化工工艺虚拟仿真与安全分析
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推荐阅读材料

阅读材料一 成功使用VR技术的10个案例

自2014年诞生以来,谷歌Cardboard虚拟现实设备低廉的价格和便捷的组装方式,就让人们体验这一热门技术的门槛变得更低。不少公司也选择用这种新奇又流行的场景化体验技术为自家品牌做推广,尤其在国外——VR在品牌营销中的使用变得相当普遍。SocialBeta整理了10个使用VR技术的经典品牌案例,让我们看看以下来自酒店、时尚、快销、汽车、科技和媒体这些主流行业是如何将这种全新体验技术运用到用户体验中。

(1)万豪:VRoom Service——客房虚拟现实旅游体验

VRoom Service是万豪最新虚拟现实项目,客人佩戴VR设备就可以享受“在客房内环游全球”,你可以在房间内看到卢旺达、安第斯山脉,还有北京的景致。万豪酒店与三星公司合作并倡议在纽约马奎斯万豪酒店和伦敦万豪柏宁酒店对这个名为“VRoom Service”的服务进行为期超过两周的试验。

这并不是万豪首次涉足虚拟现实,2014年九月,这家连锁酒店宣布推出的虚拟现实旅游概念服务“旅行传送点(teleporter)”,该酒店通过Oculus Rift DK2虚拟现实头盔为用户带来4D感官体验,用户只需进入旅行传送点,戴上设备,就会被“传送”到一个虚拟的酒店大堂,随后他们会被再次传送到夏威夷或伦敦。

(2)迪士尼联合谷歌发布《星球大战:原力觉醒》VR体验

迪士尼发布了首个VR体验来配合上映的《星球大战:原力觉醒》,用户可以通过将他们的智能手机卡在谷歌纸板VR眼镜上获得最佳虚拟现实体验。星球大战版本谷歌纸板VR眼镜功能和标准的谷歌纸板VR眼镜相同,纸板上印有《星球大战:原力觉醒》当中四个人物,该体验将支持安卓和iOS设备,粉丝们可以通过官方的《星球大战》App来获得这款体验。片段突出展示了星球大战标志性的序列——千年隼号迎击战士Jakku,与之前电影发布的一段预告内容一样。

(3)Dior:门店内设置虚拟现实头盔,身临其境时装秀

法国Dior去年推出了这样一款名叫Dior Eye的虚拟现实穿戴。这个VR头盔可以让用户身临其境地去时装秀后台看看,“近距离”围观造型师是如何化妆,而模特们在登上T台之前又在做什么。Dior Eyes的技术外援包括法国DigitasLBi实验室和三星。前者负责制造生产3D的眼镜模型,后者则提供了虚拟现实技术的核心技术——Gear VR和显示用的Galaxy Note 4。

(4)麦当劳:用开心乐园餐盒改造了一款VR设备

为了庆祝开心乐园套餐在瑞典推出30周年,麦当劳推出了这款由开心乐园套餐的餐盒改造而成的VR头戴设备“Happy Goggles”。“Happy Goggles”只需要把餐盒进行折叠穿孔后,插入虚拟现实镜片,通过在手机下载相应APP放入其中,就能身临其境地感受麦当劳打造的VR世界了。不过,这副眼镜和“Cardboard”最大的区别可能就是它浓浓的麦乐鸡味了吧。据悉这款炸鸡味的VR眼镜全球只有3500副,仅能在瑞典的14家麦当劳门店才可以买到,售价每个4.1美元。不仅如此,麦当劳也推出了一款可与“Happy Goggles”搭配使用的滑雪主题VR游戏“Slope Stars”,游戏的灵感也来源于瑞典国家滑雪队。

(5)沃尔沃:用VR眼镜试驾XC90

2014年,沃尔沃成为第一个利用谷歌Cardboard做营销的品牌。下载沃尔沃的APP,把手机放置在简单组装的谷歌Cardboard眼镜上,就可以360度体验沃尔沃的新车XC90了。不但能看清汽车内部,还能“驾驶”它上路。

(6)奥利奥:360度全景体验式广告,让你体验新品制作过程

奥利奥铆足了马力向VR广告进军。为了推广新出的纸杯蛋糕口味限量版奥利奥饼干,它发布的360度全景体验广告展示了童话般的仓库——Oreo Wonder Vault,带消费者体验这款加入了香草奶油的新品制作过程。

(7)《纽约时报》:用虚拟现实看纪录片

纽约时报2015年向其订阅用户提供100万个纸板谷歌Cardboard眼镜,用于观看一部名为“The Displaced”的影片。这部讲述战争中流离失所儿童的影片由《纽约时报》杂志发行,也是计划呈现的虚拟现实系列影片的第一部。

