協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺方案(已修改)
2025-05-22 12:09 本頁面
【正文】 中國航天科工集團(tuán)第六研究院協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺方案北京朗迪鋒科技有限公司2016年4月目 錄1. 序言 32. 用戶需求分析 33. 協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺總體解決方案 4. 協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺解決方案 5. 顯示系統(tǒng)設(shè)計思路 5. 圖形工作站集群 18. 交互系統(tǒng) 19. 矩陣切換系統(tǒng) 20. 中控系統(tǒng) 20. 音響系統(tǒng) 21. 協(xié)同式虛擬仿真驗證平臺軟件 22. 協(xié)同式虛擬仿真驗證平臺軟件應(yīng)用模式 22第六：制作交互式電子手冊 24. 協(xié)同式虛擬仿真驗證平臺軟件的特點(diǎn) 244. 布局設(shè)計 255. 項目實(shí)施計劃 25. 項目實(shí)施內(nèi)容 26. 項目整體實(shí)施周期 26. 工期保證措施 26. 項目管理與風(fēng)險控制 266. 工程進(jìn)度 26. 設(shè)備交付階段及設(shè)備到貨點(diǎn)驗計劃表 26. 工程師人員調(diào)配安排計劃表 287. 裝修建議及要求 28. 環(huán)境條件要求 28. 地面要求 28. 照明要求 28. 天花板及吊頂裝修建議 28. 布線基本原則 28. 設(shè)備發(fā)熱量和制冷要求 28. 虛擬現(xiàn)實(shí)中心現(xiàn)場裝修建議 28. 現(xiàn)場出入要求 288. 質(zhì)量保證與售后服務(wù) 28. 質(zhì)量保證與保修 29. 售后技術(shù)服務(wù) 29. 技術(shù)培訓(xùn) 299. 系統(tǒng)配置清單 29 1. 序言隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、管理技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品的工程設(shè)計與制造領(lǐng)域正在發(fā)生著深刻的變革，呈現(xiàn)協(xié)同式、并行化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化的發(fā)展趨勢，而且相應(yīng)的支撐技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展與成熟，其中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是一項重要的支撐技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計、制造領(lǐng)域的成功應(yīng)用改變了“設(shè)計試制分析改進(jìn)”的傳統(tǒng)模式，虛擬樣機(jī)（電子樣機(jī)）將逐漸取代研制過程中用于工程分析的實(shí)物模型或全尺寸樣機(jī)，通過異地系統(tǒng)、多人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一體化協(xié)同設(shè)計、評審，這種趨勢已經(jīng)成為制造業(yè)中一個不可逆轉(zhuǎn)的潮流。另一方面，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供真實(shí)感強(qiáng)的交互式仿真環(huán)境，而且用戶在該虛擬環(huán)境下能夠模擬進(jìn)行各種動作與操作，因此它具有在維護(hù)性、維修性分析領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。通過虛擬維護(hù)人員在虛擬樣機(jī)上進(jìn)行維護(hù)、維修操作仿真來進(jìn)行維護(hù)性分析可以有效地克服現(xiàn)有定性分析方法的不足。 中國航天科工集團(tuán)第六研究院（以下簡稱六院），隸屬中國航天科工集團(tuán)公司，是中國第一個大型固體火箭發(fā)動機(jī)研制、生產(chǎn)和試驗基地，被譽(yù)為中國固體火箭發(fā) 動機(jī)的“搖籃”。六院總部位于中國北疆內(nèi)蒙古自治區(qū)首府——呼和浩特市。2011年，經(jīng)中國航天科工集團(tuán)公司固體動力資源整合重組后，現(xiàn)已形成呼和浩特、 西安和湖北三地協(xié)同，可持續(xù)發(fā)展的軍民融合式產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。六院擁有先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，完備的生產(chǎn)、試驗條件，具備戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、宇航用固體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)研 究、設(shè)計、制造、試驗?zāi)芰突ぎa(chǎn)品、機(jī)械加工、復(fù)合材料、工業(yè)自動化系統(tǒng)集成等多項民用產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)能力，已經(jīng)形成多地協(xié)同管理、專業(yè)門類齊全、配 套完整、綜合實(shí)力雄厚的大型固體火箭發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)試驗基地。