基于Pro_E平台的虚拟装配技术研究
生物浮床技术研究与应用进展
北京市鲟鱼、鲑鳟鱼创新团队专栏 目前，世界富营养水体修复的一个重要趋势是利用水生植物、尤其是维管束植物和高等藻类来净化和改善水质。利用水生植物净化养殖用水，具有以下优点：成本低，能耗小，对环境干扰小，植物资源可回收再利用，并获得一定经济效益，有较高美化环境价值，利于整体生态环境的改善。正是因为这些显著的优越性，水生植物治理受污染和富营养化水体的发展和应用，具有很广阔的前景。 生物浮床技术作为修复富营养化水体的方式这些年被广泛应用于国内外。浮床技术是人工把高等水生植物或改良陆生植物种植到富营养化水面上，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理， 消减富集水体中氮、磷及有害物质，从而达到净化水质的效果。 一、生物浮床技术的原理 生物浮床上的植物根系拥有巨大的表面积，为水中微生物的生长提供良好固着载体，起到“生物膜载体”的作用。生物浮床还能阻挡阳光直接照射在水面上，降低藻类进行光合作用的光照强度，从而使藻类的生长繁殖得到了有效抑制。除净化污染水质，防止水华功 能外，人工浮床还为高等水生动植物及鸟类提供了良好的栖息地，有利于增加水体生物多样性，促进生态恢复。 二、国内外生物浮床技术研究进展 20世纪80年代末以来，为了改善水库、湖泊、饮用水源地的水质，日本、欧美等发达国家采用了植物生态浮床技术治理水域，达到了净化水质的目的。 我国是从1991年开始利用生物浮床技术在大型水库、湖泊、河道、运河等不同水域，成功种植浮床植物130余种。 生物浮床对富营养化水体有一定的净化功能，综合生物浮床以及人工湿地的相关研究，总结近年来研究进展情况主要表现在以下几点： 1.浮床植物的吸收、吸附作用浮床植物具有庞大的根系且分布在水中，与水体接触面积大，大量吸收水体中的N 、P ，吸附水体中的悬浮物、胶体等污染物。 由文辉等(2000)在富营养化水体中，利用人工基质无土栽培水生经济植物净化水质，结果表明，在5-10月间，水蕹菜对TN 、TP 的去除率分别为 81.32%和71.34% 邴旭文等（2001）研究用美人蕉浮床做水产养殖塘水质净化试验，结果表明，浮床设置面积为20%时，对TN 、TP 、COD 及叶绿素a 的净化率分别达到72%、82%、31%及56%。 井艳文等（2003）在北京地区什刹海周围进行浮岛示范，发现适宜北京等北方水系环境生长的4种主要植物依次是:旱伞草、高秆美人蕉、矮秆美人蕉和紫叶美人蕉，试验区封闭水体的透明度好于湖中天然水体，TP 、TN 含量呈逐渐下降趋势，说明生物浮床技术用于河湖水体修复效果良好。 张村侠等（2007）在富营养化水体中浮床栽培生菜和苋菜，净化效果明显，28天内，生菜对富营养化水体中的TN 、NH 4+-N 、NO 3--N 、TP 、PO 43--P 的去除率分别达到69.83%、85.41%、59.57%、76.58%和82.16%；苋菜对TN 、NH 4+-N 、NO 3--N 、TP 、PO 43--P 的去除率分别为74.91%、89.58%、54.60%、78.53%和84.71%。 罗固源等（2009）选取美人蕉、风车草、菖蒲和香根草等4种常见的浮床植物为研究对象，经过4个月的生长，4种植物对氮磷的吸收，分别 生物浮床技术研究与应用进展 ◎文 贾晨1 殷守仁2 赵文1 杨华莲2 徐晓玲2 1.大连海洋大学水产与生命学院 辽宁省水生生物学重点实验室 116023 2.北京市水产技术推广站 100021
关于UG虚拟装配技术中的Top-Down Desingn
1.关于UG虚拟装配技术中的Top-Down Desingn 2007-08-20 12:34 虚拟装配是指通过计算机对产品装配过程和装配结果进行分析和仿真，评价和预测产品模型，做出与装配相关的工程决策，而不需要实际产品作支持。随着社会的发展，虚拟 制造成为制造业发展的重要方向之一，而虚拟装配技术作为虚拟制造的核心技术之一也越来 越引人注目。虚拟装配的实现有助于对产品零部件进行虚拟分析和虚拟设计，有助于解决零 部件从设计到生产所出现的技术问题，以达到缩短产品开发周期、降低生产成本以及优化产 品性能等目的。 在许多世界级大企业中被广泛应用的计算机辅助三维设计（CAD）的高端主流软件UG的装配模块就采用了虚拟装配技术，即便是在产品设计的初期阶段，所产生的最初模型 也可以放入虚拟环境进行实验，可以在虚拟环境中创建产品模型。使产品的外表、形状、和 功能得到模拟，而且有关产品的人机交互性能也能得到测试和校验，使产品的缺陷和问题在 当时的设计阶段就能被及时发现并加以解决。 UG虚拟装配设计有自底向上（Bottom-up）设计和自顶向下（Top-down）设计两 种。其中前者是指在设计过程中，先设计单个零部件，在此基础上进行装配生成总体设计。 这种装配建模需要设计人员交互的给定配合构件之间的配合约束关系（如图a所示），然后 由UG系统自动计算构件的转移矩阵，并实现虚拟装配。然而，交互给定构件之间的配合约 束关系不仅费事，并且当构件之间的配合较多时，容易出现约束不当或约束出错等的情况。 也只有在进行装配时才能发现零件设计是否合理，一旦发现问题，就要对零件重新设计，重 新装配，再发现问题再进行修改??而Top-down的设计方式正避免了以上缺点，可以方便、 直接的进行设计。 Top-down的设计方法是指在装配环境中创建与其它部件相关的部件模型，是在装 配部件的顶级向下产生子装配和零件的装配设计方法。即先由产品的大致形状特征对整体进 行设计，然后根据装配情况对零件进行详细的设计。这种设计方法是一个由粗入精的过程，多用于全新的开发过程，可以保证设计出的产品相互间有一个合理的位置。基于Top-down 的装配设计技术也与工程实际相符合，而UG的装配建模技术完全支持Top-down的设计方法 2.初学UG，现在基本功能是掌握了，但是TOP-DOWN还不是明白。有哪个兄弟能给我讲一下在UG里面常用的TOP-DOWN怎么搞吗？只要稍微提点一下就可以了，大概猜想是利用多实体的设计来提取各个零件吧，说的不对的地方请各位兄弟拍砖 在装配模式下利用WAVE来做零件设计 用WAVE做就好了，想关联就关联，不想关联就去除参数 3. Top-down设计方法概述 Top-down(自顶向下)设计是一种设计思想，即设计由总体布 局、总体结构、部件结构到部件零件的一种自上而下、逐步细
