读书报告
报告人 报告时间 2013年X月XX日
中文文献 主题 文献题目 虚拟原型 ①.《虚拟原型技术应用中的几个问题》 ②.《虚拟原型逼真设计关键技术及应用研究》
③.《工程施工中虚拟仿真技术的应用》
④.《分布式水电工程施工过程虚拟现实仿真系统》
英文文献 Integrating design and construction through virtual prototyping
报告内容：
一．阅读收获
(1).虚拟原型技术是在分析力学和多体动力学的研究基础上发展而来的，其目
的是为了能够实现对复杂机械系统的自动建模。
[1]
(2).虚拟原型技术在设计中的优势[1]：①.使机械系统的建模更方便；②.虚拟
原型的软件具有强大的后处理功能；③.具有强大的通用性和很强的复杂问题
处理能力。
(3).虚拟原型技术存在的问题及采取的对策[1]
问题：①.参数影响的趋势分析和优化；②.模拟结果的可靠性；③.分析和简
化。对策：①.加强相关理论基础；②.实现数值模型与分析模型并重；③.进
行试验验证。
(4).虚拟原型逼真设计的概念[2]：虚拟原型逼真设计是面向并行工程(CE)、基
于虚拟原型(VP)和虚拟环境(VE)仿真的设计,强调虚拟原型的快速生成和演
化, 是虚拟制造在设计领域的应用。
(5).虚拟原型逼真设计的特点[2]：①.通过自上而下的设计意图贯穿, 自下而
上的设计结果反馈,达到产品设计的全局最优目标；②. 采用并行工程,实现产
品开发过程中多学科群组各成员的分布式并行合作和协同工作；③.虚拟原型
逼真设计的核心是产品和设计过程的数字化表达；④.设计过程在支持可视化
技术下的虚拟使用、工作、性能测试环境下进行,为整个产品开发过程提供了
具有制造语义的信息集成基础结构；⑤.能够不断加深对设计对象和设计过程
本质的认识, 实现产品开发组织和过程的改进完善、重构和优化。
(6).虚拟原型逼真设计的原理[2]：快速虚拟原型逼真设计就是基于虚拟原型和
虚拟环境下的仿真技术, 面向并行工程实现产品的快速设计。
(7).施工过程中虚拟仿真技术的应用[3]：①.施工设计阶段(施工工件动力学分
析、施工工件运动学仿真、施工工程全景漫游),虚拟原型是在CAD模型的基础
上,利用VR在可视化方面的优势,交互地探索虚拟物体的功能,对工料的虚拟原
型进行几何、结构、功能、制造等方面交互的建模与分析。工程的虚拟原型设
计也可考察施工过程中的设计是否合理,方便修改,从而得到满意的设计结果；
②.施工培训阶段(施工过程虚拟培训),通过施工过程可视化进行培训,可以减
少实地、实物培训的要求,施工人员可以围绕施工过程虚拟原型进行讨论；③.
施工实施阶段(施工过程虚拟仿真),施工指导人员在虚拟的施工环境中,可以
预先对施工过程中存在的问题和不足进行改进,能有效的减少施工过程中的隐
患发生；④.施工维护阶段(维修施工虚拟仿真),通过对工程可视化和施工过程
的虚拟仿真进行分析,可以找出问题的症结和补救方案,并可在现有的工程虚
拟原型基础上虚拟仿真工程维修的施工过程。
(8).分布式系统架构具有高度集成和可灵活扩展的双重优点。硬件整体结构：
分布式水电工程施工虚拟现实动态仿真系统由通过企业内部网、Internet以及
GPRS/CDMA网络互联的各种固定或移动计算终端、访问终端和数据采集终端
构成。软件整体结构：分布式水电工程施工虚拟现实动态仿真系统软件由施工
模型管理应用程序、施工仿真管理应用程序、监控终端应用程序、现场数据采
集应用程序及关系型数据库管理系统构成。[4]
(9).分布式水电工程施工过程虚拟现实仿真系统的关键技术[4]：①.虚拟现实
引擎；②.施工对象三维模型剖切和施工单元信息计算；③.施工过程数字仿真；
④.施工过程虚拟现实仿真；⑤.数据发布模式。
(10).分布式水电工程施工过程虚拟现实仿真系统的应用实例[4]：丹江口大坝
加高工程。分布式水电工程施工虚拟现实动态仿真系统软件采用Delphi7.0和
OpenGL图形库开发，中心数据库管理系统为SQL Server 2000．所需的工程三
维模型、施 工机械模型等由多个技术人员采用3D Max或Auto CAD分别建模
并存储为3ds文件，然后通过施工模型管理应用程序导入并存储在中心数据库
中。
(11).本次阅读的英文文献[5]主要讲了虚拟样机的集成设计与构造。文章共分
为五部分，第一部分介绍了建筑业和制造业的生产力比较，以及提出通过虚拟
样机技术来消除建筑业的瓶颈；第二部分讲了虚拟样机的作用以及其需要的三
个技能：技术技能、人机交互技能、概念技能；第三部分讲了传统的建模过程；
第四部分以Island East项目为例进行了案例研究，包括组件建设模型、网站建
设模型、环境建设模型、临时工程建设模型、施工方法可视化、方法验证过程、
将施工过程的可视化作为项目参与方之间交流的工具、工作空间可视化八个方
面；第五部分总结了虚拟样机的优点。
二．未理解的部分
这一次由于参加比赛等各方面因素，时间比较紧迫，没有深入思考文献存
在哪些值得推敲的问题，只达到了接受知识的层面，在以后的文献阅读中会认
真思考，从中发现问题，解决问题。
参考文献
[1]. 常宗瑜,虚拟原型技术应用中的几个问题[J].机械设计与研究,2006,312-314
[2]. 王辉,虚拟原型逼真设计关键技术及应用研究[J].机械设计与研
究,2008,8(8):229-231
[3]. 雷军波,工程施工中虚拟仿真技术的应用[J].施工技术,2003,32(12):20-21
[4]. 陈小桥,刘超,分布式水电工程施工过程虚拟现实仿真系统
[J].2010.43(5):593-598
[5]. Heng Li, Ting Huang,Integrating design and construction through virtual
prototyping, Automation in Construction,2008,pp.915-922