虛擬技術在工業產品設計中的應用研究

南凱碩 付龍飛 齊政軒 朱佳新 楊沖沖

摘? 要：隨著信息技術的迅猛發展，為社會各個領域都提供了重要的技術支持。虛擬技術依托于信息技術，并在虛擬呈現方面取得了較大的成績。虛擬技術以其顯著的工業優勢，已經被廣泛應用于不同領域，對于虛擬技術的研究也在不斷拓展和深化，以便能夠更好地推進社會技術進步。文章通過對虛擬技術的優勢和應用途徑進行研究，旨在能夠為虛擬技術價值的發揮提供有效的思路，促進虛擬技術在現實工業領域發揮更大的作用，推進工業產品的技術完善與發展。

關鍵詞：虛擬技術;工業產品;設計;生產

中圖分類號：TP202? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）33-0084-02

Abstract： With the rapid development of information technology， it provides important technical support for all fields of society. Virtual technology relies on information technology and has made great achievements in virtual presentation. Virtual technology has been widely used in different fields because of its remarkable industrial advantages. The research on virtual technology is also expanding and deepening， so as to better promote social technological progress. This paper studies the advantages and application ways of virtual technology， aiming to provide effective ideas for the value of virtual technology， promote the virtual technology to play a greater role in the real industrial field， and promote the technical improvement and development of industrial products.

Keywords： virtual technology; industrial products; design; production

虛擬技術又稱之為VR技術，是基于信息技術基礎上出現的新型可視化技術。虛擬技術的產生為社會上很多領域的發展都提供了重要的技術支持，尤其是在工業產品的設計中，發揮虛擬技術的優勢作用，可以利用虛擬技術設備來對各種工業數據進行分析和整合，以便能夠將工業產品設計思想通過可視化方式呈現給人們。虛擬技術也可以與現實當中的各種設備進行兼容，將虛擬與現實進行全面關聯，從而給人們控制和操作虛擬環境的可能性。

1 虛擬技術的優勢作用

1.1 虛擬技術具有模型結構簡單優勢

虛擬技術在工業產品設計當中，能夠提供一種更為簡單的模型結構。傳統的工業產品設計方式，需要通過復雜的設計流程才能夠完成設計任務，這是由于對于工業產品設計而言，需要將設計思想轉化為效果圖進行呈現。除此之外，效果圖在指導工業產品設計與生產時，需要將效果圖與工業產品的模型進行匹配，避免模型與設計存在差異[1]。而在虛擬技術方式下，工業產品的設計思想可以直接在虛擬環境中呈現，簡化了效果圖制作的步驟，并且虛擬環境可以與工業產品的模型進行兼容，直接利用虛擬建模來滿足設計需求，極大地提高了工業產品設計效率。

1.2 虛擬技術具有提高精準度的優勢

虛擬技術是基于信息技術而產生的，其技術核心是利用程序的準確計算來提高工業產品設計的精確度。傳統的工業產品設計中，對于產品模型結構等特征，只能依靠設計經驗開展，這就難以保證模型的精確程度。而在虛擬技術方式下，工業產品的設計模型，每一個細節都經過的嚴格的計算和復合，形成的工業產品模型可以達到真實產品的精度標準。虛擬技術還可以根據工業產品設計要求，進行一體化的實踐。如對于工業產品進行的運動過程實驗，就可以在虛擬環境中進行模擬，通過設置相應的參數，構建真實的情境[2]。通過虛擬性的模型演示可以直觀地進行觀察，得到準確的工業產品性能信息，為后續的工業產品生產環節提供重要的依據。虛擬技術改變了傳統工業產品設計中，必須經過一些列的模型設計、生產后，才能夠掌握設計準確性水平的缺陷。另外，由于傳統的工業產品設計在指導生產時，會受到人為因素的影響，導致所生產的工業產品之間會存在一定程度的差異，影響了工業產品的質量。在虛擬技術中，每個設計環節都是經過計算機系統進行了高精度確認，并將這種精確計算融入到工業生產環節當中，保證了生產出的工業產品與設計數據是完全一致的，不存在設計與生產的偏差。

1.3 虛擬技術具有工業生產監控優勢

虛擬技術依托于先進的技術優勢，可以在工業產品生產環節中實現有效的監控目標。工業產生生產作業的要求較高，每個生產環節環環相扣，任何一個環節出現差錯都將導致整個的工業生產受到影響。將虛擬技術應用于工業生產線上，可以依據實際的工業生產線情況，構建出與真實情況相一致的虛擬生產作業流程演示條件[3]。工業產品生產人員，可以通過虛擬環境的觀測來判斷實際生產流程的情況，全面準確地掌握工業產品特性與生產狀態，可以根據虛擬監控來判斷容易出現問題的生產環節，進而提早采用有效的防控措施，保證工業生產作業的順利開展。傳統的工業產品生產環節中，監控工作需要依賴于人工完成。監控人員需要實時緊盯生產環節，并對照工業產品的設計方案和圖紙等來判斷生產過程是否達到相應的要求。這個過程不僅極大的增加了人工成本，并且由于人為監控所把握的尺度難以做到統一，使得不同生產線下的工業產品往往存在一定的質量差別。運用虛擬技術開展工業產品監控，所有的產品環節都在虛擬系統的架構下實現。虛擬系統就是一個全面覆蓋的監督機制，對于每個工業產品生產線都能夠同時、同標準地開展監控。保證了工業產品的質量標準的一致性。