技术应用研究与开发
技术应用研究与开发
技术应用研究与开发327 中国原子能科学研究院2006年度核应用技术产业年度报告 资产经营处 2006年是中国原子能科学研究院民品发展不平凡之年，我院核应用技术产业抓住发展契机，按照“积极落实规划，坚决打好开局”的工作思路，经广大民品战线干部职工艰苦努力，圆满完成了2006年民品工作任务，实现经营性收入2.95亿元，同比增长达5%，超额完成了中核集团公司下达的经营性收入指标。为使我院核应用技术产业走上规模化快速发展的道路，院民品工作紧紧抓住核应用技术产业管理体系建设和相关配套政策制定等工作重心，既保证完成年度经营目标，又从体系建设上为核应用技术产业的长久发展奠定坚实的基础。以下是2006年度我院核应用技术产业的基本概况。 1 2006年院民品生产经营继续保持稳定增长态势 今年我院总体生产经营情况稳定，产品的订货合同及技术服务合同的完成情况良好，各项经济指标继续保持稳定增长态势。 2 核应用产业管理体系建设 2006年我院核应用技术产业管理体系进行了一系列改革，形成了较完整的各级管理体系。2.1 核应用产业董事局的组建 根据2006年9月27日院务会精神，为了进一步规范院核应用技术产业的经营管理行为，行使和维护资产所有者的合法权益；促进我院核应用技术产业的发展，院完成中国原子能科学研究院核应用产业董事局组建工作。作为院核应用技术产业决策的最高机构，核应用产业董事局的职能为：1）根据院党政领导联席会意见，聘任原子能院全资企业的董事长、董事及监事会成员。 2）根据院党政领导联席会意见，推荐原子能院控股、参股企业的董事长及院方董事和监事会成员。 3）批准院全资及准企业董事会提交的企业中长期发展规划。 4）批准院全资及准企业董事会提交的有关企业重大投资、融资方案、利润分配方案及企业负责人年薪制等重大事项。 核应用产业董事局的成立，对于完善我院核应用产业管理，使全资、控股、参股企业按照现代企业制度规范管理具有深远的影响。 2.2 准企业化管理模式的建立 根据我院实际情况，对经营相对独立的氧化锆、工业铱源、核仪器仪表厂等项目进行准企业化管理。2006年11月，由院核应用产业董事局正式批准成立了准企业董事会，其成员主要包括院主管民品的副院长、各所主管民品的相关领导及院相关职能处室人员。并由准企业董事会聘任了部分
浅谈虚拟装配设计系统的特征及意义_杨月 (1)
Design 浅谈虚拟装配设计系统的特征及意义 杨月 吴庆锋 沈阳斯林达安科新技术有限公司 在产品设计中，产品装配过程和仿真占有极为重要的位置。机械产品的配合性、可装配性和可维修性是设计人员常易出错的地方，以往要到产品开发的后期，或最后装配甚至在投入使用一段时间后才能发现，导致零件的报废和工期的延误。而虚拟装配技术在设计阶段就能检验产品结构设计是否合理、方便装配和维修。虚拟装配，是虚拟现实在CAD/CAM中应用的一个重要领域。同时VA也是虚拟制造的关键部分。 一、虚拟装配设计系统的类型及特点 主要有两种虚拟装配系统:一种是JayaramS等人开发的一个“虚拟装配设计系统”——VADE系统:另一种是GuptaR等人提出的利用多模式虚拟环境的装配分析设计原型方法。VADE系统首先由参数化CAD系统(Pro/ENGINEER)生成装配模型；然后，VADE预处理器处理这些模型:零件的视觉属性(如颜色、纹理等)及零件的几何信息和装配信息自动提取；零件的公差、位置、方向及装配的零件集、装配约束一同提取给VADE系统。这样，用户就有了一个“预规划”装配方法。进入沉浸式的装配环境后，用户可以进行装配设计。在装配过程中，用户可选择、生成、修改装配轨迹或进行重装配。碰撞检测警告用户干涉和公差配合方面的问题。由VADE产生的轨迹信息、装配顺序信息、干涉信息等自动被CAD系统设计者利用。多模式虚拟环境的装配分析设计原型方法：这种方法不同于传统的基于表的装配方法，而是通过装配分析对装配方法进行评价，然后从多种方法中择优选择。先在这个系统中建立统一的物理模型，这个模型为环境中的“真实”物体提供动态交互，为用户和“真实”物体提供触觉交互。这个模型可以被处在面向装配设计的虚拟环境（VEDA Virtual Environment for Design for Assembly）中的听觉事件扩大。在这个系统中，设计者可以看到物体，听到物体相撞的声音，也可以通过触觉交互设备和力反馈感觉来操作物体。这个模型既可以仿真物体的重量、形状、大小和公差配合，还可以仿真摩擦力等物理特性。下面主要以VADE样机系统分析其系统配置和特征。 二、虚拟装配设计系统VADE的系统配置及特征 VADE样机系统由Cirmson TM工作站、Reality Engine TM图形加速卡和多通道控制板组成，支持两个头盔显示器。系统还选用了Cyber Glove TM数据手套和Tactools TM触觉反馈系统。