虛擬場(chǎng)景的三維建模與可視化V1

1、山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng)目類別：自然科學(xué)基金口青年科技研究基金項(xiàng)目名稱:三維數(shù)字化綜采仿真平臺(tái)項(xiàng)目申報(bào)單位：（蓋章）項(xiàng)目組織單位：（蓋章）申 請(qǐng) 人：填報(bào)日期：山西省科學(xué)技術(shù)廳制基本信息項(xiàng) 目 基 本 信 息項(xiàng)目名稱研究屬性A基礎(chǔ)研究B使用基礎(chǔ)研究指南領(lǐng)域所屬國家或省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科名稱所屬國家或省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名稱報(bào)審學(xué)科學(xué)科1代碼1學(xué)科2代碼2起止年限年 月-年 月申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)申 請(qǐng) 者 信 息姓名性別民族出生年月年月學(xué)歷學(xué)位身份證號(hào)碼畢業(yè)校名專業(yè)畢業(yè)年份學(xué)術(shù)職務(wù)行政職務(wù)通訊地址曾在何國留學(xué)或進(jìn)修技術(shù)職稱現(xiàn)主要研究領(lǐng)域聯(lián)系電話手機(jī)E-mail申請(qǐng)者所在博士點(diǎn)或碩士點(diǎn)名稱申 報(bào) 單 位 信 息名稱

2、單位屬性通訊地址郵編法人代表電話法人代碼聯(lián)系人電話傳真E-mail開戶銀行帳號(hào)合作單位1.2.項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和意義簡(jiǎn)介（限400字內(nèi)）是針對(duì)現(xiàn)代化煤礦開采建立起來的數(shù)字化仿真平臺(tái)，適用于綜采的生產(chǎn)作業(yè)仿真。為煤礦管理人員 提供了可靠的決策支持。實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)布局展示、礦區(qū)內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造展示、模擬礦井開采、開采過程實(shí) 時(shí)仿真、機(jī)械設(shè)備作業(yè)實(shí)時(shí)仿真、安全預(yù)警、危險(xiǎn)源分析等功能。2010年低點(diǎn)20%回升75%，相比2010年將提升20%，CAGR達(dá)到12.8%，遠(yuǎn)超原煤產(chǎn)在山西整合煤礦大規(guī)模開工建設(shè)的推動(dòng)下，煤炭行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速將從 至2011年25%以上，拉動(dòng)煤機(jī)設(shè)備行業(yè)超預(yù)期增長(zhǎng)。摘機(jī)械化率提升空間

3、很大。2015年我國煤炭行業(yè)機(jī)械化率的目標(biāo)為希 且不排除機(jī)械化率超預(yù)期的可能。十二五期間，煤炭機(jī)械化開采量 要量CAGR的5.8%，對(duì)煤機(jī)設(shè)備需求形成重要支撐。而在整個(gè)綜合采煤過程中每個(gè)設(shè)備無法實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的表達(dá)采煤現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，在以往的設(shè)計(jì)過程中，絕大部分煤機(jī)設(shè)備都采用二維平面設(shè)計(jì)，這樣容易使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息表達(dá)有誤，不能及時(shí)反映采煤面實(shí) 際采煤狀態(tài)，同時(shí)，由于沒有相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品三維裝配模型可供分析，給干涉分析及空間設(shè)計(jì)帶來困難。而后續(xù)所有的分析， 動(dòng)態(tài)仿真等方面都是以三維實(shí)體模型為基礎(chǔ)，另外還實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)交互的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)煤機(jī)設(shè)備的三維可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)而提高對(duì)采煤設(shè)備和實(shí)際工況分析，具有很大

4、的實(shí)用性于必要性。關(guān)鍵詞（用分號(hào)分開，最多 4個(gè)）山西整合煤礦虛擬現(xiàn)實(shí)三維可視化項(xiàng)目組主要成員姓名出生 年月性別學(xué)歷學(xué)位職稱學(xué)術(shù) 職務(wù)專業(yè)所在單位承擔(dān) 任務(wù)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、重 點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名稱曾在何國留 學(xué)或進(jìn)修總?cè)藬?shù)正咼副高中級(jí)初級(jí)博士后博士牛碩士生報(bào)告正文1. 項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)（研究的科學(xué)意義，項(xiàng)目所面向的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)技術(shù)自身發(fā)展的需求， 發(fā)展關(guān)聯(lián)程度，對(duì)解決行業(yè)使用需求的調(diào)研和預(yù)期貢獻(xiàn)，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析）（限2000字內(nèi)）研究的科學(xué)意義：要結(jié)合所報(bào)項(xiàng)目的核心內(nèi)容，圍繞研究背景、學(xué)術(shù)價(jià)值和使用前景進(jìn) 行撰寫；基礎(chǔ)研究須結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢(shì)來論述科學(xué)意義，使用基礎(chǔ)研究須結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)

