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《基于Virtools的一汽锡柴虚拟仿真客户培训系统的实践研究》课题实施方案 主持人：华艳 一、选题的实践意义及本课题研究现状评述 虚拟现实技术在欧洲发展迅速，应用很普遍，已经被世界上一些大型企业应用到工业生产上的各个环节。作为中国机械工业企业核心竞争力百强单位的一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂（简称“一汽锡柴”）十分迫切需要用虚拟现实技术对客户培训。此外，无锡许多机械制造类企业对虚拟现实技术的仿真系统需求也很大。 二、核心概念及课题界定 虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。 虚拟现实技术已经被世界上一些大型企业广泛地应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。 Virtools 是一款具有互动行为模块的 3D 实时虚拟实景编辑软件。在Virtools 虚拟环境中开发人员只需拖拽行为模块对模块进行搭建便可组成丰富的互动作品，目前在很多领域得到广泛应用，比如：媒体、网络游戏、教育培训和仿真产品等。 三、课题的研究目标与内容 （一）本课题研究的主要内容 以Virtools、3D、Pro/E等软件作为技术支撑,为一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂服务培训科开发一个虚拟现实客户服务平台，应用到发动机分解与装配、简单故障排除的培训上，研发出一款全新的应用软件。 机械制造类企业对于虚拟仿真培训的需求十分迫切，但这方面的应用在无锡市的企业中较少。而且由学校提供技术支撑、企业提供项目方案的校企合作方式更是稀少。本课题以一汽锡柴服务培训科提供的客户培训方案为依托，创建发动机的虚拟仿真培训系统，使其客户培训产生新模式，而学校、教师也能借助此项目的开发研究大大提高科研能力和学术水平，达到双赢的效果。鉴于此，本课题探索以Virtools技术为基础开发一汽锡柴客户虚拟仿真培训系统平台为研究目标。 （二）主要内容 1、虚拟现实技术的研究 查阅文献资料，对虚拟现实技术进行研究和了解，研究虚拟现实技术发展的国内外现状，以及调查汽车企业在虚拟仿真培训方面的需求等，进行大量的材料分析和对比。 2、三维建模技术的分析与应用研究 虚拟现实技术离不开三维模型，但是 Virtools 本身不具有建模功能，故需要选择合适的建模工具。本研究课题对象为发动机，发动机零件数量庞大，是一个复杂的零部件机构，故采用Pro/E 对其进行建模，这样会使建模速度和模型的精确度提高。但是由于这种建模软件无法直接导入Virtools,故需要由 3ds Max 作为中间传递者，模型在导入3ds Max后可以进行渲染和动作添加。 因此将整个项目分解成几个独立的部分：几何建模、运动建模、对象行为的建模。 3、基于Virtools技术的仿真培训系统开发与研究 设计和实现虚拟仿真交互功能是基于Virtools的三维虚拟场景开发的关键技术，本课题设计和实现的交互功能以及探讨的关键技术有：模型拆卸安装工具的选择，Virtools 与数据库的通信及相互操作，视频资源的调用，三维虚拟系统的优化等，在系统发布时可以生成采用Web 浏览器和网络服务器架构的模式。 4、依据一汽锡柴服务培训科提供的需求报告分析，设计并开发的虚拟仿真培训系统平台，具体内容如下： ①提供发动机的仿真模型，客户可通过各种方式选择发动机各部件进行装配与分解实验。 ②提供虚拟的发动机机械故障案例，为故障分析和排除提供完全仿真的场景，使客户能进行具有真实感的虚拟实验。 ③能对用户在进行故障排除实验时进行正确性检测，让客户在整个实验过程中始终得到正确的引导。 ④提供发动机各部件的拆装与故障排除实验的帮助性文档和视频演示过程。 ⑤友好的用户界面，操作简单，有完备的帮助文档，客户在进行实验时操作方便。 ⑥良好的交互性，能快速响应客户的操作，返回操作结果。 5、对运用Virtools开发的虚拟培训平台进行实践测试，通过客户使用情况反馈分析，总结开发研究需要改进的地方。 四、本课题主要观点和创新之处 （一）主要观点 目前虚拟仿真培训系统是很多机械类企业需要的技术，虚拟仿真培训系统对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险有重要的作用。以Virtools、3ds Max、Pro/E等软件作为技术支撑,为一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂服务培训科开发的虚拟现实客户服务平台，能让客户在虚拟仿真环境中进行发动机分解与装配以及进行简单的故障排除。 （二）创新之处 1、企业能够减少培训时人力、物力方面的浪费，更