虚拟制造应用实例分析

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虚拟制造技术的应用

虚拟制造技术的应用

虚拟制造技术
6. 计算机辅助工艺设计 CAPP系统能够完成工艺过程设计、工艺文件管理、信息集成等工艺设计,是一个将产品 数据转化成面向制造的指令性数据的重要环节,起到承上(产品设计)启下(加工制造与管理)、连 接CAD与CAM 的作用。CAPP系统的设计方法很多,典型的有基于专家系统的工具型CAPP系 统、基于产品数据管理(Product Data Management,PDM)的集成化CAPP系统及基于AI的智能 化CAPP系统等。这些CAPP系统已经在航天、汽车、电子等行业得到广泛应用。但由于 CAPP针对的是典型的跨学科的复杂问题,而工艺设计是一门经验性与技巧性很强的学科,因此 CAPP很难实用化和通用化。
1. 虚拟建模 虚拟建模是虚拟制造系统的核心,主要内容是根据产品的设计尺寸,建立三维几何模型, 它是虚拟制造的基础工作,并为其他设计、分析提供产品的数据源。虚拟建模可以通过 CAD软件实现,常用的CAD 软件包括UG、SolidEdge动力学分析 运动学分析的目的是通过考察各零部件的相对运动状态,检验机构是否发生干涉并考察 和评价系统的速度和加速度特征。动力学分析的目的是考察发射装置在发射导弹过程中,机构 的运动参数和受力情况等能否满足设计要求。 将运动部件在CAD系统中进行简化后导入动力学分析(MMS)软件中,根据零件材料对实 体模型赋予密度、惯性力矩等参数,并根据发射装置的机构运动原理对模型施加约束、载荷、 接触等作用。最后通过对虚拟样机的仿真得出导弹的分离参数、发射装置主要承力件的受力 值、发射装置机构运动时序等重要参数,可以用来生成柔性体有限元分析的外部载荷。常用的 MMS 软件有MSC.ADAMS、DADS、SIMPACK 等。
先进制造技术
虚拟制造技术
1.1 虚拟制造技术的应用情况

虚拟制造案例分析

虚拟制造案例分析

虚拟制造的应用案例分析刘翠兰机械工程学院07机械2班, 20070876摘要:虚拟制造是建立在计算机图形学、仿真学、人工智能及高性能计算机系统等技术基础之上。

对汽车工程而言,虚拟制造既是一个高新的技术开发方法,更是一个复杂的仿真工具,借助虚拟制造建立的3D汽车模型准确性高,制造商可以按已获得的计算机数据直接进行大规模生产,广泛应用于汽车设计、实验方面。

关键词:虚拟制造,汽车工业汽车工业是国民经济建设中不可缺少的,经过几十年的引进、吸收、再创新技术,我国汽车行业已逐渐成长。

随着科学技术和生产技术的飞速发展,知识更新的速度加快,产品的生命周期缩短。

同时,市场对汽车产品的性能、规格、品种不断提出新的要求,因此,企业必须提高设计新产品的能力和对市场的快速反应能力,大幅度缩短产品研制开发周期和制造周期,快速灵活地组织设计和生产,不断开发研制适应消费者需求变化的产品。

目前,我国汽车工业与国外著名企业相比,在技术储备、装备水平以及新产品开发研制能力等诸多方面都存在很大差距。

由此看来,传统的设计制造方法显然已远远不能满足要求,必须不断消化吸收国际新技术、新工艺,充分利用现代的设计、制造手段——重点是采用优化设计和CAD/CAM技术以及虚拟制造技术来进行产品设计和制造,以技术的创新为先驱带动产品的创新。

1 虚拟制造技术1.1 虚拟制造技术产生及概要虚拟制造技术(Virtual Manufacturing Technology,VMT)是进入90年代提出的新概念。

它建立在虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术基础之上。

虚拟现实是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境。

VMT是由多学科先进知识形成的综合系统技术,它以虚拟现实和仿真技术为基础,对产品的设计、生产过程统一建模,在计算机上对产品从设计、加工和装配、检验、使用等整个生命周期进行模拟和仿真。