5、和社會(huì)發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題來論述其使用前景。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析：圍繞主要研究?jī)?nèi)容和可能的突破點(diǎn)，論述國內(nèi)外研究情況，依次論證項(xiàng)目的創(chuàng)新或研究特色。十二五期間我國原煤產(chǎn)量可能超預(yù)期。山西整合煤礦批復(fù)產(chǎn)能達(dá)到 8.5億噸，全國大型煤企在建和規(guī)劃的產(chǎn)能達(dá)到 8億噸，兩者將推動(dòng)十二五我國原煤產(chǎn)量超預(yù)期，2015年我國原煤產(chǎn)量可能達(dá)到45億噸。山西整合煤礦開工建設(shè)拉動(dòng)煤炭行業(yè)固定資產(chǎn)投資拐點(diǎn)回升。山西省內(nèi)規(guī)定整合煤礦50%于2010年底前動(dòng)工建設(shè)，100%于2011年中前動(dòng)工建設(shè)。山西需求將拉動(dòng) 2011年煤炭行業(yè) 固定資產(chǎn)投資拐點(diǎn)回升， 我們預(yù)期2011年煤炭行業(yè)固定資產(chǎn)投資增長(zhǎng)

6、25%以上，增速同比提 升5個(gè)百分點(diǎn)以上。圖仏 山西整合產(chǎn)能超預(yù)期圖2預(yù)期山西整合產(chǎn)誕從2D仁年釋放SSErM HI產(chǎn)血整嵌產(chǎn)at94000800007Q0CK）涇丸000£刖000二刖 BOO2（00010000煤住產(chǎn)魅山西基汁釋St產(chǎn)駄（億盹*根據(jù)我們對(duì)山西整合煤礦產(chǎn)能和大礦在建、規(guī)劃產(chǎn)能的預(yù)期，我們認(rèn)為2011-2015年，每年分別有2.5億噸、2億噸、3億噸、3億噸和1.5億噸原煤產(chǎn)量增長(zhǎng)，2015年原煤產(chǎn)量達(dá)到 45億噸,超過市場(chǎng)預(yù)期的 40億噸，對(duì)煤機(jī)需求提供有力支撐。我國煤炭開采機(jī)械化率還有很大提升空間。機(jī)械化開采既可以提高回采率，提升煤礦生產(chǎn)效率，也可以降低煤礦安全隱

7、患。根據(jù)煤炭工業(yè)發(fā)展十二五”規(guī)劃（征求意見稿），至2015年我國煤炭開采機(jī)械化率將至少達(dá)到75%，不排除有進(jìn)一步超預(yù)期的可能性。我們假設(shè)2011-2015年煤炭開采機(jī)械化率逐年遞增，分別為煤炭行業(yè)固定資產(chǎn)投資中,求也會(huì)超越新建需求，占到59.5%、62.5%、67%、72% 和 75%改擴(kuò)建的占比一直在 60%左右浮動(dòng)，我們判斷煤機(jī)設(shè)備需求中更新需50%以上的份額。更新需求是煤機(jī)設(shè)備需求中非常重要的組成部分。據(jù)調(diào)研了解，煤機(jī)設(shè)備的使用年限在5年左右，隨著開采地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，對(duì)煤機(jī)設(shè)備的要求越來越高，使用年限也越來越短。廣義上的煤機(jī)，按照煤礦開采的順序，主要分為勘探設(shè)備、綜合采掘設(shè)備、提升設(shè)

8、備、洗選設(shè)備、煤炭安全設(shè)備和其他設(shè)備，以及露天礦設(shè)備等。而狹義上的煤機(jī)則是指煤炭綜合采掘設(shè)備，包括掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)及液壓支架，合稱 采掘設(shè)備。三機(jī)一架”。本計(jì)劃中主要涉及的是煤炭綜合成套化和服務(wù)化是煤機(jī)未來的發(fā)展方向。而現(xiàn)在在現(xiàn)有的成套煤機(jī)綜采裝備制造能力基礎(chǔ)上， 將加大系統(tǒng)整合力度，力求從綜采設(shè)備提供商向系統(tǒng)服務(wù)提供商和開采方案提供商轉(zhuǎn)型。而國際國內(nèi)的主要的煤機(jī)設(shè)備制造廠商都是單一設(shè)備，而不是成套設(shè)備， 所以對(duì)于綜采成套化的三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)非常有必要，這樣有助于提高采煤的效率，安全等各方面，山西作為一個(gè)煤 機(jī)用量最大的省份，有必要綜合各單一設(shè)備制造廠商，建立一個(gè)三維虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)

9、室。在基礎(chǔ)研究方面也比較薄弱，適合我國煤礦地質(zhì)條件的綜采成套沒有建立，沒有完整的設(shè)計(jì)理論依據(jù)，沒有可以供分析和驗(yàn)證的數(shù)字化虛擬樣機(jī)作為支撐，計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真等方面還處于空白； 在元部件可靠性、控制技術(shù)、在截割方式、除塵系統(tǒng)、運(yùn)輸單元、高端支架一體化綜采等核心技術(shù) 方面有較大差距。在以往的綜采設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，絕大部分都采用二維平面設(shè)計(jì)，為了趕工期，設(shè)計(jì)人員往 往直接在老圖紙上刮去尺寸和線條，手工畫上線條，填寫新尺寸，這樣容易使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息表達(dá) 有誤，弓I起設(shè)計(jì)部門和制造工藝部門不必要的信息反復(fù)，同時(shí)，由于沒有相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品三維裝配模 型可供分析，給干涉分析及空間設(shè)計(jì)帶來困難。而后續(xù)所有的分析，動(dòng)

