网络也允许在给定任务上合作的设计,服务和生产队伍的训练。这些队伍的成员可能在同一工厂,在不同工厂,或是在其办公室工作的学术的和咨询的专家。可以理解,产品造型和服务可能扩充到整个工厂设计。工业工程将由虚拟现实帮助在工厂中定位设备,得到最好的生产部件流动。所有这些技术将花几年才能成熟,并在工业得到广泛接受。但可以规划,在Ford第一次工业革命和采用计算机的第二次革命后,由于加紧利用虚拟现实系统,第三次工业革命正在隐现。 1.理由 虽然所有制造的最终目标是生产明确的物体或部件,但在形成计划、规范和过程中信息起最重要作用。于是,应该预计到,包括VR的信息技术在制造中起重要作用,使人能更有效地产生和管理这些信息。在产品生命周期中应考虑下列几点。 (a)研究设计要求。VR可以用作媒体,可以由产品虚拟图像形成用户想象的产品图像。这个图像然后被制造,或用作生产规范的基础。例如,空间设计的漫游。 (b)进行细节设计。VE使设计者能够进入设计的内部和移动零件,检查可达性,并尝试计划的维护过程。设计者就可以有全面的观察,看到设计修改或部件更换怎样影响其它部件的设计。 (c)生产产品。虚拟操纵线可以仿真生产线上人和机器的过程。虚拟操纵线可以用于预测性能并诊断故障源。如果工程师能观看和修改虚拟空间中的各种工厂布局,就可以改进工厂管理。 (d)销售产品。如果让潜在用户看到产品的各种应用,VE就能在生产前向用户销售产品。 2.特殊的应用 (a)建立电子原型 建立电子原型有很多优点,它比物理模型更容易共享制造功能和修改能力的数据。另一个优点是在设计过程不进行物理测试就能得到受力和寿命的测试数据。VR能增加电子原型的价值,因为它使用户、销售商和工程师能在虚拟空间环顾和操作产品,这类似在真实空间探索物理模型。长远目标是VR系统能使不同地点的一组人能在共享虚拟空间中一起工作。 北卡大学的研究者[Airey,1990]开发的软件创造了虚拟的交互建筑环境。这个软件用于提供未建成的建筑物的漫游。在漫游虚拟建筑物时,根据人相对建筑空间的位置,改变看到的场景。该软件用于设计内部空间,包括工业建筑、医院手术室、教堂、住宅和飞机机舱。 (b) 生产线的电子布局和管理 VR技术另一个重要应用领域是加工、制造和装配线的设计与测试。可能开发虚拟操作线,仿真人和机器的工作,预测人类性能和安全的有关问题,并估计故障概率和工作效率。与真实的操作线比较,虚拟操作线更容易根据发现的问题进行修改。而且在产品设计过程中它就给出制造效率的信息。此外,虚拟产品改组装备,或者在发生错误或问题的过程中改变人机接口设计或过程。 由于VR技术向现有工业提供更多的承诺,所以在政府和制造业的几种力量将推进其开发和应用。由工业的观点,VR技术使制造过程(由计划到销售)更灵活更经济。航空、汽车和纺织工业正在追求VE技术,作为加速发展和改进产品的工具。克莱斯勒、福特和通用汽车公司,以及美国陆军车辆中心、"联合技术"的汽车分部、密西根大学和几个小公司,组成了VR联合体。在给先进研究课题局(ARPA)的建议中,联合体预计VR技术导致改进的产品设计,更好的市场响应,以及时间和价格的减少[Adam,1993]。 |