(8)The Northface:运用虚拟现实(VR),让消费者体验极地场景

在韩国某个商场内,The North Face的工作人员布置了雪地的场景,让店内的顾客穿上他们的羽绒服,坐在雪橇上,并带上Oculus VR体验一把狗拉雪橇的快感。在工作人员指引下,一群雪橇犬冲破泡沫墙带着顾客在商场飞奔了起来,可以看到The North Face在指定点悬挂的秋冬新品,顾客可以在雪橇路过时挑战拿下,画面非常刺激,顾客们也是收获满满。

(9)三星:用VR帮助你克服恐高症或舞台恐惧症

不少人患有恐高症或者舞台恐惧症,最近三星巧妙地把其虚拟现实设备Gear VR和其营销战役“Launching People”(实现你的人生)联系在一起。三星邀请了27名恐高以及恐公开演讲的人参与“Be Fearless”(勇敢无畏)的挑战,头戴三星VR头盔进行了为期4周的训练。训练中,VR头盔会模拟现实场景,比如恐高症患者要挑战搭乘透明电梯、山路驾车、直升机高空滑雪以及摩天大楼的空中走廊,而为公开演讲恐惧症患者提供的虚拟现实则有课堂讨论、工作面试、团队会议以及在一大群人面前演讲。一个月后,这个实验成功帮助大多数人治愈了这个心理障碍。

(10)HBO为推广《权力的游戏》,让你体验90秒虚拟现实游戏

作为《权力的游戏》的影迷,一定有很多人幻想身临其境剧中广袤的疆土。HBO为该剧作制作的最新的虚拟现实体验,让粉丝戴上虚拟现实头盔前往著名的黑城堡漫游,你将前往北境长城下的黑城堡总部,让你探索黑城堡的生活。你还可以通过大门远眺令人毛骨悚然的巨高无比的城墙。同样,你还可以坐上咯吱咯吱的绞缆电梯攀登城墙。

这也不是第一部与《权力的游戏》有关的虚拟现实体验。2015年HBO制作了《Game of Thrones:Ascend The Wall》虚拟现实体验,为发布《权力的游戏》的第五季做宣传,同样允许粉丝通过虚拟现实参观维斯特洛的虚幻世界。

杂志编辑Jake Silverstein表示:“虚拟现实的力量在于,它能在观众和人物事件中建立一种特殊的移情关系。”在他看来,传统媒体在向新媒体转化的过程中,运用这种有巨大潜力的虚拟现实技术,可以带来身临其境的用户体验,让观众了解那些最难深入的地区。

从以上十个案例中,我们也不难看出品牌的最终目的也就是为了给用户提供更好的品牌体验,增加与用户的互动时,让他们在体验中自己发现品牌的价值。用户从被动的接受者成为主动体验和参与品牌营销的一部分,也更容易成为消费者并将这种体验进行扩散。然而VR在国内还未真正得到普及,等到设备、内容以及VR的分享渠道三者一应俱全时,想必国内市场也将会出现VR的热潮。

阅读材料二 虚拟仿真技术在航空领域的应用

21世纪的仿真技术已广泛用于国防领域的武器研究、作战指挥、军事训练以及民用领域的能源、工业生产与制造、农业、医学、气象预测等各个方面,航空仿真应用就是其中发展快、应用广的典型。

随着航空事业的发展,现代飞行器上正采用越来越多的高新技术,从而使其性能不断地提高,结构与系统更加复杂化,这就为研制工作带来更大难度,航空仿真技术正在充分利用现代计算机技术,伴随着计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助试验等技术而同时发展起来并成为改进飞行器设计、优化结构中的最得力最经济最有效的一种试验手段和工具,航空仿真技术不仅能用于新型号飞行器的方案论证、任务规划、工程设计、生产制造、学科研究、战术研究而且还可用于故障诊断、飞行训练、维护与管理等。

(1)虚拟样机

虚拟样机是一种基于仿真的设计,包括集合外形、传动和联结关系、物理特性和动力学特性的建模与仿真,即通过计算机“制造”出全机数百万个零件并将其装配、组合、调试。在整个过程中,人们可以评估其设计特性,并进行修改使之协调、完善和优化。波音777飞机采用虚拟技术获得了无图纸设计和生产的成功使得由300万个零件组成的这架飞机设计没有一张图纸,没有一架物理样机,这是一场革命。采用虚拟技术建立的虚拟样机,不仅易于改变和优化设计方案,使产品设计满足高质量、低成本、短周期的要求,而且提高了产品的更新换代速度和市场的竞争力。