其特征表现在以下几个方面: （1）从CAD系统到VR系统的自动数据转换； （2）现实环境和零件最初位置的创建； （3）在虚拟环境中用户和零件的交互作用； （4）零部件装配轨迹信息的编制； （5）VADE允许用户把零部件在装配过程中所掠过的空间作为装配轨迹记录下来，并且能在虚拟环境中编制、存储这些信息； （6）零件的动力学仿真； （7）在虚拟环境中参数设计的修改； （8）虚拟装配信息到CAD信息的转换。 三、自动装配设计的缺点及虚拟装配设计的意义 1.自动装配设计及其缺点 传统的自动装配设计是一种学习拆卸的方法，即用拆卸序列和路径的逆序列，确定产品的装配序列和路径。这种方法尽管能够根据某些产品装配模型产生可行的装配序列和路径，其缺点是: （1）对拆卸来说是最佳的方案并不代表对装配也是最佳的方案； （2）当产品的结构较为复杂时，装配模型中的几何实体信息、三维几何配合约束信息、设计约束信息都将急剧膨胀，不可避免地会导致装配规划的组合爆炸，甚至可能导致后续的装配序列和路径规划难以完成。 2.自动装配和虚拟装配的不同 （1）在自动装配设计系统中，用拆卸序列和路径的逆序列来确定产品的装配序列和路径。而在虚拟装配设计系统中，工程师可以直接获得装配序列和路径； （2）在VADE中，用户将生成有价值的设计信息和进行决策分析，并将这些信息反馈到CAD建模系统。而自动装配设计只是探索一种适合机器人装配的装配序列和路径； （3）虚拟装配设计系统是一种学习、分析、评价并提高装配设计和操作过程的实际工具；自动装配设计系统可被用来寻找一些可行的装配过程设计； （4）虚拟装配设计系统适合有人参加的复杂装配操作，不适合大量零件的装配。自动化装配设计系统适合有许多零件的装配模型，而装配操作比较简单，并且通常由机器人完成。 3.虚拟装配的意义 （1）通过装配分析，技术人员可以在虚拟环境中对机构的各个零件进行运动分析。这样无须付出昂贵的代价，就可以得到产品生产的可行性，从而降低研制费用； （2）用廉价的数字模型，设计人员可以从多方面对产品进行观察和分析，从而得到重要的结论，并预见生产和装配的问题，同时可节省实物样机的制造费用； （3）利用虚拟装配设计系统也能分析维修过程中的问题，可以考虑所需工具、安全性、视线以及拆卸等，这样有利于提高产品的质量、可靠性等； （4）从设计到生产，更加周密的计划对减少材料和产品库存非常有利，降低了产品成本。 四、结论 （1）机械设计过程中的虚拟装配技术对于产品的合理设计，以及后续装配及维修具有重要意义。 （2）重点分析研究了VADE系统和利用多模式虚拟环境的装配分析设计原型方法的虚拟装配设计系统，对VADE的系统配置及特征进行了讨论。 （3）讨论分析了自动装配和虚拟装配的特点，分析表明借助虚拟装配设计系统，在虚拟环境中使用各种装配工具对设计进行检验，可以预见装配系统的完善性。 摘要：通过对目前已有的VADE系统和多模式虚拟环境的分析，来讨论机械设计过程中的虚拟装装配设计技术的类型及特点、配置特征等，最后对其与自动装配之间的不同及优点进行分析。 关键词：机械设计 虚拟装配 自动装配 参考文献: [1] 宋少云,李世其.基于物理的虚拟样机建模技术的研究[J].交通与计算 机.2005(03). 122
ProE链传动虚拟装配设计及运动模拟技术的应用
Pro/E链传动虚拟装配设计及运动模拟技术的应用 本文讲述了链传动的三维虚拟装配与运动学模拟在Pro/ENGINEER软件中的实现方法，并对链传动动力学模拟提出了使用专业模拟平台的建议。 一、链传动概述 链传动有短节距精密滚子链、双节距精密滚子链、短节距精密套筒链、弯板滚子传动链、齿形传动链以及成型链等多种传动类型。链传动的突出特点是构成链条的元件体积小、数量多，链节节距均匀，滚子/套筒结构可以减少啮合时的摩擦和磨损，并能达到缓和冲击的目的。 链传动的运动学模拟效果对于机械总体检查、链节结构设计与改进及链节数量的配置具有重要的验证作用，链传动运动动画对于链传动机构的产品演示、项目开展与交流不可或缺。 由于链节元件小而多的特点决定了链条传动的灵活性和实用性，而元件数量过多使得链传动三维机构模拟在普通计算机上难以实现，巨大的求解数据量对三维软件和计算机硬件的配置提出了很高的要求，在通用CAD三维软件中进行模拟链传动困难很大。本文将探讨在Pro/ENGINEER野火版环境下进行链传动设计与运动学模拟，最后推荐两个专业的链传动动力学模拟软件环境，希望对链传动用户有所帮助。 二、Pro/ENGINEER链传动三维设计与运动学模拟 链传动的设计首先要根据传动功率要求确定大小链轮的齿数、链节运动轨迹以及链节的类型和规格，通过计算确定出链节数量，为链传动机构模拟打好基础。下面是链传动模拟的构建流程。 1.步骤一 设计链传动运动轨迹，确定链节的接口长度和节数。如图1和图2所示，使用草绘曲线绘制轨道，两链轮中心线水平。该次链传动设计共20节链节(这里没有绘制大小链轮)。 图1 链传动轨迹曲线
虚拟化技术研究与应用
虚拟化技术研究与应用 随着企业业务的不断扩大，其拥有的PC机和服务器数量、品牌都不断增加，硬件的更新、维护管理难度都变得非常困难。文章以某企业单位为例，结合其业务特点，利用虚拟化技术对服务器和用户PC进行统一规划，既充分利用资源，降低维护成本，又达到规范化管理的目的。 标签：虚拟化；存储；桌面云；FusionAccess 引言 随着信息化水平的日益提高，信息化平台已变成业务运营与管理的重要支撑和保障。大部分企业通过使用传统PC用于日常办公和事务处理，每台PC上均需安装业务软件程序及客户端，无法对PC进行便捷、高效的统一集中维护与管理，PC的分布式部署，资源变得非常分散，使用效率非常低，资源利用程度不高。并且由于所有业务数据信息分散存储在各PC中，不利于集中存储与备份，增加了业务数据信息由PC端泄露的风险。 随着企业业务的不断扩大，其拥有的PC机和服务器数量、品牌都不断增加，硬件的更新、维护管理难度都变得非常困难。