻求最佳的装配检修路径。

    此系统可实现飞机设计研究与技术上的先进性,并能真正提高飞机的设计效率与生产力,不但能大幅降低产品开发成本,并在安全与质量上得到最大的效益。

     
     
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