在产品设计阶段,实时并行地模拟出产品未来制造过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性,从而更有效、更经济灵活地组织生产,是工厂和车间的资源得到合理配置,以达到产品的开发周期和生产成本的最小化、产品设计质量的最优化,生产效率的最高化等目的,实现快速有效的响应市场。

智能制造技术应用案例

智能制造技术应用案例

智能制造技术应用案例智能制造技术的快速发展已经引起了全球范围内企业的广泛关注和应用。

随着人工智能、云计算、物联网等新一代信息技术的不断成熟,智能制造正逐渐改变着传统制造业的运作模式和竞争格局。

本文将以几个典型的智能制造技术应用案例为例,介绍智能制造技术在实际生产中的应用和效果。

案例一:机器人智能操作随着机器人技术的迅猛发展,越来越多的企业开始引进机器人来代替传统的人工操作。

例如,在汽车制造工厂中,智能机器人可以完成焊接、组装、喷涂等工序,不仅提高了生产效率,还减少了人力成本和操作错误。

同时,通过机器人智能化操作,生产可以实现24小时连续运作,不仅节约了时间,也增加了企业的竞争力。

案例二:物联网在智能仓储中的应用物联网技术的发展为智能制造提供了无限可能。

在智能仓储领域,通过将仓库中的各种设备、设施和物品连接到互联网,实现了仓储管理的智能化和自动化。

例如,通过传感器和RFID技术,可以实现对仓库货物的实时监控、溯源和追踪,提高了仓储效率和准确性。

同时,物联网技术还可以通过智能化的调度系统,自动分配仓库任务和管理库存,进一步提高了物流效率。

案例三:智能化的生产流程控制在传统的生产流程中,需要人工对每个环节进行监控和调整,而智能制造技术的应用可以实现生产流程的智能化控制。

例如,在工厂中,通过嵌入传感器和自动化控制系统,可以实时监测生产线上的各个环节和设备的运行状态,及时发现并处理潜在问题。

同时,通过智能化的生产调度系统,可以根据实时产能和需求进行优化调度,实现生产过程的高效和灵活管理。

案例四:数据分析与预测智能制造不仅可以将各个环节进行智能化,还可以通过大数据分析和预测,提供决策支持和改进建议。

通过对生产数据和市场数据的分析,智能制造系统可以识别出存在的问题和潜在机会,并给出相应的解决方案。

例如,在生产过程中,通过对设备和产品数据的监测和分析,可以实现对设备故障的早期预警和维护,保证生产的连续性和稳定性。

虚拟制造技术在汽车覆盖件制造中的应用

虚拟制造技术在汽车覆盖件制造中的应用

虚拟制造技术在汽车覆盖件制造中的应用摘要:本文介绍了虚拟制造技术的特点和发展现状,指出了虚拟制造技术在汽车覆盖件生产中应用方法和步骤,并以汽车车门的拉延模具为例,运用ug对汽车车门进行虚拟制造。

本文的研究对于汽车覆盖件的虚拟制造具有指导意义。

关键词:虚拟制造;汽车覆盖件;汽车车门;制造工艺1 虚拟制造概述同一般冲压件相比,覆盖件具有材料薄,结构尺寸大和表面质量要求高等特点,特别是汽车车体、车门等大面积覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。

其表面质量、尺寸形状、产品刚性、工艺性等方面的要求较高。

近年来,汽车覆盖件对于压铸模、冲压模的质量、寿命和复杂程度提出了越来越高的要求。

通过虚拟制造技术模拟汽车覆盖件的生产过程,能够及时发现生产工艺等方面的不足,对于模具改进、工艺优化等提供了更加高效和方便的选择。

2 汽车车门及其的虚拟制造2.1 应用ug进行汽车车门及其拉延模具的设计汽车覆盖件及其冲模结构设计的过程不同于手工设计,它不是先设计一个完整严格的装配图,再绘制零件图。

