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數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文第1篇

【關(guān)鍵詞】船舶制造；數(shù)字化設(shè)計；信息一體化

一、引言

數(shù)字化造船是以造船過程的知識融合為基礎(chǔ)，以數(shù)字化建模仿真與優(yōu)化為特征，將信息技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，最終達到快速設(shè)計、快速建造、快速檢測、快速響應(yīng)和快速重組的目的。數(shù)字化造船技術(shù)涵蓋的范圍非常廣泛。本文就目前較為流行的部分?jǐn)?shù)字化技術(shù)進行簡要分析。

二、行業(yè)背景

在經(jīng)濟全球化的今天，國際造船業(yè)已發(fā)展成為全球一體化市場，世界各國造船企業(yè)在全球范圍內(nèi)展開了技術(shù)、性能、質(zhì)量和服務(wù)等全方位的角逐。隨著全球船舶市場占有率的競爭日趨激烈，世界造船業(yè)在技術(shù)、體制上發(fā)生了重大改革，其中造船技術(shù)的發(fā)展尤為突出，從最初的焊接技術(shù)到大型生產(chǎn)流水線等新技術(shù)的成功應(yīng)用，到現(xiàn)階段信息集成系統(tǒng)、并行工程、敏捷造船、先進制造模式等先進技術(shù)或理念在船舶制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，使船舶行業(yè)凸顯成為信息密集、技術(shù)密集和資金密集的現(xiàn)代新型產(chǎn)業(yè)。

自二十世紀(jì)七十年代開始，我國造船業(yè)開始快速發(fā)展，至今已經(jīng)歷了特征鮮明的三個階段。從最初的打開國門走向世界，到規(guī)模不斷壯大超越日韓，我國造船業(yè)在幾經(jīng)沉浮后實現(xiàn)了蛻變，造船技術(shù)的發(fā)展也實現(xiàn)了飛躍。尤其是數(shù)字化造船技術(shù)的發(fā)展，完成了船舶設(shè)計、制造、管理手段的革新。

中國船舶工業(yè)發(fā)展歷程

三、技術(shù)分析及應(yīng)用

數(shù)字化造船要求以數(shù)據(jù)處理、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的開發(fā)、設(shè)計、制造、管理的全過程中。數(shù)字化技術(shù)所包含的內(nèi)容非常廣泛，如何將船舶設(shè)計、生產(chǎn)、管理的相關(guān)理論和方法與特定數(shù)字化技術(shù)相融合將是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。下面列舉部分船舶行業(yè)中應(yīng)用的重點/難點技術(shù)，并結(jié)合NACKS的現(xiàn)狀進行了簡要的分析。

（一）虛擬仿真技術(shù)

船舶建造虛擬仿真技術(shù)作為一種新型技術(shù)，旨在利用數(shù)字模型替代物理原型，對船舶的設(shè)計、制造及生產(chǎn)系統(tǒng)等進行仿真，以提高設(shè)計水平、建造質(zhì)量，縮短產(chǎn)品研制周期。船舶建造虛擬仿真技術(shù)是基于計算機和信息技術(shù)的一種新的先進造船技術(shù)，是船舶數(shù)字化建造的具體體現(xiàn)，對船舶產(chǎn)業(yè)的科技發(fā)展具有重要意義。

造船發(fā)達國家紛紛利用信息技術(shù)給造船業(yè)帶來的各種機遇，積極開展船舶虛擬設(shè)計和建造仿真技術(shù)的研究。韓國和日本的造船業(yè)，虛擬設(shè)計與制造仿真技術(shù)研究開展得比較早，并取得較好的研究成果。對于首制高附加值船舶和船舶的設(shè)計和建造，在實際建造之前都要利用虛擬仿真技術(shù)對設(shè)計結(jié)果、建造工藝和建造流程進行預(yù)先仿真，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計中存在的問題。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)可將仍處于概念階段的設(shè)計方案以逼近于現(xiàn)實的形式呈現(xiàn)出來，從而可以及早發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計問題。

虛擬仿真在船舶行業(yè)的應(yīng)用范疇，主要包含四部分內(nèi)容：船舶虛擬設(shè)計評估與優(yōu)化技術(shù)、船舶建造工藝仿真與優(yōu)化技術(shù)、船廠物流仿真與能力評估技術(shù)與作業(yè)、運行保障仿真技術(shù)。國內(nèi)船舶行業(yè)在前三個方向都開展了一些工作，基本突破了常用異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、船舶產(chǎn)品虛擬評估技術(shù)、船舶工藝自動建造技術(shù)、船舶焊接工藝智能設(shè)計與統(tǒng)計技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，并開展多型船舶的建造工藝仿真，船廠建造資源能力評估等工作。然后，在建造工藝深化應(yīng)用、船廠物流仿真、運行保障領(lǐng)域的應(yīng)用較少，深度也較淺，將是未來發(fā)展重點。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)即通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在近十年開速發(fā)展的一項網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在不知不覺間已經(jīng)充斥在我們身邊每一個角落，比如打卡考勤系統(tǒng)和條形碼掃描系統(tǒng)。

