一、数字样机概念
数字样机是在计算机上表达的机械产品整机或子系统的数字化模型，它与真实物理产品之间具有1:1的比例和精确尺寸表达，其应用通常是用数字样机验证物理样机的功能和性能。
主要包含有数字物理样机（DigitalMock-Up，DMU）、功能虚拟样机（Functional Virtual Prototype, FVP）和虚拟工厂仿真（Virtual Factory Simulation, VFS）三个方面内容。其中，DMU对应于产品的装配过程，用于快速评估组成产品的全部三维实体模型装配件的形态特性和装配性能；FVP对应于产品分析过程，用于评价已装配系统整体上的功能和操作性能；VFS对应于产品制造过程，用于评价产品的制造性能。
图1 CAD数字样机分析——精确测量
二、汽车行业数字样机应用场景
对于汽车产品而言，数字样机应用贯穿于汽车开发过程全生命周期，在造型设计、工程设计、工艺仿真、样车试制等过程中都有着非常重要的应用。
传统数字样机主要应用评估和验证内容如下:
表1 汽车数字样机应用环节
随着VR/AR技术出现和发展，设计师渴望在产品开发各个环节引入VR/AR技术手段，提升数字样机验证的工作，赋予数字样机新的内容，尤其是虚拟现实的交互性、动态性特点，是传统数据样机不具备的技术特点。
在实际应用过程中，CAD数字样机是参数化建模，在样机分析和验证过程中，可以实现精确测量以满足样机评审的需要，而虚拟现实模型是三角形网格模型，没有办法实现精确测量来支撑样机分析和验证的工程应用，从而大大降低了VR技术在汽车数字样机工程应用的落地，更多的是在产品规划和展示阶段使用VR技术。
具体问题如下：
A.如尺寸工程部在VR环境中选取曲面两个非特征点，测量后的数值跟CAD的测量数据有2-3mm的偏差，这种误差大小在实际工程开发环节中是无法接受的；
B.如感知质量部在VR环境中实现点到点、点到线、点到面的距离、角度测量。在实际操作时，不同的人或同一个人两次测量曲面上两个非特征点之间距离，由于部门精确选取“点”，测量出来数值通常是不一样的，显然这也很难满足工程应用；
C.如总布置部门在进行上下车方便性分析时，虚拟驾驶部进行操作性方便性分析时、工艺仿真部进行零件进入空间验证时、数字化部进行人机工程分析时、焊装部进行人机上件时，测量假人与数字样机指定位置的距离时，如果不能准确给出精确数据，这样的分析结果就是一种主观体验定性分析，对实际的工程分析参考意义会大打折扣，那所谓的VR和AR只剩体验了，同时还会给用户造成恶劣的VR/AR技术无用论想法。
三、VR类软件无法实现数字样机精确测量原因
图2 传统的VR软件做数字样机（DMU）测量过程
其实原因也非常简单，虚拟现实软件将CAD参数数据直接做轻量化处理或由第三方插件做数据轻量化后再导入虚拟现实仿真软件中，轻量化模型一般为没有参数特征的三角形网格模型，从而导致在VR软件中无法实现数字样机精确测量。
四、 MakeReal3D 3.0 虚拟现实数字样机精确测量功能实现
朗迪锋公司MakeReal3D 3.0版本，根据这个痛点和问题，给出了相应的解决方案，以满足在虚拟现实环境中，实现和CAD软件中同样的测量方式和测量精度，以支撑汽车行业虚拟现实数字样机工程化应用。
图4 MakeReal3D软件CAD软件本地导入数据转换形式
MakeReal3D虚拟现实仿真软件快速读取不同CAD软件的大模型数据，读取过程完整保留原始CAD模型的结构树、装配位置、模型比例、约束关系、模型属性、颜色及贴图。基于以上的参数化信息，在MakeReal3D（VR）体验式环境中实现精确测量和动态测量分析（测量方式跟CAD测量一样），从达到对整车CAD数字样机进行快速评审的目的，而不只是近似的体验式测量分析。
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