10、態(tài)仿真等方面都是以三維實(shí) 體模型為基礎(chǔ)，使整個(gè)設(shè)計(jì)過程都是針對(duì)實(shí)體特征模型進(jìn)行，擺脫了二維設(shè)計(jì)中的局限性。另外還 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)交互的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)功能，隨時(shí)改變控制參數(shù)來滿足自己的要求，具有很大的實(shí)用性于必 要性。實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的運(yùn)動(dòng)仿真、動(dòng)態(tài)干涉檢查、關(guān)鍵設(shè)備有限元分析以及優(yōu)化 實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的零部件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，為后續(xù)形成綜采設(shè)備配套標(biāo)準(zhǔn) 形成理論依據(jù)建立虛擬的數(shù)字化采煤場(chǎng)景，在不下井的狀態(tài)也可以實(shí)際模擬采煤的整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)。 同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容是煤炭綜合采掘設(shè)備（簡(jiǎn)稱綜采設(shè)備） 國際國內(nèi)單一的設(shè)備提供商整合掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)、

11、刮板輸送機(jī)及液壓支架。同時(shí)根據(jù)三維虛擬現(xiàn)實(shí)三機(jī)一架”中各個(gè)單獨(dú)供應(yīng)商之間的最佳搭配，為綜采高效安全提供更好的理論依據(jù)，實(shí)為順利完成項(xiàng)目研究任務(wù)，項(xiàng)目承擔(dān)單位主要進(jìn)行了前期技術(shù)準(zhǔn)備工作，對(duì)項(xiàng)目的可行性進(jìn)行了調(diào)研，在認(rèn)真研究調(diào)研國內(nèi)外三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)的的基礎(chǔ)上，結(jié)合綜采設(shè)備廠家和煤礦實(shí) 際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使整個(gè)項(xiàng)目更加科學(xué)合理，結(jié)合本單位實(shí)際情況，確立了適當(dāng)?shù)难芯柯肪€，提出 了總體設(shè)計(jì)思路，并成功的付諸實(shí)施。到目前為止，本項(xiàng)目已完成三機(jī)一架”資料收集以及虛擬現(xiàn)實(shí)論證工作。制造虛擬人機(jī)工程訐佑DPM Ergo/HumanMES集戍工具Process Engineer機(jī)器人應(yīng)用仿真Robotic土

12、產(chǎn)琵違法耀芳真應(yīng)冃QUEST全3D數(shù)字化仿直 虛擬慕匪過程仿直DPM Assemblyf車間級(jí)別的集咸1Engineering HUUidiA附主要參考文獻(xiàn)目錄：（限700字內(nèi)）（國內(nèi)外最有代表性、權(quán)威性、時(shí)效性的論文或者著作 資料，注意參考文獻(xiàn)的格式應(yīng)規(guī)范）術(shù)語和縮寫PLM :產(chǎn)品生命周期管理： Product Lifecycle Man ageme nt 的縮寫。管理跨產(chǎn)品整個(gè)生命周 期所有數(shù)據(jù)的過程。擴(kuò)展了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 （PDM）的概念，能管理產(chǎn)品配置和產(chǎn)品數(shù)據(jù) 如何使用于后續(xù)的生命周期階段：生產(chǎn)、運(yùn)營、支持、回收，以及管理和產(chǎn)品相關(guān)的 過程數(shù)據(jù)。ARC Advisory Group 定

13、義了 PLM 的六個(gè)組件：innovation and portfolio management、項(xiàng)目和Program 管理、 協(xié)同設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、制造流程規(guī)劃、 服務(wù)和支持管理。CATIA :法國達(dá)索系統(tǒng)公司的 CAD解決方案。Pro/E :美國參數(shù)技術(shù)公司的 CAD解決方案。DELMIA :達(dá)索系統(tǒng)公司的數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案。Divisio n :美國參數(shù)技術(shù)公司的數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案。CAD :計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：Computer Aided Desig n 的縮寫。DMU :數(shù)字樣機(jī)：Digital Mock Up 的縮寫（也稱電子樣機(jī)），以電子形式表達(dá)完整產(chǎn)品的實(shí) 體建模能力。能在三

14、維環(huán)境中為設(shè)計(jì)人員提供相互交流的參考數(shù)據(jù)。能用于檢查部件 的干涉或沖突問題，減少制造物理模型，從而減少開發(fā)時(shí)間和成本。BOM :Bill Of Material的縮寫，用于表示高層組件、裝配、產(chǎn)品或系統(tǒng)的一個(gè)層次化的，子 裝配、組件或物料的清單。2. 項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)、以及擬解決的關(guān)鍵問題：（詳細(xì)闡述圍繞地方或行業(yè)需求所要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題的內(nèi)涵。主要研究?jī)?nèi)容要圍繞關(guān)鍵科學(xué)問題，系統(tǒng)、有機(jī)地形成一個(gè)整 體來詳細(xì)闡述，重點(diǎn)要突出，避免分散或拼盤現(xiàn)象。）（限1000字內(nèi)）研究?jī)?nèi)容：應(yīng)突出重點(diǎn)，工作量要適度，要保證資助的經(jīng)費(fèi)基本夠用，計(jì)劃時(shí)間內(nèi)可以完成 目標(biāo)。研究目標(biāo)：應(yīng)是有所創(chuàng)新的理論、重

