虚拟技术的构成
虚拟技术
虚拟制造(Virtual Manufacturing)
虚拟产品开发(Virtual Product Development)
CAD
• 三维建模
CAE
• 有限元
VR
• 三维表现
人工智能
• 智能机器人
产品数据管理
并行工程
快速样车
• 快速成型
• 虚拟油泥建模
• 有界元 • 有界差分
改进
Virtual Reality
在产品设计中的应用
据报道，通用和戴姆勒—克莱斯勒公司采用虚 拟现实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“虚拟现实中心”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。
虚拟设计及虚拟试验
虚拟现实
• 虚拟现实（Virtual Reality）
利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感器设备使用 户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互 的技术。
虚拟现实的传感设备
数据手套
立体头盔
虚拟现实
虚拟现实的特点
3I
虚拟现实的组成
交互作用
交互作用 视觉 听觉 触觉 听觉
在汽车制造中的应用
虚 拟ห้องสมุดไป่ตู้制 造 技 术
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
美国通用汽车公司
•汽车设计师可以利用虚拟 现实原型技术精心进行测 试，工作人员可以驾驶虚 拟汽车在虚拟公路上行驶 ，以便检查汽车的各种功 能，或坐在驾驶室中检查 视野情况等。此外，虚拟 制造系统还被应用到齿轮 的并行设计和装配以及机 器人的训练等地方。
虚拟现实技术在汽车工业界中的前景展望
引起各个领域的革命性变化
敏捷制 造/虚拟 工厂
对并行 工程的 促进
在产品 试验中 的应用
供、销 商介入 汽车生 产
人员培训
目前上海大众的虚拟设计开发部门还只是处于三维建模和数据库应用阶段， CEO级别的人通过大屏幕观看样车。
小结
•虚拟现实技术正渗入汽车工业的各个领域， 如汽车的虚拟造型、虚拟设计、虚拟工艺 制造、虚拟试验、虚拟装配等 •虚拟现实技术的推广和应用将使汽车工业 的思想概念、开发方式、部件供应、组织 形式、市场竞争及人才培训方面产生全方 位的创新和变革
虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状
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在产品设计 中的应用
借助虚拟现实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。
在汽车制造 中的应用
在产品设计中的应用
General Motor
•全球汽车界最早利用虚拟现实技术的公司之一 •它采用的虚拟现实软件具有3个图形流水线部件， 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 •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 设计 感受
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。
在汽车试验中 的应用
虚拟试验技术作为虚拟制造技术的一个环节，在汽车空气动力 学及汽车被动安全性研究中正得到越来越广泛的应用，汽车被动 安全性研究包括车身抗撞性研究、碰撞生物力学研究以及乘员约 束系统和内饰件的研究。
日产
•日产曾用虚拟现实软件“ 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。
在汽车试验中的应用
F1
•每年参赛的赛车都要 进行一项虚拟测试 •机算机忠实地展现出 了F1赛事中各个赛道中 可能出现的情况，重点 是虚拟出发生车祸后赛 车能够提供给车手的保 护，通过它判断赛车能 否有效地保护车手不受 或少受伤害 •近几年，F1赛坛车祸 频发，而几乎没有车手 因此丧生，无疑，这套 虚拟环境系统功不可没
• 人机互动
• 智能传感器 • 专家系统
• SQL
Server • Oracle • Access 2000
• 合作、协调
• 缩短开发时间
技术
集成化的产品开发过程和产品生命周期
虚拟技术的发展
虚拟技术的发展
20世纪90年代 以来，VR飞速 发展
1965年，首次提出 了虚拟现实概念 的雏形
1986年，研制成 世界上第一个较 为完整的多用途、 多感知的VR 1975年，提出了 系统 “人工现实”的思想