0 前言
虚拟制造作为一个全新的概念,是信息时代制造技术的重要标志。虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现,既采用计算机仿真和虚拟现实技术,在计算机上实现产品的开发、制造,以及管理和控制等制造本质过程,以增加制造过程各级的决策和控制能力 。虚拟制造技术是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论、VR技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础,研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下,利用制造系统各层次及各环节的数字模型,完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。
1 选型的难点
因此,如何在现有虚拟制造技术的指引下,挑选一种应用平台利用计算机网络在虚拟现实环境中建立起来的,具有集成、开放、分布、并行、人机交互等特点的,能够从产品生产全过程的高度来分析和解决制造系统各个环节的技术问题的实景仿真虚拟现实制造平台,就存在以下几方面的难点:
如何选择满足自己可持续发展的平台技术?
如何统筹、协调多类型的应用需求?
如何找到适合自己需求的应用技术?
2 选型的对策
2.1 选择适合自己的主流产品技术
各种实景仿真虚拟现实制造平台产品都存在着差异,有其相应的技术特色与专业分工,并不是对所有用户都是最适宜的。例如,虚拟现实制造平台中有些适合虚拟现实展示的;有些适合工程设计评审的;有些适合模拟生产线实景过程的;有些适合实体分析数据可视再现的;有些适合模拟实景培训的等等,不同软件功能和操作各有所长,各种平台在面对的应用行业的不同有会产生一些相互矛盾的技术实施要求。因此,我们在选型过程中一定要保持一个清醒的头脑和一个坚定的的信念,那就是“以我为主,为我所用”。“以我为主”即为以我的实际应用方向为龙头,不要受到实景仿真虚拟现实制造平台产品眼花缭乱的推广宣传所影响,被供应商牵引需求。“为我所用” 搞清各种产品的特点,认清自己所处行业和自身技术能力,摈弃掉实景仿真虚拟现实制造平台技术中的技术泡沫和技术陷阱选择能够自主掌控的实用实景仿真虚拟现实制造平台技术。应该根据自己需要的功能,全面考察平台的性能。企业可以先设想或请专家设计一些案例,目的是验证软件的操作性能,测试计算、响应、图形显示是否简捷快速,输入输出是否方便简单,各种应用功能是否好用等,主要是考查软件总体功能。另外,还要通过企业的典型实际应用案例,考察软件对复杂问题的解决能力。
实景仿真虚拟现实制造平台的功能必须满足各种自身应用需求对实景仿真虚拟现实制造平台的功能要求。选择平台时,应当注意综合性能的对比,保证软件功能齐全、商品化程度高,特别应当注意功能能够满足自己的应用能力。某些软件的单项功能较强,而在其它方面功能较弱,往往会影响用户的应用。选型时主要从以下几方面考察软件的功能:(1)基本能力,包括虚拟现实环境的构建、产品模型、过程模型、活动模型、资源模型之间的信息集成;(2)功能实现的辅助特性,包括界面与操作、图形显示能力,二次开发工具、标准参数设置,版本兼容、图形数据交换、数据管理;(3)专业方向实现工具,包括虚拟拆装过程设计,虚拟培训设计以及其它专业化设计应用。
2.2 软件的开放性
要求平台具有开放性,用户可以方便地把自己的需求功能加进去,以便使用中基于平台进行二次开发,修改和用户化满足本单位的特殊需要。平台应该提供二次开发工具,允许使用者编写程序为专门的应用领域对命令菜单进行用户化。平台应能容易地完成某类特定工作要求,并集成到平台中,而且要求二次开发工作量越小越好。平台开放性的另一个重要体现是标准化程度,标准化程度越高,平台的通用性越强、兼容性越好。平台的灵活性也是开放性的一个标志,我们需要的是一个十分灵活的平台,它可以调整以适用于企业的要求。
实景仿真虚拟现实制造平台技术的发展十分迅速,产品的淘汰很快,选型一定要选择代表技术潮流的产品。要了解产品制造商是否能够提供跟上技术发展趋势的产品,避免使用过时的技术。