15、要結(jié)論。擬解決的關(guān)鍵問題：是相對(duì)難以解決的關(guān)鍵問題，是項(xiàng)目的真正難點(diǎn)所在，要仔細(xì)分析其理 由并給出解決問題的措施?；贛B技術(shù)的數(shù)字化制造是以三維模型的數(shù)字化定義為使用依據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)/制造過程的數(shù)據(jù)共享和集成，全面實(shí)施設(shè)計(jì) /制造的并行工程；建立數(shù)字化體系，采用三維設(shè)計(jì)及裝配過程仿真， 實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工裝和零部件的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造；全面實(shí)現(xiàn)綜采成套設(shè)備和單一設(shè)備制造廠制造數(shù)據(jù)共享、集成和管理；綜采成套設(shè)備三維設(shè)計(jì)：建立三維數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字化，建立工藝資源庫 和專家知識(shí)庫，形成快速工藝設(shè)計(jì)能力。特殊零部件設(shè)計(jì)制造：使用先進(jìn)的復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制造、分析專用軟件，根據(jù)綜采成套設(shè)備設(shè) 計(jì)

16、技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)成型過程、鋪疊、厚度預(yù)知、性能預(yù)測(cè)、缺陷預(yù)知等工藝過程的仿真；進(jìn)行復(fù) 材零件和復(fù)材部件的數(shù)字化預(yù)裝配和裝配過程的仿真。綜采成套設(shè)備三維虛擬裝配：使用先進(jìn)的裝配仿真軟件，建立裝配工藝設(shè)計(jì)驗(yàn)證仿真系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)裝配過程仿真和工藝設(shè)計(jì)驗(yàn)證，并實(shí)現(xiàn)和PDM勺集成。使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，建立裝配現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化可視系統(tǒng)，取代現(xiàn)行的二維產(chǎn)品圖紙和抽象文字性工藝文件，使得工人方便直觀地進(jìn)行裝配作業(yè)。利用三維數(shù)字化產(chǎn)品定義，建立虛擬的產(chǎn)品維護(hù)培訓(xùn)和工程技術(shù)支援?dāng)?shù)字化產(chǎn)品支援和服務(wù)系統(tǒng)提供對(duì)礦井操作員、維護(hù)人員、 管理人員等方面人員的在線培訓(xùn)支持。性能工程師培訓(xùn)課程包括操作，工作原理等方面。建立基于協(xié)同工作平

17、臺(tái)的綜采成套設(shè)備在線技術(shù)岀版物管理系統(tǒng)，包括：維護(hù)大綱、培訓(xùn)資料、技術(shù)資料、維護(hù)手冊(cè)、故障隔離手冊(cè)、 零件圖解目錄、維護(hù)提示、服役中活動(dòng)報(bào)告、服務(wù)信件以及臨時(shí)修改等完備的技術(shù)資料。從綜采業(yè)務(wù)使用角度，本項(xiàng)目的實(shí)施目標(biāo)為：建立虛擬和仿真驗(yàn)證的環(huán)境、實(shí)現(xiàn)基于三維的產(chǎn)品數(shù)字化虛擬制造和驗(yàn)證；全三維的虛擬仿真；實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造并行。減少協(xié)調(diào)時(shí)間、提高設(shè)計(jì)速度、減少錯(cuò)誤和更改；實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)面向維護(hù)的設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)面向使用的設(shè)計(jì)；探索建立和形成適應(yīng)于數(shù)字化虛擬制造和仿真的規(guī)范；3. 擬采取的研究方案及可行性分析（闡述學(xué)術(shù)思路、試驗(yàn)手段、技術(shù)途徑，和國內(nèi)外同類研 究相比的特色和取得突破的可行性分析等）

18、（限1500字內(nèi)）研究方法：要有特色、有創(chuàng)新，如把經(jīng)典方法和最新技術(shù)相結(jié)合，要描述細(xì)節(jié)。技術(shù)路線：要明確、清晰，讓人一目了然。關(guān)鍵技術(shù)：要切中要害，利用該關(guān)鍵技術(shù)可以解決上述的關(guān)鍵技術(shù)難題。可行性分析：要提供確實(shí)可行的理由（從原理上、方法上、技術(shù)上及前期研究經(jīng)驗(yàn)等方面說 明）。3D數(shù)字化環(huán)境利用“數(shù)字樣機(jī)”的三維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于三維數(shù)據(jù)信息的3D使用規(guī)劃，可以進(jìn)行：零件的加工3D工藝及仿真、驗(yàn)證裝配件的裝配3D工藝及仿真、驗(yàn)證加工或裝配工位3D工藝規(guī)劃及仿真、驗(yàn)證裝配線或生產(chǎn)線3D工藝規(guī)劃及仿真、驗(yàn)證礦井綜采的3D規(guī)劃及仿真、驗(yàn)證pla nning startProduce startReduc

