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虚拟化技术提速汽车工业

发布时间:2020-02-11 04:40:11 阅读: 来源:建筑玻璃贴膜厂家

虚拟化(Virtual Reality)技术是20世纪80年代末90年代初崛起的一种实用技术。它是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——虚拟环境,可以真实的模拟现实世界可以实现的(甚至是不可实现的)物理上的、功能上的事物和环境。用户投入到这种环境中,立即有“亲临其境”的感觉,并可亲自操作、实践,与虚拟的环境交互作用。

虚拟化技术已在产品和建筑设计、产品寿命及安全试验、电影拍摄、娱乐休闲、体育健身、教育培训、军事演习、医疗诊断等诸多领域得到应用。对汽车工业而言,虚拟化既是一个最新的技术开发方法,更是一个复杂的仿真工具,它旨在建立一种人工环境,人们可以在这种环境中以一种“自然”的方式从事驾驶、操作和设计等实时活动,虚拟化技术也可以广泛用于汽车设计、试验和培训等方面。 在汽车产品设计中的应用

借助虚拟化技术建立的三维汽车模型,可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个焊接点,设计者可确定每个部件的质量,了解各个部件的运行性能。这种三维模型准确性很高,汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。 [img]/Files/nPic_f[/img]

美国通用公司是全球汽车界最早利用虚拟化技术的公司之一。它采用的虚拟化软件具有三图形流水线部件,可分别投影在设计师的左边、前面和地面上的大屏幕上,另外一台单独的桌面系统有时用做右面的第四面墙,设计师借助于该软件就能设计一辆惟妙惟肖的汽车。

在通用公司的技术中心,当工作人员进入正在进行虚拟化工作的工作室时,戴上立体滤色眼镜或头盔式显示器、数据手套等显示设备,在大屏幕上就可以看到和真实的汽车一样大小的三维立体图像,它具有完全真实的立体空间,人们可以围绕汽车来回走动观察,提出各个部位的改进设想,也可以在另一个设计室中,坐在汽车的座椅上,让各种各样的仪表板、变速杆及各种附属装置都显示在他们的眼前,还可以和坐在驾驶室另一侧的工程师一起,对汽车的内装置进行评价、改进。这种活生生呈现在你眼前的虚拟化的情景,使你感到完全是身临其境,在用自己的想象创造一辆汽车。

而在福特汽车公司,产品设计师运用虚拟化软件可以看到虚拟汽车车门及发动机罩的铰接,可以设想在驾驶室的座位上来解决人机工程和视野问题。也可以观察到汽车在乡村公路上奔跑的情景。同时,动力系统的工程师借助更换一个虚拟机油滤清器来模拟发动机的维护。

最近,位于美国威斯康星洲的一个名叫“M & L 汽车专家”的公司,用一种能产生汽车虚拟模型的计算机软件设计了一辆时速可达200 英里、取名为“扑食者”的轿车,该车是世界上第一辆不用图纸和黏土模型设计的汽车。这种软件不但能模拟显示汽车的外观形状,还可以模拟汽车的内部构造及运作情况。“扑食者”在设计时先把整车分成若干部分,设计者逐个部分进行修改,直到满意为止。然后进行组装,即使各设计好的部分组装成了一辆完整的汽车,仍可以对其进行整体修改。

在戴姆勒—克莱斯勒公司耗资巨大的梅赛德斯汽车设计中心里,设计人员可在该中心提供的“虚拟化中心”的虚拟环境中进行工作,车身设计师可以在这里检查车体的线条和轮廓,检测车身表面的光洁度,分析汽车的空气动力学性能等。据报道,通用和戴姆勒—克莱斯勒公司采用虚拟化技术开发一种新车型的时间从1 年以上缩短到两个月左右,开发成本最多可降到原先的十分之一,而按常规,单单就车型开发时间看,新款汽车的设计,至少需12~18 个月。

在马自达汽车公司的汽车虚拟演示室,为了让顾客购买到理想型号的汽车,配有特制的头盔和手套。顾客可以通过头盔和手套,来改变汽车的颜色和构造。在汽车生产制造过程中的应用

虚拟化技术是虚拟制造系统的基础和灵魂,虚拟制造系统是由多学科知识形成的综合系统,是利用计算机支持技术对必须生产和制造的汽车进行全面建模和仿真,它能够仿真非实际生产的材料和产品,同时产生有关它们的信息。也可以制定零件生产的机加工方案、拟定产品检验和试验步骤等。

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虚拟制造系统由虚拟信息系统和虚拟物理系统组成。虚拟信息系统也叫虚拟逻辑系统,主要是用来模拟处理设计、管理、计划调度等制造活动中的信息;而虚拟物理系统是计算机对实际的加工车间、包括机床、材料、工人等进行建模,并在此模型的基础上进行仿真实际制造系统的制造过程。虚拟物理制造系统中的信息和实际的制造系统相一致,它是虚拟制造系统的关键。

由于生产过程和设计过程都在使用同样的计算机虚拟模型和设备模型,因此,可以对设计、制造等生产过程进行建模,在产品设计阶段,实时地、并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造技术、产品的可制造性,从而更有效、更经济、柔性灵活地组织生产,使工厂和车间的设计与布局更合理、更有效,以达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计的最优化、生产效率的最高化。据报道,日产利用虚拟化技术,模拟生产线上的过程,它使用虚拟工具,虚拟机械手和虚拟雇员(穿着与日产汽车工人一样的蓝色制服),利用数据库中已经存在的CAD 信息模拟一种虚拟的生产线,使各生产过程中的不同问题呈现出来。例如:日产曾用虚拟化软件“试线”,模拟从仪表板上拆除气囊组件,这时发现挡风玻璃碍事,总装线上的工人得窝着脖子干活,由于预先发现了这一问题,并得到了及时解决,避免了正式生产时的麻烦。

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