1.虚拟产品开发是什么

从本质上说，虚拟产品是一种基于信息模型的数字产品，它所代表的被模拟对象具有相似性能和特征。虚拟产品开发使得产品在生产投入前具有明确的可视性，可以对其进行分析，与客户进行交换信息和评估。同时，使得开发中各个工作部门之间信息的传递通过计算机网络采用数字信息来完成。所有参与开发的人员共同拥有同一个信息资源，处于同一信息场之中，共同面对同一工作对象――虚拟产品。

虚拟产品开发(VPD)就是设计和制造虚拟产品的过程。它与传统的产品开发的区别在于，将产品模型转换成对其数字产品相似模型进行设计制造。在这个过程中，有一套人员以网络方式相互协同工作，从事产品设计、分析、制造和支持。不论在何时何地，参与开发的人员可以单独地也可以协同地进行工作。这种虚拟产品开发网络不仅包括生产虚拟产品的员工，而且也包括供销商、合作伙伴和客户。它提供了虚拟产品制造全过程的信息。把产品设计制造过程视为一个系统。系统中各单元应能互通信息，互相适应。

2.虚拟产品开发的研究现状

虚拟现实(VR)是一个计算机生成的三维环境，人们沉浸其中，通过适当的界面操纵其中的拟实对象，并采用人类的表达形式进行交互。而虚拟产品开发的研究则需要采用虚拟现实技术构造一个产品设计制造环境，把设计、制造工艺、样机制造的过程集成其中。当前，虚拟产品开发的研究集中在以下几个方面。

与软件相关的技术方面：(1)可视化：研究怎样将各种信息以直观的形式显示出来;(2)环境构造：研究采用虚拟现实技术开发工作环境的技术;(3)信息表达：研究与方法、语义和语法有关的信息表达方式;(4)元模型建模方法：研究建立可以调节模型间相互作用的模型;(5)集成体系结构：研究怎样构成软硬件系统;(6)模拟：研究在计算机上设计真实系统模型的过程;(7)方法论：研究开发和应用虚拟产品开发系统的方法;(8)制造特性：研究在制造过程中影响材料变形的变量的采集、测量和分析;(9)评价：研究虚拟产品开发系统的评价。

与硬件相关的技术方面：(1)输入输出设备：基于CRT和LCD的头盔显示器(HMD)、普通计算机显示器、投影系统、可视化眼镜、数据手套、数据背心、蹋滚、摇杆、触垫、触觉球、麦克风、合成器、耳机和音响系统;(2)信息采集存储设备;(3)高速计算系统;(4)网络结构(星状、总线、环状)、异种机网络、通讯硬件等。

交互技术方面：(1)虚拟产品开发环境有效性评价方法;(2)与人机交互、人人交互有关的人机工程评价。

3.虚拟产品开发的应用举例

与其他一些学科不同，虚拟产品开发的概念一经提出就受到企业界的广泛关注，一些企业立即开始着手局部性实施和应用。

（1）美国福特汽车公司是第一个采用网络并行设计技术设计赛车的企业。采用这项技术设计制造的新型SS1型赛车从开始设计到第一次上道测试只用了9个月的时间。（2）美国Sandia国家实验室采用虚拟制样技术开发新一代计算机芯片，这种芯片只有现在芯片的1/25大小。（3）John Deere公司将虚拟产品开发技术用于焊接设备安装机器人的设计、评价和测试，使设计制造周期大大缩短。考文垂艺术设计学院利用虚拟样机技术对正在设计的轿车进行虚拟道路测试，评价轿车的道路适应性和驾驶员视野。

在国内，虚拟产品开发方面的研究开始不久，目前报道的研究多数属于概念和结构框架的范畴，开发环境的研究多数还限于目标系统层面，没有深入到虚拟设计制造层面，而对于虚拟设计制造核心-模型构造层面的研究就更少。因此，结合一个工程学科，重点解决虚拟设计制造中的重大技术基础问题，并在深入研究核心技术的基础上，建立虚拟产品开发环境，并深层次开发模型构造环境，从而建立起面向应用的虚拟产品开发平台，这对将虚拟产品开发技术的研究引向深入有重要价值。

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