船舶行業(yè)屬于勞動力密集型、多品種、小批量、按訂單生產(chǎn)的離線制造行業(yè)，因其行業(yè)信息化量大、管理復(fù)雜，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展給船舶行業(yè)注入了新鮮的血液。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可在生產(chǎn)建造、物流、設(shè)備管理、能源控制、安全管理、質(zhì)量管理等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息的實時采集、統(tǒng)計分析，實現(xiàn)過程控制、狀態(tài)跟蹤、統(tǒng)計分析、平衡優(yōu)化的目的。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在最近幾年發(fā)展迅速，但其在船舶行業(yè)的普及還存在一定難度，首先最重要的一點就是成本問題。電子標(biāo)簽、讀寫設(shè)備價格較高，在沒有大規(guī)模應(yīng)用的情況下，收益預(yù)期與投入難以平衡。其次，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還存在一定的技術(shù)難點：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還存在較多不統(tǒng)一的部分；數(shù)據(jù)采集頻繁，信息安全需重點考慮；物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議棧需要統(tǒng)一；IPV4資源存在耗盡風(fēng)險。另外，造船現(xiàn)場的條件較差，這對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)，潮濕、高溫、電磁屏蔽等也是阻礙物聯(lián)網(wǎng)普及的障礙物。

（三）企業(yè)信息集成技術(shù)

在船舶企業(yè)中，由于作業(yè)內(nèi)容的不同，往往有多個異構(gòu)的、運行在不同的軟硬件平臺上的信息系統(tǒng)同時運行，這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源彼此獨立、相互封閉，使得數(shù)據(jù)難以在系統(tǒng)之間交流、共享和融合，從而形成了"信息孤島"。隨著數(shù)字化應(yīng)用的不斷深入，企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與外部信息交互的需求日益強烈，急切需要對已有的信息進行整合，聯(lián)通“信息孤島”，共享信息。

企業(yè)信息集成是指企業(yè)在不同應(yīng)用系統(tǒng)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同格式和存儲方式之間的轉(zhuǎn)化，來源不同、形態(tài)不一、內(nèi)容不等的信息資源進行系統(tǒng)分析、辨清正誤、消除冗余、合并同類，進而產(chǎn)生具有統(tǒng)一數(shù)據(jù)形式的有價值信息的過程。

對船舶企業(yè)而言，企業(yè)的信息集成可實現(xiàn)各部門、各應(yīng)用系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運作，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的定制、改造和優(yōu)化，為企業(yè)的各種應(yīng)用和系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的運行協(xié)作平臺，實現(xiàn)流程協(xié)作和信息共享。信息的共享又會間接的降低企業(yè)的運營成本。

（四）CAD/CAE一體化技術(shù)

船舶設(shè)計是一個涉及多個專業(yè)、多個系統(tǒng)、規(guī)模龐大的協(xié)同工作過程。其周期較長、過程較復(fù)雜，且在船舶設(shè)計過程中，不同專業(yè)使用不同的計算機輔助設(shè)計（CAD）及計算機輔助分析（CAE）軟件，從而造成缺乏一體化、集成化的設(shè)計系統(tǒng)，信息交流不通暢，存在“信息孤島”問題。CAD/CAE技術(shù)的相互融合、相互滲透已成為了一種自發(fā)的有效需求，在CAD/CAE一體化技術(shù)的幫助下，船舶研發(fā)、設(shè)計將實現(xiàn)從經(jīng)驗設(shè)計到計算機輔助設(shè)計的轉(zhuǎn)變，可大大縮短產(chǎn)品周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

通過對比可以看出，CAD注重產(chǎn)品的外形特征，以提供圖形圖像、數(shù)字化模型為主，而CAE更注重的是產(chǎn)品物理特征問題。在實際作業(yè)中，將研發(fā)和設(shè)計相互割裂開來會產(chǎn)生重復(fù)性投入，同時會降低作業(yè)流程的效率。

FEM與TRIBON建立的船體模型對比

數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文第2篇

1.1數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真在應(yīng)用中的問題

數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真在飛機開發(fā)研究中需要從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時就著手使用，同時要貫穿整個工作流程，如工藝規(guī)劃、設(shè)計及工裝設(shè)計等過程。但是目前發(fā)現(xiàn)許多運用時間的錯誤問題，在飛機的研制過程中出現(xiàn)了產(chǎn)品之間、工裝產(chǎn)品間的協(xié)調(diào)作業(yè)，忽略了在設(shè)計初期采用數(shù)字化設(shè)計與仿真的重要性，從而誘導(dǎo)了該狀況的發(fā)生。同時，在數(shù)字化設(shè)計與仿真的應(yīng)用中也存在參與人員的問題。對于數(shù)字化設(shè)計與模擬仿真的工作人員存在局限性，不應(yīng)該只將工藝設(shè)計人員作為限定目標(biāo)，要擴大人員應(yīng)用范圍，實現(xiàn)設(shè)計人員與現(xiàn)場作業(yè)工人的全面參與，提高數(shù)字化技術(shù)的實用效果。目前，在民用飛機的研制技術(shù)中，國外一般采用產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計、工藝設(shè)計人員集中協(xié)調(diào)合作方式的工作流程，在改善工作方式的同時還節(jié)約了飛機研制時間。在國內(nèi)飛機行業(yè)的發(fā)展中，要改善合作方式中的問題，從國外發(fā)展中汲取經(jīng)驗優(yōu)點，為自身行業(yè)的快速完善發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。另外，數(shù)字化設(shè)計與仿真技術(shù)本身也存在一定的缺陷。目前，民用飛機使用的是索尼公司生產(chǎn)的DELMIA軟件，它本身就存在技術(shù)上的缺陷，如，它無法真正實現(xiàn)重力仿真，在仿真中三維軟件都是懸空存在的；在模擬仿真時，不能客觀的反映鈑金器件的柔韌性。所以，在采用DELMIA軟件仿真后，仍要對存在的缺陷進行分析判斷，減少設(shè)計中的誤差錯誤。在數(shù)字化設(shè)計與仿真技術(shù)的應(yīng)用中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求，只是根據(jù)工作人員的工作經(jīng)驗及產(chǎn)品的詳細程度來判定仿真細節(jié)，結(jié)果參差不齊，影響了模擬驗證的權(quán)威性。所以，要制定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范體制，按照標(biāo)準(zhǔn)，從建模開始，統(tǒng)一執(zhí)行。

