【正文】 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 83 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 演講完畢，謝謝觀看！ 。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 82 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 虛擬裝配過程 ?(5)建立零件之間的約束：裝配過程的結束，可以隨操作過程結束而終止，也可由用戶抓握一個新的零件而終止。 ? (4)建立特征元素對之間的約束：特征對確定后，特征對相應的特征元素之間的約束關系被確定。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 81 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 ? (3)確定配合特征對：在初步定位之后，系統(tǒng)要進行配合特征對的識別。識別裝配零件與基準零件之間的面配合約束，一旦識別出來以高亮醒目顯示，并由用戶確認。否則繼續(xù)尋找基準零件。為了識別和操作零件對的方便，假定相對固定的零件稱為基準零件，可移動的零件稱為裝配零件。 ? (2)施加定位約束：通過添加幾何關系約束零件的位置和方位。每個節(jié)點的信息包括了零件的幾何信息以及它的父節(jié)點和子節(jié)點指針，但是不包含零件之間的約束關系。由用戶交互指定一個零件或子裝配體，鏈接到某個節(jié)點下面，構成了裝配關系。 ?組合 —— 上述約束的組合。 ?對稱 —— 兩個物體關于參考對象的對稱裝配。 ?度 —— 兩個物體的一對表面法矢相差一個角度。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 78 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 虛擬裝配過程 ?面對齊 —— 兩個面的法矢方向相同，兩個面位于同一面上，擴展到圓柱面是指其軸線對齊，半徑相等。 ?面對齊 —— 兩個面的法矢方向相同，兩個面位于同一面上，擴展到圓柱面是指其軸線對齊，半徑相等。 ? (4)產品預裝配規(guī)劃的信息來源，按照這些信息進行裝配序列規(guī)劃。 ? (3)構造裝配 BOM（物料表）。 ? (2)快速了解裝配體的基本構成，定制產品的結構，實現(xiàn)面向客戶化的產品配置。虛擬裝配系統(tǒng)包括數(shù)值計算、裝配工藝規(guī)劃、工作面布局、裝配操作模擬等。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 74 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 虛擬裝配過程 ?虛擬裝配是虛擬制造的重要組成部分，利用虛擬裝配，可以驗證裝配設計和操作的正確性，及早發(fā)現(xiàn)裝配中的問題，對模型進行修改，并通過可視化顯示裝配過程。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 73 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 三、 虛擬制造的應用 ?在我國，清華大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業(yè)大學等科研教學單位也已經開展了這一領域的研究工作。波音公司設計的 777型大型客機是世界上首架以三維無紙化方式設計出的飛機，它的設計成功，已經成為虛擬制造從理論研究轉向實用化的一個里程碑。在這一領域，美國處于國際研究的前沿。一般來說，以設計為中心的虛擬制造過程為設計者提供了產品設計階段所需的制造信息，從而使設計最優(yōu)；以產品為中心的虛擬制造過程則主要是在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實制造環(huán)境的一切活動及產品的全過程，對產品制造及制造系統(tǒng)的行為進行預測和評價，從而實現(xiàn)產品制造過程的最優(yōu)；而以控制為中心的虛擬制造過程則更偏重與現(xiàn)實制造系統(tǒng)的狀態(tài)、行為、控制模式和人機界面，通過全局最優(yōu)決策的理論和技術，突破企業(yè)的有形界限和延伸制造企業(yè)的功能。產品制造全過程的模型主要包括虛擬制造環(huán)境下產品／過程模型和制造活動模型，這是現(xiàn)實制造系統(tǒng)中的物質流和信息及各種決策活動在虛擬環(huán)境下的映射。此外還可通過快速原型系統(tǒng)輸出設計的產品原型，進一步設計進行評估和修改。由于采用了虛擬現(xiàn)實技術，通過高性能、智能化的仿真環(huán)境，可以使用戶達到高度的真實化。可以預計，隨著虛擬制造技術的發(fā)展，實際制造過程中的設計、管理、決策等環(huán)節(jié)將逐步地引入虛擬制造技術，虛擬制造將成為未來制造過程中的有機組成部分 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 67 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 一、虛擬制造技術概述 ?虛擬制造與實際制造之間的第二層關系： ?虛擬制造是對實際制造活動的抽象．即虛擬制造是建立在實際制造過程數(shù)學模型的基礎之上的。此外，在虛擬培訓、虛擬原型評價等過程中，人機交互是一個必不可少的環(huán)節(jié)，操作者或者客戶的參與就構成了一個人在回路 (Humaninthe Loop)的仿真過程，通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境操作者或者客戶就可以得到一個逼真的、具有沉浸感的虛擬場景。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 65 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 一、虛擬制造技術概述 ?