虛擬模擬工業領域有哪些

㈠ 虛擬現實技術在智能製造領域具有重要的應用價值

藉助虛擬現實技術，航空航天、船舶製造、汽車模擬、工業機械等智能製造領域可以實現虛擬產品設計、虛擬產品製造、虛擬生產過程、數字化工廠、產品展示等產品全生命周期的管理和運營。虛擬現實技術在推動智能製造企業完成正確決策、優化產品性能、提高產品質量、降低生產成本、提升品牌影響力和贏得市場先機方面具有重要的應用價值。

一、工業機械領域

虛擬現實技術已成為數字化工業製造技術和生產流水線的重要應用環節，工業產品利用該技術可優化產品設計，通過虛擬裝配避免或減少物理模型的製作，縮短開發周期，降低成本；同時通過建設數字工廠，直觀地展示工廠、生產線、產品虛擬樣品以及整個生產過程，為員工培訓、實際生產製造和方案評估帶來便捷。使企業內各負責部門之間的交流變得更加容易，不僅大大縮短了企業產品開發的時間，而且也為其產品的宣傳、銷售贏得了先機。

1. 虛擬設計

工業設計者在設計過程中通過手繪、三維建模等手段來表現出產品的實際形態及效果，但往往因為無法直觀的表現出設計圖，導致設計流程反復冗長。運用虛擬現實技術，可以將設計思想更好地融於其中，還可實時修改方案呈現在虛擬現實環境中，方便評審者進行方案評估驗證，觀察設計和修改過程，大大縮短了設計階段的驗證評審時間，提高工作效率。

2. 虛擬裝配

在產品設計中最常見的也是最難發現的問題就是裝配和維修方面的問題，這些問題往往當零件進行裝配時，甚至在進行維修時才會反映出來。對於這樣的問題，通常只能靠設計人員的知識和經驗盡可能地加以避免.虛擬裝配設計技術的出現為徹底解決這個問題帶來了希望，在虛擬環境中對設計的結構進行裝配檢驗利用計算機工具通過分析、先驗模型、可視化和數據呈現來做出或輔助做出與裝配有關的工程決策，幫助設計人員及時地發現設計中的裝配缺陷。

3. 數字工廠

利用虛擬現實技術、對現實生產線製造活動中的人、物、信息及製造過程進行全面的模擬，以發現製造中可能出現的問題，在產品實際生產前就採取預防措施，使得產品一次性製造成功，在虛擬製造中，產品從初始外形設計、生產過程的建模、模擬加工、模型裝配到檢驗整個的生產周期都是在計算機上進行模擬和模擬的，因而可以減少前期設計給後期加工製造帶來的麻煩，從而達到提高產品開發的一次成品率，以達到降低成本、縮短產品開發周期，增強企業競爭力的目的。

二、航空航天

航空航天航空航天作為一種耗資巨大、變數參數多、系統復雜的工程，保證其設備的安全、可靠是必須要考慮的因素。虛擬現實技術的出現，為航空航天領域提供了廣闊的應用前景。

1. 飛機設計與製造

在飛機設計過程中，應用VR技術提前開展性能模擬演示、人機工效分析、總體布置、裝配與維修性評估，能夠及早發現、彌補設計缺陷，實現「設計-分析-改進」的閉環迭代，達到縮短開發周期，提高設計質量和降低成本的目的。

2. 飛機內飾設計

虛擬現實技術應用於飛機內飾設計的概念設計、初步設計和細節設計三個階段，為飛機內飾設計提供了一種可行、創新和高效的設計方法，大大提高了設計水平並節約了研發成本。

3. 飛機虛擬實訓

-飛行駕駛虛擬實訓

根據實際場景，建立逼真的虛擬場景三維模型，實現對虛擬場景的實時驅動，進行飛機飛行員的駕駛實訓，增強飛行員的操作技能，加大飛行安全法碼，為航空業飛行安全提供有力保障。

