虚拟技术在工业产品设计中的应用
杜兆勇
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杜兆勇,. 虚拟技术在工业产品设计中的应用[J]. 设计研究,20213. DOI:10.12721/ccn.2021.157007.
摘要: 研究将虚拟现实技术应用到工业设计当中是一个具有突破性的创新,也是改革的契机。虚拟技术依托于信息技术,并在虚拟呈现方面取得了较大的成绩。虚拟技术以其显著的工业优势,已经被广泛应用于不同领域,对于虚拟技术的研究也在不断拓展和深化,以便能够更好地推进社会技术进步。基于此,文章将对虚拟现实技术在工业设计中应用的思路进行分析,探讨如何充分发挥讨虚拟现实技术对于工业设计的作用,为相关工作提供有价值的参考,促进工业设计水平的提升。
关键词: 应用方法;应用思路;工业设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157007
基金资助:

伴随着科学技术的创新与进步,在现代工业设计领域中虚拟现实技术与网络技术的应用已经成为了不可阻挡的必然发展趋势,虚拟现实技术的应用效果也得到了高度的认可。与之前工业设计领域中所应用的传统技术相比,虚拟现实技术的优势得到了非常显著的体现。虚拟现实技术借助先进的技术力量实现了与现代工业设计活动的高度融合,在虚拟现实技术的应用过程中,其不仅仅可以顺畅无阻地观察和操作三维立体空间中的事物,而且可以模拟出真实的工业生产场景,这对于推动工业设计的进一步创新与发展有着非常重要的价值和意义。

一、虚拟装配与工业设计

虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分,也是虚拟制造过程中最为薄弱的一个环节。利用计算机虚拟环境借助硬件交互设备,将虚拟零件模型进行装配操作,模拟真实的装配环境,并提供实时的碰撞检测、装配工艺路径、装配约束及装配序列等功能。通过虚拟装配技术,可以提供产品的可装配性、装配序列、装配过程等信息,并生成装配报告,能够很好地记录工业产品的装配属性,辅助工业产品的概念设计。虚拟与现实技术能够提供虚拟环境下的人机交互,计算机辅助工业设计能够利用VR技术,建立语音、体感、意识等形式交互方式,进行工业产品的人机交互,设计具有满足使用者精神需求的产品。同时,虚拟仿真技术的运用,可以更加精确地模拟现实环境中的产品设计,在虚拟装配领域的应用能够计算模型间的配合精度,生成装配方案,以期实现在虚拟环境中的产品装配,减少传统设计方法的不足。

二、虚拟现实技术的作用和价值分析

1. 虚拟技术具有便捷信息获取优势

随着人们对于工业产品的需求增加,对于工业产品的相关信息也有着更加强烈的获取意愿。工业产品生产者需要以吸引社会需求群体为宗旨,通过有效的工业产品引领,将其转化为有效的消费群体。通过虚拟技术,可以将工业产品信息全面地展示给消费者,为消费者观察和体验工业产品生产流程提供重要的支持。这种信息传递方式,能够大大降低传统的工业产品宣传成本,同时提高消费者的体验感受效果。虚拟技术模式下的信息获取,是对工业产品从设计到生产全过程信息的一种整合,可以依据消费者所关注的重点方面予以详细解析,同时也能够提供有针对性的信息服务,更好地满足了工业消费者的需求。

2.虚拟现实技术在工业设计领域的影响

在以往的工业设计过程中,需要严格执行逻辑顺序,在前序的设计工作完成后再进行后续的设计工作,一旦在整个过程中有个别环节出现问题,就会导致工业设计无法正常进行。虚拟现实技术在工业设计领域的应用,可以通过网络通讯以及建立数据库等方式组建虚拟的开发小组,小组成员包括设计人员、分析人员、测试人员以及客户,通过并行开发的方式,避免在设计中出现大量重复性的工作,便于在设计开发的过程中进行有效的信息提取,综合考虑产品的设计、制造以及销售等方面遇到的问题,及时解决这些遇到的问题,以此确保整个设计研发的准确性。