其中一部分PC服务器CPU和内存的使用率不高，空余的资源得不到释放，另一部分服务器则由于资源使用率过高而引发故障，导致整体服务器系统的运算资源分配不均，且无法实现资源调配。 本次将通过虚拟化技术建设企业前端桌面云和后端资源池来对某企业单位的信息化平台进行设计和建设，将该企业单位的业务系统整合迁移到云平台上，扩大资源容量，简化软件的重新配置过程，提高用户终端的工作效率，以满足未来3-5年的业务增长的需要。 1 需求分析 该企业单位目前在信息化方面存在的主要问题如下： （1）单位的PC及服务器系统的部署位置不同，安装的系统环境都不一样，各自独立运行，缺乏规范性管理，导致运维工作非常困难，浪费人力资源特别严重。（2）没有实现资源共享，服务器资源使用率低，难以集中管理和使用。（3）设备采购跟随各业务系统的上线或变更，呈离散状态递增，难以实现统一规划与管理。 结合该企业单位现有业务，主要有以下需求：（1）针对PC分散、系统环境不一的情况，此次建设将采用桌面虚拟化的形式，保障数据的安全可靠。（2）为提高应用系统的维护效率、利用率、业务连续性与可靠性、业务快速上线，需要把已部署的业务系统整合迁移到云平台上，新规划的业务直接部署到云平台上，同时根据业务的发展，提供未来3-5年业务增长所需的资源。（3）在一些重要的
虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析
虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析 张文建,焦梓实,杜亚维,王晋涛 (华北电力大学工程训练中心,河北保定071003) 摘 要:在阐述虚拟装配技术定义与内涵的基础上,描述了虚拟装配技术的现状及未来,综述了国内外的研究现状,并对国内外发展状况进行简要对比分析,指出了目前虚拟装配技术研究中存在的问题及主要发展趋势。 关键词:虚拟装配;装配工艺规划;装配过程仿真;虚拟现实 中图分类号:TP205 文献标识码:A 虚拟装配技术是将DFA技术与V R技术相结合,建立一个与实际装配生产环境相一致的虚拟装配环境(Virt ual Assembly Environment,VA E),使装配人员通过虚拟现实的交互手段进入VA E,利用人的智慧直觉进行产品的装配/拆卸操作,用计算机来记录人的操作过程,以确定产品的装、拆顺序和路径。像许多新兴学科一样,迄今为止,虚拟装配尚没有统一的定义,许多学者从不同的角度阐述了自己对虚拟装配的理解。其一般定义为:无需产品或支撑过程的物理实现,只需通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段,利用计算机工具来安排或辅助与装配有关的工程决策。虚拟装配是一种将CAD技术、可视化技术、仿真技术、决策理论及装配和制造过程研究、虚拟现实技术等多种技术加以综合运用的技术。 1 虚拟装配在国内外的发展现状 根据目前的理解,虚拟装配发展至今可以分为3个阶段,第1阶段是虚拟装配理论的提出阶段,第2阶段是各研究机构在各自实验室复制、建立虚拟装配系统的阶段,第3阶段是各研究机构对虚拟装配各发展方向进行深入研究的阶段。目前国外虚拟装配技术的发展已经进入了第3阶段。 国外对虚拟装配技术的研究起步于20世纪90年代中期,由于政府及工业界对其支持力度比较大,加之研究的基础条件比较好,因此发展势头相当迅猛。 德国Fraunhofer工业工程研究所虚拟现实实验室较早地进行了基于虚拟现实的装配规划系统的研究与开发。他们开发的第一个虚拟装配规划原型系统获得了1996年慕尼黑计算机展览会的最佳系统奖。该系统可以通过虚拟人体模型在虚拟环境中交互式地进行装配操作。在用户交互的基础上产生装配前趋图,并进行装配时间和装配成本分析。通过对真实装配环境的模拟,规划者在进行产品装配规划时,能够综合考虑装配特征和其他装配条件(如装配空间的制约、装配零件供应以及必需的装配工具等)对产品装配的影响。 美国Washington州立大学VRCIM(virt ual re2 ality and comp uter integrate manufact uring)实验室与美国国家标准技术研究所N IST合作开发的虚拟装配设计环境VAD E(virt ual assembly design envi2 ronment)是一个具有代表性的虚拟装配系统。该研究的主要目的是通过生成一个用于装配规划和评价的虚拟环境来探索产品制造中运用虚拟现实技术的可能性。VAD E在SGI Crimson TM工作站上实现,立体视觉由HMD提供(分辨率可达800×600),设计者手的移动由Ascension公司的Flock of Birds TM进行跟踪,所得信息用于控制虚拟环境中虚拟手的位置,手指和手腕的运动由Cyber2 glove TM数据手套监控,而Tactools TM反馈系统用于在手指尖处产生触觉反馈。在这个虚拟装配系统中,设计者可以对公差进行评估,选择最理想的装配顺序,生成装配/拆卸路径规划以及观察最终结果。近来,VRCIM实验室在VADE系统中集成了快速上肢评定算法(The Rapid Upper Limb As2 sessment,RUL A)进行装配过程中人机工程学方面的研究。他们在VADE系统中集成一个可以根据不同人的身高和体形进行调整的参数化人体模型,通过与真实人体相连的6个跟踪设备,对该模型进行跟踪,为RUL A提供输入数据。在进行装配作业时,系统可以对人体模型的姿势进行实时分析。通过尝试多种不同的姿势以及装配过程,根据分析结果找到最佳的工作环境布局。 德国Bielefeld大学人工智能与虚拟现实实验室将虚拟现实交互技术与人工智能技术相结合,基于构造工具箱(Const ruction K it s)的概念,建立了一个虚拟装配系统(COD Y Virt ual Const ructor)。所谓构造工具箱是指在制造领域中可重复使用的、具有多重功能的标准零部件结构库。COD Y是一个基于知识的、三维交互式虚拟装配系统。它允许 ? 9 1 ? 《新技术新工艺》?数字设计与数字制造 2007年 第1期