1.2數(shù)字化設(shè)計與仿真使用系統(tǒng)中的問題

數(shù)字化設(shè)計與仿真的使用系統(tǒng)面向的用戶面比較廣泛且個體之間差異較大，容易造成使用效果間的差異化。所以，在擴大數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)使用范圍的同時，要合理設(shè)計系統(tǒng)界面，安排適當(dāng)?shù)墓ぷ髋嘤?xùn)，提高數(shù)字化設(shè)計制造系統(tǒng)的全面性、實用性。2.3缺少對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時采集和反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與反饋可以為工作的開展提供便利的條件，可以實現(xiàn)生產(chǎn)進程的實時監(jiān)控，制定合理的生產(chǎn)計劃，合理安排生產(chǎn)進度。但是，目前民用飛機的應(yīng)用系統(tǒng)中缺乏該種功能，不能很好的實現(xiàn)作業(yè)完工進程的數(shù)據(jù)采集。數(shù)字化的管理系統(tǒng)軟件還沒得到普及應(yīng)用，一般民航企業(yè)都存在紙質(zhì)的數(shù)據(jù)報表，缺乏對產(chǎn)品測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的采集分析。目前很多測量設(shè)備均可直接生產(chǎn)表格，將其輸入應(yīng)用系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久保存、為今后有效的控制質(zhì)量及安排生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

2數(shù)字化設(shè)計與制造的特點分析

傳統(tǒng)的設(shè)計研制方法主要包括概念設(shè)計、初步設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計三個階段，并且各個階段都需要設(shè)計繪制模型，工作人員按照制作的樣機對飛機及內(nèi)部配置進行準(zhǔn)確詳細的設(shè)計，主要表現(xiàn)為串行模式。然而在數(shù)字化的設(shè)計與制造環(huán)境下，模線的繪制以及實物樣機均可由數(shù)字化的形式及樣機取代，表現(xiàn)為并行模式的研制過程，促進了各學(xué)科之間的交錯融合，將業(yè)務(wù)過程作為工作核心，實現(xiàn)了跨地域、多企業(yè)化的動態(tài)研制。利用連通的互聯(lián)網(wǎng)信息使分散的制造商之間加強了技術(shù)的溝通交流，互相協(xié)調(diào)合作，交換相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計，實現(xiàn)民用飛機設(shè)計制造中數(shù)據(jù)、人員設(shè)備及時間等資源的共享。隨著數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)中實現(xiàn)了數(shù)字化與先進技術(shù)的融合交錯。在民用飛機的發(fā)展制造過程中同樣存在這種融合技術(shù)，它充分發(fā)揮了當(dāng)前先進科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，改善了企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。

3數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在民用飛機設(shè)計制造中的發(fā)展構(gòu)想

3.1加深對數(shù)字化設(shè)計仿真技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

在民用飛機的開發(fā)研究過程中引入數(shù)字化設(shè)計仿真技術(shù)。從產(chǎn)品的設(shè)計研制工作開始，利用并行的工作運行模式，使各部門設(shè)計人員相互合作，利用數(shù)字化的工作設(shè)計研究平臺，提升產(chǎn)品的開發(fā)研制質(zhì)量。同時要建立相互集成的軟件系統(tǒng)平臺。單一的DELMIA軟件只能將可視化的設(shè)計信息表現(xiàn)為信息孤島。如果在產(chǎn)品研制過程中，利用相互集成的系統(tǒng)不僅可以改觀這一情況，還能夠?qū)ELMIA軟件與PDM軟件相互集成，通過直接的保存與調(diào)用，可實現(xiàn)數(shù)字資料的及時性和有效性；將DELMIA與CAPP相互集成，可以實現(xiàn)較強的文本處理功能，提高了系統(tǒng)的實用性。

3.2建立數(shù)字化的組織管理體系

采用數(shù)字化的系統(tǒng)組織管理平臺，利用新型的管理方式，設(shè)置專業(yè)的管理團隊，全面有效的利用各部門間的資源投資；采用產(chǎn)業(yè)鏈條的結(jié)構(gòu)形式利用數(shù)字化的信息平臺技術(shù)實現(xiàn)各企業(yè)間的連通協(xié)作，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)供應(yīng)商的管理工作；在產(chǎn)品的設(shè)計研制過程中，要適時地對項目工作進行監(jiān)督審查，改變傳統(tǒng)的管理模式，實現(xiàn)制造商與使用商在項目實施初期的良好溝通，組成專業(yè)的項目管理小組，及時解決項目實施中的問題，為飛機的技術(shù)研制提供良好的技術(shù)支持，縮短工程周期，提高工作效率，利用低價的成本實現(xiàn)高額的經(jīng)濟效益。

