給產品開發過程帶來革命性影響

仿真模擬：與現實零距離

    □ 本報記者 王惜純

    沃爾沃建筑設備公司（以下簡稱沃爾沃建筑設備）正將設備模擬器帶入更高層次。7月18日，該公司宣布稱，其所屬的技術部門正積極開發一種實時、人在回路系統用于模擬未來技術并借以了解操作員的操作行為。

    隨著科學技術的不斷進步，產業技術日趨復雜化，一些設備的制造費用也在不斷攀升。不僅如此，制造設備需要較長時間且占用相當多的資源。正因為如此，縮短開發周期并盡可能利用計算機進行大量測試與仿真模擬，就顯得愈加重要。為做好這項工作，沃爾沃建筑設備正研發一種系統，它將對產品開發過程帶來革命性影響，可使當前尚不完備的技術能夠得到實時、準確地模擬。

    據介紹，該公司所屬技術部門最新推出的創新成果，可以使操作員獲得操作真實設備同樣的體驗，從而在制造出一臺昂貴的原型產品之前，使工程師能夠評估設備的操作性并對一些關鍵要素，如設備性能與響應度進行測試。通過完全仿真與優化，實時模擬器可以確定未來技術的可行性，減少原型數量，同時確保制造出的款型更加接近最終產品且成本更低。

    “模擬器一直以來都被用于操作員培訓，它們是現有某種設備的復制品。”該公司虛擬產品開發（VPD）小組有關負責人說：“該項目的一個重要目的在于了解操作員在未來一代設備上所能獲得的體驗，而這很難通過數學模型來實現。借助這一新技術可以提高效率，使產品開發流程得到改進，并最終有助于為客戶提供最佳體驗。”

    全景模擬器還原真實

    “打造一款采用人在回路技術的實時模擬器非常復雜。”該負責人認為：“最大的挑戰之一便是對液壓系統的實時模擬，而在此以前這一挑戰使得實時模擬器的研制無法實現。當操作員參與到模擬中時，實時模擬的動作必須準確和及時——對于細節的注意非常重要，否則便無法通過模擬還原設備的真實表現。”

    “我們已在不降低準確性的前提下成功進行了實時模擬，這是一個很大的突破。”該公司虛擬產品開發/先進工程小組首席工程師Jae Lee說：“模擬器給人的感覺與真實情況沒有區別，操作員在模擬器中所體驗到的視覺、聽覺與觸覺反饋與在工地上作業的真實設備如出一轍。特定設備的正常車輛特征，如液壓動力、發動機聲響和設備在不平坦地形上的移動方式，都可以真實地加以再現并且還有不同應用模式可供選擇。當操作員坐在模擬器駕駛室中時，他們將看到設備依據球形投影屏幕上的各種指令實時、連貫地完成相應動作，就像他們透過在工地上作業的設備的擋風玻璃所觀察到的情形一樣。”

    預測設備行為模式

    “假如有人給了我們一項創新技術，只要我們能用數學方法對其加以描述，我們就可以借助實時模擬器預測出采用這項技術設備的行為模式，并讓操作員獲得有關設備使用感覺的反饋。”該公司有關技術人員說：“利用這一先進技術可以測試如抬頭顯示器、新型傳動技術以及智能化的設備功能，可以幫助客戶優化現有技術，最大限度地提高其燃油效率。”

    “通過這種方式測試具有潛力的新技術，將可以了解操作員對技術所做的反應如何，而他們的反應將有助于我們在制造原型產品之前對研發工作的組織加以引導，”該技術人員稱：“舉例來說，如果我們研制的平視顯示器可以向操作員提供每小時產量、油耗、車速等信息，這些信息對于操作員是否有用？提供的信息形式是否恰當？所有這些問題都必須在為原型產品投入經費之前得到解決。假如操作員對某個液壓系統的性能感到不滿意，我們可以直接編制另一套用于模擬器的程序，直至獲得最優化的設備性能，從而降低產品成本。”

    據介紹，模擬器的制造地點在韓國昌原，計劃在2013年年底完成。《中國質量報》