而是首先选择一个预先制定好的规范化的典型结构组合,然后设计冲模零件,最后再将零件拼装成装配图。

因此,应尽量最大限度的总结设计经验,制定冲模设计规范,以便建立设计模型。

同时在虚拟制造过程中,充分发挥数据库和图形库的功能,自动检索、查询全部设计用的数据表格及标准零件的信息。

此外,选择一个合适的图形系统更是至关重要。

2.1.1 结构尺寸参数汽车覆盖件拉延模的凸模、凹模、压料圈和固定座都采用铸件,要求既要尽量减轻重量又要有足够的强度,因此铸件上非重要部位应挖空,影响到铸件强茺的部位应加添立筋。

冲模的闭合高度应适应双动压力机的规格。

内滑块除凸模上装有固定座外还备有垫板,垫板与内滑块紧固,固定座安装在垫板上。

在人工安装时要求固定座上平面高于压料圈上平面350mm以上,便于安装工卧装。

外滑块备有下垫板、下台面和上垫板。

上垫板紧固在外滑块上,压料圈安装在上垫板上。

虚拟仿真技术在制造业中的应用

虚拟仿真技术在制造业中的应用

科研训练调研报告虚拟仿真技术在制造业中的应用虚拟仿真技术在制造业中的应用计算机科学与技术0904班惠苗壮学号:0909091627摘要:虚拟制造是在高性能计算机及高速网络的支持下,采用计算机信息技术、仿真技术和虚拟现实技术,产生一个虚拟环境,对所要进行的产品设计和生产制造活动,进行全面的建模和仿真。

本文介绍了虚拟仿真技术在国内外的发展及在制造业中的应用现状,并提出对该技术未来的希望。

关键字:虚拟仿真技术制造业模拟1.介绍仿真又称模拟,是利用模型方法来重现实际系统中发生的本质过程,并通过实验来研究已经存在的或正在设计中的系统。

计算机仿真技术作为一门新兴的高技术,近年得到迅速的发展,其应用领域及作用越来越大,尤其在航空、航天、国防及其他大规模复杂系统的研制开发过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。

虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界,通过多种传感设备,用户可根据自身的感觉,对虚拟世界中的物体进行考察和操作,参与其中的事件,形成一个看似真实的模拟环境,它是模拟仿真在高性能计算机系统和信息处理环境下的发展和技术拓展。

虚拟现实技术包括临境和拟实两个方面。

虚拟制造是在高性能计算机及高速网络的支持下,采用计算机信息技术、仿真技术和虚拟现实技术,产生一个虚拟环境,对所要进行的产品设计和生产制造活动,进行就实际地模拟出其设计开发和制造全过程,并对性能进行全面模拟试验,预测产品的设计和制造合理性、产品性能和制造周期等,以期达到最佳,使整个产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最佳。

当前虚拟仿真技术已经广泛应用于娱乐、教育、训练、医学、设计、制造、商业、科学视觉化、网路应用等各种领域。

2.虚拟仿真技术的发展现状从1962年,Morton Heilig发明了实感全景仿真机开始。

虚拟现实技术越来越受到大众的关注。

以三个I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思维构想性,作为虚拟现实技术最本质的特点,并融合了其它先进技术。

虚拟现实技术在工业设计中的案例分析(八)

虚拟现实技术在工业设计中的案例分析(八)

虚拟现实技术在工业设计中的案例分析引言:虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)近年来在各个领域取得了重要进展,并开始在工业设计中发挥重要作用。

