isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

6 сентября 2013

Технологии виртуальной реальности и их применение в PLM

Денис Бутузов

От редакции isicad.ru: Автор статьи — начальник отдела разработки программно-аппаратных комплексов российской компании «Ай-Джи-Эй Технологии» (IGA Technologies).

Статья представляет собой краткий, но емкий, обзор технологий, а также вариантов и областей применения виртуальной реальности (virtual reality). Компания «Ай-Джи-Эй Технологии» занимается разработкой и продвижением подобных решений на современный российский рынок; основные отрасли деятельности компании: авиакосмическая промышленность, судостроение и энергетика. В конце статьи на примерах проектов компании «Ай-Джи-Эй Технологии» иллюстрируются некоторые классы применений технологии виртуальной реальности.

Денис Бутузов

Денис Бутузов и...

Современные производители автомобилей, самолетов и кораблей за рубежом уже не могут представить себе работу без использования средств управления жизненным циклом изделия. Что вполне закономерно: ведь эти технологии помогают значительно повысить эффективность и сократить сроки разработки новых изделий и организации их производства. Повторное использование наработанных решений из централизованного хранилища, обмен цифровыми данными между территориально распределенными командами инженеров, моделирование производственных процессов, все это уже не впечатляет специалистов, а представляется необходимыми инструментами в работе. Но есть один важный инструмент, который уже повсеместно используется за рубежом и является таким же необходимым, как и все вышеперечисленное, но почему-то слабо представленным в России. Этот инструмент — virtual reality, виртуальная реальность (ВР).

Технология ВР используется в таких крупных компаниях, как Peugeot Citroen, Land-Rover, Jaguar, Boeing и др. Использование решений на основе виртуальной реальности позволяет еще более повысить эффективность разработки изделий, так как предоставляет возможность мгновенной оценки результатов работы конструкторов и дизайнеров в процессе их непосредственной работы тогда, когда реальное изделие или его часть представлена лишь в виде цифровой модели. Инженеры, конструктора, руководители, топ-менеджеры и сами заказчики могут воочию увидеть и ощутить то, что реально еще не существует! Создаете ли вы новый автомобиль, или проектируете ГЭС, вы уже можете посидеть в кресле и покрутить руль, либо очутиться внутри машинного зала рядом с гидроагрегатом и посмотреть, как он работает — вживую!

Чем же использование систем виртуальной реальности может помочь инженерам и технологам?

Использование качественной системы стерео визуализации вкупе с системой захвата положения головы позволяет отобразить цифровые модели в «реалистичном» виде с эффектами глубины и объема. Пользователь может не просто увидеть двухмерную проекцию цифровой модели на экран монитора, а рассмотреть ее в масштабе 1:1 в трехмерном пространстве так, будто она реально находится перед ним: посмотреть на нее снизу, заглянуть сбоку и т.д. Это дает незабываемый эффект погружения и применяется как для демонстрации результатов работы конструкторов и дизайнеров на промежуточных стадиях разработки заказчику и заинтересованным лицам, так и для инспектирования ошибок, возникающих в процессе работы. Использование различного рода манипуляторов позволяет пользователю не только перемещаться по виртуальному пространству, но и интерактивно работать с моделью: захватывать и перемещать детали сборки, менять цвет, показывать и скрывать отдельные части, производить манипуляции с кинематикой, в случае, если она задана и многое другое.

По типу системы визуализации решения ВР разделяются на следующие классы:

  • Виртуальная стена — решение с одним плоским экраном, наиболее простое, предоставляющее начальный уровень погружения
  • Виртуальная комната — решение с экранным комплексом в виде куба, часть граней которого засвечивается изображением. Возможные конфигурации как с 3 стенами, так и с 3 стенами, полом и потолком — решение наиболее высокого уровня. В системах подобного рода пользователь полностью отождествляет себя со средой, за счет полного охвата поля зрения изображением в широком диапазоне.
  • Гибридная система — 2 стены уголком и пол, предоставляет промежуточный уровень.
Выбор конкретной конфигурации системы зависит от типа решаемых задач и требований.

Возможности применения подобных систем достаточно широки:

  • Быстрая оценка результата работы инженеров-конструкторов и технологов при проектировании изделий и подготовке производства, что приводит к выявлению ошибок в процессе разработки, а не «доводке» напильником в цеху;
  • оценка эргономики изделий;
  • отработка кинематики и механизмов, симуляция в реальном масштабе работы нового продукта;
  • демонстрация изделия заказчикам и возможность учета их пожеланий до изготовления;
  • исключение необходимости создания большого количества натурных макетов и прототипов;
  • обучение персонала, например, возможность обучать кораблестроителей, уже в процессе проектирования, на ранних этапах, когда само судно еще не существует в железе.
И многое другое — не только при разработке изделий, но и в медицине, науке и других областях.

Компания «Ай-Джи-Эй Технологии» занимается разработкой и продвижением подобных решений на современный российский рынок. Основные отрасли деятельности компании: авиакосмическая промышленность, судостроение и энергетика. Отличительная особенность компании в том, что она является отечественным разработчиком подобных решений, вместо дистрибуции и монтажа готовых зарубежных решений. Это ведет к существенному удешевлению стоимости и сокращению сроков внедрения. Развитие систем виртуальной реальности является направлением, расширяющим возможности по основной деятельности компании, связанной с PLM системами на базе продуктов Dassault Systemes. В заключении, приведем ряд примеров разработок компании «Ай-Джи-Эй Технологии».

VR-1

Оценка модели стойки шасси пассажирского самолета на стенде в ОАО «Туполев».

VR-5

Модель нового сверхзвукового самолета на стенде в ОАО «Туполев».

VR-2

Симуляция в реальном времени работы 5-ти осевого станка при вытачивании импеллера. «Металлообработка 2013».

VR-4

Оценка планировочных решений на цифровой модели производственного цеха. «Металлообработка 2013».

На следующей фотографии представлен общий вид системы, которая была продемонстрирована на выставке «Металлообработка 2013»:

VR-3

Характеристики системы:

  • Мобильный экран обратной проекции
  • Проекторы Epson, 1920×1200, 4500 ANSI lm
  • Технология спектрального разделения каналов изображения Infitec
  • Система захвата движений (трекинг) Natural Point Optitrack
  • Графическая станция Core i7, 16 Gb, NVIDIA Quadro K5000
  • Софт: CATIA/DELMIA V6R2013X + плагин для 3-х мерной визуализации, разработанный «Ай-Джи-Эй Технологии»
  • Размер изображения: 234×146 см.

А на недавнем МАКС-2013 нашей компанией, на примере машинного зала прогулочного катера, была показана комната виртуального прототипирования:

VR-6

И там же, на МАКС-2013, мы представили блок модели Баксанской ГЭС:

VR-7

Характеристики этого экспоната следующие:

  • Мобильный экран обратной проекции
  • Проекторы Projection Design F35, 2560×1600, 4500 ANSI lm
  • Технология спектрального разделения каналов изображения Infitec
  • Система захвата движений (трекинг) Natural Point Optitrack
  • Графическая станция Core i7, 16 Gb, NVIDIA Quadro K5000
  • Софт:
    • Siemens Teamcenter Visualization Mockup 10.1
    • CATIA V6R2013X + плагин для 3-х мерной визуализации, разработанный «Ай-Джи-Эй Технологии»
  • Размер изображения: 356×264 см.


Для всех желающих пообщаться на тему виртуальной реальности или просто посмотреть наше решение в действии приглашаем посетить форум 3DExperience Russia, Москва, 23 октября 2013 года.


Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.