虚拟现实辅助工程技术助力多学科协同评估

DAE专栏 / 09-03

在当今高速发展的经济环境中，制造业面临着多重挑战，包括提高产品性能、压缩设计周期、实现轻量化设计和降低成本。为了有效应对这些挑战，多学科协同评估成为缩短研发周期和提升研制质量的关键手段。

传统的多学科评估面临着数据孤立与融合困难、评估视角有限、交互性差、协同效率低以及决策支持不足等痛点。这些问题限制了产品性能的提升、设计周期的缩短以及成本的优化。具体来说，传统的CAD和CAE数据可视化系统通常独立运行，导致设计数据和仿真数据之间缺乏有效的融合，同时传统数据可视化系统提供的视角有限，无法全面展示产品的复杂结构和性能特性。此外，评估过程不直观，缺乏深入交互，不同学科团队之间缺乏有效的沟通渠道和协作平台，且评估结果往往无法全面反映产品的性能和设计质量，导致决策依据不足，决策周期延长。这些问题共同制约了多学科评估的效率和质量。虚拟现实辅助工程VAE技术的出现为解决这些问题提供了新途径。

1.多源异构数据融合

虚拟现实辅助工程技术具备导入并处理设计与仿真两类组成要素较多的多源数据的能力，多学科数据能够在统一的环境下进行融合，CAD模型数据和CAE仿真计算数据如应力场、流场、热场、磁场等都可同时进行显示，弥补了设计数据反映真实形貌却无法表现性能，仿真数据反映性能却无法表现真实形貌的不足。设计细节与仿真性能同时展现，帮助产品设计和仿真分析人员更准确的理解数据，快速做出设计决策。

2.沉浸式体验与交互性

虚拟现实辅助工程技术具备实时性、交互性、直观性的特点，提供更丰富的显示方式与沉浸式体验。在虚拟环境中，允许用户从任意角度和距离观察模型并与之交互，甚至“进入”模型内部，提供了比传统屏幕基础接口更为深入的视角。

此外，VAE技术还提供的丰富交互方式，用户可以通过多种交互外设（如鼠标、键盘、VR头盔、手柄、数据手套等）和交互方式（如手势、语音、姿态等）进行接近自然的人机交互，且系统能够对用户的输入做出一系列响应反馈。增强了协同评估的真实感、沉浸感，帮助技术人员更加直观地发现潜在的产品设计问题。

3.多人异地协同

VAE技术支持多人异地协同评审，这对拥有众多分部的公司是非常友好的。不同地区的设计和仿真团队都可通过VR设备进入到同一虚拟环境内共同查看和操作模型，显著提升了评审的沟通效率和质量。VAE技术在实时数据更新和参数调整方面也表现出极高的灵活性，设计师和工程师可以即时看到修改后的结果，这对于迭代设计过程至关重要。

华威制造集团（WMG）是全球制造业中一个积极采用VAE技术的佼佼者。其技术负责人员（Williams）指出：借助VAE数据，我们能够精确校准并显著提升CAE模型的准确性。这让我们对数据的信心倍增，得以更迅速地构建出更为精准的仿真模型，为产品开发流程带来了深远影响。更重要的是，可视化的一大优势在于，它有效促进了结果的传达。许多模拟数据都极具技术性，与非CAE专家沟通时往往困难重重。而通过我们的设计审查，客户能够直观理解并欣然接受这些结果，明确知晓它们所传达的信息。”

多学科、多领域、全方位的产品协同评估将加速产品的设计优化，提升设计质量。虚拟现实辅助工程技术以其独特的优势和应用价值，正在逐步成为制造业不可或缺的一部分。随着技术的不断推广和应用场景的拓宽，虚拟现实辅助工程技术将为制造业的未来发展注入新的活力和动力。