虚拟现实技术在新产品设计中的运用
虚拟现实技术在新产品设计中的运用 引言 伴随着科学的不断发展，人类礼会进入了崭新的世纪。各种新技术层出不穷，而各个学科相互融合发腱，又产生了许多新的学科技术。产品设计就是这样的一门学科。每一次新科技的出现，都会给产品设计的途径、方式带来新的发展和变化。虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)是以计算机支持的仿真技术为前提的，对设计、加工、装配、维护等，经过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。虚拟技术产生于20世纪40年代，到90年代才逐步发展完善起来，现在已经应用剑了制造、军工、医学、航天、建筑等很多领域，并且都取得了很人的成功。虚拟技术应川到产品设计中，更会体现出它的很多优势，给设计业带来全新的理念和方式。 1 虚拟现实技术在产品设计中的应用 虚拟现实技术是人的想象力和电子学相结合而产生的一项综合技术，是一种高度逼真地模拟人在自然环境中的视听动等行为的人机界面技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊的环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然交互。虚拟现实的基本特征有沉浸( Immersion、交互(Interaction)和构想(Imagination)。与其他的计算机系统相比，VR 系统可提供实时交互性操作、三位视觉空间和多通道的人机界面。近年来，虚拟现实技术被越米越多地应用于科学研究，已逐渐被认为是重要的科学探索工具。 将虚拟技术应用于产品的开发设计，称之为虚拟设计，虚拟设计是以虚拟现实技术为基础，它是以机械产品为对象的设计手段。本质上讲，虚拟设计是将产品从概念设计到投入使用的全过程在计算机上构造的虚拟环境中虚拟地实现，其目标不仅是对产品的物质形态和制造过程进行模拟和可视化，而且对产品的性能、行为和功能以及在产品实现的各个阶段中的实施方案进行预测、评价和优化。 虚拟设计在现实中的应用有很多的方面，正由于其具有以上的优点而被越来越多的人关注。下面是虚拟设计在现阶段的应用状况。 (1)虚拟原型可视化并取代物理原型。例如1992年美国NASA建立航天飞机数字模型与虚拟风洞川以观察飞机流线分布，验证飞机外型设计的合理性。 (2)沉浸式设计环境。虚拟环境与设计互连，通过建立三维数字模型，设计者使用虚拟现实装备在虚拟环境中直接指导操纵模型。在产品开发的各个阶段，对虚拟产品原形的结构、功能、性能、 加工工艺、装配、生产组织等各个方面进行虚拟环境下的仿真，从而保证设计的可靠、高效。 (3)虚拟装配。产晶往往不是单一的零件，多零件产品的装配干涉是常见错误。传统的设计方法，这一错误要到产品最后装配时才能发现。应用虚拟设计，则可以及早发现干涉甚至完全避免干涉的发生。通过装配模拟软件，设计人员可以对虚拟原型进行试验，分析应力和变形等。若设计不符合标准，可以方便地更改模型,并重新生成模型。 虚拟装配设计（Virtual Assembly Design）是虚拟设计在新产品开发方面具有较大影响力的一个领域。虚拟装配（Virtual Assembly）采用计算机仿真与虚拟现实技术，通过仿真模型在计算机上进行仿真装配，实现产品的工艺规划、加工制造、装配和调试，它是实际装配的过程在计算机上的本质体现。目前，就其技术而言，已经成熟，虽尚没有商用虚拟装配系统，也尚未充分地应用于新产品开发的分析和评价，但这项技术在新产品开发中已得到肯定，并具有很重要的意义。 过去传统的产品开发，常需要花费大量的时间、人力、物力来制作实物模型进行各种装
虚拟现实_虚拟装配
SJTU SJTU--CIM CIM--VR虚拟现实研究与应用简介 何其昌 1 上海交通大学计算机集成制造研究所 2009.5.6 术平台 优化平台 术实验室 虚 CIM 研究所/上海市网络化制造 与企业信息化重点实验室 数字化设计制造与管理 集成制造实验室 平台 SJTU-HKPU快速产品开发中心 SJTU-小糸公司快速模具联合 实验室 反求和功能样 件快速制造实 验室 反求和快速 原型制造 企业信息化单 2 上海制造业信息化公共技术服 务平台-上海制造热线 SJTU-UGS PLM 技术中心 元及集成技术 “数字化设计制造与管理”学科建设总目标： ?“三大技术”为主干 ?“三大基地”为支撑 ?制造业信息化技术及开发体系
SJTU-CIM-VR实验室简介|源于1999年立项的国家自然科学基金重点项目“虚拟制造的理论与技术基础”。 |在国家985、211以及上海市网络化制造与企业信息化重点实验室建设经费的支持下，先后建成了支持研究和应用开发的多种类型的虚拟现实系统，形成了较为完整的虚拟现实技术/系统仿真研发和工业应用环境。 |2005年与德国ParderBorn大学 HNI研究所成立“SJTU-HNI虚拟 现实与增强现实联合技术中 3 心”。 |团队成员： z马登哲教授 z范秀敏教授 z武殿梁博士、何其昌博 士、程奂翀工程师 SJTU SJTU--CIM CIM--VR VR实验室研究方向与领域 实验室研究方向与领域 可视化与实时仿真技术基于VR的产品开发技术 VR基础研究、通用开发平台及工具研究 软件开发平台VH TOOL ?可视化监控技术与仿真（采矿、 采油、垃圾处理、数字化码头） ?交互操作仿真（航天、纳米、电 力、驾驶、医学） ?数据场可视化（矢量场、标量场）?产品交互虚拟装配 IV AE/V AWES/DPV AE ?制造过程的可视化仿真 ?生产线仿真与规划 ?产品设计过程的优化与仿真 4 PVRDP（并行渲染），通用虚拟手开发包VH-TOOL，碰撞检测软件包BVCD，粒子生成、线缆生成、分形几何建模等软件工具基础研究：复杂几何模型的动态生成与操作、场景并行渲染、基于网格计算分布式VR、自然交互技术、复杂场景的实时碰撞检测
