虚拟技术在工业产品设计中的应用研究

南凯硕 付龙飞 齐政轩 朱佳新 杨冲冲

摘  要：随着信息技术的迅猛发展，为社会各个领域都提供了重要的技术支持。虚拟技术依托于信息技术，并在虚拟呈现方面取得了较大的成绩。虚拟技术以其显著的工业优势，已经被广泛应用于不同领域，对于虚拟技术的研究也在不断拓展和深化，以便能够更好地推进社会技术进步。文章通过对虚拟技术的优势和应用途径进行研究，旨在能够为虚拟技术价值的发挥提供有效的思路，促进虚拟技术在现实工业领域发挥更大的作用，推进工业产品的技术完善与发展。

关键词：虚拟技术;工业产品;设计;生产

中图分类号：TP202         文献标志码：A         文章编号：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

虛拟技术又称之为VR技术，是基于信息技术基础上出现的新型可视化技术。虚拟技术的产生为社会上很多领域的发展都提供了重要的技术支持，尤其是在工业产品的设计中，发挥虚拟技术的优势作用，可以利用虚拟技术设备来对各种工业数据进行分析和整合，以便能够将工业产品设计思想通过可视化方式呈现给人们。虚拟技术也可以与现实当中的各种设备进行兼容，将虚拟与现实进行全面关联，从而给人们控制和操作虚拟环境的可能性。

1 虚拟技术的优势作用

1.1 虚拟技术具有模型结构简单优势

虚拟技术在工业产品设计当中，能够提供一种更为简单的模型结构。传统的工业产品设计方式，需要通过复杂的设计流程才能够完成设计任务，这是由于对于工业产品设计而言，需要将设计思想转化为效果图进行呈现。除此之外，效果图在指导工业产品设计与生产时，需要将效果图与工业产品的模型进行匹配，避免模型与设计存在差异[1]。而在虚拟技术方式下，工业产品的设计思想可以直接在虚拟环境中呈现，简化了效果图制作的步骤，并且虚拟环境可以与工业产品的模型进行兼容，直接利用虚拟建模来满足设计需求，极大地提高了工业产品设计效率。

1.2 虚拟技术具有提高精准度的优势

虚拟技术是基于信息技术而产生的，其技术核心是利用程序的准确计算来提高工业产品设计的精确度。传统的工业产品设计中，对于产品模型结构等特征，只能依靠设计经验开展，这就难以保证模型的精确程度。而在虚拟技术方式下，工业产品的设计模型，每一个细节都经过的严格的计算和复合，形成的工业产品模型可以达到真实产品的精度标准。虚拟技术还可以根据工业产品设计要求，进行一体化的实践。如对于工业产品进行的运动过程实验，就可以在虚拟环境中进行模拟，通过设置相应的参数，构建真实的情境[2]。通过虚拟性的模型演示可以直观地进行观察，得到准确的工业产品性能信息，为后续的工业产品生产环节提供重要的依据。虚拟技术改变了传统工业产品设计中，必须经过一些列的模型设计、生产后，才能够掌握设计准确性水平的缺陷。另外，由于传统的工业产品设计在指导生产时，会受到人为因素的影响，导致所生产的工业产品之间会存在一定程度的差异，影响了工业产品的质量。在虚拟技术中，每个设计环节都是经过计算机系统进行了高精度确认，并将这种精确计算融入到工业生产环节当中，保证了生产出的工业产品与设计数据是完全一致的，不存在设计与生产的偏差。

1.3 虚拟技术具有工业生产监控优势

虚拟技术依托于先进的技术优势，可以在工业产品生产环节中实现有效的监控目标。工业产生生产作业的要求较高，每个生产环节环环相扣，任何一个环节出现差错都将导致整个的工业生产受到影响。将虚拟技术应用于工业生产线上，可以依据实际的工业生产线情况，构建出与真实情况相一致的虚拟生产作业流程演示条件[3]。工业产品生产人员，可以通过虚拟环境的观测来判断实际生产流程的情况，全面准确地掌握工业产品特性与生产状态，可以根据虚拟监控来判断容易出现问题的生产环节，进而提早采用有效的防控措施，保证工业生产作业的顺利开展。传统的工业产品生产环节中，监控工作需要依赖于人工完成。监控人员需要实时紧盯生产环节，并对照工业产品的设计方案和图纸等来判断生产过程是否达到相应的要求。这个过程不仅极大的增加了人工成本，并且由于人为监控所把握的尺度难以做到统一，使得不同生产线下的工业产品往往存在一定的质量差别。运用虚拟技术开展工业产品监控，所有的产品环节都在虚拟系统的架构下实现。虚拟系统就是一个全面覆盖的监督机制，对于每个工业产品生产线都能够同时、同标准地开展监控。保证了工业产品的质量标准的一致性。

