虛擬樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)到底啥區(qū)別？

2017-03-17 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

虛擬樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)概念差異

數(shù)字樣機(jī)

對(duì)機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)或具有獨(dú)立功能子系統(tǒng)的數(shù)字化描述,這種描述不僅反映了產(chǎn)品對(duì)象的幾何屬性,還至少在某一領(lǐng)域反映了產(chǎn)品對(duì)象的功能和性能。產(chǎn)品的數(shù)字樣機(jī)形成于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,可應(yīng)用與產(chǎn)品的全生命周期,這包括:工程設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、銷(xiāo)售、使用、售后、回收等環(huán)節(jié)。數(shù)字樣機(jī)在功能上可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品干涉檢查、運(yùn)動(dòng)分析、性能模擬、加工制造模擬、培訓(xùn)宣傳和維修規(guī)劃等方面。

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虛擬樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)概念上的差異

虛擬樣機(jī)

虛擬樣機(jī)(Virtual Prototyping,VP)誕生于上世紀(jì)八十年代,發(fā)展已有三十年,但在各類(lèi)文獻(xiàn)中的介紹并不統(tǒng)一,至今還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義頒布,對(duì)其內(nèi)涵主要有以下幾種觀(guān)點(diǎn):

1.虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種機(jī)遇產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法,這些數(shù)字模型即虛擬樣機(jī)(Virtual Prototyping,VP),能從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)及功能、性能和行為上模擬真實(shí)產(chǎn)品。當(dāng)前數(shù)字化研制模式論證中主要采取這種觀(guān)點(diǎn)。

2.虛擬樣機(jī)技術(shù)是面向系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的、應(yīng)用于基于仿真設(shè)計(jì)過(guò)程的技術(shù),包含有數(shù)字物理樣機(jī)(Digital Mock-Up,DMU)、功能虛擬樣機(jī)(FVP)和虛擬工廠(chǎng)仿真(VFS)。該觀(guān)點(diǎn)如美國(guó)Robert R.Ryan博士等。

3.一些專(zhuān)業(yè)的分析技術(shù)也稱(chēng)為虛擬樣機(jī)。如常見(jiàn)的ADAMS相關(guān)書(shū)籍,通常冠以“虛擬樣機(jī)”的名稱(chēng)。

虛擬樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)功能差異

數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用

數(shù)字樣機(jī)作為企業(yè)重要的功能數(shù)據(jù),重點(diǎn)用來(lái)支持制造工程,為產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)等多個(gè)環(huán)節(jié)提供相應(yīng)的支持。

(1)研發(fā)階段

數(shù)字樣機(jī)模型主要用來(lái)支持總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì)等協(xié)同設(shè)計(jì)工作,支持項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。數(shù)字樣機(jī)還可以用來(lái)支撐工程分析,主要包括空間結(jié)構(gòu)分析,即分析數(shù)字樣機(jī)模型具有正確的公差尺寸,支持干涉檢查等,同時(shí)還有重量特性分析、運(yùn)動(dòng)分析和人機(jī)功效分析。

(2)生產(chǎn)階段

數(shù)字樣機(jī)能夠提供產(chǎn)品裝配分析的數(shù)據(jù)信息,這包括裝配單元信息、裝配層次信息等,以保證對(duì)產(chǎn)品的裝配順序、裝配路徑、裝配時(shí)的人機(jī)性、裝配工序和工時(shí)等進(jìn)行仿真。數(shù)字樣機(jī)還可以進(jìn)行工藝性評(píng)估,包括加工方法、加工精度、刀路軌跡等,實(shí)現(xiàn)對(duì)樣機(jī)的CAM仿真和機(jī)遇三維數(shù)字樣機(jī)的工藝規(guī)劃。

(3)銷(xiāo)售階段

數(shù)字樣機(jī)在產(chǎn)品的銷(xiāo)售階段也有非常重要的作用,它能夠?yàn)楫a(chǎn)品宣傳提供逼真的動(dòng)靜態(tài)產(chǎn)品數(shù)據(jù),為產(chǎn)品培訓(xùn)提供分解圖、原理圖,虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下產(chǎn)品的虛擬使用和維修培訓(xùn)。還可以提供近似產(chǎn)品的快速變型與派生設(shè)計(jì),以滿(mǎn)足市場(chǎng)報(bào)價(jià)和快速組織投標(biāo)和生產(chǎn)的需要。

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虛擬樣機(jī)與數(shù)字樣機(jī)功能上的差異

虛擬樣機(jī)的應(yīng)用

虛擬樣機(jī)主要用來(lái)支撐系統(tǒng)工程,其模型用來(lái)進(jìn)行各種動(dòng)態(tài)性能分析,用數(shù)字化形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)物樣機(jī)驗(yàn)證,從而完成系統(tǒng)(產(chǎn)品)指標(biāo)的(需求)驗(yàn)證及管理過(guò)程。主要功能包括:

(1)有限元分析(FEA)軟件和技術(shù)

可以利用機(jī)械系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果,確定進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)有限元分析(FEA)所需的外力和邊界條件?；蛘呃糜邢拊治鰧?duì)構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變和強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

(2)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析軟件和技術(shù)

虛擬樣機(jī)軟件可以運(yùn)用傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的控制理論,進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真分析。或者可以應(yīng)用其他專(zhuān)用的控制系統(tǒng)分析軟件,進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的聯(lián)合分析。

(3)優(yōu)化分析軟件和技術(shù)

運(yùn)用虛擬樣機(jī)分析技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析,是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域,通過(guò)優(yōu)化分析,確定最佳的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)值,是機(jī)械系統(tǒng)獲得最佳的綜合性能。

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虛擬樣機(jī)的應(yīng)用

總結(jié)

總的來(lái)說(shuō),數(shù)字樣機(jī)的模型主要用于支撐制造過(guò)程,包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造,而虛擬樣機(jī)的模型則主要是用于支撐系統(tǒng)工程,主要是以虛擬仿真為主,其二者的區(qū)別主要取決于對(duì)數(shù)字模型不同的定義和用途。

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