1.4 虛擬技術具有便捷信息獲取優勢

隨著人們對于工業產品的需求增加，對于工業產品的相關信息也有著更加強烈的獲取意愿。工業產品生產者需要以吸引社會需求群體為宗旨，通過有效的工業產品引領，將其轉化為有效的消費群體。通過虛擬技術，可以將工業產品信息全面地展示給消費者，為消費者觀察和體驗工業產品生產流程提供重要的支持。這種信息傳遞方式，能夠大大降低傳統的工業產品宣傳成本，同時提高消費者的體驗感受效果。虛擬技術模式下的信息獲取，是對工業產品從設計到生產全過程信息的一種整合，可以依據消費者所關注的重點方面予以詳細解析，同時也能夠提供有針對性的信息服務，更好地滿足了工業消費者的需求。

2 虛擬技術在工業產品設計中的應用

2.1 灌裝工業生產中使用虛擬技術

灌裝工業生產屬于傳統的工業制造領域，將虛擬技術應用其中，能夠全面提升設計能力。在灌裝工業設計框架的建立中，利用虛擬技術可以實現仿真管理、工藝布局、任務管理、分析引擎等功能。在虛擬環境中構建起對應的模塊，可以使整個灌裝工業生產流程處于一個統一的管理框架下。尤其是在虛擬技術支撐下，實現了虛擬管理的目的。虛擬環境中的管理，是以虛擬接口為媒介，通過計算機程序指令的傳輸，對工業生產流程進行保障，提高工業生產線的穩定性。工業生產設計中，對于產品生產布局的設計，相關設計人員可以通過全面準確地收集產品信息，通過對這些信息的綜合分析和利用，形成有針對性的布局處理，將虛擬環境與真實環境有效銜接，并在虛擬與真實的環境交互當中，去觀察和控制灌裝工業生產流程[4]。灌裝工業生產依托于虛擬技術，可以更好地提供可視化條件，將虛擬技術融入到生產過程，將生產流程在虛擬框架下進行分析和反饋，為灌裝工業生產提供有力的支持。

2.2 航空工業生產中使用虛擬技術

航空工業是重要的工業生產領域，在航空工業中利用虛擬技術，可以推進航空工業領域的智能化發展。虛擬技術可以為航天工業制造提供一個多空間條件，將航空工業的設計、工藝、模型建立、裝配生產等不同工業環節進行多空間結合。利用虛擬技術將復雜的航空工業制造過程，呈現于一個虛擬環境中，可以使航空技術人員更加直觀地掌握航空制造環節。如航空工業領域的制造工藝，需要經過嚴格的審核程序。在審核的過程當中，就可以結合虛擬技術與現實制造的交互，將航空設計圖紙上的各種數據，與航空工業生產模型進行全面比對，并根據比對結構對航空裝配生產線進行有效指導，保證了航空工業制造的質量。

2.3 建筑工程建設中使用虛擬技術

建筑工程領域中的虛擬技術應用范圍更加廣泛，這也是建筑工程實施特征所決定。建筑工程建設中，由于涉及到的流程非常復雜，如果僅僅以傳統的方式去管理和控制，不僅難以保證工程的質量效果和流程規范水平，同時也會增加工程實施成本，不利于建筑經濟效益的實現。將虛擬技術應用于建筑工程中，可以根據工程方案和施工圖紙，在虛擬環境中構建整體的工程實施模型，將工程建設的每個步驟在虛擬環境中去演示。虛擬技術的建模優勢非常顯著，可以通過全方位的立體建模方式，完全呈現出建筑工程的整體效果，也可以利用虛擬現實交互方式，為建筑施工管理人員提供重要的監管依據。在建筑工程建設中使用虛擬技術，還可以為消費者提供一個真實的體驗環境[5]。在虛擬空間當中呈現建筑完成后的真實效果，消費者可以在虛擬系統和輔助工具的幫助下，置身于建筑環境當中，漫游于虛擬化的建筑場景當中，從而能夠更加直觀地感受到建筑的各方面情況，能夠為消費者的消費決策提供重要依據。建筑工程的監督檢驗單位，也可以在這樣的體驗中去檢查建筑施工是否存在問題，這也實現了建筑管理和監督能力的提高。

3 結束語

虛擬技術在工業產品設計的廣泛應用，為工業產品設計和生產提供了新的思路。虛擬技術有著較大的可視化優勢，能夠在工業產品設計中，呈現出直觀的影響，提高工業設計體驗效果。虛擬技術的應用，需要結合工業生產設計實際情況，通過將虛擬技術與現實生產相結合，優化工業產品設計流程，為工業領域的發展奠定基礎。

參考文獻：

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