本文将通过案例分析,探讨虚拟现实技术在工业设计领域中的应用,并探讨其对设计过程和产品效果的影响。

案例一:汽车设计在过去,汽车设计师依赖于手绘和计算机辅助设计软件来创建车辆外观。

然而,这种方式无法真实地展示车辆的尺寸,也无法让设计师身临其境地感受到车辆的外观和空间。

通过虚拟现实技术,设计师可以在设计之前,穿戴VR设备,将自己置身于仿真场景中。

这种技术不仅提供了更真实的体验,还能够让设计师在设计过程中实时调整车辆的各个细节,提高设计效率。

案例二:航空器设计航空器设计是一个复杂而庞大的领域。

传统设计方法对于航空器外形的评估通常需要建立物理模型,不仅耗时而且成本高。

虚拟现实技术的出现使得设计师可以通过创建虚拟模型,模拟飞行过程和使用场景。

设计师可以通过佩戴VR头盔,亲身体验飞行过程中的情况,从而更好地优化航空器设计。

此外,虚拟现实还可以模拟不同环境条件下的气流和飞行性能,帮助设计师更准确地预测和解决可能的风险。

案例三:家居设计家居设计中,虚拟现实技术也起到了重要的作用。

传统家居设计需要通过纸质或计算机软件来呈现设计效果,客户常常难以真正地感受到设计是否符合他们的预期。

而通过虚拟现实技术,设计师可以为客户提供沉浸式的家居体验。

通过佩戴VR头盔,客户可以在虚拟环境中漫游,如同置身于实际空间中一样,真实感受到设计的效果。

这种技术不仅提高了客户对设计的满意度,也为设计师节省了不必要的时间成本。

结语:虚拟现实技术已经渗透到工业设计的各个领域,极大地改变了设计师的工作方式和设计过程。

通过虚拟现实技术,设计师可以更直观、更真实地感受设计效果,提高设计效率和质量。

虽然虚拟现实技术在工业设计中还存在一些挑战,比如硬件成本高、设备复杂等问题,但随着技术的发展和成本的下降,虚拟现实技术必将为工业设计带来更多创新和突破。

虚拟仿真技术在航空航天领域中的应用案例

虚拟仿真技术在航空航天领域中的应用案例

虚拟仿真技术在航空航天领域中的应用案例虚拟仿真技术在航空航天领域中有着广泛的应用,它为航空航天行业提供了许多创新的解决方案和提升效率的工具。

本篇文章将介绍几个应用虚拟仿真技术的实际案例,展示其在航空航天领域中的价值和潜力。

一、飞机制造与维护1. 飞机设计与模拟在飞机的设计和开发阶段,虚拟仿真技术可以帮助工程师们进行各种重要的分析和测试,从而提前发现并解决潜在的问题。

通过建立飞机的数值模型,工程师可以模拟不同的环境条件和操作情景,优化飞机的性能和安全性。

通过逐步改进模型,工程师能够提前验证并优化设计,减少实际试验的次数和成本。

2. 飞机维护与修复虚拟仿真技术也广泛应用于飞机的维护和修复过程中。

工程师可以使用虚拟仿真软件来模拟飞机各个部件的运作情况,检测故障和预测维修需求。

此外,通过虚拟仿真技术,工程师能够进行飞机的数字维护,实现故障的可视化展示和远程协助。

这大大提高了维护工作的效率和准确性。

二、飞行训练与飞行模拟虚拟仿真技术在飞行训练和飞行模拟方面发挥着关键的作用。

通过虚拟仿真设备和软件,飞行员可以在安全环境下进行真实且高度逼真的飞行体验。

1. 飞行员训练虚拟仿真飞行器可以提供各种气象、机械故障和特殊情况的模拟。

飞行员可以在虚拟环境中进行各种飞行和应急情况的模拟,以提高应对各种复杂情况的能力。

虚拟仿真训练还提供了大量的重复练习机会,可以节省飞行时长和燃料成本,并减少潜在风险。

2. 飞行模拟虚拟仿真技术还用于飞行模拟和飞行员的评估。

通过虚拟仿真软件,飞行员可以模拟真实的飞行场景,进行各种复杂飞机操作的练习。

同时,通过虚拟仿真的实时监控和评估,飞行员的能力和进步可以及时评估和反馈,以不断提高飞行安全性。

三、航天探索与任务规划1. 航天任务规划与虚拟仿真虚拟仿真技术在航天领域中还发挥着重要的角色。

在航天任务的规划过程中,虚拟仿真技术可以帮助科学家和工程师们模拟和分析不同的任务执行方案,验证其可行性和效果。

人工智能在智能制造中的创新案例

人工智能在智能制造中的创新案例

人工智能在智能制造中的创新案例智能制造是指通过应用先进的技术手段来提高生产效率与产品质量,以满足市场需求的生产方式。

而人工智能作为一种前沿的技术,在智能制造领域发挥着重要的作用。

下面将介绍几个人工智能在智能制造中的创新案例。

案例一:机器人在生产线上的应用传统的生产线一般需要大量的人力投入,而且在一些高风险的作业环节,存在一定的安全隐患。

为了解决这些问题,许多企业开始引入机器人在生产线上进行自动化生产。

而这些机器人则通过搭载人工智能技术,能够进行智能识别、学习和控制,从而实现更高效、更安全的生产方式。

比如,某汽车制造公司引入了一种能够进行自主导航的机器人,它能够通过人工智能技术来感知和识别工作环境,自动避开障碍物,并且能够根据生产计划进行灵活的调度,大大提升了生产线的效率和生产质量。