1.4 虚拟技术具有便捷信息获取优势

随着人们对于工业产品的需求增加，对于工业产品的相关信息也有着更加强烈的获取意愿。工业产品生产者需要以吸引社会需求群体为宗旨，通过有效的工业产品引领，将其转化为有效的消费群体。通过虚拟技术，可以将工业产品信息全面地展示给消费者，为消费者观察和体验工业产品生产流程提供重要的支持。这种信息传递方式，能够大大降低传统的工业产品宣传成本，同时提高消费者的体验感受效果。虚拟技术模式下的信息获取，是对工业产品从设计到生产全过程信息的一种整合，可以依据消费者所关注的重点方面予以详细解析，同时也能够提供有针对性的信息服务，更好地满足了工业消费者的需求。

2 虚拟技术在工业产品设计中的应用

2.1 灌装工业生产中使用虚拟技术

灌装工业生产属于传统的工业制造领域，将虚拟技术应用其中，能够全面提升设计能力。在灌装工业设计框架的建立中，利用虚拟技术可以实现仿真管理、工藝布局、任务管理、分析引擎等功能。在虚拟环境中构建起对应的模块，可以使整个灌装工业生产流程处于一个统一的管理框架下。尤其是在虚拟技术支撑下，实现了虚拟管理的目的。虚拟环境中的管理，是以虚拟接口为媒介，通过计算机程序指令的传输，对工业生产流程进行保障，提高工业生产线的稳定性。工业生产设计中，对于产品生产布局的设计，相关设计人员可以通过全面准确地收集产品信息，通过对这些信息的综合分析和利用，形成有针对性的布局处理，将虚拟环境与真实环境有效衔接，并在虚拟与真实的环境交互当中，去观察和控制灌装工业生产流程[4]。灌装工业生产依托于虚拟技术，可以更好地提供可视化条件，将虚拟技术融入到生产过程，将生产流程在虚拟框架下进行分析和反馈，为灌装工业生产提供有力的支持。

2.2 航空工业生产中使用虚拟技术

航空工业是重要的工业生产领域，在航空工业中利用虚拟技术，可以推进航空工业领域的智能化发展。虚拟技术可以为航天工业制造提供一个多空间条件，将航空工业的设计、工艺、模型建立、装配生产等不同工业环节进行多空间结合。利用虚拟技术将复杂的航空工业制造过程，呈现于一个虚拟环境中，可以使航空技术人员更加直观地掌握航空制造环节。如航空工业领域的制造工艺，需要经过严格的审核程序。在审核的过程当中，就可以结合虚拟技术与现实制造的交互，将航空设计图纸上的各种数据，与航空工业生产模型进行全面比对，并根据比对结构对航空装配生产线进行有效指导，保证了航空工业制造的质量。

2.3 建筑工程建设中使用虚拟技术

建筑工程领域中的虚拟技术应用范围更加广泛，这也是建筑工程实施特征所决定。建筑工程建设中，由于涉及到的流程非常复杂，如果仅仅以传统的方式去管理和控制，不仅难以保证工程的质量效果和流程规范水平，同时也会增加工程实施成本，不利于建筑经济效益的实现。将虚拟技术应用于建筑工程中，可以根据工程方案和施工图纸，在虚拟环境中构建整体的工程实施模型，将工程建设的每个步骤在虚拟环境中去演示。虚拟技术的建模优势非常显著，可以通过全方位的立体建模方式，完全呈现出建筑工程的整体效果，也可以利用虚拟现实交互方式，为建筑施工管理人员提供重要的监管依据。在建筑工程建设中使用虚拟技术，还可以为消费者提供一个真实的体验环境[5]。在虚拟空间当中呈现建筑完成后的真实效果，消费者可以在虚拟系统和辅助工具的帮助下，置身于建筑环境当中，漫游于虚拟化的建筑场景当中，从而能够更加直观地感受到建筑的各方面情况，能够为消费者的消费决策提供重要依据。建筑工程的监督检验单位，也可以在这样的体验中去检查建筑施工是否存在问题，这也实现了建筑管理和监督能力的提高。

3 结束语

虚拟技术在工业产品设计的广泛应用，为工业产品设计和生产提供了新的思路。虚拟技术有着较大的可视化优势，能够在工业产品设计中，呈现出直观的影响，提高工业设计体验效果。虚拟技术的应用，需要结合工业生产设计实际情况，通过将虚拟技术与现实生产相结合，优化工业产品设计流程，为工业领域的发展奠定基础。

参考文献：

[1]苗维平.基于三维视觉的工业产品设计展示平台设计[J].现代电子技术，2020，43（04）：120-122+126.

[2]张天翔.数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景[J].数字技术与应用，2019，37（12）：211+213.

[3]王心贤.交互设计在工业产品中的应用及发展趋势研究[J].科学技术创新，2019（30）：29-30.

[4]胡铭，王荻.虚拟现实技术下的工业产品设计CAD三维造型系统[J].现代电子技术，2019，42（09）：142-144.

[5]白淼.基于三维体面的项背智慧——工业产品逆向设计研究[J].艺术与设计（理论），2018，2（10）：78-80.