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虛擬製造技術透視世界精彩

——訪網上世博會專家杜寶江

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:21:22 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會

  不bu需xu要yao購gou買mai世shi博bo門men票piao,不bu需xu要yao經jing曆li長chang時shi間jian的de排pai隊dui等deng待dai,隻zhi要yao輕qing點dian鼠shu標biao,你ni就jiu可ke以yi飽bao覽lan世shi博bo盛sheng況kuang。同tong時shi,你ni還hai可ke以yi設she置zhi角jiao色se,擁yong有you自zi己ji的de個ge性xing名ming字zi,以yi第di一yi視shi角jiao在zai展zhan館guan裏li遊you走zou。遊you覽lan中zhong,你ni甚shen至zhi會hui碰peng到dao姚yao明ming、成龍等世博明星,活潑可愛的海寶,動漫版的國際展覽局秘書長洛塞泰斯先生;你可以在高仿真的園內道路上或行或跑,或與人對聊、問答,或探訪某個展館、某件展品,且遊且玩,經曆充滿知識和趣味的世博之旅……這就是網上世博會遊覽帶給你的驚喜。

  作為上海世博會的兩大亮點之一,網上世博會運用三維虛擬現實技術,不僅把世博會3.28平方公裏園區、園區內150多個展館及實體世博會的精彩內容全都搬到互聯網上,而且能讓“網上世博遊客”實時互動,在虛擬世博會裏感受到真實的世博。

  虛擬製造技術顯身手

  從最初參與網上世博技術方案的撰寫和實施方案的論證,到網上世博會最終實現,網上世博專家、上海理工大學虛擬製造技術研究院副院長、shanghaihujiangxunizhizaojishuyouxiangongsidongshichangdubaojiangjiaoshoushiqinlizhehejianzhengzhe。weishixianzheyiweidagouxianghetuiguangyingyong,zaishibojuheyaofushengyuanshidelingdaoxia,dubaojianghetadetuanduijinglilechangda3年多的科研探索。

  “duiyuxunizhizaojishu,guojishangbingmeiyoutongyibiaozhun,youxiebiaozhundoushikaifashangzijidingde。zaizaofanglehenduoxiangguanjishuxianjindeguojiahou,womenfaxianyukaishidejishuyaoqiuhaishixiangchashenyuan。”zailejiexunizhizaojishuxianzhuanghou,dubaojiangtuanduijuedingzouzijidelu。xiangmuzufenweiyanfazuheshijianzu,duiguojishangmuqianmeiyoudejishujinxingzizhuyanfa,yiyoudanbugouchengshudejishuzejinxingronghechuangxin,yanfayushijiantongbujinxing,lituzaijishuchuangxinheshiyongxing、操作性上找到最佳結合點。

  在上海世博會中,虛擬製造技術除了在網上世博會中“閃亮登場”外,還為世博會的數字化做了有益探索。中國館、主題館屋頂太陽能發電是“低碳世博”理念的直觀演繹。為加強遊客對太陽能發電係統的認識,杜寶江團隊通過虛擬技術,模擬出世博園區場館、太陽運行軌跡、光伏發電過程,實時反映了不同天氣、環境狀況下,太陽能的發電情況,形象而生動地展示了太陽能光伏發電的深奧科學原理。

  三維虛擬場景快速搭建

  “操作要簡單,非專業人士也能學會;可複製性要強,隨時隨地可進行。為符合這些要求,我們開發了三維虛擬場景快速搭建製作技術。”杜寶江表示。在人物模擬方麵,借鑒人體基因的編碼方式,用數字完成了人體“特征基因”的編碼。虛擬的人如何組合搭建起來,網上世博遊客可以通過拖動身材、表情、發質、服裝等人物素材模塊虛擬出自己。

  此外,項目組把上海世博會的各個要素,如展館、任務、道(dao)路(lu)等(deng)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)置(zhi)好(hao),建(jian)立(li)一(yi)個(ge)三(san)維(wei)數(shu)據(ju)庫(ku),做(zuo)成(cheng)模(mo)塊(kuai)。這(zhe)樣(yang),網(wang)上(shang)世(shi)博(bo)的(de)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)隻(zhi)要(yao)拖(tuo)動(dong)模(mo)塊(kuai),就(jiu)能(neng)快(kuai)速(su)建(jian)立(li)虛(xu)擬(ni)場(chang)館(guan)和(he)相(xiang)關(guan)內(nei)容(rong),提(ti)高(gao)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv);而網上世博遊客也可以自己動手DIY構建個性化虛擬場景、人物以及未來之城,實現了人機互動、人網互動、虛實互動。

  zaixunichangguanduozhonghudongdajianhetiyanxitongbiaozhunxingchenghou,wangshangshibozhuanjiazumashangzuzhigeshengshijiaoliu,xieshangquedinggeshengshidewangshangchangguanfangan。dubaojianggaosujizhe,muqianwangshangshibohuidexunizhanguanfenliangbufen:yishishitizhanguanxunihua,wangshangzhanguandejianshejinsuishitizhanguanjianshe。zheyangkeyirangshijieshangdabufenbunenglaicanguanderen,tongguowangluocanguanshibohui。ershikuozhanbufen,shitizhanguanmeiyouhuowufazhanshide,keyizaiwangshangyoulan,huotongguoquweiyouxilaitiyangezidetese。

