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1、现代机械工程领域设计手段与方法分析研究 虚拟现实技术汇集了现代多媒体、人工智能、人机多维界面技术、传感器技术等高科技,并通过人的视觉、听觉、触觉、手势或口令,实现人、机行为一体化的信息空间,形成一种逼真的、动态的、多维的虚拟模型。 在机械工程领域,经过需求分析和市场调查研究以后,得出产品的设计方案。但是方案是否真正符合需求,在以前只有制造出来以后才知道。然而现在通过虚拟现实技术,借由虚拟现实技术的浸没感、交互性的特征,就可以逼真的体验产品各方面的性能,而不必花费大量人力物力去制造现实产品,使产品成本大大降低。更值得一提的是,在虚拟现实中,更可以通过构想性这一特征,去实现现实环境中某些客观不存在
2、甚至不可能发生的环境,以获得更佳的产品体验效果,改进设计,更好的满足市场需求。例如在对汽车的设计时,设计人员在具有全交互性的设计环境中,利用头盔显示器、具有触觉反馈功能的数据手套、操纵杆、三维位置跟踪器等装置,将视觉、听觉、触觉与虚拟概念产品模型相连,不仅可以进行虚拟的合作,产生一种身临其境的感觉,而且还可以实时地对整个虚拟产品设计过程进行检查、评估、实地解决设计中的决策问题,使设计思想得到综合。在交互性的虚拟环境快速成型设备上,设计人员对虚拟产品设计模型的直接设计,提高了设计人员积极性与创造性的发挥。 在制造方面,可以对想象中的制造活动进行仿真,它不消耗现实资源和能量,所进行的过程是虚拟过程
3、,所生产的产品也是虚拟的。虚拟制造技术的应用将会对未来制造业的发展产生深远影响,它的重大作用主要表现为: 1。运用软件对制造系统中的五大要素进行全面仿真,使之达到了前所未有的高度集成,为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间,同时也推动了相关技术的不断发展和进步。 2。可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解,有利于对其进行理论升华,更好地指导实际生产,即对生产过程、制造系统整体进行优化配置,推动生产力的巨大跃升。 3。在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中,可以全面改进企业的组织管理工作,而且对正确作出决策有不可估量的影响。例如：可以对生产计划、交货期、生产产量等作出预测,及时发现
4、问题并改进现实制造过程。 4。虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。我们都知道模拟驾驶室对驾驶员、飞行员的培养起到了良好作用,虚拟制造也会产生类似的作用。例如:可以对生产人员进行操作训练、异常工艺的应急处理等。 在产品售出以后,产品的售后服务也是一个必须重视的环节。在虚拟现实中通过采用计算机仿真和虚拟现实技术在计算机上真实展现装备的维修过程,增强装备寿命周期各阶段关于维修的各种决策能,，包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等。虚拟维修是虚拟现实技术在设备维修中的应用, 在现代化煤矿、核电站等安全性要求高的场所, 或在设备快速抢修之前, 进行维修预演和仿真。突破了
5、设备维修在空间和时间上的限制,可以实现逼真的设备拆装、故障维修等操作,提取生产设备的已有资料、状态数据,检验设备性能。虚拟维修技术还可以通过仿真操作过程, 统计维修作业的时间、维修工种的配置、维修工具的选择、设备部件拆卸的顺序、维修作业所需的空间、预计维修费用等。 综上可见,虚拟现实在现代机械工程设计领域能起到极大的作用,虽然现阶段技术并不算成熟,但是随着科技水平的发展,虚拟现实技术将更多的作用在机械工程领域。除了虚拟现实,还有许多的现代设计手段和方法。 例如可靠性设计:保证机械及其零部件满足给定的可靠性指标的一种机械设计方法。包括对产品的可靠性进行预计、分配、技术设计、评定等工作。所谓可靠性
6、,则是指产品在规定的时间内和给定的条件下,完成规定功能的能力。它不但直接反映产品各组成部件的质量，而且还影响到整个产品质量性能的优劣。可靠性分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性。可靠性的度量指标一般有可靠度、无故障率、失效率3种。对于一个复杂的产品来说,为了提高整体系统的性能,都是采用提高组成产品的每个零部件的制造精度来达到;这样就使得产品的造价昂贵,有时甚至难以实现（例如对于由几万甚至几十万个零部件组成的很复杂的产品）。事实上可靠性设计所要解决的问题就是如何从设计中入手来解决产品的可靠性,以改善对各个零部件可靠度（表示可靠性的概率）的要求。可靠度的分配是可靠性设计的核心。 还有敏捷设计,绿色设计等,在此就不一一展开叙述,随着科技水平的发展,将有更多的现代设计手段和方法的出现,更能满足现代工业生产和发展的要求。
