隨著化的不斷深入，市場競爭隨之加劇，企業(yè)競爭越來越強(qiáng)調(diào)基于客戶和時(shí)間的競爭：一方面要求企業(yè)和制造商從產(chǎn)品研制方面充分滿足客戶需求，另一方面要求產(chǎn)品交貨期盡可能縮短，并能夠快速響應(yīng)客戶多樣化需求。面對此挑戰(zhàn)和需求，企業(yè)傳統(tǒng)的物理樣機(jī)研制手段，研發(fā)成本高、周期長，需求調(diào)整改動(dòng)大、響應(yīng)慢，已不能滿足市場需求，高性能的“虛擬樣機(jī)”應(yīng)運(yùn)而生。

01 工程虛擬樣機(jī)仿真平臺

工程虛擬樣機(jī)仿真平臺基于產(chǎn)品工程數(shù)據(jù)，制作可視化效果，并定義多種交互功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高品質(zhì)多樣化產(chǎn)品體驗(yàn)?；诠こ烫摂M樣機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品造型方案、材質(zhì)方案等外觀評審，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)干涉檢查等結(jié)構(gòu)評審，以及人機(jī)工程分析與驗(yàn)證，幫助客戶改善設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題與缺陷，及早發(fā)現(xiàn)問題解決問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)快速迭代。

達(dá)索公司3DEXPERIENCE 平臺將產(chǎn)品研發(fā)所需的業(yè)務(wù)從開始的概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品展示推廣，提供了一整套的解決方案。工程虛擬樣機(jī)仿真平臺使用3DEXPERIENCE軟件打通工業(yè)、工程數(shù)據(jù)，基于同一套數(shù)據(jù)，虛擬樣機(jī)既能滿足工業(yè)設(shè)計(jì)對外觀效果的修改完善，又能滿足對工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及人機(jī)工程學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)間的數(shù)據(jù)連續(xù)性。

工程虛擬樣機(jī)工作流程

02 工程虛擬樣機(jī)制作

2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

基于3DEXPERIENCE平臺制作工程虛擬樣機(jī)，在接收各專業(yè)科室及供應(yīng)商的數(shù)據(jù)時(shí)，可支持多種軟件格式的源文件數(shù)據(jù)導(dǎo)入，包括CATIA（.CATPart）、Creo（.asm/prt）、NX（.nx）、Alias（.wire）等幾乎所有主流設(shè)計(jì)平臺數(shù)據(jù)格式。同樣支持中間格式導(dǎo)入，包括STP等通用工程中間格式，STL、IGS、OBJ等網(wǎng)格中間格式。此外，可通過PowerBy 動(dòng)態(tài)調(diào)用，支持CATIA、Creo、NX等平臺設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接引用，當(dāng)源數(shù)據(jù)發(fā)生變更時(shí)支持同步更新。

3DE支持多種軟件格式

2.2 材質(zhì)紋理配置

用工程虛擬樣機(jī)替代物理樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)評審與驗(yàn)證，樣機(jī)需要滿足結(jié)構(gòu)完整、材質(zhì)效果真實(shí)。3DEXPERIENCE平臺提供了多種照片級真實(shí)環(huán)境庫和光源庫，以及高清真實(shí)的內(nèi)飾和外飾的材料，包含9類材料，110多個(gè)新型優(yōu)質(zhì)材料，以支持廣泛的工業(yè)用例。

照片及圖庫

高清材料庫

2.3 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)定義

3DE CATIA提供了一套完整的應(yīng)用程序，以便根據(jù) 3D 幾何形狀、裝配體和零件，為任何復(fù)雜的機(jī)構(gòu)（如工具、機(jī)械、門、面板或設(shè)備）執(zhí)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)定義

2.4 人體動(dòng)作編輯

3DE DELMIA人機(jī)模塊為人機(jī)工程仿真提供了一套非常逼真的人體模型庫及標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)庫，以便我們編輯人體姿態(tài)和動(dòng)作時(shí)，可以將虛擬人放置在基于虛擬樣機(jī)創(chuàng)建的人機(jī)工程仿真場景中，編輯人體動(dòng)作或姿態(tài)，構(gòu)建人機(jī)工程仿真任務(wù)，以分析人體的可視可達(dá)范圍及人體舒適性。

人體模型庫及姿態(tài)庫

03 工程虛擬樣機(jī)評審

基于工程虛擬樣機(jī)評審，通過定義使用多種產(chǎn)品變體（如幾何變體、材料變體、動(dòng)畫）和實(shí)時(shí)渲染的產(chǎn)品體驗(yàn)，進(jìn)行造型方案、材質(zhì)方案及色彩方案的評審，幫助決策者確定產(chǎn)品造型、材質(zhì)及色彩方案；通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真，包括碰撞檢測、測量、運(yùn)動(dòng)包絡(luò)體和軌跡線等，可以對機(jī)構(gòu)進(jìn)行功能檢查和驗(yàn)證；通過人體靜態(tài)姿勢與動(dòng)作場景仿真，包括駕駛姿勢，行走、拿取等動(dòng)作，進(jìn)行人體可視可達(dá)范圍及舒適性分析，以驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否符合人機(jī)工程學(xué)。

研發(fā)人員基于工程虛擬樣機(jī)進(jìn)行外觀、結(jié)構(gòu)評審、人機(jī)工程分析與驗(yàn)證，可以盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，并能夠快速進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代，省去實(shí)物樣車制作和驗(yàn)證，做到零試制，從而減少研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。

04 總結(jié)

基于工程虛擬樣機(jī)的產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)為產(chǎn)品研發(fā)提供了新的評審方法和流程，為解決產(chǎn)品研發(fā)周期長、開發(fā)費(fèi)用大、生產(chǎn)與研發(fā)脫節(jié)等問題提供的新思路。以產(chǎn)品三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建工程虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)通過虛擬樣機(jī)替代物理樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)評審及仿真驗(yàn)證，提高研發(fā)效率、縮短研發(fā)周期、增強(qiáng)企業(yè)競爭力。