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以虚促实,虚实结合 | VR/AR产品全生命周期一体化平台

产品设计研发制造面临的挑战

随着我国经济发展方式由粗放型向集约型转变,制造业由制造大国向制造强国转变,同时我国经济增速放缓,企业生存压力陡增,市场竞争日趋激烈,因此转型升级将会成为制造企业求生存、求发展的必然选择。而虚拟和增强现实技术可以实现在产品的研发过程中减少甚至替代样机的制造,降低研发成本、减少研发周期、提升产品质量,能够在产品的工业设计、工程设计、营销展示及运营维护的全生命周期中,发挥重要支撑作用的。

VR/AR产品全生命周期一体化平台

和远科技虚拟和增强现实在产品全生命周期设计中的应用解决方案可以实现一套在虚拟环境下实现产品外观与功能展示、结构展示与评审、人机工程分析与验证、检修培训等功能的一体化平台。

1.业务功能如下:

  • 实现基于VR技术的产品结构设计展示与评审。

  • 实现基于VR/AR技术的产品外观展示与功能展示。

  • 实现基于VR技术的复杂产品快速模块化设计和前置人机工程验证。

  • 实现基于VR技术的产品人机工程仿真分析与验证。

  • 实现基于VR技术的检修培训。

平台总体架构

平台功能介绍

1.产品结构设计展示与评审系统包含以下两个模块:

数字样机评审模块(TechViz)主要支持Pro/E、Creo、Catia等主流三维设计软件中产品模型数据、ANSYS、ABAQUS等主流CAE软件仿真数据以及其他工业、工程、仿真模型数据的三维立体多通道显示,并在立体显示环境中通过剖切面、距离测量、截屏、自定义注解等功能以及进行视频录制等功能,实现结构设计评审与CAE可视化分析。

大屏VR交互体验系统主要用于产品的1:1三维立体交互显示,显示环境可以采用CAD Wall大屏,CAVE等,能够为观看人员提供高度沉浸感的体验环境。

2.产品外观展示与功能展示系统包含以下三个模块:

产品三维虚拟展示模块,主要用于通过对产品的360°无死角观看,实现对产品的外观展示,通过爆炸、透明部件等形式进行产品的结构展示,还可展现产品的活动机构及关键参数等信息。

产品模型编辑器模块,主要用于导入工业/工程设计模型数据,进行轻量化处理及材质的编辑器配置,并对其进行产品三维虚拟展示模块各展示功能的配置。

AR增强现实交互体验系统,主要用于支撑在实体产品基础上混合虚拟的内部结构,实现AR增强现实展示。

3.产品快速模块化设计与前置人机验证系统包含以下三个模块:

快速模块化设计模块主要用于导入工业/工程设计模型数据,进行轻量化处理及材质的编辑器配置,形成产品标准部件库、产品环境库。

在产品部件、承载的产品环境模型经配置后形成的库文件基础上,为客户提供一个调用与摆放部件的产品快速模块化设计工具,以完成需要前置人机验证的产品方案配置。

前置人机验证模块在1:1沉浸式虚拟环境中体验产品设计方案,基于UIC651等国际/国家标准对其进行可视性、可达性验证。在可达性验证中还可即时调整各部件位置与朝向,以辅助快速方案修正。并支持输出相关前置人机验证的数据、图纸。

头戴VR交互体验系统主要用于提供第一人称沉浸体验及手势识别交互操作的支撑环境,实现产品设计方案可视性、可达性验证与调校。

4.产品人机工程仿真分析与验证系统包含以下几个模块:

  • 数字样机评审模块主要调用DELMIA中的产品模型数据与虚拟人到三维立体多通道环境中显示。

  • 虚拟装配仿真模块(RTID)支撑全身动作捕捉系统获取人体动态数据驱动DELMIA中的虚拟人,并使及具备物理属性与碰撞检测能力。

  • 动作捕捉系统(ART)用于采集人体动态数据。

  • 头戴VR交互体验系统用于提供第一人称沉浸体验装配仿真与人机操作环境。

  • 大屏VR交互体验系统用于提供第三人称监视视角装配仿真与人机操作环境。

5.产品检修培训系统包含以下两个模块:

  • 逻辑编辑器模块可以和《产品外观展示与功能展示系统》共用产品模型,也可通过同样的模型导入轻量化处理及材质编辑生成新的产品模型。逻辑编辑器模块可以编辑检修流程的检查部位、问题表现及处理流程,用于进行虚拟仿真检修操作。

  • 检修虚拟仿真模块支持在大屏VR交互体验系统、头戴VR交互体验系统及PC桌面上进行检修培训操作。主要是通过观察三维产品的各部位,检查是否有故障表现、并根据故障处置流程使用相应工装、工具进行检修操作。

以虚促实,虚实结合,“智”造无限可能。

和远科技VR/AR在产品全生命周期设计中的应用解决方案以大屏、全身动捕、头盔为主的虚拟验证环境,利用TechViz、RTID及自研软件结合Delmia、Ansys等数据,实现产品的外观及功能展示、结构评审、人机验证、运维培训等应用,使体验者在第一人称及第三人称沉浸式立体虚拟环境下对仿真产品进行主客观评价,为虚拟样机替代实体样机提供了多种技术手段,为企业提降增提供有力支持,增强了企业竞争力。

文章部分图片来自网络