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隨著技術(shù)變得日益復(fù)雜，原型設(shè)備的制造費(fèi)用也不斷攀升。不僅如此，制造原型設(shè)備需要較長時(shí)間且占用相當(dāng)多的資源。倘若原型設(shè)備無法產(chǎn)生效能又將如何？一切都將從頭開始。正因?yàn)槿绱耍s短開發(fā)周期并盡可能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量測試與仿真模擬就顯得愈加重要。為做好這項(xiàng)工作，沃爾沃建筑設(shè)備公司正研發(fā)一種系統(tǒng)，它將對產(chǎn)品開發(fā)過程帶來革命性影響，同時(shí)借助人在回路系統(tǒng)使得當(dāng)前尚不存在的技術(shù)能夠得到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地模擬。
公司所屬技術(shù)職能部門的最新創(chuàng)新成果可以使操作員獲得與他（她）操作一臺(tái)真實(shí)設(shè)備同樣的體驗(yàn)，從而在制造出一臺(tái)昂貴的原型產(chǎn)品之前使工程師能夠評估設(shè)備的操作性并對那些關(guān)鍵要素，如設(shè)備性能與響應(yīng)度進(jìn)行測試。通過完全仿真與優(yōu)化，實(shí)時(shí)模擬器可以確定未來技術(shù)的可行性，減少原型數(shù)量，同時(shí)確保制造出的款型更加接近最終產(chǎn)品且成本更低。
“模擬器一直以來都被用于操作員培訓(xùn)，它們是現(xiàn)有某種設(shè)備的復(fù)制品，”技術(shù)職能部門虛擬產(chǎn)品開發(fā)（VPD）小組經(jīng)理Lennarth Zander說。“但我們現(xiàn)在所做的工作是打造一款以研發(fā)為目的的實(shí)時(shí)模擬器，它將能夠完全模擬下一代設(shè)備的行為方式。該項(xiàng)目的一個(gè)重要目的在于了解操作員在未來一代設(shè)備上所能獲得的體驗(yàn)，而這很難通過數(shù)學(xué)模型來實(shí)現(xiàn)。借助這一新技術(shù)，我們將可以提高效率，使產(chǎn)品開發(fā)流程得到改進(jìn)，并最終有助于為客戶提供最佳體驗(yàn)。”
全景模擬器
“打造一款采用人在回路技術(shù)的實(shí)時(shí)模擬器非常復(fù)雜，但在沃爾沃我們具備相關(guān)的專業(yè)技術(shù)與實(shí)力，”Lennarth說。“這就好比制造一種介于計(jì)算機(jī)仿真模型和真實(shí)設(shè)備之間的某種產(chǎn)品。最大的挑戰(zhàn)之一便是對液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)模擬，而在此以前這一挑戰(zhàn)使得實(shí)時(shí)模擬器的研制無法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)操作員參與到模擬中時(shí)，實(shí)時(shí)模擬的動(dòng)作必須準(zhǔn)確和即時(shí)——對于細(xì)節(jié)的注意非常重要，否則便無法通過模擬還原設(shè)備的真實(shí)表現(xiàn)。”
“我們已在不降低準(zhǔn)確性的前提下成功進(jìn)行了實(shí)時(shí)模擬，這是一個(gè)很大的突破，”虛擬產(chǎn)品開發(fā)/先進(jìn)工程小組首席工程師Jae Lee說。“我們一開始便為模擬器編制了挖掘機(jī)（最具挑戰(zhàn)性的設(shè)備）的發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓系統(tǒng)模擬程序，一旦該項(xiàng)目告一段落我們將繼續(xù)為其他沃爾沃設(shè)備編制類似的程序。模擬器給人的感覺與真實(shí)情況沒有區(qū)別，操作員在模擬器中所體驗(yàn)到的視覺、聽覺與觸覺反饋與在工地上作業(yè)的真實(shí)設(shè)備如出一轍。特定設(shè)備的正常車輛特征，如液壓動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)聲響和設(shè)備在不平坦地形上的移動(dòng)方式，都可以真實(shí)地加以再現(xiàn)并且還有不同應(yīng)用模式可供選擇。當(dāng)操作員坐在模擬器駕駛室中時(shí)，他們將看到設(shè)備依據(jù)球形投影屏幕上的各種指令實(shí)時(shí)、連貫地完成相應(yīng)動(dòng)作，就像他們透過在工地上作業(yè)的設(shè)備的擋風(fēng)玻璃所觀察到的情形一樣。”
預(yù)測設(shè)備行為模式
“假如有人給了我們一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，只要我們能用數(shù)學(xué)方法對其加以描述，我們就可以借助實(shí)時(shí)模擬器預(yù)測出采用這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備的行為模式，并讓操作員獲得有關(guān)設(shè)備使用感覺的反饋，”Lennarth說。“這些可能性既令人興奮亦無可限量，我們可以利用這一先進(jìn)技術(shù)來測試一些未來的技術(shù)概念，如抬頭顯示器、新型傳動(dòng)技術(shù)以及智能化的設(shè)備功能。它還可以幫助我們優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，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(shù)，將可以讓我們了解操作員對技術(shù)所做的反應(yīng)如何，而他們的反應(yīng)將有助于我們在制造原型產(chǎn)品之前對研發(fā)工作的組織加以引導(dǎo)，”Lennarth繼續(xù)說道。“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(shí)產(chǎn)量、油耗、車速等信息，那么我們感興趣的方面就包括這些信息對于操作員是否有用，我們提供的信息形式是否恰當(dāng)——所有這些問題都必須在為原型產(chǎn)品投入經(jīng)費(fèi)之前得到解決。假如操作員對某個(gè)液壓系統(tǒng)的性能感到并不滿意，做出此類調(diào)整的難度和成本將會(huì)低出很多，因?yàn)槲覀兛梢灾苯泳幹屏硪惶子糜谀M器的程序直至獲得最優(yōu)化的設(shè)備性能。”
模擬器的制造地點(diǎn)在韓國昌原，計(jì)劃在2013年年底完成。
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