3.3提高系統(tǒng)的實用價值

民航企業(yè)面向的客戶比較廣泛且不同客戶對工藝文件的格式與審簽流程也不盡相同，根據(jù)這一情況，民航企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)時要采用靈活的應(yīng)用系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)文件格式及審簽工作的自定義化，從而滿足廣大客戶的需求；在管理系統(tǒng)中實現(xiàn)物料資源的條碼管理，降低資源的勞動力度，盡量避免人工操作帶來的錯誤；同時要設(shè)置人性化的管理界面，實現(xiàn)人人可以上手操作，使系統(tǒng)的功能特點得到充分發(fā)揮。

3.4根據(jù)工作性質(zhì)，設(shè)置不同的數(shù)字化網(wǎng)頁

全球范圍的飛機設(shè)計與制造人員表現(xiàn)為一種分布式的協(xié)作關(guān)系，數(shù)字化的信息平臺根據(jù)關(guān)系等級的不同，分別授予不同的操作權(quán)限，分屬于不同的操作設(shè)計界面，實現(xiàn)相關(guān)的設(shè)計制造，對虛擬機進行數(shù)字化操控，實現(xiàn)飛機設(shè)計研發(fā)的改進。截止目前為止，我國在飛機設(shè)計與制造業(yè)的發(fā)展中均實現(xiàn)了自身的特色發(fā)展，例如，沈飛的鈦合金結(jié)構(gòu)及成飛的鋁合金等。對機制造發(fā)展的目標(biāo)是在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，建立一個虛擬化的數(shù)字化設(shè)計制造平臺，使飛機制造商之間通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺實現(xiàn)完美的相互協(xié)作、技術(shù)溝通交流等工作。同時，制造廠商也可以不受地理區(qū)域的限制，利用自身的權(quán)限主動訪問虛擬飛機。同樣作為合作伙伴的供應(yīng)商也享有一定的權(quán)限，利用數(shù)字化信息平臺，實現(xiàn)各企業(yè)的信息資源共享。利用數(shù)字化開放式的信息技術(shù)平臺，可以有效及時的滿足合作伙伴的資源需求，提升了工作進程及工作效率。

3.5民用飛機適航要求下的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研制平臺

民用飛機的研制開發(fā)要滿足適航管理的要求，在保障安全的同時也要維護大眾的整體利益。在信息技術(shù)及資源共享的技術(shù)環(huán)境下，改變傳統(tǒng)的研制模式，建立數(shù)字化的設(shè)計研制平臺，為民航企業(yè)在制造業(yè)的發(fā)展中獲得了良好的競爭力。同時，在利用數(shù)字化設(shè)計平臺的發(fā)展中也要實現(xiàn)現(xiàn)有資源的充分利用，綜合聯(lián)系未來發(fā)展因素，實現(xiàn)清晰明了的數(shù)字化設(shè)計平臺的層次結(jié)構(gòu)。在基于WEB的發(fā)展環(huán)境要求下，結(jié)合WEB的特點，實現(xiàn)企業(yè)間的合作聯(lián)系，建立一個系統(tǒng)的數(shù)字化研制平臺，建立全面的數(shù)據(jù)資源結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)按要求分類、分別管理、進行實時監(jiān)控與審查全面提高信息資源的管理力度。綜合考慮項目中的各個工作環(huán)節(jié)，確保數(shù)字化研制平臺的全面參與。

3.6以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量贏得發(fā)展市場

在世界經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境的影響下，各企業(yè)的發(fā)展都存在一定程度上的不確定性。為了穩(wěn)定企業(yè)在發(fā)展中的堅固地位，力求建立全能的公司企業(yè)。在民航企業(yè)的發(fā)展中，輔助服務(wù)市場在民用飛機市場的發(fā)展中占有很大比重，擁有廣闊的發(fā)展前景。所以，在民航企業(yè)發(fā)展中，要建立健全的服務(wù)體系和完善的服務(wù)流程結(jié)構(gòu)，以此提高民航企業(yè)在發(fā)展中的競爭力。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量是贏得市場發(fā)展的前提，所以，售前要做到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量，售后要做到細致入微。做到專業(yè)迅速，及時處理解決服務(wù)問題，工作人員要盡自身最大限度降低產(chǎn)品給客戶帶來的損失。

4數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在民航企業(yè)制造業(yè)中發(fā)展的預(yù)期效果

目前，三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在民用飛機設(shè)計制造業(yè)中。數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)減輕了設(shè)計工程師的工作負(fù)擔(dān)、提高了工作效率，利用仿真得到的真實模型，方便了工程師對后期工作的處理設(shè)計，提高了工作質(zhì)量；利用數(shù)字化的樣機結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了零件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)設(shè)計，同時改變傳統(tǒng)的設(shè)計制造模式，縮短了研制周期，降低了費用成本。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)為民用飛機設(shè)計制造資源計劃系統(tǒng)的實施提供了便利條件，為資源計劃的實施提供了實時準(zhǔn)確的動態(tài)數(shù)據(jù)。在激烈的社會經(jīng)濟競爭環(huán)境下，由于網(wǎng)絡(luò)資源的擴展，供應(yīng)鏈也逐漸形成了一種新的網(wǎng)鏈模式，利用數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)提高了供應(yīng)商之間的運作效率。從數(shù)字化的真實模型可以了解客戶的需求，加強了客戶與制造商的互動聯(lián)系，根據(jù)用戶需求，制造設(shè)計出符合客戶要求的產(chǎn)品，提高客戶的滿意程度。