19、tio n in time to market而且，在進(jìn)行各種工藝規(guī)劃、仿真和驗(yàn)證的同時(shí)，可以生成3D的、圖形化的工藝文檔和過程演示視頻，使工藝方案的評(píng)審更加直觀和科學(xué)。如果條件具備，可以生成3D可視化的AO （裝配大綱）和動(dòng)態(tài)的操作說明，發(fā)放到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)供工作人員使用，提高工作效率，減少失誤， 提高產(chǎn)品質(zhì)量。此外，還可生成3D維護(hù)手冊(cè)，提高產(chǎn)品服務(wù)和支持的質(zhì)量。£1虛擬場(chǎng)景可以幫助煤礦建立一個(gè)完整的3D數(shù)字環(huán)境，并結(jié)合人機(jī)工程模塊，將虛擬的人體模型放置到數(shù)字化環(huán)境當(dāng)中，進(jìn)行人機(jī)工效的評(píng)估，同時(shí)結(jié)合QUEST模塊，進(jìn)行人員流、物流以及生產(chǎn)線的分析、模擬，從而真實(shí)反映產(chǎn)品從零件到裝配、到

20、工位、到流水線、到工廠的 生產(chǎn)過程，直觀分析產(chǎn)品的可制造性、可達(dá)性、可拆卸性和可維護(hù)性，并生成相關(guān)的分析報(bào) 告，為企業(yè)的決策提供支持。DELMIA數(shù)字制造工藝-裝配仿真工具 （DPM Assembly）是一個(gè)強(qiáng)大的進(jìn)行裝配工藝規(guī)劃、 裝配可視化和仿真校驗(yàn)的3D工具。作為裝配設(shè)計(jì)工具，DPM Assembly使得多級(jí)裝配順序、零件裝配路徑和裝配工藝文檔的處理變得非常便利。設(shè)計(jì)和制造工程師能夠使用DPMAssembly來分析裝配規(guī)劃中遇到的各種問題，確定最好的裝配工藝，確定產(chǎn)品維護(hù)過程中最 優(yōu)的拆卸和重組順序。仿真過程和數(shù)據(jù)可以記錄下來，作為車間操作指令、產(chǎn)品維護(hù)操作指 令和培訓(xùn)教材。DPM As

21、sembly具有簡(jiǎn)單易用的圖形用戶界面，可以在其中同時(shí)處理裝配、工具、機(jī)器人和工 人等多種任務(wù)。程序步驟定義好后可以鏈接到模型中，當(dāng)步驟改變后，模型會(huì)自動(dòng)更新。同 時(shí)，DELMIA 具有強(qiáng)大的分析功能，可以分析距離、重心、體積、面積等幾何信息，也可以 分析裝配件之間的截面、間隙、碰撞分析。主要特點(diǎn)：面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）基于3D的工藝規(guī)劃，可以驗(yàn)證零部件的可裝配性；面向維護(hù)的設(shè)計(jì)（DFM ）-從維修的角度來評(píng)估產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)容：產(chǎn)品和裝配分析創(chuàng)建裝配順序裝配優(yōu)化裝配分析碰撞檢查在無縫集成的 3D環(huán)境中，講行工藝設(shè)計(jì)、細(xì)化和驗(yàn)證裝配工藝規(guī)劃的驗(yàn)證碰撞分析碰撞分析/接觸分析/間隙分析截面

22、分析2D和3D截面分析單截面（Single ） /薄片（Slice ） /長(zhǎng)方形（Box）任意形式的2D&3D測(cè)量距離/最小距離/長(zhǎng)度重量/慣量/體積/面積歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及實(shí)時(shí)計(jì)算可以分析岀兩個(gè)零件或同一零件不同版本之間的區(qū)別空間范圍分析（Band An alysis ）自動(dòng)創(chuàng)建無干涉的拆裝路徑仿真記錄可以添加文字注釋等信息，利于交流可以添加文字、圖形注釋信息可以添加視角變化動(dòng)畫和超級(jí)鏈接（Hyperli nk ）數(shù)字化裝配工藝裝配過程仿真由于大型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零件數(shù)量多，裝配關(guān)系極其復(fù)雜，又需要有大量的制造資源支持，致使裝 配工藝設(shè)計(jì)難度很大，僅憑工藝工程師的個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)字化裝配工藝過