中國航天科工集團(tuán)第六研究院為了提高自身設(shè)計創(chuàng)新能力，擬建設(shè)虛擬仿真驗證分析系統(tǒng)以輔助設(shè)計人員解決在研發(fā)過程中遇到的設(shè)計方案展示和論證問題，同時為了提高交付產(chǎn)品的可維修性、克服維修困難，以虛擬仿真驗證分析系統(tǒng)為基礎(chǔ)研協(xié)同呼和浩特、西安、湖北三地實(shí)現(xiàn)異地協(xié)同式設(shè)計、評審和匯報展示。2. 用戶需求分析從與用戶的溝通中我們了解到，用戶期望構(gòu)建一個綜合性協(xié)同虛擬仿真平臺，以完成產(chǎn)品設(shè)計維修維護(hù)性驗證分析，該系統(tǒng)要適應(yīng)用戶已有的產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，依托數(shù)字樣機(jī)，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行協(xié)同式方案論證、裝配路徑分析，及時反饋設(shè)計修改建議，解決驗證過程的直觀性和分析結(jié)果的可信性。用戶對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求由以下幾個部分組成：（1） 多人遠(yuǎn)程異地協(xié)同式展示匯報功能協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺的主要建設(shè)目的之一是滿足展示匯報，需要具備高度沉浸感，大視場角的立體匯報展示環(huán)境。由于傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示環(huán)境只能滿足單一視點(diǎn)跟蹤，與實(shí)際設(shè)計過程中的協(xié)同式操作有很大差距，本平臺要求既可以滿足大場景的評審匯報，也可以實(shí)現(xiàn)多人異地協(xié)同式設(shè)計評審匯報模式。（2） 可實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同式虛擬裝配、碰撞檢測分析、柔性體仿真在產(chǎn)品設(shè)計流程的各個階段，可以實(shí)現(xiàn)不經(jīng)過任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，直接將UG建模軟件的三維模型實(shí)現(xiàn)多通道立體顯示，至少實(shí)現(xiàn)兩人或更多人以第一人稱視角在同一場景下的協(xié)同，允許兩人或更多人協(xié)同裝配驗證，可以實(shí)現(xiàn)碰撞檢測，柔性體仿真等功能。（3） CAE工程數(shù)據(jù)可視化及異構(gòu)融合顯示 在評審、匯報過程中，通過CAE可視化軟件可以清楚的展示在設(shè)計過程通過分析軟件計算出的結(jié)果，進(jìn)而了解產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。要求支持目前主流的CAE分析軟件如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN等。支持CAE數(shù)據(jù)和CAD模型的異構(gòu)融合顯示。3. 協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺總體解決方案針對以上用戶需求，結(jié)合用戶產(chǎn)品設(shè)計流程和現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù)手段，我們提供如下解決方案，方案示意如圖：圖 1 協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺解決方案產(chǎn)品的設(shè)計流程大概分為可行性論證、總體方案設(shè)計、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和設(shè)計定型五個階段，在每個階段虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都可以發(fā)揮相應(yīng)作用，做到為整個設(shè)計流程服務(wù)，從而給用戶帶來可觀的投資回報。在眾多需求中，協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺首先要解決的核心問題有協(xié)同式沉浸式用戶體驗、交互式體驗、碰撞式虛擬裝配、電子手冊和CAE可視化。根據(jù)圖1所示，協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺主要由顯示系統(tǒng)、圖形工作站集群、交互系統(tǒng)、矩陣切換系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、協(xié)同式虛擬仿真驗證平臺軟件七大分系統(tǒng)組成。輔助設(shè)備包括UPS、交互機(jī)、光纖、數(shù)據(jù)線纜、VR外設(shè)等。. 協(xié)同式虛擬現(xiàn)實(shí)仿真驗證平臺解決方案. 顯示系統(tǒng)設(shè)計思路綜合考慮協(xié)同工作的需要、匯報展示的需要、場地選擇便利性的需要，以及今后發(fā)展變化的需要，經(jīng)過綜合分析和評價，我們認(rèn)為若采用過去技術(shù)發(fā)展水平條件下的某一款CAVE或其它類型系統(tǒng)的方式在這里是無法達(dá)到令人滿
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