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虚拟现实辅助工程技术助力航空航天高端制造业破局

在当今竞争激烈的航天产业环境中,高昂的研发成本、复杂的制造流程、繁重的维护任务以及对关键太空资产需求的不断升级,是航空航天高端制造业亟待破解的困境。在此背景下,虚拟现实辅助工程技术正以前所未有的速度渗透至各行各业,成为引领产业升级、重塑行业格局的重要推手。

作为全球领先的航空航天与防务公司,洛克希德·马丁将虚拟现实辅助工程技术深度融入其产品开发、制造与培训流程中,成功优化了内部流程,降低了成本,提高了效率。

用于航天器设计制造

洛克希德·马丁公司(以下简称洛马)建造了协作式人类沉浸式实验室(Collaborative Human Immersive Laboratory,简称CHIL),该实验室位于科罗拉多州丹佛,致力于通过虚拟仿真提前测试和验证产品设计和制造流程,从而减少制造过程中的潜在问题。

在CHIL实验室中,洛马工程师将3D数据引入沉浸式VR环境,使得设计团队能够全方位查看模型,并自由地与全尺寸3D模型进行交互,可以检测设计中的潜在问题,而无需花费数周或数月来制造和测试实体模型。

洛马研究员Peterson提到“建造航天器需要公司的工程团队解释大量图纸、模型和数据。而这种解释需要大量时间,过程中涉及到很多误解。但是当可以在立体空间中放置展示数据时,就会有一个显著的优势,可以消除很多解释。”通过将VR与计算机辅助设计(CAD)和工程(CAE)相结合,能够精确地模拟各种设计测试,使得数据更容易理解,并在短短几分钟内进行设计调整和评估。虚拟现实辅助工程技术这在复杂的航空航天项目中尤其有用,比如在CHIL实验室中F-35战机的开发,虚拟现实辅助工程技术的应用提高了其设计准确性,减少了重复工作,节省了大量成本和时间。

此外,虚拟现实辅助工程技术还为远程团队协作提供了可能,客户和合作伙伴可以通过虚拟环境实时查看设计进展,增强沟通效果。这种数字化设计方法使得产品开发更具灵活性,也显著提高了项目整体的设计质量和生产效率。洛克希德·马丁估计,通过CHIL实验室的创新应用,每年节省的成本超过1000万美元。

用于航天器培训与维护

洛马与车间的增强现实专家合作,为组装航天器创建了培训手册。在建造航天器时通常会使用大量的紧固件,虚拟现实辅助工程技术可以指导团队一步步实施操作,还能够精确定位零件,确保精确的安装和装配。通过佩戴AR眼镜,员工可以实时看到投影到航天器上的零件编号、操作步骤及其他指引。培训结果表明,技术人员的培训时间比之前缩短了85%,接受过该工具使用培训的工程师可以比以前更快地完成装配和维修。洛马增强现实和混合现实首席研究员表示,虚拟现实辅助工程技术的应用已经实现了每个紧固件大约 38 美元的节省,对于每年购买超过 2 万个紧固件的航空航天制造商来说,这是一个不错的选择。

此外,还能通过AR设备连接远程专家团队,实现即时通讯和远程协助。当遇到复杂或难以解决的问题时,技术人员可以直接在AR界面中标记问题区域,并邀请专家通过共享视角进行远程指导,大大缩短了问题解决周期。

洛克希德·马丁公司展示了这些前沿技术在高端制造业中的巨大潜力。通过将虚拟现实和增强现实技术与传统的工程方法相结合,优化了设计,减少了重复工作和开发时间。随着技术的不断进步和成本的进一步降低,虚拟现实辅助工程技术将在航空航天行业中发挥越来越重要的作用,引领行业迈向新的发展阶段。

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