-空乘服務虛擬實訓

模擬客艙場景及設備，讓空乘人員熟悉客艙服務流程與要求，掌握客艙設備的構造、操作方法與服務等基本技能，了解飛機客艙服務操作規程，縮短訓練周期，提高訓練效益。

-飛機維修虛擬實訓

虛擬現實技術可以模擬飛機零部件的維修步驟和方法，解決了飛機維修訓練方法較少的問題，有效提高了訓練效率和訓練質量，避免各種飛機實裝訓練的不安全因素，降低訓練費用。

-航天器飛行模擬

虛擬現實技術能對衛星、火箭等航天器的工作原理、工作狀態進行3D模擬展示，將復雜的運行原理用三維可視化的形式逼真形象展現出來。

-航天模擬研究

虛擬現實技術也可應用於航天模擬研究中，對航天員的失重訓練、航天器的在軌對接等航天活動進行逼真的模擬與分析，推動我國航天事業的發展。

1.航天員訓練器利用虛擬訓練系統對航天員進行失重心理訓練；

2.利用VR系統可以更好的研究人與航天器之間的介面關系與功能分配，使艙內結構和布局更適合人的特徵；

3. 虛擬現實技術可運用於航天器的人工控制交會對接中；

4.在航天服和環境生保系統的設計與研製中，可利用VR技術進行原理設計、邏輯驗證及模型的模擬；

三、汽車模擬

汽車虛擬開發工程即在汽車開發的整個過程中，全面採用計算機輔助技術，在轎車開發的造型、設計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環節中的計算機模擬技術聯為一體的綜合技術，使汽車的開發、製造都置於計算機技術所構造的嚴格的數據環境中，虛擬現實技術的應用，大大縮短了設計周期，提高了市場反應能力。

1. 汽車虛擬設計

應用虛擬設計技術可以快捷地建立產品的模型族，迅速實現產品的變型設計和系列化設計。虛擬技術通過網路技術和PDM(產品數據管理)技術的支撐，還可以實現異地設計和並行設計。採用虛擬現實系統全尺寸的車身及內外飾的三維立體影像能方便逼真地顯示在設計者眼前。

2. 虛擬協同設計

在汽車設計階段，往往分為多個設計部門進行汽車不同部分的分工設計，使用不同的設計軟體。如車身、內飾、發動機、零部件等等，當這些部門完成了各自的設計之後，卻會發現諸如數據格式不同，整體車身的各種搭配問題和機械問題。虛擬協同設計平台為各個部門創造了三維模型的實時協同工作機制，實時獲取多個設計師的不同設計軟體下的設計成果，快速整合，達到工作效率的快速推進。

3. 汽車虛擬裝配

設計人員在產品原型實際加工之前就可以全方位地檢查零部件之間的裝配間隙和干涉，也可通過程序自動檢查裝配狀態。可以大大提高實際裝配成功率並降低零件製作返工率。

4. 虛擬實驗

採用虛擬實驗技術可以在建立了汽車整車或分系統的CAD模型之後，在計算機上模擬真實的實驗環境、實驗條件、實驗負荷進行虛擬模擬實驗。通過虛擬實驗，可 以在汽車實際產品加工以前，預測它的安全性、可靠性、動力性、氣動性、經濟性及舒適性等各種性能，同時對不滿意的地方進行改進設計。虛擬試驗還可以進行虛 擬人機工程學評價、虛擬風洞試驗、虛擬碰撞試驗等。

5. 虛擬培訓

在汽車製造生產的過程中，往往伴隨是精細的加工和零部件裝配，一個細小的錯誤就可能導致車體結構的偏差和無法通過驗收，導致返工等巨大損失。通過虛擬培訓，使生產線員工能夠提前收悉生產裝配流程，避免錯誤，提高工作效率，減少企業承受經濟損失的風險。

四、船舶製造

通過虛擬現實技術不僅能提前發現和解決實船建造中的問題，還為管理提供了充分的信息，從而真正實現船體建造、舾裝、塗裝一體化和設計、製造、管理一體化。在船舶設計領域,虛擬設計涵蓋了建造、維護、設備使用、客戶需求等傳統設計方法無法實現的領域，真正做到產品的全壽期服務。因此，通過對面向船舶整個生命周期的船舶虛擬設計系統的開發，可大大提高船舶設計的質量，減少船舶建造費用，縮短船舶建造周期。