案例二:智能仓储系统的应用在传统的仓储管理中,往往需要人工对货物进行分类、存储等操作,而且容易出现人为因素导致的错误。

为了提高仓储管理的效率和准确性,一些企业开始引入智能仓储系统。

该系统利用人工智能技术来对货物进行自动化分类和存储,通过智能感知和学习,能够准确识别货物信息,分配适当的储位,并且能够自动调取货物,提高了仓储管理的效率和准确性。

比如,某电商平台引入了一套智能仓储系统,通过人工智能技术对货物进行识别和分类,并且能够自动将货物放置到适当的位置,减少了人工操作的时间和错误率。

案例三:智能质量检测系统的应用传统的质量检测往往需要人工进行,而且存在主观评判的问题,容易受到人为因素的影响。

为了提高质量检测的准确性和效率,一些企业开始引入智能质量检测系统。

该系统通过搭载人工智能技术,能够自动识别和判断产品的质量状况,自动进行质量分析和评估。

同时,通过智能学习和数据分析,不断优化质量检测过程,提高质量检测的准确性和效率。

比如,某电子产品制造公司引入了一套智能质量检测系统,通过人工智能技术对电子产品的外观、功能等进行自动化检测和评估,大大提高了产品的质量和可靠性。

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学号成绩研究生课程大作业课程名称数字制造题目虚拟制造应用实例分析学院机电工程学院专业班级姓名指导教师2015 年 6 月29 日摘要:虚拟现实制造技术是近年来新出现的高新技术。

虚拟制造技术可以通过模拟使用者的听觉、触觉、视觉等感官的感受,让使用者全方位的、没有限制的去观察通过计算机模拟出的三维虚拟空间,如同身临其境。

近年随着与虚拟制造技术相关的各项技术的快速发展,各种与虚拟现实相关的产品与展览也不断亮相我们的生活。

本文主要针对虚拟现实制造技术在教育、培训、医疗、科学可视化及工程上的应用研究,论述了虚拟制造技术在我国的广泛应用前景。

关键字:虚拟现实,虚拟制造,教育与培训,虚拟医疗The Analysis of Virtual Manufacturing Applications Abstract:Virtual reality manufacturing technology is a new emergence of new and high technology in recent years.Virtual manufacturing technology can simulate the user's visual sensory feelings, such as hearing, touch, let users a full range of, there is no limit to observe through the computer simulation of 3 d virtual space, like the scene.Associated with virtual manufacturing technology in recent years, with the rapid development of the technology, all kinds of products related to virtual reality and exhibition also constantly at our life.In this paper, according to virtual reality manufacturing technology in education, training, medical treatment, scientific visualization of engineering application and research, this paper discusses the broad application prospect of virtual manufacturing technology in our country.Key Words:Virtual reality technology,Virtual manufacturing,education and training,Virtual Medical Treatment1引言科学技术的发展提高了人与信息之间接口的能力,及人对信息处理的理解能力,人们不仅要求以打印输出、屏幕显示这样的方式观察信息处理的结果,而且希望能通过人的视觉、听觉、触觉,以及形体、手势或口令参与到信息处理的环境中去,获得身临其境的体验。

这种信息处理方法不再是建立在一个单维的数字化的信息空间上,而是建立在一个多维化的信息空间中,一个定性和定量相结合、感性认识和理性认识相结合的综合集成环境中,虚拟现实技术将是支撑这个多维信息空间的关键技术。