（ 4）人機交互性 虛擬制造通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境將計算機的計算和仿真的過程與人的分析、綜合和決策的過程有機地結合起來。虛擬制造過程的這種并行性一方面是由虛擬制造系統(tǒng)中的人員、資源的分布性決定的，另一方面也是受目前的硬件條件限制，必須采取的提高仿真和計算速度的一種策略。作為設計者修改設計方案的依據(jù)。而產品可制造性和可裝配性評價，是在對產品建模和對加工過程建模的基礎上，通過仿真和虛擬來進行的。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 63 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 一、虛擬制造技術概述 ?（ 2）反復性 反復性指的是虛擬制造大多數(shù)環(huán)節(jié)都遵循一個“方案擬定 —— 仿真評價 —— 方案修改”的一個多次反復的工作流程。與此相應，虛擬制造包含了虛擬設計、虛擬加工、虛擬裝配等過程，以完成產品的設計、生產過程的優(yōu)化調度等任務。這一特點是由實際制造過程的多樣性決定的。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 61 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 一、虛擬制造技術概述 ? ?虛擬制造具有集成性、反復性、并行性和人機交互性等特點。 ? (3)虛擬現(xiàn)實仿真 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 57 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 虛擬設計技術的應用 ?1）產品的外形設計例如汽車外形造型設計 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 58 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 ?（ 2）產品的布局設計 ?(3)產品裝配仿真 ?(4)產品加工過程仿真 ?(5)虛擬樣機與產品工作性能評測 ?(6)產品廣告與漫游 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 59 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 ?虛擬制造技術概述 ?虛擬制造的分類 ?虛擬制造的應用 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 60 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 一、虛擬制造技術概述 ?在虛擬制造定義的基礎上，筆者對虛擬制造技術和虛擬制造系統(tǒng)分別定義如下： ? 虛擬制造技術 (Virtual Manufacturing Technology)是一門以計算機仿真技術、制造系統(tǒng)與加工過程建模理論、 VR技術、分布式計算理論、產品數(shù)據(jù)管理技術等為理論基礎，研究如何在計算機網(wǎng)絡環(huán)境及虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，利用制造系統(tǒng)各個層次、各個環(huán)節(jié)的數(shù)字模型，完成制造系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的計算與仿真的技術。此時，集成的建模工具的功能不一定異常強大，但必須是方便易用的 ? (2)機械概念設計 ? 對于機械設計來講，在概念設計階段經常討論的一個問題就是運動學特性，另外還有可接近性和可裝配性。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 56 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 ?下面是 虛擬設計技術的一般過程 ? (1)幾何概念設計 ? 在這種情況下，虛擬原型的形狀能夠直觀、方便地被改變。奔馳、寶馬、大眾等大公司的報告顯示，應用虛擬現(xiàn)實技術，以“數(shù)字汽車”模型來代替本制或鐵皮制的汽車模型，可將新車型開發(fā)時間從 1年以上縮短到 2個月左右，開發(fā)成本最多可降低到原先的 1／ 10。德國汽車業(yè)應用虛擬現(xiàn)實技術最快也最廣泛。在對虛擬產品的品評和考查中，如發(fā)現(xiàn)問題，可再修改設計，使產品設計得更好，而不是在投產前先制造一個模型或樣品?？傊?VRML將創(chuàng)造一種融多媒體、三維圖形、網(wǎng)絡通訊、虛擬現(xiàn)實為一體的新型媒體，同時具有了先進性和普及性。虛擬現(xiàn)實作為一種全新的人機接口技術，必須研究用戶和計算機之間的協(xié)調關系問題，這樣一個問題只有通過大量的使用才能逐步解決。新節(jié)點可以直接創(chuàng)建，也可以在已有節(jié)點的基礎上擴充內容來創(chuàng)建。 ?②可擴充性。 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 50 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 四、虛擬現(xiàn)實的造型語言 VRML 2023/1/31 汽車 數(shù)字化開發(fā)技術 第 51 頁 規(guī)格嚴格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學院 四、虛擬現(xiàn)實的造型語言 VRML ?2. 虛擬現(xiàn)實的造型語言 VRML的語言結構及特點 ?①平臺獨立性。 它是由 Auto Desk公司開發(fā)、使用面向對象的語言 —