北航研究生虚拟现实技术及应用

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1、北京航空航天大学研究生课程考核记录2015-2016学年第一学期课程名称：《虚拟现实技术及应用》论文题目：虚拟制造技术探究任课教师评语：考核日期:任课教师签字:虚拟制造技术探究(自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学，北京100191)StudyonVirtualManufacturingGuanYongqiang(SchoolofAutomationScienceandelectricalengineeringBeihangUniversity,Beijing100191)Abstract:Virtualrealitytec

2、hnologywasfirstproposedin1960s,butitsuseislimitedduetoitshighcostofequipment.Inthepasttenyears,theprogressofthecomputertechnologytoreducethecost,sothatthevirtualrealitycanbewidelyusedinvariousfields,ineludingmanufacturing.Virtualmanufacturingmakefulluseofvirtualreali

3、tytechnologywillbecombinedwiththeactualproductionofcomputer,virtualrobotandoperationplatformfordesignersandcustomerstoprovideagreatspacetocreate.Itgreatlyshortenstheproductioncycleandproductefficiency,VRcanbesaidtobeanimportantbreakthroughinthetraditionalmanufacturin

4、gindustryandchange.Keywords:VirtualReality;Manufacturingindustry;VirtualManufacturing摘要：虚拟现实技术最早是在20世纪60年代提出的，但由于其高设备成本，其使用是有限的。在过去的十年中，计算机的进步降低技术成本，使虚拟现实可访问的广泛应用于各个领域，其中也包括制造业。虚拟制造充分利用虚拟现实技术将计算机和实际生产结合起来，虚拟的机器人和操作平台为设计师和客户提供了极大的创造空间，大大缩短了生产周期和产品效益，可以说是对传统制造业的一次重要突破和

5、变革。关键词：虚拟现实；制造业；虚拟制造虚拟现实系统可以在保证速度，时间和产品质量的前提下提供较为安全的操作环境。虚拟现实技术所建立的三维的世界相较于CAD/CAD的二维世界为用户提供了更加灵活的实物体验，产生仿佛身临其境的感觉。虚拟现实技术大大扩展了CAD/CAM系统的能力。最初的计算机辅助设计模型通常有严格的设计流程，将这些模型输入到虚拟环境中需要缺陷的检测和必要的修改。为了能更好地将虚拟现实技术应用到制造领域，必须需要新型的设备比如说如头盔显示器、数据手套、模拟器游戏杆以方便从传统的人机交互界面进化到更加智能和先进的环境中

6、。将虚拟现实技术应用到制造业中，它可以大大提高设计和生产过程，并为计算机控制下的制造系统引入新的方法。1虚拟制造内涵虚拟制造涉及到多个学科领域，是对这些领域知识的综合集成与应用•计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心与关键技术。可以认为，虚拟制造是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境，以软件技术为支撑，借助于高性能的硬件，在计算机局域网，广域网络上，生成数字化产品，实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验。它是数字化形式的广义制

7、造系统，是对实际制造过程的动态模拟。所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言的，强调的是制造系统运行过程的计算机化。2虚拟制造和实际制造区别实际制造系统(RMS)是物质流、信息流在控制流的协调与控制下在各个层次上进行相应的决策，实现从投入到产出的有效转变其中物质流和信息流协调工作是其主体。制造过程的实质就是在能量流的作用下，通过一定的控制机制对物质流赋予信息流的过程，是一个动态的自组织的过程，而虚拟制造系统(VMS)则是在分布式协同工作等多学科技术支持的虚拟环境下的现实制造系统(RMS)的映射，可以简单标识为：RMS=R

8、PS+RIS+RCSVMS=VPS+VIS+VCS其中RPS,RIS,RCS分别是实际物理系统、实际信息系统、实际控制系统VPS,VIS,VCS分别是各系统在虚拟制造环境下的映象，即是在计算机上对RPS,RIS,RCS的仿真。另一方面，在实际制造系统中物质流、信