23、程設(shè)計(jì)中就難免 會(huì)有各種工藝設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或工藝設(shè)計(jì)不合理的情況，如果這些錯(cuò)誤在產(chǎn)品實(shí)際裝配過程才發(fā)現(xiàn) 的話，就會(huì)造成大量的產(chǎn)品、資源返工和工藝修改，甚至整個(gè)工藝布局和裝配流程的調(diào)整， 給制造周期、生產(chǎn)成本等都將帶來不可估量的損失。所以三維數(shù)字化裝配過程仿真是產(chǎn)品實(shí) 物在實(shí)施裝配以前對(duì)裝配工藝進(jìn)行驗(yàn)證的最佳方法，它時(shí)間短、費(fèi)用低。4.本項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新之處:（限500字內(nèi)）特色：是指研究設(shè)計(jì)（學(xué)術(shù)思想）或?qū)嶒?yàn)技術(shù)的特色；創(chuàng)新：分為原始創(chuàng)新和跟蹤創(chuàng)新，包括提出新的的學(xué)說、理論，對(duì)原有理論的完善；采用新 技術(shù)、新方法解決科學(xué)問題。創(chuàng)新的表述應(yīng)概括、精煉。特色：國內(nèi)第一個(gè)綜采虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目創(chuàng)新：三維虛擬數(shù)字

24、化綜采平臺(tái)是針對(duì)現(xiàn)代化煤礦開采建立起來的數(shù)字化仿真平臺(tái)，適用于 綜采的生產(chǎn)作業(yè)仿真。為煤礦管理人員提供了可靠的決策支持。實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)布局展示、礦區(qū) 內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造展示、模擬礦井開采、開采過程實(shí)時(shí)仿真、機(jī)械設(shè)備作業(yè)實(shí)時(shí)仿真、安全預(yù)警、 危險(xiǎn)源分析等功能。如下實(shí)現(xiàn)都是在煤機(jī)和煤礦結(jié)合項(xiàng)目中是第一位。實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的運(yùn)動(dòng)仿真、動(dòng)態(tài)干涉檢查、關(guān)鍵設(shè)備有限元分析以及優(yōu)化實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備成套的零部件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，為后續(xù)形成綜采設(shè)備配套標(biāo)準(zhǔn) 形成理論依據(jù)建立虛擬的數(shù)字化采煤場(chǎng)景，在不下井的狀態(tài)也可以實(shí)際模擬采煤的整個(gè)設(shè)備運(yùn)行5.預(yù)期研究成果（包括發(fā)表相關(guān)論文、申請(qǐng)發(fā)明專利

25、、人才培養(yǎng)、對(duì)學(xué)科學(xué)位建設(shè)作用等, 要求有具體的考核指標(biāo)和人才培養(yǎng)計(jì)劃）：（限500字內(nèi)）包括研究結(jié)杲和成杲兩部分。 研究結(jié)杲要和預(yù)期冃標(biāo)相吻合，要描述可能獲取的實(shí)驗(yàn)結(jié)杲 （不是重復(fù)研究?jī)?nèi)容）。研究成果包括：理論成果（論文、專著、科技獎(jiǎng)勵(lì)）；方法成果（論文、專利、科技獎(jiǎng)勵(lì)）；技術(shù)成果（儀器或裝備原型、工藝、發(fā)明專利、科技獎(jiǎng)勵(lì)）；人才培養(yǎng)（相關(guān)的學(xué)位論文等）。在協(xié)同環(huán)境中，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)信息，進(jìn)行綜采設(shè)備裝配仿真驗(yàn)證。1裝配干涉的仿真。在虛擬環(huán)境中，依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程，通過對(duì)每個(gè)零件、成品和組件的移動(dòng)、定位、 夾緊和裝配過程等進(jìn)行產(chǎn)品和產(chǎn)品、產(chǎn)品和工裝的干涉檢查，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存在

26、干涉情況時(shí)報(bào) 警，并示給出干涉區(qū)域和干涉量，以幫助工藝設(shè)計(jì)人員查找和分析干涉原因。該項(xiàng)檢查是零 件沿著模擬裝配的路徑，在移動(dòng)過程中零件的幾何要素是否和周邊環(huán)境有碰撞。在三維環(huán)境 中，檢查過程非常直觀，如圖所示。*1X1c叫錠掃m代mVhFI «l -IFF1：B ffiALl： IflCII 荀匚曲 Z* 口時(shí)凹嚴(yán) CtiHI鼻Pi.I 壬0.工咆|國>4眄.0 AubXAj 丄 j |Slf Mr.-.v|AJdnEuisu:IiO flii 陽中士iAldr H: itaZr百 Pie* qFt妬FbrwJ'jp-'-C'. CcrtsrtiUJ,

27、*amE極IJH抽|黑也£ Id *ft! “ £1訴二flfinlKinjitiua 4"tfl 1 聲Wmw<> 4r M：Jt5-1定回DwciMt I r*Vr =.n 1yj FS? D4££ 丄旳 TO I圖裝配干涉的仿真2、裝配順序的仿真。在虛擬環(huán)境中，依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程，對(duì)產(chǎn)品裝配過程和拆卸過程進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)仿真, 驗(yàn)證每個(gè)零件按設(shè)計(jì)的工藝順序是否能無阻礙的裝配上去，以發(fā)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過程中裝配順序 設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。雖然配順序設(shè)計(jì)是按先里后外的原則設(shè)計(jì)的，但實(shí)際裝配時(shí)候就發(fā)現(xiàn)有零件裝 不上去，無奈只有拆除別的零件，來先裝

