虛擬樣機技術

1、虛擬樣機技術虛擬樣機技術主要內容主要內容l背景l(fā)技術概述l技術體系結構l關鍵技術l虛擬樣機技術的應用背景背景1.物理樣機難以解決的問題. T上市時間 Q質量 C成本 S服務 E環(huán)境2.先進的信息技術和仿真技術的發(fā)展提供了技術基礎.虛擬樣機技術(Virtual Prototype)成為各國研究的新的熱點.虛擬樣機技術概述虛擬樣機技術概述虛擬樣機技術是一門綜臺多學科的技術，該技術以機械系統(tǒng)運動學、動力學和控制理論為核心，加上成熟的三維計算機圖形技術和基于圖形的用戶界面技術，將分散的零部件設計和分析技術(如零部件的CAD和FEA有限元分析)集成在一起，提供一個全新研發(fā)機械產品的設計方法。它通過設計中

2、的反饋信息不斷地指導設計，保證產品尋優(yōu)開發(fā)過程順利進行。虛擬樣機技術概述虛擬樣機技術概述虛擬樣機技術是在CAX如(CAD、CAM、CAE 等) /DFX(如DFA DFM)等技術基礎上的發(fā)展，它進一步融合信息技術、先進制造技術和先進仿真技術將這些技術應用于復雜系統(tǒng)全生命周期、全系統(tǒng)、并對它們進行綜合管理、從系統(tǒng)的層面來分析復雜系統(tǒng)支持由上至下的復雜系統(tǒng)開發(fā)模式.利用虛擬樣機可代替物理樣機對產品進行創(chuàng)新設計測試和評估縮短開發(fā)周期降低成本改進產品設計質量提高面向客戶與市場需求的能力.虛擬樣機的體系結構虛擬樣機的體系結構虛擬樣機開發(fā)過程實質上是一種基于模型的不斷提煉與完善的過程。一個復雜系統(tǒng)通常由電

3、子、機械、軟件及控制等子系統(tǒng)組成，其虛擬樣機體系結構如圖所示虛擬樣機的關鍵技術虛擬樣機的關鍵技術l虛擬樣機系統(tǒng)總體技術1工程設計環(huán)境、產品功能、可視化環(huán)境之間的集成技術2多領域產品開發(fā)環(huán)境之間的集成技術3多領域分布建模集成技術4多領域分布協(xié)同仿真技術5CAD/CAE/CAM/DFX的集成技術6建模仿真工具的集成技術虛擬樣機的關鍵技術虛擬樣機的關鍵技術l系統(tǒng)建模技術虛擬樣機的關鍵技術虛擬樣機的關鍵技術l系統(tǒng)仿真技術虛擬樣機支撐環(huán)境虛擬樣機支撐環(huán)境虛擬樣機的支撐環(huán)境應該具備以下特征：虛擬樣機的支撐環(huán)境應該具備以下特征：(1) 便捷、可靠地提供開發(fā)過程所需的各類模型、支持工具、資源和支撐系統(tǒng)，以利于

4、協(xié)同工作和有效地使用建模與仿真技術.(2) 支持不同功能學科、政府和工業(yè)部門的數據、模型、仿真應用和其他支撐系統(tǒng)（網絡、工具）等之間的互操作與重用.(3) 提供先進的支持多領域的建模/仿真環(huán)境.(4) 支持虛擬現實/可視化顯示.(5) 支持并行工程方法學.(6) 最大限度地采用當前現存的流行產品和標準以盡量減少發(fā)新的工具和支撐系統(tǒng).(7) 具有開放性、可擴展性和靈活性允許不同的實現方法.虛擬樣機支撐環(huán)境虛擬樣機支撐環(huán)境一個支持虛擬樣機系統(tǒng)開發(fā)的支撐一個支持虛擬樣機系統(tǒng)開發(fā)的支撐環(huán)境主要包括環(huán)境主要包括:虛擬樣機開發(fā)環(huán)境標準數據交換格式分布式產品模型數據庫虛擬樣機支撐環(huán)境虛擬樣機支撐環(huán)境虛擬樣機開發(fā)環(huán)境：分為系統(tǒng)框架層、分系統(tǒng)框架層、應用系統(tǒng)層和多領域協(xié)同工作層.虛擬樣機的應用虛擬樣機的應用美國福特汽車公司采用網絡并行設計技術設計制造的新型SS1 型賽車從開始設計到上道測試僅用了9 個月時間。同樣的，通用汽車公司將虛擬樣機技術引入汽車制造中。虛擬樣機的應用虛擬樣機的應用波音公司采用虛擬產品開發(fā)技術成功地研制出世界上第一架“無紙客機” 波音777 雙噴機型，接著又研制出新一代737 客機。虛擬樣機的應