这是一个设计挑战:在不使用物理原型的情况下建造潜艇。这就是BAE系统潜艇解决方案公司(英国)的工程师们在为英国国防部建造机敏级核潜艇时所面临的情况，该核潜艇被认为是有史以来最先进和最复杂的。今年6月8日，第一艘机敏潜艇成功下水。

BAE的工程师使用PTC CAD产品，并转向黄金PTC合作伙伴优势计划成员，Virtalis(英国曼彻斯特)，为产品开发和制造创建、安装和集成虚拟现实(VR)系统。

工程师们的任务是建造三艘机敏级核潜艇，他们决定使用VR系统来加速这一过程，而不是创建物理原型。VR系统必须对工程师、电焊工和管工都很容易访问，他们将亲自建造潜艇。

一个大型3D立体剧场可以帮助工程师创建潜艇的设计原理图，而无需借助物理原型。虚拟现实项目暴露了潜艇组件和组件之间的潜在冲突，可以在建造之前进行更改。

在设计过程中，工程师们使用了PTC cadds5造船程序，该工具使工程师团队能够同时进行相同组件的设计、验证和加工。对于VR系统，他们委托Virtalis将PTC Division MockUp计划与Virtalis的VR工具集成。

在一个大型3D立体剧场中，该项目暴露了潜艇部件和组件之间的潜在冲突。如果需要，可以在构建之前执行重新设计。使用先进的可视化技术，所有在船上工作的人都可以在位于船周围龙门架上的无障碍“舱室”中查看3D虚拟模型。第一艘“机敏”号和第二艘“伏击”号都有一个专用的VR舱，不过如果其中一个舱被预订或由于某种原因无法使用，它们都能够运行对方的模型。

以下是工程师在VR系统中看到的三种典型视图。(室内)

BAE的咨询工程师约翰·马丁(John Martin)指出:“1997年决定不依赖物理原型时，这就是虚拟现实技术的使用愿景。能够在无障碍舱室中查看3D虚拟模型，可以直接替代昂贵的物理模型。”

控制室

与其他VR软件包不同，PTC Division MockUp包可以查看船的大片区域。为了确保虚拟现实小屋和套房几乎总是可用，并最大限度地提高公司的投资回报率，30名员工接受了如何运行MockUp软件和操作Virtalis虚拟现实设备的培训。

外

使用原型建造潜艇的旧工艺将花费管件钳工和焊接工比BAE现在工作的环境多得多的时间。过去，组装人员在车间里准备材料，在完全不同的区域参考CAD图纸和真实潜艇的物理原型比例模型。

当装配人员对设计有疑问并需要参考文件时，他们会离开车间，去找CAD图纸、模型和物理原型。组装人员必须想象他们正在工作的潜艇的区域，这是一项艰巨的任务，原因有几个:潜艇是圆柱形的，但物理原型的细节不容易获得，而且CAD数据和图纸是“平面的”。在咨询了这两个来源之后，汇编程序将返回到项目并执行任务。装配人员将花时间研究模型和图纸，并在实际设计和原型之间来回走动，以准确地复制所需的内容。通常情况下，装配者不是训练有素的CAD/IT专家，对程序的工作知识很少。

由于集成了VR和CAD程序，装配人员比以前的CAD图纸更容易遵循设计指令。

在当今的VR环境中，BAE的装配人员可以使用3D立体声运行的虚拟原型，在那里他们可以“虚拟地”检查他们正在工作的设计领域的“前后”构建。他们可以上传带有虚拟原型的系统，然后操作文件，这大大增加了对设计和任务的信心。使用3D眼镜、无线键盘和鼠标，组装者可以在这个3D世界中定位，并基本上使自己融入到这个项目中。

三艘服役的机敏级核潜艇之一。

VR工具带来了显著的上市时间效益。它们减少了花在物理原型上的时间、精力和金钱;让工程师实时访问虚拟模型和相关工程数据;为工程师提供更快的3D模型上传时间;并为非cad /IT用户提供完全访问VR设计的机会。

核潜艇的初始网格图。

PTC-Virtalis VR系统大大加快了BAE系统潜艇的上市时间，提高了设计和建造效率，使设计数据实时提供给所有用户，提高了不需要CAD/IT培训就能使用该系统的焊工和钳工的效率，并消除了工人在车间和设计部门之间来回奔波的时间浪费。毫无疑问，PTC-Virtalis VR解决方案将继续在机敏项目中帮助BAE系统公司，帮助设计师、工程师和所有产品利益相关者在新的虚拟世界中更高效地工作。

Virtalis
www.virtalis.com
PTC(列车自动控制系统)
www.ptc.com

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