虚拟现实制造技术是一种多通道的新型人机交互接口,人们可以通过视觉、听觉、触觉和加速度感等多种感觉通道感知计算机模拟的虚拟世界,也可以通过移动、语音、表情、手势及视线等最自然的方式和虚拟世界交互,从而产生身临其境的体验。

目前虚拟制造技术已经在军事、医学、教育、娱乐、制造业、工程训练等各个方面得到应用,它被认为是当前及将来影响人们生活的重要技术之一。

基于上述背景,本文将对虚拟现实制造技术在我国的具体应用进行分析研究,并使得虚拟现实技术在我国各大领域的有效运用。

2 虚拟制造的应用虚拟制造技术是帮助人们解决实际问题或给人们提供传递信息、思想和情感的一种有效方法。

近年来,随着计算机技术、交互技术和人工智能等相关技术的快速发展, 虚拟制造技术取得了巨大的进步, 以此为基础的实际应用也得到了很快的发展和提高。

虚拟制造技术适合应用于使用计算机仿真技术或计算机模拟技术的场合,特别是需要在三维空间中表现仿真模拟的过程或结果且需要实时的直接交互时, 虚拟制造技术具有很大的优势。

最初,虚拟技术是美国航空航天局与军事部门为了模拟训练而开发的, 目前虚拟制造技术已经被运用到教育、医疗卫生、工程制造、航空航天、军事仿真、科学研究等各个领域中。

2.1 教育与培训[1]近年来, 虚拟环境制造技术的发展吸引了教育界和工业界的目光。

虚拟现实可以用来表达深奥的概念、复杂的技术和实验等, 也可以模拟操作环境和工作流程等。

2.1.1 虚拟教育虚拟现实制造技术在教育系统中的运用效果是十分明显的,相比过去的教学方式,学生在学习时,更多的是借助书本进行查阅,尤其是一些昂贵的实验和培训器材,在学校经费有限的条件下根本无法进行操作和器材的购买。

以及是一些比较抽象的知识,如各种教学仪器设备的平面图形,以及通过现场观察实际的教学设备形状,以感知认识事物。

目前, 虚拟制造出的实验环境已成为一种大人和小孩都喜欢的一种教学方式, 它的沉浸感和多种方式的交互性让人们觉得十分有趣。

通过虚拟制造的交互环境、再现能力及一对一的实践,可以提高学生们的记忆力和学习兴趣;具有真实的可视化能力,很适于表达难以理解的抽象概念;通过模拟化学、物理等实验,学生们不需要冒着真实实验中可能存在的安全问题的风险, 就可以很好的学习到相应的知识。

广西大学无机化学实验仿真系统[2],如图1。

该仿真系统基于虚拟现实技术,将实验室,设备,仪器和试剂进行三维数字建模,为学生打造出一套可交互式的虚拟实验教学环境及实验项目,包括NaCl提纯,三草酸合铁酸钾的制备等,系统不受时间和空间限制,不收材料和环境约束,可以为任意数量学生同时提供实验机会,使每一个人都能亲自动手参与实验的具体流程,极大地降低了实验成本。

在该系统中学生科通过学号和密码登陆虚拟实验中心,选择和参与具体的实验项目,在系统加载完对应的试验后,画面切换至实验室中,此时学生可通过鼠标完成对烧杯、玻璃棒、漏斗的各种操作也可在任何时候停下来查看实验步骤介绍,系统会根据学生操作情况来实时显示步骤信息。

学生必须按照实验操作的先后顺序来执行,否则视为操作错误。

无机化学虚拟仿真系统有效的解决了化学实验中的极端环境,费用高昂,参与人数受限,不可逆等缺陷,系统简洁大方的人机对话模式,既能够面面俱到的将实验知识点融入到交互操作中,同时又不失实验操作的活力。

相比传统实验,提升了学生的实验积极性,变被动学习为主动学习。

图1 广西大学无机化学实验仿真系统2.1.1 虚拟培训与传统的培训方法相比, 基于虚拟现实制造技术的培训系统, 在没有真正地安装设备的情况下, 学员可以接受生产过程和方法的培训, 充分的感觉线索和多通道的反馈方式让学员可以获得真实世界的操作技巧。

