ICIDO软件功能描述

IC.IDO软件系统及功能描述

1. 系统描述

法国ESI集团IC.IDO可视化虚拟平台的数字化虚拟样机是针对CAD数字样机的不足，在协同可视化设计和沉浸式交互能力方面具有技术领先优势的解决方案。这一方案赋予数字样机更多功能特性，使其与真实的实物样机更近一步。

IC.IDO平台软件可以将来自多人或多个设计小组的海量设计模型数据可视化，以虚拟样机的形式1:1地展现在客户、供应商及研发工程人员面前，快速实现人与模型的实时交互，将主要是借助于图纸和CAD数字样机来逐步完善产品研发的设计方式过渡到利用虚拟样机和虚拟工程设计来辅助产品设计的阶段。

虚拟平台可以充分利用现有的三维数据模型，在新产品设计的早期阶段即建立工程人员对产品的整体性认知，这意味着，在产品研发的同时即可对产品的可制造性进行分析，对制造过程中的人机工效进行仿真成为可能。这不仅能够满足专业工程技术人员的要求，同时也可以让缺少设计经验的工程师在设计早期参与其中，从而大大的提高设计制造协同能力，为采用微迭代的设计评审机制作好了技术准备。

2. 功能描述

IC.IDO可视化虚拟平台软件通过虚拟现实技术，将满足设计、评审要求的物理属性赋予数字样机，符合设计验证、可制造性分析、维修维护性设计及虚拟评审的要求。其主要功能特点为：

2.1 最接近真实的虚拟现实环境

1）1:1比例的立体空间真实体验

传统桌面式CAD软件的交互界面仅是对实际三维模型的平面表现方式，无法实现对产品空间感及实际尺寸体验等信息的真实表达，虚拟现实技术真正实现了将产品从视窗平面内“拉”出来，通过1:1的展示尺度立体的完全真实的进行呈现，彻底解决了人与虚拟产品之间最后一个维度的障碍。

2）主动式的人机交互过程

早期虚拟现实技术一般仅着眼于产

品及环境的渲染效果展示，仅注重光影、

材质、贴图算法等已获得高清晰度、逼真

的产品图形及三维动画。本系统采用了最

先进的虚拟现实技术，通过对沉浸式显示

系统和空间交互设备的全面支持，实现了

人与虚拟产品的真实交互过程，促进了人

对产品信息的正确认知。主动式交互方式

打破传统键盘、鼠标、屏幕的被动交互模式，使操作者可以以真实的操作方式、习惯的视角、习惯的动作与虚拟产品进行互动。

3）注重环境的影响

传统CAD软件普遍着眼于产品设计方案本身及其零部件的形状、位置、约束关系等，而虚拟现实技术则更强调与产品有关的所有因素可能给产品带来的影响，如环境、流程、资源等。虚拟现实技术通过轻量化算法，可将所有与产品有关的模型、数据信息与产品融合在统一的环境中，通过交互操作对基于全信息环境的产品进行评定、分析、协调、展示、培训等具体应用。

2.2超大规模数据量的支撑能力

对于诸多巨大、复杂的产品的评审及多专业、多学科综合协调过程，在传统的CAD等环境中很难实现，甚至由于硬件及图形算法等限制，只能实现局部的分析计算功能，甚至无法完成完整的总装模型，想要实现良好的人机交互体验就更为困难。

本系统采用了多种先进技术，良好的实现了超大规模数据量的支撑能力，实现对于巨大、复杂产品的完整虚拟样机模型应用。在国内的实际应用过程中，如中航通用飞机有限责任公司首次实现了整机虚拟样机数字模型的搭建，并基于完整的虚拟样机数字模型进行了多种应用。

由于虚拟样机与简单的用于浏览的轻量化模型不同，必须具备所有准确的几何信息，并还将包含如结构、材料等属性信息，因此不能采用传统的轻量化手段实现，否则虽能够实现模型的整体装配，但无法实现后续的综合应用需求。本系统采用了专门的轻量化技术，在最大程度轻量化模型的同时保留了诸多原有模型的各类信息，实现了真正可用于后续应用（而不仅仅用于简单浏览）的大规模虚拟样机模型建造能力。

除独特的轻量化技术以外，由于虚拟样机模型后续应用处理的需要，系统还采用了很多先进的技术手段以保证对超大规模数据的复杂处理能力，如大规模多线程技术、稳定的集群架构技术、可定制的渲染技术等，最终实现了对于大数据的高性能实时运行、分析、计算能力。

2.3功能覆盖全面、操作易用性强

在协同、沟通、展示等应用中，系统的易用性至关重要，我们可以看到，目前虽然通过多种软件的组合及切换可以实现该系统的大多数功能，但由于必须掌握多种复杂软件才能达到类似的效果，而参与评审、讨论、协调、学习等工作的人员来自多个方面，很难要求大家同时熟练掌握多套复杂的软件系统。

可视化设计制造协同应用系统将在实际设计制造协同应用各环节的功能聚集于一身，使使用者可以在统一的环境中实现多方协同应用的全部内容，避免了对多种软件同时掌握的苛刻要求，避免了频繁切换软件、多次数据模型转换等繁琐的工作。

同时，作为用于协同、展示、沟通的系统而言，易用性是系统得以成功应用的必要保障，否则很难使各类用户均能够良好的掌握软件的使用，无法共同进行正常的工作。系统在设计之初就非常重视软件的易用性，通过对可视化设计制造协同各环节应用需求的充分调研，并通过系统的分析，才最终确定了软件所必须包含的功能。在能够满足所有应用功能的前提下，实现了最大程度的操作方便性，系统将这些功能聚集在若干应用模块中，并提供了简洁的操作界面及良好的操作体验，能够使各方使用人员快速掌握软件功能的使用，通过很短的学习就可以熟练使用该系统投入工作。

2.4智能化的功能设计，使工作效率明显提升

本系统基于对超大规模数据量的支撑能力，为在虚拟环境中对整机进行全面分析计算提供了有效的性能保障。因此，本系统中能够针对若干在工程应用中遇到的以前很难处理的问题提供了解决方案。

例如：在CAD环境中，一般对于复杂装配环境中的柔性管线的布置大多是通过先预先设计好柔性管线的路径及固定卡头位置，再进行柔性管线的性能分析，了解其是否能够满足要求，如存在问题（如最小弯曲半径超标等）则需要不断的调整设计、不断的分析验证才能最终确定设计方案。而采用本系统后，由于系统能够支持在复杂装配环境中的大规模运算，因此使柔性管线的动态性能分析成为可能。系统可支持随着柔性管线的布置过程，实时分析计算并展示其性能分析结果，通过不同颜色进行实时信息反馈，使设计者可以随时根据反馈信息对管线的