5結(jié)語

數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：三維仿真 城市規(guī)劃 城市仿真技術(shù)

中圖分類號：TU98 文獻標(biāo)識碼： A

前言

隨著三維建模與可視化技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是隨著虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality—VR)技術(shù)研究的不斷深入開展，當(dāng)前技術(shù)水平已能通過計算機整合圖像、聲音、動畫等將三維現(xiàn)實環(huán)境、物體等模擬成二維形式表現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實，再由數(shù)字傳媒通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生猶如身臨其境的交互式視景仿真，并可選擇任何一個角度，觀看任何一個范圍內(nèi)的虛擬現(xiàn)實場景。正是由于對身臨其境的真實感和對超越現(xiàn)實的虛擬性追求，以及個人能夠沉浸其中，超越其上進出自如交互作用的多維信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，進一步推動了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用與發(fā)展。

三維仿真技術(shù)的概述

三維仿真技術(shù)是利用計算機軟件模擬實際環(huán)境進行科學(xué)實驗的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真環(huán)境中，獲得一種身臨其境的感受。例如《重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)》，利用地理信息系統(tǒng)、三維空間建模、遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)，以數(shù)字地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)以及三維城市要素模型等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在三維虛擬空間內(nèi)實現(xiàn)局部的規(guī)劃和建筑設(shè)計方案與區(qū)域景觀的實時、多方案綜合分析與決策。

二、基本概念和意義

城市三維仿真是城市空間信息在計算機環(huán)境中的三維直觀表達，是數(shù)字城市概念城市規(guī)劃、建設(shè)、管理領(lǐng)域的延伸，同時也是數(shù)字城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。城市三維仿真技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用前景主要有以下幾個方面：

2.1 實現(xiàn)城市規(guī)劃精細化管理

實現(xiàn)從總規(guī)-控規(guī)-修規(guī)以及從項目的初步方案-正式方案-工程許可的全面三維數(shù)字化控制目標(biāo)，在以往基于控規(guī)的規(guī)劃電子政務(wù)管理平臺的基礎(chǔ)上進一步細化、深化和優(yōu)化規(guī)劃管理工作，運用可視化的圖、表、文一體化界面配置工具，實現(xiàn)多個展示組件的互動包含：統(tǒng)計圖、表格、文書、GIS、三維仿真等內(nèi)容的綜合展示模型，使圖表展示工具、規(guī)劃業(yè)務(wù)文書展示工具、GIS展示工具、三維仿真展示工具之間通過配置實現(xiàn)動態(tài)調(diào)用和信息傳遞，完成從文到圖、從圖到表、從表到文的圖、表、文關(guān)聯(lián)互動，使各種統(tǒng)計分析結(jié)果融為一體，使城市規(guī)劃管理進入精細化管理階段。

2.2 提高規(guī)劃編制的科學(xué)水平

利用三維數(shù)字模型、GIS等信息化技術(shù)，為規(guī)劃編制過程中的信息采集、指標(biāo)分析、方案決策、成果展示等工作提供高效，直觀，便捷的新方法，實現(xiàn)控規(guī)編制的技術(shù)方法信息化和過程管理信息化，體現(xiàn)規(guī)劃編制“科學(xué)性”、“過程性”、“動態(tài)性”特點。

2.3 展示現(xiàn)狀及規(guī)劃情況

通過利用計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)形成的三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)，將現(xiàn)狀與規(guī)劃成果帶入城市景觀的電腦虛擬環(huán)境中，提供一個逼真的模擬環(huán)境，從而很好地向規(guī)劃管理者和市民展示該地區(qū)的現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況。此外，利用空間信息可視化技術(shù)可以實現(xiàn)分析、查詢大量數(shù)據(jù)信息并以直觀的方式顯示結(jié)果，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫帶入到可視化空間中，以對各個方面的情況有一個全面的了解。

2.4 提高規(guī)劃項目的管理效率

通過制作項目模型或者提供靜態(tài)的三維效果圖來展示項目的整體規(guī)劃過程，這具有很大的局限性，無法完成規(guī)劃對象的修改和管理。城市三維仿真技術(shù)可以設(shè)計一個可操作的三維仿真系統(tǒng)，為開發(fā)機構(gòu)或城市規(guī)劃單位提供高精度的數(shù)據(jù)服務(wù)和視覺質(zhì)量。在需要修改或增減項目工程的過程中，可以直接導(dǎo)入或更新相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，可以及時做出方案調(diào)整和實施，提高規(guī)劃項目的整體管理質(zhì)量和效率。

2.5 多樣化的數(shù)據(jù)服務(wù)

