虛擬現(xiàn)實技術應用于生產(chǎn)過程的模擬-文庫吧
2025-06-29 01:57 本頁面
【正文】 很貴大的促進了該技術在如產(chǎn)品設計，造型，車間管理，過程模擬，生產(chǎn)計劃，培訓，測試和驗證等工程領域的發(fā)展。由于虛擬現(xiàn)實技術可以在實際投入生產(chǎn)制造之前，有效地解決所遇到的問題，從而可以避免重大錯誤，使得該技術在制造應用中有著很大的潛力。虛擬現(xiàn)實不僅在三維空間里為人們提供了一個可視環(huán)境，而且還在定性和定量上為人們做出改進性決定提供了依據(jù)[8]。下面這不分著重討論虛擬現(xiàn)實技術在制造業(yè)中的應用，包括，設計，原型制作，加工，裝配，檢查，準備，培訓和模擬。虛擬現(xiàn)實在制造業(yè)中的應用被分成了三類。運營管理，制造工藝，設計?，F(xiàn)就對每組進行簡要介紹，會在后面的內(nèi)容中會對每組進行一個詳細的分類。. 設計虛擬現(xiàn)實在設計新產(chǎn)品時會成為一個非常重要的依據(jù)，該技術已經(jīng)被申請應用于兩個不同的專利設計里，關于設計和原型制作詳見表2，關于設計中應用虛擬現(xiàn)實技術的好處詳見表4。虛擬現(xiàn)實技術也為設計者在進行新產(chǎn)品的概念設計階段提供了一個虛擬的設計環(huán)境，設計人員在虛擬環(huán)境下可以構(gòu)造出一個產(chǎn)品的3D“素描”圖。在這種情況下，例如鉸接、裝配等機械結(jié)構(gòu)的功能特性，就可以用來評估概念設計的可行性，也可以根據(jù)實際的需求進行相關的修改，一旦設計人員滿意他們的設計，那么他將會被用于進行相關的修改。在產(chǎn)品開發(fā)過程，原型制作是一個非常必要的步驟。產(chǎn)品模型可以體現(xiàn)產(chǎn)品的一些特征，根據(jù)產(chǎn)品模型可以對產(chǎn)品進行調(diào)研、評估和改進。虛擬樣本可以證明進行物理方案設計的可行性，可以進行工程分析，生產(chǎn)計劃，支持管理決策，也可以從潛在的新產(chǎn)品客戶得到一些反饋。虛擬環(huán)境的模型制作就包括這些[6]。(a) 功能性: 模擬樣品會明確地確定和實際產(chǎn)品的功能性、態(tài)行為。(b) 人的相互作用： 人所起的作用包括必要的實際模擬，或是人們也要必然的參與 實際的模擬當中去。(c) 環(huán)境： 在脫機狀態(tài)下可以進行計算機功能的仿真，或是可以將脫機狀態(tài)下 的組合模擬機和實施仿真結(jié)合在一起。. 運營管理 運營管理被分成三個類別：計劃、模擬和培訓。關于在這些工序中使用模擬環(huán)境的好處詳見于表4 。 表2 虛擬設計在生產(chǎn)制造中的應用應用 定義 舉例 產(chǎn)品設計 虛擬設計就是應用虛擬技術為設計工作者提供一個虛擬環(huán)境來評估設計和備用設計，將產(chǎn)品模擬學和產(chǎn)品工程學有效地結(jié)合在一起 來進行人體跟蹤。原型制作 虛擬模型制作是指應用虛擬虛擬模型將物理模型代替或是結(jié)合在一起的制作過程，從而為新產(chǎn)品開發(fā)、檢測和具體的評估提供一個候選的特征設計。麻省理工學院已開發(fā)了一個為了機械設計的虛擬車間。該項目是為設計師做概念設計時所提供的一個模擬車間，所以必須要考慮到制造工藝， 該模擬車間由一個帶鋸，一個鉆床，一個銑床，一個搖臂鋸，一個臺鋸組成，伊利諾伊大學，芝加哥，普渡大學以虛擬現(xiàn)實技術為基礎設計開發(fā)了一個計算機輔助設計系統(tǒng)，該項目的關鍵點在于通過利用虛擬現(xiàn)實技術將復雜的機械零部件簡潔的繪制出來。 圖1 完全獨立的虛擬現(xiàn)實環(huán)境 圖2 通過現(xiàn)實的虛擬現(xiàn)實技術構(gòu)建的虛擬工廠由于靈感式的工廠計劃需要，人們在對計劃的論述改進、支持跨學科間的研究討論中，虛擬現(xiàn)實技術將會非常有用。圖1所示的完全獨立的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，將會在未來的工廠設計中作為一個基本的工具而被使用。該虛擬現(xiàn)實環(huán)境已經(jīng)被開發(fā)應用于視覺地、三維的空間中，被用以探索各混合產(chǎn)品間的相互影響、核實時間表、以及工人的生產(chǎn)經(jīng)驗[11]。虛擬現(xiàn)實基礎知識的培訓是當今世界對雇員所傳授的最先進的制造技術和程序。利用刃腳虛擬現(xiàn)實技術會使人們覺得模擬培訓發(fā)生現(xiàn)實里的實際設施中，會使人們覺得在行動中、視覺上以及聽覺中都在現(xiàn)實里[12]。一些模擬的產(chǎn)品會為人們在描繪模型產(chǎn)量化時提供相關依據(jù)（如: Witness 2003, Simul8和Flexsim），圖2所示的虛擬環(huán)境就是利用Witness VR專門為一個工廠[13]開發(fā)的，表3列舉了模擬現(xiàn)實技術在生產(chǎn)管理中的一些應用。. 制造工藝 制造工藝分為三部分：加
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