(2)虚拟制造

虚拟制造是实际制造过程在计算机上的实质体现,既采用计算机仿真与虚拟技术,通过仿真模型在计算机上仿真生产的全过程,实现产品的工艺规范,加工制造、装配和调试并且预估产品的功能、性能和可加工性等方面存在的问题。虚拟制造由虚拟的物理系统(即虚拟的机床、工夹具、加工体、机器人等)、虚拟的信息系统(即虚拟的计算、调度、管理、数据、报表)和虚拟的控制系统(即虚拟的各种控制器、控制计算机)所组成,虚拟制造从本质上讲就是利用计算机生产出虚拟产品。

(3)虚拟空战

在未来的战争中,空战将是最具有实质性的,海湾战争、科索沃战争就说明了这一点。歼击机的空战过程可划分为超视距、视距内和近距作战,作战距离越近,其机动性越大。现代空战作战过程是由机动飞行的载机实施对机动飞行的目标的搜索、探测和跟踪,瞄准后发射机动飞行的导弹去攻击目标,即所谓“三机动”——机动飞行的载机发射机动飞行的导弹去攻击机动飞行的目标。利用建模与仿真将此“三机动”的过程进行逼真地描述和演示即为虚拟空战。

(4)生产线仿真技术

随着商用化的离散制造仿真软件的出现,欧美等发达国家将生产线仿真软件广泛用于航空航天等行业,在航空领域,以波音、空客为代表的航空公司对生产线仿真技术的研究及应用已发展成熟。20世纪波音公司就对生产线建模仿真进行了大量的研究,并得到成功应用。1994年,Harold对飞机装配过程建立了模型,仿真优化了人员配置等问题,随后在2000年,波音公司Heike等对飞机混合装配过程进行了建模仿真,分析了装配工作站循环时间与现场资源、成本的关系,空客公司为了评估车间的产能,对A340-600、A340及A330飞机机翼装配线的工艺流程进行了仿真优化。2007年,空客公司在A380的研制过程中,对其飞机机翼翼盒结构第一阶段装配进行了工艺流程仿真分析,并找出了物流系统及装配工艺流程的瓶颈问题。此外,罗·罗公司在航空发动机装配线方面,利用生产线仿真技术进行仿真优化。

(5)国际仿真技术现状

在美国,当前的仿真器组成主要包括教员座舱控制台、座舱接口、视景系统、控制加载系统、运动系统、音响系统以及计算机系统。通常各大飞机公司和各兵种都是采用两结合的方法:即从各仿真器或计算机公司购买现成的仿真器硬件和计算机硬件设备,而由自己研制专用的仿真器控制系统软件,采用这种方法研制成的仿真器都比较实用的。典型而比较先进的仿真器有全任务飞行仿真器、野战训练仿真器、直升机仿真器、多机空战仿真器等。为了产生逼真的飞行环境仿真效果,各仿真器公司都在投入大量人力、物力研究和改进座舱及其视景系统。目前比较常用的有注视区视景系统、激光投影视景系统、头盔视景系统等。代表当今最先进座舱视景系统的是美国空军的超级座舱计划。该计划共分为三个阶段:第一阶段从1990年年初开始研究1号超级座舱,主要是头盔瞄准火力控制及全向、夜视头盔投影式平视仪;第二阶段从1993年年初试验2号超级座舱,主要增加了三维全景显示,并综合了头、眼和话音控制;第三阶段,从1996年开始试验3号超级座舱,主要是进一步增加触敏控制及反馈、增加人工智能专家系统,实现电子助手以及监视驾驶员安全并提高效率的系统。三个阶段完成之后就可以实现以驾驶员为中心充分利用其视觉、听觉和触觉。

除美国外,其他国家在仿真与建模技术在航空仿真技术上也都取得了一些具有国际先进水平的成果。比如英国在计算流体力学与复杂通信网络建模方面、改进模型可靠性数据等方面居于国际领先地位,还有一些仿真器公司如雷迪飞森公司等也都生产出一批较先进的仿真器设备;加拿大在动态训练方面居世界领先地位。如其LXH直升机作战任务仿真器具有很高技术水平。它的CAE工业有限公司新近获得美国辛格公司的5个仿真分公司中的4个;法国及汤姆逊-CSF公司在航空仿真器制造方面也具有很强能力,如研制出幻影2000全任务飞行仿真器等;德国在利用仿真技术研究自动化空对空作战所使用的综合火力自动导向装置,用来支持欧洲战斗机计划等;俄罗斯广泛使用仿真与建模技术进行军事演习和武器研究,在军事演习与知识库建立方面也居世界先进水平。