2.3 选择符合自己发展方向的技术需求产品
目前,市场上实景仿真虚拟现实制造平台主要分为实时渲染和制作渲染两大类。其中,实时渲染平台主要以法国techivze公司的产品为代表,其使用优点是能够快速提供三维立体虚拟现实环境,能够将各类商业化模型数据实时转化。该软件强调的多类型数据快速形成虚拟现实环境的能力,但是其虚拟环境的效果受数据原型限制不能独立运行和修改,对于动态数据的展示能力不足,没有二次开发和逻辑驱动的能力。制作渲染平台是目前应用最多的一类,主要有达索公司的virtools和3DVIA Studio、I3D公司的3DVIA Studio、EON 的EON Studio、Lumiscaphe的Pathwork 3D。同时,国内还有一些公司开发的类似产品。这些产品虚拟现实制造平台中有些适合虚拟现实展示的;有些适合工程设计评审的;有些适合模拟生产线实景过程的;有些适合实体分析数据可视再现的;有些适合模拟实景培训的等等,各个软件平台技术侧重各不相同。因此,需要我们对照自己的需求,进行权衡比较。
2.4 对平台应用的适度前瞻性考虑
实景仿真虚拟现实制造平台发展迅猛,在选型阶段就应该充分考虑未来的发展。系统自身应能够扩展,配置上要适应发展,创造出一个良性循环的应用基础。在预留发展的问题上,首先应该考虑企业需求的发展,其次才是系统在技术和功能方面的发展。实景仿真虚拟现实制造平台是作为工具存在的,是为满足企业特定方面的需求而存在的,没有必要追求当时最高端的硬软件产品,而要考虑企业的需要及发展状况。
3 平台选型的具体过程
3.1 产品技术的选型考虑
本单位采购实景仿真虚拟现实制造平台主要的用途是以虚拟现实在生产线布局设计优化中的应用研究为方向。针对用途我提出了产品技术的选型考虑以模型信息集成为根本:产品模型、过程模型、活动模型、资源模型之间的信息集成以高逼真度仿真为特色:仿真结果的高可信度,以及人与这个虚拟制造环境的交互的自然化为主要目标。
3.2 应用方向的选型考虑
我们在平台应用方向的选型考虑首要满足生产线布局设计虚拟制造能力,同时为了具备根据工艺制造过程展示需要,应具有接收并展示骨骼动画、设备工艺流程动画功能。设备工艺流程动画支持编程控制。渲染效果要达到仿真细节清晰,支持法线贴图、光照贴图等高级实时材质效果,贴图材质符合设备实际,除主要工艺生产线仿真外,还要具有工艺生产线厂房、天空、街道及街道周围绿地植被等相关附属环境的仿真。
除此之外,针对未来发展,对平台提出了模拟实景培训、模拟设备试运行的二次开发扩展能力。
3.3 技术实现的选型考虑
针对本企业接收到的三维模型种类繁多,因此对平台在三维模型种类的兼容性上提出了较严格的要求,结合本企业需要模拟的场景和模型规模较大,开展了供应商资格压力测试,统一的模型和环境虚拟要求使我们能较深刻的了解就本企业应用方向领域不同平台之间技术实现能力的差异,为下一步招标选型打下了坚实的基础。
针对本企业未来模拟实景培训、模拟设备试运行的需求,通过考察相类似案例企业和开发技术交流了解了不同平台各自不同的二次开发特性。
选型阶段不仅要考察平台的功能,还要考察供应商的技术支持与服务能力。技术支持能力强的,能够帮助用户很快地掌握软件,及时解决应用中遇到的难题,能够在短时间内产生经济效益。技术支持服务大体包括:软件系统的升级,开发商应有雄厚的研发实力,不断推出新功能、新版本;素质高、经验丰富、响应快、态度好的技术支持队伍,负责维护系统的正常运行,帮助解决应用中的问题,协助用户进行二次开发;完备的培训体系,保障我们平台的持续运行。
4 结论
相信很多参与选型的朋友都跟我有同感,平台选型还是比较注重实用,既满足需求,服务好,性价比又高的软件供应商才是我们青睐的对象,如何寻找到这样的软件供应商呢?我个人认为选型有两条基本原则1、“以我为主,为我所用”;2、“脚踏实地,积极测试”。如果你坚持按上述原则去挑选你的软件供应商,那么优质的软件供应商终将出现在你的视野里。
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