  與網絡遊戲隻需要好玩、互動、熱(re)鬧(nao)的(de)技(ji)術(shu)不(bu)同(tong),虛(xu)擬(ni)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)要(yao)準(zhun)確(que),要(yao)反(fan)映(ying)現(xian)實(shi),要(yao)和(he)相(xiang)關(guan)行(xing)業(ye)聯(lian)係(xi)起(qi)來(lai)。原(yuan)先(xian),項(xiang)目(mu)組(zu)曾(zeng)經(jing)設(she)想(xiang),把(ba)所(suo)有(you)上(shang)網(wang)者(zhe)和(he)世(shi)博(bo)園(yuan)現(xian)場(chang)的(de)人(ren)物(wu)都(dou)搬(ban)到(dao)虛(xu)擬(ni)的(de)網(wang)上(shang),仿(fang)佛(fo)自(zi)己(ji)真(zhen)的(de)在(zai)網(wang)上(shang)世(shi)博(bo)會(hui)上(shang)實(shi)時(shi)參(can)觀(guan)遊(you)覽(lan),形(xing)成(cheng)虛(xu)實(shi)融(rong)合(he)的(de)網(wang)上(shang)世(shi)博(bo)會(hui)。構(gou)想(xiang)很(hen)偉(wei)大(da),技(ji)術(shu)保(bao)障(zhang)問(wen)題(ti)也(ye)不(bu)大(da),但(dan)是(shi)目(mu)前(qian)網(wang)絡(luo)狀(zhuang)況(kuang)適(shi)應(ying)不(bu)了(le)大(da)範(fan)圍(wei)的(de)實(shi)施(shi)。杜(du)寶(bao)江(jiang)說(shuo),不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來(lai),這(zhe)一(yi)構(gou)想(xiang)一(yi)定(ding)會(hui)實(shi)現(xian),世(shi)界(jie)上(shang)許(xu)多(duo)知(zhi)名(ming)公(gong)司(si)和(he)機(ji)構(gou)都(dou)在(zai)研(yan)究(jiu)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)技(ji)術(shu)。

  虛擬製造技術的低碳之路

  “要發展高附加值、低能耗的綠色製造業,虛擬製造技術必須首先發展。”我國“虛擬製造技術第一人”姚福生院士曾大聲疾呼。作為一種新興科技,虛擬製造技術是在計算機虛擬環境和設備現實環境中,同時進行的產品設計、製造、測試、運行控製、銷售和管理的一體化模擬仿真過程。通過人機交互、虛實聯動,可以在不消耗實際生產資源的情況下找出最優方案,從而縮短周期、降低成本、提高效益。

  國外發達國家在核試驗、飛機試製、汽車設計製造等領域都發展了較先進的虛擬技術。“網上世博會上的應用,讓虛擬製造技術‘一夜成名’,同時,也有力推動了這一技術的應用和發展。”杜寶江表示。

  目前,杜寶江團隊已承擔了臨港新城重工業基地建設模擬、電站集團閔行基地改造規劃及節能減排方案演示、大飛機設計、隧道盾構三維虛擬培訓和遠程診斷等近40個項目。“隧道盾構三維虛擬培訓和遠程診斷構建了一個看得見的管理係統。”杜du寶bao江jiang介jie紹shao,這zhe一yi係xi統tong與yu地di下xia施shi工gong係xi統tong直zhi接jie相xiang連lian,地di下xia工gong程cheng出chu現xian的de任ren何he情qing況kuang都dou可ke以yi通tong過guo虛xu擬ni係xi統tong,在zai電dian腦nao上shang實shi時shi反fan映ying出chu來lai。甚shen至zhi有you些xie現xian場chang無wu法fa發fa現xian的de情qing況kuang,如ru刀dao具ju在zai挖wa掘jue過guo程cheng中zhong遇yu到dao的de損sun壞huai、跑偏等問題通過傳感器,都可以在虛擬影像中及時反饋出來。

  在(zai)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)和(he)服(fu)務(wu)業(ye)領(ling)域(yu),虛(xu)擬(ni)製(zhi)造(zao)係(xi)統(tong)的(de)研(yan)發(fa)和(he)應(ying)用(yong)都(dou)方(fang)興(xing)未(wei)艾(ai),正(zheng)顯(xian)現(xian)著(zhe)它(ta)蓬(peng)勃(bo)的(de)生(sheng)命(ming)力(li)。杜(du)寶(bao)江(jiang)堅(jian)信(xin),虛(xu)擬(ni)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)將(jiang)在(zai)我(wo)國(guo)的(de)產(chan)業(ye)結(jie)構(gou)調(tiao)整(zheng)和(he)低(di)碳(tan)經(jing)濟(ji)發(fa)展(zhan)中(zhong)發(fa)揮(hui)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)的(de)作(zuo)用(yong)。

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