28、這個(gè)零件，如圖所示。圖裝配順序的仿真可視性可達(dá)性工人的身體或肢體是否能到達(dá)裝配位置可操作性空間大小或零件重量是否便于工人操作舒適性安全性工人在較高的位置操作等。工人承受的負(fù)荷以及操作時(shí)間（次數(shù)）是否使工人容易疲勞。是否看得見，看多大范圍3、人機(jī)工程的仿真。產(chǎn)品裝配的過程，少不了人的參和，產(chǎn)品移動(dòng)的過程也就是人動(dòng)作的過程。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工 裝結(jié)構(gòu)環(huán)境中，按照工藝流程進(jìn)行裝配工人可視性、可達(dá)性、可操作性、舒適性以及安全性 的仿真。將標(biāo)準(zhǔn)人體的三維模型放入虛擬裝配環(huán)境中，針對(duì)零件的裝配，對(duì)工人以下工作特 性進(jìn)行分析，如圖所示。 I' dl * . 1l|«-|T ' - .n

29、' - 1 1 - HLl SJ*-.： + ' J 1 1，廣.皿”礪伽|易ci d 承*|.敘沖許曲衛(wèi)】瓠蟲m©畐尋圖.人機(jī)工程的仿真4、可視化裝配和人員培訓(xùn)。以上裝配過程的三維數(shù)字化仿真文件（或制作成AVI文件），可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工人對(duì)飛機(jī)進(jìn)行裝配，幫助工人直觀了解裝配全過程，實(shí)現(xiàn)可視化裝配。也可用于維護(hù)人員的上崗前培 訓(xùn)。5、虛擬數(shù)字化采煤工作面仿真。在工廠三維工藝布局中，放入產(chǎn)品、工人，按照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程進(jìn)行產(chǎn)品、資源、 流程及操作者之間溶為一體的三維動(dòng)態(tài)仿真。通過仿真功能使車間布局更加符合工藝布局原 則：1）遵循工藝規(guī)程原則；2）最短路線原則；

30、保證各個(gè)工位之間、各個(gè)設(shè)備之間，物料和人員流動(dòng)的距離最短，采用最優(yōu)的工藝流程， 使物流過程合理，不發(fā)生交錯(cuò)和混亂。從而做到物流暢通、物流時(shí)間少，費(fèi)用低。3）生產(chǎn)力均衡的原則；4）充分利用空間和場(chǎng)地的原則；5）方便運(yùn)輸?shù)脑瓌t；6）安全和環(huán)保的原則；7）快速重組的原則；6.工作基礎(chǔ)（和本項(xiàng)目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績(jī)）:（限500字內(nèi)）3D設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜采設(shè)備基礎(chǔ)虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)基礎(chǔ)7工作條件（包括已具備的實(shí)驗(yàn)條件，尚缺少的實(shí)驗(yàn)條件和擬解決的途徑，包括利用國家或 省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和部門開放實(shí)驗(yàn)室的計(jì)劃和落實(shí)情況）：（限500字內(nèi)）軟件部分CATIADELMIAPro/ED

31、ivisio n協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)硬件部分企業(yè)級(jí)工作站8.申請(qǐng)者和項(xiàng)目組主要成員的學(xué)歷和研究工作簡(jiǎn)歷。（限1000字內(nèi)）近期出版的主要著作目錄（填寫格式：第x作者（申請(qǐng)人名）書名出版者年份）；近期發(fā)表的主要論文目錄（填寫格式：第x作者（申請(qǐng)人名）題目刊名年份卷（期）頁 碼，論文被收錄引用情況影響因子區(qū)間學(xué)科類別）；學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)情況（需說明排名順序）；青年基金申請(qǐng)者還應(yīng)注明學(xué)位論文名稱及導(dǎo)師姓名和工作單位；申請(qǐng)者已發(fā)表主要論文復(fù)印件首頁（限5篇，和申請(qǐng)書一并裝訂成冊(cè)）；應(yīng)包括申請(qǐng)者及所有成員的信息。項(xiàng)目分階段計(jì)劃進(jìn)度（時(shí)間精確到月）時(shí)間區(qū)間計(jì)劃進(jìn)度及完成的主要研究工作年 月到年 月年 月到年 月年 月到年

32、 月年 月到年 月申請(qǐng)者承擔(dān)國家和省、部級(jí)其它研究項(xiàng)目的情況（包括863計(jì)劃、973計(jì)劃、攻關(guān)計(jì)劃及各部委、省市任務(wù)等）計(jì)劃類別項(xiàng)目名稱起止年月負(fù)責(zé)或參加進(jìn)展或完成情況申請(qǐng)者承擔(dān)國家和省自然（青年）科學(xué)基金項(xiàng)目的情況批準(zhǔn)號(hào)項(xiàng)目名稱起止年月負(fù)責(zé)或參加進(jìn)展或完成情況對(duì)申請(qǐng)者負(fù)責(zé)的前一個(gè)已結(jié)題的省基金資助項(xiàng)目 （批準(zhǔn)號(hào)及名稱）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及 和本申請(qǐng)項(xiàng)目的關(guān)系加以詳細(xì)說明。另附已結(jié)題項(xiàng)目研究工作總結(jié)摘要（ 300字）及發(fā)表主要 相關(guān)論文首頁復(fù)印件（限 5篇）。項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)預(yù)算單位：萬元經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算經(jīng)費(fèi)來源預(yù)算科目預(yù)算數(shù)科目預(yù)算數(shù)項(xiàng)目投資合計(jì)支出預(yù)算合計(jì)一、申請(qǐng)省科技廳撥款一、人員費(fèi)二、單位自

