產品設計研發(fā)制造面臨的挑戰(zhàn)

　　隨著我國經濟發(fā)展方式由粗放型向集約型轉變，制造業(yè)由制造大國向制造強國轉變，同時我國經濟增速放緩，企業(yè)生存壓力陡增，市場競爭日趨激烈，因此轉型升級將會成為制造企業(yè)求生存、求發(fā)展的必然選擇。而虛擬和增強現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)在產品的研發(fā)過程中減少甚至替代樣機的制造，降低研發(fā)成本、減少研發(fā)周期、提升產品質量，能夠在產品的工業(yè)設計、工程設計、營銷展示及運營維護的全生命周期中，發(fā)揮重要支撐作用的。

VR/AR產品全生命周期一體化平臺

　　和遠科技虛擬和增強現(xiàn)實在產品全生命周期設計中的應用解決方案可以實現(xiàn)一套在虛擬環(huán)境下實現(xiàn)產品外觀與功能展示、結構展示與評審、人機工程分析與驗證、檢修培訓等功能的一體化平臺。

1.業(yè)務功能如下：

• 實現(xiàn)基于VR技術的產品結構設計展示與評審。

• 實現(xiàn)基于VR/AR技術的產品外觀展示與功能展示。

• 實現(xiàn)基于VR技術的復雜產品快速模塊化設計和前置人機工程驗證。

• 實現(xiàn)基于VR技術的產品人機工程仿真分析與驗證。

• 實現(xiàn)基于VR技術的檢修培訓。

平臺總體架構

平臺功能介紹

1.產品結構設計展示與評審系統(tǒng)包含以下兩個模塊：

數(shù)字樣機評審模塊（TechViz）主要支持Pro/E、Creo、Catia等主流三維設計軟件中產品模型數(shù)據(jù)、ANSYS、ABAQUS等主流CAE軟件仿真數(shù)據(jù)以及其他工業(yè)、工程、仿真模型數(shù)據(jù)的三維立體多通道顯示，并在立體顯示環(huán)境中通過剖切面、距離測量、截屏、自定義注解等功能以及進行視頻錄制等功能，實現(xiàn)結構設計評審與CAE可視化分析。

大屏VR交互體驗系統(tǒng)主要用于產品的1:1三維立體交互顯示，顯示環(huán)境可以采用CAD Wall大屏，CAVE等，能夠為觀看人員提供高度沉浸感的體驗環(huán)境。?

2.產品外觀展示與功能展示系統(tǒng)包含以下三個模塊：

產品三維虛擬展示模塊，主要用于通過對產品的360°無死角觀看，實現(xiàn)對產品的外觀展示，通過爆炸、透明部件等形式進行產品的結構展示，還可展現(xiàn)產品的活動機構及關鍵參數(shù)等信息。

產品模型編輯器模塊，主要用于導入工業(yè)/工程設計模型數(shù)據(jù)，進行輕量化處理及材質的編輯器配置，并對其進行產品三維虛擬展示模塊各展示功能的配置。

AR增強現(xiàn)實交互體驗系統(tǒng)，主要用于支撐在實體產品基礎上混合虛擬的內部結構，實現(xiàn)AR增強現(xiàn)實展示。

3.產品快速模塊化設計與前置人機驗證系統(tǒng)包含以下三個模塊：

快速模塊化設計模塊主要用于導入工業(yè)/工程設計模型數(shù)據(jù)，進行輕量化處理及材質的編輯器配置，形成產品標準部件庫、產品環(huán)境庫。

在產品部件、承載的產品環(huán)境模型經配置后形成的庫文件基礎上，為客戶提供一個調用與擺放部件的產品快速模塊化設計工具，以完成需要前置人機驗證的產品方案配置。

前置人機驗證模塊在1:1沉浸式虛擬環(huán)境中體驗產品設計方案，基于UIC651等國際/國家標準對其進行可視性、可達性驗證。在可達性驗證中還可即時調整各部件位置與朝向，以輔助快速方案修正。并支持輸出相關前置人機驗證的數(shù)據(jù)、圖紙。

頭戴VR交互體驗系統(tǒng)主要用于提供第一人稱沉浸體驗及手勢識別交互操作的支撐環(huán)境，實現(xiàn)產品設計方案可視性、可達性驗證與調校。

4.產品人機工程仿真分析與驗證系統(tǒng)包含以下幾個模塊：

• 數(shù)字樣機評審模塊主要調用DELMIA中的產品模型數(shù)據(jù)與虛擬人到三維立體多通道環(huán)境中顯示。

• 虛擬裝配仿真模塊（RTID）支撐全身動作捕捉系統(tǒng)獲取人體動態(tài)數(shù)據(jù)驅動DELMIA中的虛擬人，并使及具備物理屬性與碰撞檢測能力。

• 動作捕捉系統(tǒng)（ART）用于采集人體動態(tài)數(shù)據(jù)。

• 頭戴VR交互體驗系統(tǒng)用于提供第一人稱沉浸體驗裝配仿真與人機操作環(huán)境。

• 大屏VR交互體驗系統(tǒng)用于提供第三人稱監(jiān)視視角裝配仿真與人機操作環(huán)境。

5.產品檢修培訓系統(tǒng)包含以下兩個模塊：

• 邏輯編輯器模塊可以和《產品外觀展示與功能展示系統(tǒng)》共用產品模型，也可通過同樣的模型導入輕量化處理及材質編輯生成新的產品模型。邏輯編輯器模塊可以編輯檢修流程的檢查部位、問題表現(xiàn)及處理流程，用于進行虛擬仿真檢修操作。

• 檢修虛擬仿真模塊支持在大屏VR交互體驗系統(tǒng)、頭戴VR交互體驗系統(tǒng)及PC桌面上進行檢修培訓操作。主要是通過觀察三維產品的各部位，檢查是否有故障表現(xiàn)、并根據(jù)故障處置流程使用相應工裝、工具進行檢修操作。

以虛促實，虛實結合，“智”造無限可能。

? ? ? 和遠科技VR/AR在產品全生命周期設計中的應用解決方案以大屏、全身動捕、頭盔為主的虛擬驗證環(huán)境，利用TechViz、RTID及自研軟件結合Delmia、Ansys等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產品的外觀及功能展示、結構評審、人機驗證、運維培訓等應用，使體驗者在第一人稱及第三人稱沉浸式立體虛擬環(huán)境下對仿真產品進行主客觀評價，為虛擬樣機替代實體樣機提供了多種技術手段，為企業(yè)提降增提供有力支持，增強了企業(yè)競爭力。

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