利用三維仿真技術(shù)進行三維模擬和三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計，可以利用三維仿真系統(tǒng)查詢相對對象的信息資料，為規(guī)劃管理者提供城市單位或部門的信息資料。在重慶市三維數(shù)字規(guī)劃管理系統(tǒng)中，運用城市三維仿真、地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、工作流、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)，以現(xiàn)有的規(guī)劃電子政務(wù)平臺為框架，以分布式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多數(shù)據(jù)源海量精細化城市三維仿真數(shù)據(jù)的高效管理和服務(wù)，通過強大的三維仿真，GIS分析和輔助審批功能，為現(xiàn)狀調(diào)查、規(guī)劃編制、項目方案審批、行政決策提供了直觀、高效和科學(xué)的技術(shù)手段，實現(xiàn)了精細化建筑管理，提升了重慶市規(guī)劃局規(guī)劃管理技術(shù)水平。

三、仿真技術(shù)在重慶市規(guī)劃管理的應(yīng)用

3.1通過建立建筑物及周邊環(huán)境的三維仿真模型，規(guī)劃管理人員可以在三維可視化環(huán)境下觀察和研究建筑物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況，還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等（圖1）。對于規(guī)劃新區(qū)的建筑設(shè)計方案，由于沒有實際的周邊環(huán)境，可以用規(guī)劃的周邊環(huán)境來進行仿真模擬，還可以通過三維空間環(huán)境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進行多方案的比較(圖2)。此外，還可以進行特定視點的景觀圖生成、空間坐標(biāo)查詢、距離量算、屬性數(shù)據(jù)管理、實時的規(guī)劃指標(biāo)統(tǒng)計等，實現(xiàn)對建筑方案的全面的審查（圖3）。

（圖1）

（圖2）

（圖3）

3.2 城市景觀設(shè)計的應(yīng)用。城市景觀設(shè)計反映城市的整體風(fēng)貌，城市的整體風(fēng)貌依靠科學(xué)的環(huán)境資源布局來實現(xiàn)。利用仿真技術(shù)對城市景觀進行設(shè)計和環(huán)境模擬，可以對城市建筑的空間形態(tài)、建筑形式、城市天際線、城市景觀、城市色彩等多方面進行綜合考慮，做出更為準(zhǔn)確的、直觀的設(shè)計方案。仿真技術(shù)的應(yīng)用有助于城市規(guī)劃管理人員進行多功能技能操作，從整體上把握城市空間形態(tài)的展示要點和亮點的設(shè)計，體現(xiàn)出城市的整體風(fēng)貌和城市特色之處。同時，仿真技術(shù)利用計算機軟件進行實際景觀設(shè)計的環(huán)境模擬，創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖形界面，將設(shè)計的內(nèi)容和效果展示在大眾面前，實現(xiàn)人機交互，讓大眾和客戶有一種身臨其境的感受。對于城市規(guī)劃評審、公示、展覽、規(guī)劃項目的宣傳及招商引資等各方面都有著重要的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟效益。（圖4）

（圖4）

3.3城市規(guī)劃需要把握整個城市土地利用的決策動向，就需要對城市土地利用現(xiàn)狀信息資料進行完整的把握，所以城市土地利用現(xiàn)狀信息資料尤為重要。規(guī)劃管理人員可以依靠當(dāng)?shù)氐暮娇招l(wèi)星影像、DEM 高程數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，構(gòu)建仿真三維模型，通過三維模型，可以更廣泛的了解和把握整個城市的土地利用范圍、現(xiàn)狀以及城市周邊的概況，對城市的整體信息資料的掌握和城市規(guī)劃設(shè)計方案的確定有著重要意義。仿真技術(shù)還可以通過模擬建筑物的日照陰影走向和計算陰影面積來研究建筑物的高度對周邊建筑物的日照的影響等，通過三維空間環(huán)境下的實時建筑物模型置換、建筑物紋理置換、建筑物高度調(diào)整等功能，來進行城市土地利用現(xiàn)狀和規(guī)劃設(shè)計方案的篩選。

四、小結(jié)

總而言之，三維仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景是廣闊的。我們有理由相信，三維仿真技術(shù)會使城市規(guī)劃的產(chǎn)生一次技術(shù)革新，會極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，明顯的提高規(guī)劃審批的效率和方案設(shè)計的科學(xué)科學(xué)性，避免了傳統(tǒng)規(guī)劃評審采用大量設(shè)計文稿的方式，極大提高了設(shè)計單位、業(yè)主單位和管理單位的溝通效率，協(xié)調(diào)了與周圍建筑群的空間、色彩、材料，有利于體現(xiàn)城市的特點，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 楊建國，黃玲，高劍鋒.三維仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J]規(guī)劃信息化，2007

數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文第4篇

【關(guān)鍵詞】協(xié)同平臺；數(shù)字化；結(jié)構(gòu)；飛機；設(shè)計

0.引言

傳統(tǒng)的設(shè)計制造過程是：飛機設(shè)計―工藝準(zhǔn)備―工裝設(shè)計―零件制造―裝配，由于設(shè)計過程不可避免的變更，最終導(dǎo)致研制周期長，成本高等缺點。但是，傳統(tǒng)的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計，在經(jīng)過了上百年的開拓創(chuàng)新和經(jīng)驗積累，已經(jīng)形成了一套成熟的設(shè)計體系。從設(shè)計輸入到產(chǎn)品輸出的整個過程中，每一步都考慮了防差錯，并能快速地解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題。數(shù)字化協(xié)同平臺正是借鑒傳統(tǒng)的飛機設(shè)計的工程經(jīng)驗，并利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等手段，使其更加系統(tǒng)化，規(guī)?；?shù)字化協(xié)同平臺在繼承了傳統(tǒng)的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，充分運用了高性能計算機強大的計算能力和高速網(wǎng)絡(luò)的快速傳輸能力，為飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了更加開闊的設(shè)計平臺。