33、籌其中：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人三、其它主要研究人員二、設(shè)備費(fèi)1購置費(fèi)2 試制費(fèi)三、能源材料費(fèi)四、實(shí)驗(yàn)外協(xié)費(fèi)五、資料及印刷費(fèi)六、會(huì)議差旅費(fèi)1 會(huì)議費(fèi)2 .差旅費(fèi)七、項(xiàng)目管理費(fèi)八、其他費(fèi)用說明：項(xiàng)目組成員所在單位人員工資由財(cái)政支付的不得在資助項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)中列支人員費(fèi)。專家推薦意見 （青年科技研究基金需填與此項(xiàng)，由兩名具有咼級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)的同行專 家推存，項(xiàng)目組成員不能作為推存人）。推薦意見應(yīng)包括：專家關(guān)于項(xiàng)目選題、項(xiàng)目研究的科學(xué)價(jià)值和使用價(jià)值，以及項(xiàng)目申請(qǐng) 者科研基礎(chǔ)、研究能力、科研態(tài)度及研究條件等方面的評(píng)價(jià)。推薦人（簽章）專業(yè)技術(shù)職務(wù)專業(yè)單位專家聲明，本人熟悉該項(xiàng)目研究領(lǐng)域， 認(rèn)真審閱了項(xiàng)目申報(bào)書全部?jī)?nèi)容， 對(duì)

34、其選題、項(xiàng)目研究的科學(xué)性和研究?jī)r(jià)值進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)，嚴(yán)格遵守保密和回避義務(wù)，同意推薦。推薦人（簽章）專業(yè)技術(shù)職務(wù)專業(yè)單位專家聲明，本人熟悉該項(xiàng)目研究領(lǐng)域， 認(rèn)真審閱了項(xiàng)目申報(bào)書全部?jī)?nèi)容，對(duì)其選題、項(xiàng)目研究的科學(xué)性和研究?jī)r(jià)值進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)，嚴(yán)格遵守保密和回避義務(wù)，同意推薦。單位學(xué)術(shù)委員會(huì)或?qū)＜医M意見（自然科學(xué)基金和青年科技研究基金均需填寫此項(xiàng)）須就項(xiàng)目選題、項(xiàng)目研究的科學(xué)價(jià)值和使用價(jià)值，預(yù)期研究結(jié)果，以及項(xiàng)目組的研究基 礎(chǔ)、研究能力及研究條件等進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，寫出具體明確的推薦意見。學(xué)術(shù)委員會(huì)主任或?qū)＜医M組長(zhǎng)（簽章）申請(qǐng)者承諾:我保證申請(qǐng)書內(nèi)容的真實(shí)性。 如果獲得計(jì)劃資助，我將履行項(xiàng)目負(fù)責(zé)人職責(zé)，

35、嚴(yán)格遵守 科技廳的有關(guān)規(guī)定， 切實(shí)保證研究工作時(shí)間， 認(rèn)真開展工作，按時(shí)報(bào)送有關(guān)材料。 若填報(bào)失 實(shí)和違反規(guī)定，本人將承擔(dān)全部責(zé)任。簽字：項(xiàng)目組主要成員承諾：我保證有關(guān)申報(bào)內(nèi)容的真實(shí)性。如果獲得計(jì)劃資助，我將嚴(yán)格遵守科技廳的有關(guān)規(guī)定， 切實(shí)保證研究工作時(shí)間，認(rèn)真開展工作，及時(shí)向項(xiàng)目負(fù)責(zé)人報(bào)送有關(guān)材料。若個(gè)人信息失實(shí),執(zhí)行項(xiàng)目中違反規(guī)定，本人將承擔(dān)相關(guān)責(zé)任。編號(hào)姓名工作單位項(xiàng)目分工每年工作時(shí)間（月）簽字12345678910申報(bào)單位及合作單位承諾:已按有關(guān)規(guī)定對(duì)申請(qǐng)人的資格和申請(qǐng)書內(nèi)容進(jìn)行了審核，同意申報(bào)。申請(qǐng)項(xiàng)目如果獲得計(jì)劃資助， 我單位保證對(duì)計(jì)劃實(shí)施所需要的人力、物力和工作時(shí)間等條件給予保障，嚴(yán)格遵守和督促項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和 項(xiàng)目組成員以及本單位項(xiàng)目管理部門執(zhí)行科技廳的有關(guān)規(guī)定，并及時(shí)報(bào)送有關(guān)材料。申報(bào)單位公章 合作單位公章1 合作單位公章2日期:日期:日期:申報(bào)須知