虚拟装配技术的研究与应用现状
虚拟装配技术的研究与应用现状 2009-12-07 18:12:05 作者：admin来源： 装配是按一定的精度和技术要求，将一组零散的零件按一定的次序连接组合成产品的过程，其核心内容是装配序列规划，对产品质量起着决定性... 装配是按一定的精度和技术要求，将一组零散的零件按一定的次序连接组合成产品的过程，其核心内容是装配序列规划，对产品质量起着决定性的作用。据统计[1]，在产品的生产过程中大约1/3以上的人直接或间接从事与装配有关的活动，装配费用则占整个生产成本的30%～50%（对于某些复杂产品，这个比例会更高[2]）。另一方面，装配环节也是制约生产自动化的主要因素，装配性能的好坏是决定产品能否采用自动化装配的关键。因此，一个好的装配顺序规划和工艺规划，对改进产品设计、降低成本、缩短产品生产周期具有重要意义。 传统的产品开发过程中，对产品装配性能的分析和评价通常都是借助实物模型来完成的，这种方法既费时、费力、准确性差，又不能及时、方便地进行修改，延长了产品的设计过程，造成了财力、物力的浪费。虚拟现实技术的发展为解决上述问题提供了新的途径。在虚拟环境下，工程师可以模拟实际的装配过程。这样，在利用装配工程师经验的同时，产生的装配信息又可以用于装配规划，经过整理归纳，经验形成规则被存入知识库，系统可以根据已有的规划处理类似的产品，从而可以解决自动装配规划中类似的装配问题。 虚拟装配技术研究现状 国外对虚拟装配技术的研究起步较早，在理论上的研究涉及面广，且已经有较为广泛的应用。美国华盛顿州立大学的Jyaaram等[3]开发研制了一个称为“虚拟装配设计环境”(VADE)的虚拟装配设计系统。利用这个系统，设计人员可以在设计工作的初期便可考虑有关装配和拆卸的问题，从而避免了装配设计方面的缺陷。在这个系统中，设计人员首先将在CAD系统建立的零件模型导入虚拟装配系统，然后在虚拟装配系统中直接操作虚拟零件进行装配，有关产品的可装配性得到检验，同时也获得了许多有关产品的设计和制造工艺信息。Dewar等[4]提出了虚拟环境中辅助进行手工装配的方法，该方法能够自动记录操作人员在虚拟环境中对虚拟部件的装配动作，还能辅助操作人员自动进行装配，并且询问操作人员装配时的装配方法，同时生成装配规划。美国Sandia国家实验室研究开发了一个名为Archimedes[5-6]的用于生成优化和检查装配工艺的交互式装配规划系统。它允许用户定义工艺约束，自动生成装配工艺并判断是否满足约束条件，还可以按照用户提供的指标优化装配工艺。它可以使用当前流行的各种CAD模型，并能以多种形式输出装配工艺规划结果。Archimedes已被成功地应用于多家企业，如NASA、Rockwe公司、洛克希德·马丁公司、休斯飞机公司等，其中休斯飞机公司的产品实例为著名的第4代空空导弹“响尾蛇”AIM-9X，共有471个零件。德国的Michael Weyrich等人[7]通过调用OpenGL,InventorPerformer和Vega库，实现了面向虚拟制造的“虚拟工作台”交互环境。借助1副特殊的LCD眼镜、枝六维笔、1个三维鼠标和1双数据手套，用户能够直接与虚拟对象进行交互，实现顺序控制、运动仿真装配碰撞检查等。德国的BMW公司建立了Virtual Process Week体系[8]，利用虚拟技术对汽车装配流程的合理性加以测试。日本N Abe等开发了机械零件的可装配性验证系统[9]，支持设计者在虚拟环境下进行装配分析；德国Bernhard Jung等人开发了一个基于知识的虚拟装配系统CODY[10]，允许设计者通过三维操作，进行产品装配。 国内虚拟装配技术的研究相对较晚，与发达国家有一定差距。清华大学国家CIMS工程技术研究中心基于CAD软件平台Pro/ENGINNEER开发实现了虚拟装配支持系统VASS
虚拟仿真实验平台使用教程
虚拟仿真实验平台使用教程 一、首次使用 1. 虚拟仿真实验平台登录网址为：:6050 2. 点击右上角“系统使用说明（首次登录必看）” 3. 根据视频教程安装虚拟运行环境 4. 查看系统各模块的视频教程
二、预习测试 1. 登录仿真平台（初始账号密码均为10位学号，登录后请设置邮箱和密保问题， 设置后可以自行找回密码） 2. 进入“实验预习系统” 3. 在“完成预习”选项卡下进入预习，根据提示完成预习测试题。 注意：“实验预习系统”仅具有答题功能，请同学们完成预习测试题前先在“仿真实验V4.0”系统进行实验学习！
三、仿真实验 1. 进入“仿真实验V4.0” 2. 进入各实验项目进行学习和实验 3. 实验操作由系统评分，同时考察实验操作过程和测量数据情况。 注意：请在结束实验操作前截图保存原始数据，以进行后续的数据处理和报告撰写，实验结束后无法查看原始数据！
四、实验报告提交 1. 完成虚拟仿真实验后，在“开始实验”选项卡下点击“上传实验报告” 2. 点击“报告模板下载”按钮下载该实验的报告模板，根据模板要求完成实验报告并上传。 3. 在教师评阅前实验报告可多次上传，新上传的实验报告会覆盖之前上传的。 五、技术问题 1. 虚拟仿真实验平台使用过程中遇到技术问题时，可在“虚拟仿真实验环境安装