1.數(shù)字化制造特點

1.1產(chǎn)品研制方法發(fā)生改變

傳統(tǒng)樣機研制過程和方法大體分為概念設(shè)計、初步設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計階段，各設(shè)計階段均需繪制模線和制作物理樣機來幫助技術(shù)人員準(zhǔn)確地設(shè)計飛機和配置飛機的內(nèi)部空間，研制過程為串行，產(chǎn)品定義信息傳遞不連續(xù)。而在數(shù)字化環(huán)境下，其模線和物理樣機均由產(chǎn)品的數(shù)字化定義或數(shù)字樣機所替代，研制過程為并行表現(xiàn)形式，便于實現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同設(shè)計。具有以業(yè)務(wù)過程為中心，具有跨地域／多企業(yè)的、動態(tài)的研制特征。從協(xié)同研制全局目標(biāo)看，產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同研制中有橫向（多學(xué)科協(xié)同研制MDO）和縱向（產(chǎn)品全生命周期的協(xié)同），即使制造商分布在世界各地，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行協(xié)同設(shè)計，交換產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計信息。使得設(shè)計制造的數(shù)據(jù)、設(shè)備、實施、人員、成果和時間變得更為透明、柔性，實現(xiàn)真正意義上的共享。

1.2數(shù)字化技術(shù)與其他先進技術(shù)相融合

數(shù)字化技術(shù)與其他先進理念（精益生產(chǎn)、并行工程）以及先進技術(shù)（數(shù)控加工及成形技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)、飛機裝配技術(shù)和質(zhì)量保證技術(shù)等）相結(jié)合，使它們能集成在一起、融合在一起，發(fā)揮先進技術(shù)的整體效益。美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機（JSF）項目以洛克希德、馬丁公司為首的由30個國家的50家公司組成的團隊，采用數(shù)字化的設(shè)計制造管理方式，以跨越航空工業(yè)的全球性虛擬企業(yè)為表現(xiàn)形式。其集成平臺采用產(chǎn)品全生命周期管理軟件，包括網(wǎng)絡(luò)平臺采用VPN，LAN，WAN，Internet和各種應(yīng)用系統(tǒng)組成的應(yīng)用平臺；業(yè)務(wù)平臺由各種應(yīng)用軟件構(gòu)成，如：文檔管理，虛擬現(xiàn)實，材料管理，零件管理，CAD設(shè)計軟件及相關(guān)接口，數(shù)字化工廠的設(shè)計仿真軟件包，企業(yè)資源計劃和工廠管理軟件；商務(wù)平臺包括為用戶提供訪問其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的各類接口。

2.數(shù)字化協(xié)同平臺為工藝制造提供了方便

工藝設(shè)計處于產(chǎn)品設(shè)計和加工制造的中間環(huán)節(jié)，它是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步。其中的任何一個因素發(fā)生變化，都可能導(dǎo)致工藝設(shè)計方案的更改，另外制造業(yè)特有的傳統(tǒng)的串行工作方式，使得工藝設(shè)計成為產(chǎn)品制造的瓶頸，并且占用了很長的產(chǎn)品研制周期。目前工藝設(shè)計的不足之處：

2.1產(chǎn)品設(shè)計的工藝性審查周期較長

要在產(chǎn)品設(shè)計打佯出圖后，工藝部門才能對產(chǎn)品設(shè)計進行工藝性審查，針對可加工性和經(jīng)濟性對設(shè)計提出更改意見，一般周期都較長。然后，設(shè)計針對工藝提出的意見對設(shè)計圖紙進行修改，若改動較大則大大延長設(shè)計周期，這是一個反復(fù)迭代過程。

2.2不能及時發(fā)現(xiàn)工藝方案、工藝路線以及工藝規(guī)程的設(shè)計中的錯誤

工藝設(shè)計中隱藏的錯誤難以在設(shè)計過程中被人為的發(fā)現(xiàn)，裝配工藝的優(yōu)化基本上是憑工藝員的經(jīng)驗，工藝設(shè)計中存在的問題往往要在產(chǎn)品實際裝配過程中才被發(fā)現(xiàn)，但此時工藝設(shè)計錯誤已帶來了產(chǎn)品、周期、人力和費用的損失。

有了數(shù)字化協(xié)同平臺工藝工作可以有效的貫穿于整個飛機生產(chǎn)流程當(dāng)中，為工藝設(shè)計提供了充足的準(zhǔn)備時間。工藝制造部門隨時登陸數(shù)字化協(xié)同平臺網(wǎng)絡(luò)，了解設(shè)計進展和更改情況，及時的貫徹到工藝準(zhǔn)備之中，同時進行并行產(chǎn)品數(shù)字化定義，建立全機數(shù)字樣機，實現(xiàn)了數(shù)字化模塊化設(shè)計與柔性制造，大大縮短了研制周期，減少了工裝，降低了成本，取得了明顯的技術(shù)、經(jīng)濟效益。與此同時，數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與仿真技術(shù)也隨著數(shù)字化協(xié)同平臺的發(fā)展取得了實質(zhì)性的進步，一些著名的飛機制造公司開始應(yīng)用專用軟件系統(tǒng)如DELMIA等進行裝配工藝設(shè)計與仿真，利用車間執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場可視化裝配。