更重要的是, 虚拟现实制造技术培训系统提供了高度自由的操作性, 不但可以模拟误操作的后果, 而且不会造成人员的伤害和机器设备的损坏。

虚拟现实技术在工业培训、航天训练和医生的培训方面得到了广泛的应用。

早在1994 年,Adams开发了一个寻呼机生产线虚拟现实仿真器, 作为摩托罗拉公司技术教育中心正规培训自动生产线操作人员的培训设备[4]。

复杂产品的维护和操作, 比如工业机器操作, 汽车驾驶等都需要特别的培训, 使用虚拟现实技术可以提高培训的效果并降低培训的费用。

在飞机维修工业, 成功地培训对检查的质量和可靠性是极其重要的, 为此, Jeenal Vora 等研制了用于飞机检查培训的虚拟现实系统,可以用作离线培训的工具, 并可以研究在飞机检查中人的行为。

南洋科技大学的J.R.Li等研制了用于维修培训的桌面型虚拟显示系统V-REALISM, 在该系统提供的虚拟环境中, 用户可以对某个部件的拆卸进行虚拟的操作, 并可以得到系统提供的智能的协助。

如图2,为丰田汽车虚拟培训系统,该培训系统通过真实细致的汽车模型,立体仿真的动画将原本复杂、枯燥无味的内容生动再现。

系统模拟了一个汽车维修实训中心,学员通过点击鼠标可以认知汽车各个系统的结构和工作原理。

系统详细演示汽车车门及后备箱开启,汽车底盘维修、车轮更换等操作步骤,同时系统还结合人机交互操作,运用虚拟手与车身零部件进行互动操作,演示如何通过旋转、拆离、组装等方式进行汽车轮胎零部件的拆装,同时系统还提供拆装的指导顺序,以免学员进行误操作,达到事半功倍的效果。

虚拟培训系统可以帮助公司培养汽车维修技能型人才,解决他们实际工作中遇到的棘手问题。

图2 丰田汽车虚拟培训系统2.2 医疗卫生医疗卫生是虚拟现实技术应用最早的领域之一, 在医护人员培训、手术方案的验证、心理治疗等方面的应用得到了较大的进展。

对于医疗而言,疾病诊断是关键的第一步。

比如,对于心、肺杂音形成的部位、机理以及在心电图上的表现等内容,教师讲解、描述起来非常困难。

利用虚拟现实技术可以模拟心、肺疾病病人的各种体征, 在虚拟人身上的相应部位随意进行触诊、听诊训练, 这种见习过程既有真实感, 又不受时间限制, 学习的效果很好。

而Burdea等开发了一套基于虚拟现实的前列腺触诊系统, 用于检查前列腺恶性肿瘤检查的培训, 试验表明, 与传统的在橡皮人和病人身上的有限培训相比, 诊断培训的效果得到了明显的提高而且极大减轻了病人的痛苦。

在很多疾病的诊断与治疗中, 内窥镜的检查是十分必要的。

但内窥镜检查是侵入性的而且十分不舒服, 如果内窥镜刮破腔壁或者造成腔壁穿孔, 会导致受伤甚至死亡。

因此,这一过程需要事先进行良好的论证以及高超的技术。

目前这类技术通常是在解剖模型、动物或者病人身上进行的, 但效果不理想, 甚至给病人造成了不必要的伤害。

若使用虚拟现实技术可以方便有效地提高受训者的医疗技术, 让失误出现在训练的时候而不影响实际的病人。

早在1998年, Systems公司就推出了一种支气管镜检仿真器 ,该仿真器提供了一定的触觉反馈, 并模拟了一定的训练想定, 测试表明该系统有助于提高培训人员的技术水平[5]。

Liselotte Mettler等研制了用于妇产科医生的内窥镜培训器VSOne;该模拟器具有力反馈、活组织检查、吸入式冲洗、缝合、血凝结、夹子的安置等特有的特征, 提供了对多种妇科检查和手术的模拟, 可以对内镜检查进行完善有效的培训。

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