1. 船舶設計

船舶虛擬設計是船舶工程領域中信息化技術應用的較高層次。設計師通過建立船舶產品三維模型來實現產品的並行設計和初步的虛擬建造，在計算機中先"造"一艘"完整的船"，設計師就可以"進入"船體內部參觀，科學分析工人建造是否方便、人在船上是否舒適、故障模擬等，全方位驗證設計思路。供船舶數字製造過程進行分析、校驗，評估、評審，匯報演示等。

2. 船舶建造工藝模擬

虛擬現實船舶建造模擬實訓系統通過對船廠廠區及設施、船舶內部結構和布置、船體建造常規工藝流程進行逼真的3D可視化虛擬展示。通過人機互動形式，與虛擬環境中的船體模型進行交互操作，完成鋼材預處理、鋼材切割、鋼材彎曲成型等。同時，該系統還提供了船體裝配功能，通過模擬真實的裝配方式，幫助用戶了解船體裝配流程船體構造。

㈡ 虛擬現實技術在工業模擬領域的應用有哪些

結合虛擬現實技術

㈢ 工業模擬的應用領域廣，比如虛擬戰場、虛擬醫學工程等。這些主要用到了

工業模擬就是對實體工業的一種虛擬，將實體工業中的各個模塊轉化成數據整合到一個虛擬的體系中去，在這個體系中模擬實現工業作業中的每一項工作和流程，並與之實現各種交互。

現在很多企業依舊運用ppt、word、視頻短片等形式對工業生產、流程、控制、培訓等進行應用，暫且不說這些形式的效果如果，不過很多情況下，應用中，還是存在還多問題，諸如：效果差、人員注意力不集中、形式陳舊、感染力小等等。隨著虛擬模擬技術的發展，已經有很多企業選擇運用三維模擬技術進行工業方面相關的操作了。華銳視點公司在西寧鋼鐵有限公司製作流程展示過程中，感受到三維模擬的展示效果較以往傳統展示形式有了很大的進步，宣傳效果和實際效果都大大超過以前的技術。廠家對於這種表現形式給予很大的肯定。

現在就工業三維模擬展示的應用作一點闡述。

主要應用：

工作匯報

利用三維展示立體效果，全面展示機械設備的每個細節。配合自己的講解，能夠完整表達創意和構思，減少溝通難度，提高質量和效率。

展會

在同類產品信息混雜且人多吵雜的展會現場配合實物產品一起展示。動態模擬的模擬演示既吸人眼球，又能展示實物產品所無法表現的細節、功能、運轉、操作。

產品推銷

作為業務人員推銷產品時的演示工具，使產品介紹更到位。既能避免口頭描述時漏講、誤講等意外狀況的發生，又可加強客戶對產品的理解力。

市場推廣

作為市場宣傳推廣工具。直觀的內容形式比起口述介紹、圖文信息、實物樣品等傳統營銷程序更加簡單直觀，減少了營銷人員與客戶的溝通環節；輕便的模擬程序文件以網路郵件或郵寄光碟形式，輕松地展示給任何地方的客戶，拉近了與客戶的距離；新穎的表現手法更加吸引人。

網站

僅憑一個播放器視窗便可將所有的產品信息在企業網站、行業網站、客戶網站等網路媒體上便捷的展示。創新形式結合高科技的營銷方式是公司新銳形象和雄厚實力的象徵，有助於公司及產品品牌價值的提升。

生產前應用

在產品完成圖紙階段，使用機械模擬技術即可將產品的各項功能特性逼真地模擬出來。即可用於設計方案研討與驗證，也可用於工作匯報；既可作為教程指導生產和內部培訓營銷人員，又可代替實物樣品作市場調查，根據客戶反饋意見靈活作出修改。

售後

全方位的產品功能演示，既可作為給客戶的一份動態的產品使用說明書；又可當作是一份精美的禮物給客戶留作紀念，促使產品信息在客戶市場內「口碑相傳」式的傳播開來。

附加值

作為常規宣傳品，可永久保質和無限次重復使用，避免了如宣傳單、噴繪布、廣告牌等傳統廣告物料浪費率大、移動性差、損壞率高甚至是一次性使用等弊端

伴隨著虛擬模擬技術的不斷發展和技術進步，工業發展將會得到更多的應用和推廣。