我國的飛機數(shù)字化裝配技術(shù)現(xiàn)處于起步階段，設(shè)計部門建立全機數(shù)字樣機的工作已經(jīng)取得實質(zhì)性的成果，因此如何在數(shù)字樣機基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的國情通過協(xié)同工作平臺建立三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計和裝配過程仿真環(huán)境，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、裝配工藝設(shè)計、裝配工裝設(shè)計的并行工作方式，是我們需要急切解決的課題。數(shù)字化協(xié)同平臺是一個很好的多人協(xié)同工作平臺，為飛機設(shè)計師提供了廣闊的舞臺，能將設(shè)計員的思想更快地轉(zhuǎn)變成一個個精美的飛機零件，為飛機早日翱翔藍天提供了可行性，使我們的夢想能更快地成為現(xiàn)實，同時也吸引著我們編織更加美麗的夢。

3.結(jié)束語

數(shù)字化飛機設(shè)計制造技術(shù)加快了現(xiàn)代飛機研制的整體進程。數(shù)字化技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)飛機產(chǎn)品的研制過程發(fā)生了根本性的變革，將對工廠的技術(shù)改造、技術(shù)和生產(chǎn)管理、人才的培養(yǎng)產(chǎn)生深遠的影響。民機公司雖然在數(shù)字化制造技術(shù)方面擁有一些經(jīng)驗和基礎(chǔ)，但是與國際上先進的航空制造公司相比，還有很大的差距。民機公司必須在生產(chǎn)實踐中不斷總結(jié)，吸取國內(nèi)外的先進經(jīng)驗，不斷完善自己的數(shù)字化制造技術(shù)，提升民用飛機的研制水平?！?/p>

【參考文獻】

［1］側(cè)衛(wèi),曉立.模具數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2009,(20).

［2］郭春英.數(shù)字化制造技術(shù)在ARJ21飛機吊掛研制上的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù),2009,(18).

［3］金卯,曉立.大飛機數(shù)字化裝配技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2009,(14).

［4］賈晨輝,任小中,李云峰.數(shù)字化制造系統(tǒng)規(guī)劃與建模仿真研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2009,(06).

數(shù)字化仿真技術(shù)概念范文第5篇

1、技術(shù)突破催生元宇宙

元宇宙要通過數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)實世界在虛擬世界的映射，提供更真實的感受，實現(xiàn)虛實融合，需要傳輸龐大的數(shù)據(jù)量。需要顯示分辨率達到16K，而且要滿足120Hz以上涮新頻率，人眼才分辨不出虛擬與現(xiàn)實的區(qū)別，要達到這樣的顯示水平，1秒的數(shù)據(jù)量就高達15GB。5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時延等特性能夠支撐元宇宙對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求。

拓展現(xiàn)實技術(shù)作為元宇宙的輸入輸出設(shè)備，是通往元宇宙非常重要的一環(huán)，自2016年VR元年以來，在技術(shù)、內(nèi)容、市場普及方面都取得了跨越式的進展，IDC數(shù)據(jù)顯示，2021年第一季度全球VR頭顯出貨量同比增長52.4%，整個2021年全球市場VR頭顯預(yù)計出貨837萬臺。

元宇宙雖然是數(shù)字化的虛擬世界，但仍然以現(xiàn)實世界為藍本，在某些場景甚至需要將現(xiàn)實世界中的場景按比例進行復(fù)制，3D建模、云渲染、仿真技術(shù)的突破為元宇宙的實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

人工智能、大數(shù)據(jù)、空間計算、邊緣計算等領(lǐng)域近年來都突飛猛進，取得了階段性的成果，在實踐中也得到了廣泛的運用和檢驗。

各種技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，必須會催生新產(chǎn)品的產(chǎn)生，元宇宙是對多種新興技術(shù)的統(tǒng)攝性的運用，也將進一步帶動這些技術(shù)的有效發(fā)展。

2、數(shù)字化進程推動元宇宙

人們的日常生活中的方方面面都逐漸走向網(wǎng)絡(luò)、走向數(shù)字化，包括你的好友，你的工作，你的生活，你的身份，你的資產(chǎn)，......。網(wǎng)絡(luò)對于我們的生活越來越重要，越來越體現(xiàn)出其價值，人們的注意力從現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)移到了數(shù)字世界，推動了元宇宙時代的到來。

3、資本尋找新風(fēng)口加速元宇宙

近兩年來科技圈和創(chuàng)投圈，新概念越來越少，巨頭的資本往哪里走呢？都在尋找著一個能夠突破的新風(fēng)口，盡管元宇宙還要未來才能實現(xiàn)，但是對于資本市場而言，“元宇宙”的出現(xiàn)無疑點燃了沉寂已久的資本市場的熱情。Facebook將全部賭注都押在元宇宙上以尋求新的增長點，11月份以來，與元宇宙相關(guān)的多個項目都獲得了資本的青睞，取得融資成功。

資本的大力追捧，為元宇宙的發(fā)展注入了一劑催化劑，正在加速推動元宇宙的發(fā)展。