及使用问题解决方案”中查找解决方案。 2. 遇到无法解决的问题，同学们可以将问题反馈给学习委员，由学习委员在“物理实验课程通知群”统一反馈给实验指导教师和公司技术人员。 附：虚拟仿真实验环境安装及使用问题解决方案
虚拟仿真实验环境安装及使用问题解决方案 1. 安装过程中如果遇到如图所示的情况 解决方案：请关闭杀毒软件(360安全卫士，360管家，联想电脑管家，鲁大师等)，再重新安装，如果还不行就按照如下链接给注册表权限再安装
虚拟装配技术
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3318399585.html, 虚拟装配技术 作者：霍春明 来源：《商情》2009年第01期 【摘要】虚拟装配技术是虚拟现实技术、计算机仿真技术等多种先进技术在制造装配领 域的综合应用，与一般的装配仿真、基于虚拟现实技术的装配仿真相比较，具有更大的智能性和优越性，可完成或者支持装配过程的可视化或装配工艺的规划，极大提高机械设计和制造的效率。 【关键词】虚拟装配技术机械设计机械制造计算机辅助设计 传统的计算机辅助装配系统输入输出设备是二维的，而机械虚拟装配技术的输入输出设备是三维的。在虚拟的产品装配环境中，设计人员如身临现实的装配环境，全方位的感受到装配过程，眼可看到、手可摸到虚拟的零件，通过手势、声音等智能设计完成产品的虚拟装配，同时对产品的可装配性做出直接的判断、评定或者修改。 1 虚拟装配技术 1.1常见的虚拟装配系统结构 常见的虚拟装配系统结构一般分为4个模块：模型模块、用户交互模块、环境虚拟模块和输出模块。 (1)模型模块：功能是通过将零件的相关数据信息，包括几何模型、物理特征、零件的公 差等，以及产品的装配模型，输入到虚拟装配系统里，生成需要的虚拟零件模型。 (2)用户交互模块：即各种虚拟外部设备和其支持系统，通常有麦克风、数据手套、光栅 眼镜、数据衣、头盔式显示器等。装配技术人员利用这些虚拟外部设备与虚拟装配系统进行人机交互，进行虚拟装配的各种操作。 (3)环境虚拟模块：是虚拟装配系统的核心，包括各种虚拟现实算法、虚拟装配环境配 置、虚拟装配环境生成、虚拟零件模型、虚拟装配工具包以及虚拟外部设备驱动系统。其中，虚拟现实算法主要包括干涉检验算法、多细节层次模型自动生成算法；虚拟装配环境配置即对装配环境进行配置，包括坐标系的设定、定位、光照设置等；虚拟环境生成即生成虚拟环境所
国家质量基础的共性技术研究与应用
附件4 “国家质量基础的共性技术研究与应用” 重点专项2019年度项目申报指南 国家质量基础（NQI）由计量、标准、合格评定（检验检测和认证认可）共同构成，是联合国工业发展组织和国际标准化组织在总结质量领域100多年实践经验基础上提出的。NQI支撑并服务于国民经济的各个领域，具有公共产品属性，技术性、专业性、系统性和国际性特征鲜明，不仅被国际公认是提升质量竞争能力的基石，更是保障国民经济有序运行的技术规则、促进科技创新的重要技术平台、提升国际竞争力的重要技术手段。新常态下，党中央、国务院提出把推动发展的立足点转到提高质量和效益上来，NQI的战略地位和基础作用更加凸显。加强国家质量基础的共性技术研究与应用，对于推动我国经济发展保持中高速增长、迈向中高端水平，具有重要的现实意义。 为推进我国NQI的科技创新，驱动我国经济社会发展的质量提升，2016年科技部会同原国家质量监督检验检疫总局等14个部门，启动了国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项，围绕计量、标准、合格评定（检验检测和认证认可）和典型示范应用5个方向进行了部署。 2019年专项拟继续部署12个重点任务，拟安排国拨总经费 —1—
1.23亿元。重点围绕落实党中央新部署的重大战略任务、制约产业发展的关键核心技术问题、经济社会发展中的重大质量共性技术问题和加强质量基础共性技术的集成应用等方面开展研究。同一指南方向下，如未明确支持项目数，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。项目执行期一般为2年，如无特殊说明，每个项目下设的课题数不超过5个，参与单位数不超过10个。 1.多用途高功率光纤激光器评价技术及标准测量装置研制 研究内容：研究强激光多维物理特征，开展高功率光纤激光器关键参数测量；研究多用途高功率光纤激光器标准测量装置及测试校准方法；开发高功率光纤激光器测试应用软件；开展高功率光纤激光器测试。 考核指标：（1）高功率光纤激光器标准测量装置2台：波长范围1~3μm（标准不确定度1pm~1nm），功率1mW~30kW（标准不确定度1μW~30W），光束质量1~10（β，标准不确定度0.01），对光束直径≥100mm的光纤激光器开展测试；（2）开发高功率光纤激光器测试应用软件1套；（3）形成通用标准、相关技术规范2项，申请发明专利不少于4项。 2.高强度激光增材制造及专用合金材料质量评价技术及标 —2—
《机械产品虚拟装配通用技术要求》
《机械产品虚拟装配通用技术要求》 编制说明 一、任务来源 《机械产品虚拟装配通用技术要求》国家标准的制订任务于2008年3月由全国技术产品文件标准化技术委员会提出，2009年1月被正式列入国家标准化管理委员会2008年第三批国家标准制修订计划，项目编号为：20081215-T-469，技术归口单位为SAC/TC146 全国技术产品文件标准化技术委员会（以下简称标委会）。 二、工作过程 1）预研工作 从2007年初,标委会就通过召开相关标准研讨会,对本标准开展了需求调研和方案预研工作。 2）工作组的组成 任务下达以后，标委会根据本国家标准制定任务的具体要求，通过公开征集、择优选择等方式，于2009年2月成立了标准起草工作组（以下简称工作组）。工作组的专家
