Virtuell prosjektering - Virtual engineering

Virtuell prosjektering er definert som integrering av geometriske modeller og relaterte ingeniørverktøy som analyse, simulering , optimalisering og beslutningsverktøy , etc., i et datamaskingenererte miljø som letter multidisiplinær produktutvikling. Virtual engineering deler mange egenskaper med software engineering , for eksempel muligheten til å oppnå mange forskjellige resultater gjennom forskjellige implementeringer.

Beskrivelse

Konseptet

Et virtuelt ingeniørmiljø gir et brukersentrert, førstepersonsperspektiv som gjør det mulig for brukere å samhandle med et konstruert system naturlig og gir brukerne et bredt spekter av tilgjengelige verktøy. Dette krever en ingeniørmodell som inkluderer geometri, fysikk og kvantitative eller kvalitative data fra det virkelige systemet. Brukeren skal kunne gå gjennom operativsystemet og observere hvordan det fungerer og hvordan det reagerer på endringer i design, drift eller annen teknisk endring. Samhandling i det virtuelle miljøet skal gi et lett forstått grensesnitt, passende for brukerens tekniske bakgrunn og ekspertise, som gjør det mulig for brukeren å utforske og oppdage uventede, men kritiske detaljer om systemets oppførsel. På samme måte bør ingeniørverktøy og programvare passe naturlig inn i miljøet og gi brukeren mulighet til å opprettholde sitt fokus på det tekniske problemet. Et sentralt mål med virtuell prosjektering er å engasjere den menneskelige kapasiteten til kompleks evaluering.

De viktigste komponentene i et slikt miljø inkluderer:

  • Brukersentrerte virtual reality- visualiseringsteknikker. Når de presenteres i et kjent og naturlig grensesnitt , blir komplekse tredimensjonale data mer forståelige og brukbare, noe som forbedrer brukerens forståelse. Sammen med en passende ekspert (f.eks. En designingeniør, en anleggsingeniør eller en byggeleder) kan virtual reality redusere designtiden for bedre løsninger.
  • Datastøttet produksjon (CAM) Interaktiv analyse og prosjektering. I dag krever nesten alle aspekter av kraftverkssimulering omfattende off-line oppsett, beregning og iterasjon. Tiden som kreves for hver iterasjon kan variere fra en dag til flere uker. Verktøy for interaktiv samarbeidsteknologi der ingeniøren kan etablere en dynamisk tenkeprosess, er nødvendig for å tillate sanntid utforsking av "hva-hvis" -spørsmålene som er viktige for prosjekteringsprosessen. Under nesten alle omstendigheter har et teknisk svar nå mye større verdi enn et svar i morgen, neste uke eller neste måned. Selv om det er utviklet mange gode ingeniøranalyseteknikker, blir de ikke rutinemessig brukt som en grunnleggende del av konstruksjon, drift, kontroll og vedlikehold av ingeniørarbeid. Tiden som kreves for å sette opp, beregne og forstå resultatet, gjenta prosessen til et tilstrekkelig svar er oppnådd, betydelig overstiger den tilgjengelige tiden. Dette inkluderer teknikker som beregningsvæskedynamikk (CFD), analyse av endelige elementer (FEA) og optimalisering av komplekse systemer. I stedet brukes disse ingeniørverktøyene for å gi begrenset innsikt i problemet, for å skjerpe svaret, eller for å forstå hva som gikk galt etter et dårlig design og hvordan du kan forbedre resultatene neste gang. Dette gjelder særlig CFD-analyse.
  • Computer-assistert engineering (CAE): Integrering av virkelige prosesser i det virtuelle miljøet. Ingeniørarbeid er mer enn analyse og design. En metodikk for lagring og rask tilgang til ingeniøranalyser, plantedata, geometri og alle andre kvalitative og kvantitative ingeniørdata relatert til anleggsdrift må fremdeles utvikles.
  • Teknisk beslutningsstøtteverktøy. Optimaliserings-, kostnadsanalyser, planlegging og kunnskapsbaserte verktøy må integreres i ingeniørprosessene.

Virtual engineering lar ingeniører jobbe med objekter i et virtuelt rom uten å måtte tenke på objektenes underliggende tekniske informasjon. Når en ingeniør tar tak i en virtuell komponent og flytter eller endrer den, burde han eller hun bare måtte tenke på konsekvensene av et slikt trekk i komponentens virkelige verdensmotpart. Ingeniører må også kunne lage et bilde av systemet, de forskjellige delene av systemet, og hvordan delene vil samhandle med hverandre. Når ingeniører kan fokusere på å ta beslutninger for spesielle tekniske spørsmål fremfor den underliggende tekniske informasjonen, reduseres designsykluser og kostnader.

programvare

Vanlig kirkesamfunn

Vanligvis benevnes modulene til virtuell prosjektering som sådan:

  • Datastøttet design (CAD): Den utpeker evnen til å modellere en geometri ved å bruke geometriske operasjoner som kan være i nærheten av den virkelige industrielle maskineringsprosessen som revolusjon, påkledning, ekstrudering. CAD-modulen er laget for å lette generasjonen av en geometrisk form. Det kommer vanligvis med andre moduler, for eksempel et teknisk tegneverktøy.
  • Datastøttet produksjon (CAM): Selv om CAD gir en nøyaktig virtuell form på objektene eller delene, kan produksjonen av disse være langt forskjellig, bare fordi det forrige verktøyet bare handlet om perfekt matematisk drift (perfekte punkt, linjer, plan , bind). For å ta hensyn til på en mer realistisk måte fra rekken av produksjonsløpet og for å være i stand til å bekrefte at sluttproduktet vil være i nærheten av den virtuelle modellen, ingeniører gjøre bruk av en produksjonsmodul som representerer et verktøy som maskin delene.
  • Datastøttet engineering (CAE): Et annet aspekt er integrert i et virtuelt ingeniørverktøy, som er ingeniøranalysen (endelig elementanalyse av stammer, spenning, temperaturfordeling, strømning etc.) Et slikt verktøy kan integreres i hovedprogramvaren eller skilles ut. Det er vanlig at CAE moduler programvare dedikert til den oppgaven, og har mindre funksjoner i CAD-aspektet. Ofte kan verktøyene utføre import / eksport for å få mest mulig ut av hvert verktøy.

Andre moduler kan eksistere som utfører forskjellige andre oppgaver, for eksempel produksjon av prototyper, styring av produktets livssyklus, etc.

referanser

  • McCorkle, DS, Bryden, KM, "Bruke den semantiske nettet for å muliggjøre integrasjon med virtuelle ingeniørverktøy", Proceedings of the 1st International Virtual Manufacturing Workshop (27) , Washington, DC, mars 2006.
  • Huang, G., Bryden, KM, McCorkle, DS, “Interactive Design using CFD and Virtual Engineering”, Proceedings of the 10. AIAA / ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference , AIAA-2004-4364, Albany, september 2004.
  • McCorkle, DS, Bryden, KM, og Swensen, DA, “Bruke virtuelle ingeniørverktøy for å redusere NOx-utslipp”, Proceedings of ASME Power 2004 , POWER2004-52021, 441-446, mars 2004.
  • McCorkle, DS, Bryden, KM, og Kirstukas, SJ, “Building a Foundation for Power Plant Virtual Engineering”, 28. internasjonale tekniske konferanse om kullbruk og drivstoffsystemer , 63-71, Clearwater, FL, april 2003.

Se også

Weblenker