三、虚拟技术在工业产品设计中的应用

1. 建筑工程建设中使用虚拟技术

建筑工程领域中的虚拟技术应用范围更加广泛,这也是建筑工程实施特征所决定。建筑工程建设中,由于涉及到的流程非常复杂,如果仅仅以传统的方式去管理和控制,不仅难以保证工程的质量效果和流程规范水平,同时也会增加工程实施成本,不利于建筑经济效益的实现。将虚拟技术应用于建筑工程中,可以根据工程方案和施工图纸,在虚拟环境中构建整体的工程实施模型,将工程建设的每个步骤在虚拟环境中去演示。虚拟技术的建模优势非常显著,可以通过全方位的立体建模方式,完全呈现出建筑工程的整体效果,也可以利用虚拟现实交互方式,为建筑施工管理人员提供重要的监管依据。在建筑工程建设中使用虚拟技术,还可以为消费者提供一个真实的体验环境。在虚拟空间当中呈现建筑完成后的真实效果,消费者可以在虚拟系统和辅助工具的帮助下,置身于建筑环境当中,漫游于虚拟化的建筑场景当中,从而能够更加直观地感受到建筑的各方面情况,能够为消费者的消费决策提供重要依据。建筑工程的监督检验单位,也可以在这样的体验中去检查建筑施工是否存在问题,这也实现了建筑管理和监督能力的提高。

2. 汽车制造设计中应用虚拟现实技术

在我国当前汽车制造领域当中,虚拟现实技术也得到了越来越广泛的应用。关于虚拟现实技术在汽车制造领域中的应用,其具体体现在以下几个方面:一是虚拟现实技术可以帮助设计人员提前发现汽车整体或者零部件中存在的问题,实现问题的提前解决。二是借助虚拟现实技术构建起的三维立体模型,设计人员可以提前去真实感受设计方案下汽车驾驶以及内部的舒适度,并且就可能会发生的故障问题进行模型和解决,这对于提高汽车设计指标的科学性有着非常大的帮助作用。三是虚拟现实技术成功实现了对汽车各个流程的虚拟化,诸如汽车的造型、汽车的冲压、制膜、焊接等,其都可以借助先进的虚拟现实技术来进行有效的检测和监督,进而更好地确保汽车生产与应用的安全性与高效性。

3. 在详细设计中的应用思路

在工业设计产品研发的进程中,对产品详细的概念设计进行下一步的深化,是十分关键的环节,在这个环节中,需要完成零件的配备、零件装配的合理性设计、工艺的配备等众多的工作,其中可制造性分析发挥着十分关键的作用。如果产品的结构比较复杂,在对其设计时,则可以用这一项技术进行详细的分析改善,提高分析过程的直观性,防止出现配合较差或者零部件相互不协调等问题,实现虚拟装配。虚拟装配需要利用计算机技术分析产品装配的过程以及结果,得出产品模型的参数,制定产品的相关营销策略,不需要通过实际产品进行决策。随着科学技术的快速发展,虚拟现实技术将成为推动工业设计发展的重要动力,而虚拟装配技术是虚拟制造过程中的主要技术。对产品进行虚拟装配,能够实现茶农产品的零件的模拟分析,将模型放到最初的模型中进行实验,以便妥善的解决在实际制造当中存在的不足,对虚拟模型的设计进行优化。目前我国所应用的最多的计算机辅助三维立体设计就是运用了虚拟现实技术,在设计研发初步设计中,将产品初稿模型放入虚拟出来的环境中,通过虚拟环境创建产品模型,对产品的外观由于功能进行模拟,同时对模型的人机交互能力进行验证,在不断地测试得出结论后,采取针对性的解决对策。

结束语

虚拟技术在工业产品设计的广泛应用,为工业产品设计和生产提供了新的思路。从而,成功实现了现实工业设计与先进科学技术的无缝连接,在虚拟现实技术的应用之下,从而,充分发挥其在工业设计中的作用,提升工业设计领域与虚拟现实领域的交流,更好地提升工业设计水平。

参考文献

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