隨著化的不斷深入，市場競爭隨之加劇，企業競爭越來越強調基于客戶和時間的競爭：一方面要求企業和制造商從產品研制方面充分滿足客戶需求，另一方面要求產品交貨期盡可能縮短，并能夠快速響應客戶多樣化需求。面對此挑戰和需求，企業傳統的物理樣機研制手段，研發成本高、周期長，需求調整改動大、響應慢，已不能滿足市場需求，高性能的“虛擬樣機"應運而生。

01 工程虛擬樣機仿真平臺

工程虛擬樣機仿真平臺基于產品工程數據，制作可視化效果，并定義多種交互功能，實現實時高品質多樣化產品體驗。基于工程虛擬樣機進行產品造型方案、材質方案等外觀評審，靜態與動態干涉檢查等結構評審，以及人機工程分析與驗證，幫助客戶改善設計細節、發現設計問題與缺陷，及早發現問題解決問題，實現產品設計快速迭代。

達索公司3DEXPERIENCE 平臺將產品研發所需的業務從最初的概念設計到產品展示推廣，提供了一整套的解決方案。工程虛擬樣機仿真平臺使用3DEXPERIENCE軟件打通工業、工程數據，基于同一套數據，虛擬樣機既能滿足工業設計對外觀效果的修改*，又能滿足對工程結構的優化及人機工程學分析，實現了多專業間的數據連續性。

工程虛擬樣機工作流程

02 工程虛擬樣機制作

2.1 數據導入

基于3DEXPERIENCE平臺制作工程虛擬樣機，在接收各專業科室及供應商的數據時，可支持多種軟件格式的源文件數據導入，包括CATIA（.CATPart）、Creo（.asm/prt）、NX（.nx）、Alias（.wire）等幾乎所有主流設計平臺數據格式。同樣支持中間格式導入，包括STP等通用工程中間格式，STL、IGS、OBJ等網格中間格式。此外，可通過PowerBy 動態調用，支持CATIA、Creo、NX等平臺設計數據直接引用，當源數據發生變更時支持同步更新。

3DE支持多種軟件格式

2.2 材質紋理配置

用工程虛擬樣機替代物理樣機進行設計評審與驗證，樣機需要滿足結構完整、材質效果真實。3DEXPERIENCE平臺提供了多種照片級真實環境庫和光源庫，以及高清真實的內飾和外飾的材料，包含9類材料，110多個新型優質材料，以支持廣泛的工業用例。

照片及圖庫

高清材料庫

2.3 運動機構定義

3DE CATIA提供了一套完整的應用程序，以便根據 3D 幾何形狀、裝配體和零件，為任何復雜的機構（如工具、機械、門、面板或設備）執行機械系統設計和驗證。

運動機構定義

2.4 人體動作編輯

3DE DELMIA人機模塊為人機工程仿真提供了一套非常逼真的人體模型庫及標準姿態庫，以便我們編輯人體姿態和動作時，可以更高效、逼真。將虛擬人放置在基于虛擬樣機創建的人機工程仿真場景中，編輯人體動作或姿態，構建人機工程仿真任務，以分析人體的可視可達范圍及人體舒適性。

人體模型庫及姿態庫

03 工程虛擬樣機評審

基于工程虛擬樣機評審，通過定義使用多種產品變體（如幾何變體、材料變體、動畫）和實時渲染的產品體驗，進行造型方案、材質方案及色彩方案的評審，幫助決策者確定產品造型、材質及色彩方案；通過運動機構動態仿真，包括碰撞檢測、測量、運動包絡體和軌跡線等，可以對機構進行功能檢查和驗證；通過人體靜態姿勢與動作場景仿真，包括駕駛姿勢，行走、拿取等動作，進行人體可視可達范圍及舒適性分析，以驗證產品設計是否符合人機工程學。

研發人員基于工程虛擬樣機進行外觀、結構評審、人機工程分析與驗證，可以盡早發現設計問題，并能夠快速進行設計迭代，省去實物樣車制作和驗證，做到零試制，從而減少研發成本，縮短研發周期。

04 總結

基于工程虛擬樣機的產品研發技術為產品研發提供了新的評審方法和流程，為解決產品研發周期長、開發費用大、生產與研發脫節等問題提供的新思路。以產品三維模型數據為基礎，構建工程虛擬樣機，實現通過虛擬樣機替代物理樣機進行設計評審及仿真驗證，提高研發效率、縮短研發周期、增強企業競爭力。