主要来自机械科学研究总院中机生产力促进中心、中国电子科技集团公司第三十八研究所、北京数码大方科技有限公司、北京清软英泰信息技术有限公司、北京艾克斯特信息技术有限公司、北京理工大学、西安电子科技大学、上海交通大学、广西玉柴机器股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、广西柳工机械股份有限公司、北京科新纪元信息技术有限公司等单位，涉及应用、软件开发、技术研究等单位。 3）标准的起草过程 工作组成立后，开展了大量的调查、分析与研讨工作，先后起草了标准草案（工作组1稿）、标准草案（工作组2稿）和标准草案（工作组3稿），并召开了2次专题研讨会，对上述标准草案的工作组的各稿进行了深入的研讨，研讨会的时间、地点及参加人数见下表： 经过上述起草和专题研讨工作，工作组于2009年10月22日形成标准草案（征求意见稿）。 三、标准编制原则 1）、侧重基础共性问题，兼顾高低端应用 本标准从机械产品虚拟装配的通用规则出发，面向不同制造企业、不同产品类型和不同产品开发模式，归纳出一般适用的总体要求和技术点，以求解决企业在实施虚拟装配中涉及的基础共性问题。在技术上一方面要考虑数字化设计与制造应用水平较高的企业的需求与可实现的目标，另一方面也需兼顾应用起步阶段的企业需求与可实现的目标。 2）、亲技术，远操作 虚拟装配往往与软件的操作密切相关的，但是，目前不同的虚拟装配软件其特征体系和操作命令都不尽相同，因此，本标准不能基于某一特定的虚拟装配软件平台、也不宜采用软件操作手册的方式来编写，而是需要从不同软件的各种操作中总结和提炼出需要共同遵守的规则和技术点。 3）、立足现状，适度前瞻 数字化设计与制造技术正处于不断发展之中，标准仅定位于成熟技术的积淀，将难以满足技术发展的要求；但标准技术内容过度超前，则易与企业应用脱节，并将面临技术不成熟而带来的风险。因此，本标准需立足现状，适度前瞻。
基础研究和应用基础研究
基础研究和应用基础研究 基础研究和应用基础研究是科学技术进步的基础和源泉，在我国科学技术进步的战略部署中占有十分重要的地位。因此，《中华人民共和国科学技术进步法》以专章的形式对基础研究和应用基础研究的若干重要问题作出明确规定。本文试图对这些规定作一分述。 一、基础研究和应用基础研究的概念 （一）基础研究和应用基础研究的含义 《中华人民共和国科学技术进步法》第一次以法律形式明确提出“基础研究”和“应用基础研究”的概念。什么是基础研究？什么是应用基础研究？法律本身尚未有定义式规定。为了搞精这两个概念的含义，我们不妨先考察一下有关解释。人类从事的科学技术研究与开发（R＆D）活动，按联合国教科文组织的规定，分为基础研究（Fundamental Research）、应用研究（Applied Research）和试验发展（Experimental Pevelopment）三类。根据《联合国教科文组织技术统计手册》的解释，所谓基础研究，“主要是为了取得关于现象和可观察的事实的基本原理的新知识，并不以何特定的或具体的应用为目的而开展的实证性工作或理论性工作。”所谓应用研究，“主要是为了达到某一具体的实用目的或目标而获取新知识所进行的独创性研究”。 不过，随着科学技术的发展，联合国教科文组织的这种分类方法在逻辑和实践中也表明了它固有的缺陷。因此，一些国家并不受联合国教科文组织对R＆D活动三分类的定义或体系的局限，而是结合本国情况作些修正。 我国科技界对R＆D活动的分类方法也有不同认识，综合起来，国内外关于R＆D的分类不外乎有下列几种分类法： （图略）
1989年2月召开的“全国基础研究和应用基础研究工作会议”上提出了“基础性研究”的概念，其内容包括基础研究和应用基础研究。并确认应用基础研究是应用研究的一部分：[1] 图略 《科学技术进步法》关于基础研究和应用基础研究概念的确切含义是什么呢？综合联合国教科文组织和国内外有关学者的解释，我们认为；所谓基础研究，主要是指为了认识的目的而获取自然规律、原理的新知识所进行的创造性研究；所谓应用基础研究，主要是指为了实现某一特定的或具体的应用目的或目标而获取应用原理、规律的新知识所进行的独创性研究。两者的共同点在于：都是获取有关规律、原理的新知识，都进行创造性或独创性研究。两者的区别主要是：前者主要以认识为目的的而无特定的或具体的应用目的，因而强调一般的创造性；后者则主要以特定的或具体的实际应用为目的，因而强调其独创性。 需要指出的是，当我们说基础研究主要以认识为目的时，并不否认某些基础研究具有广泛的、一般的应用目的或目标。一般地说，基础研究在有无应用目的或目标方面似乎可以分为两种情况。一种是确乎看不出有任何应用目的或目标，如发现新的基本粒子、地球的起源与寿命、生物的演化等研究。这类研究仅仅增添人类的知识和认识能力，超码在当前看不出有什么应用目的或目标，这就是人们所说的“纯粹基础研究”。另一种则具有远期的、广泛的或一般的应用目的或目标，尽管在当前还不能达到实际应用的程度，如超导原理研究、激光原理研究、癌症和艾滋病病理学研究等。这类研究则不仅仅增添人类的知识和认识能力，而且在将来肯定会有利于付诸实用。这类研究也就是人们所说的“定向（或目的）基础研究”。不过，不管是纯粹基础研究也好、定向基础研究也好，其特点都在于主要以认识为目的，并不以特定的或具体的实际应用为目的。如果说，应用基础研究与纯粹基础研究的区别容易被人们所认识的话，那么，由于上述特点的存在，定向基础研究与应用基础研究的区别也是明显的。有无特定的或具体的实际应用目的，不仅将基础研究与应用研究区别开来，而且将定向基础研究与应用基础研究区别开来。某些基础研究所具有的广泛的而非特定的、一般的而