3D可视化:驱动数字孪生技术进步的关键因素

发布时间 : 2023-08-08 11:34:15.043|阅读 33 次

概述:可视化和CAD数据导入是数字孪生技术极其重要的组成部分。因此,选择专业的、高性能的、轻量的CAD数据格式转换和可实现模型轻量化渲染工具就很重要。

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什么是数字孪生?

数字孪生是一种准确表示物理对象的虚拟模型。第一次接触这个概念是在20世纪60年代,当时NASA开发了基于计算机的阿波罗13号模型,以模拟航天器在旅途中可能遇到的条件和场景。

数字孪生的概念已经存在80多年。然而,人们普遍认为它是在2002年首次引入的,当时密歇根大学教授Michael Grieves博士将数字孪生的概念应用于制造业。追本溯源,数字孪生的想法和实施已经存在这么久了,为什么它突然在这几年又成为了一个新的流行词,为什么世界各地的公司都试图为这个古老的概念注入活力?

当前我们处于一个被互联网连接设备包围和围绕的时代和社会。从智能手表到汽车、电视、灯光、电器、门铃和健身器材,您很难在日常生活中找到许多物品没有以某种方式、形状或方式连接到互联网形式。这些设备均通过传感器或通过定期使用和操作收集数据。从此类设备收集的数据在很大程度上为社会做出了贡献,产生了比我们以往更多的数字数据。数据爆炸的另一个催化剂是智能手机和个人电脑的普及。

事实上,根据《福布斯》杂志 2018年发表的一篇文章,仅2016年和2017年就产生了全球90%的数据。这是一个令人震惊的统计数据。在短短两年内,我们创造了人类历史上九倍的数据量!

现在我们不断地拥有所有这些信息和数据,如果有一种方法能够以熟悉且直观的方式可视化我们周围所有新发现的数据并与之交互,那不是很棒吗?这就是数字孪生新时代可以帮助我们更好地理解、预测和应对每天围绕我们的大量数据的地方。

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数字孪生技术的广泛应用

与NASA在20世纪60年代首次制作阿波罗13号数字孪生的方式类似,公司继续利用数字孪生的多功能性来模拟、测试和可视化当前现场的产品以及尚未生产的产品。

这可以缩短开发周期并加快测试速度,而在现实世界中执行测试的时间要长几倍,从而使公司能够更好地预测并识别缺陷、故障和设计问题。

然而,数字孪生不仅仅用于3D工程领域的高级数据查看和操作。它们还可以在房屋所有权和房地产领域发挥重要作用。

只需导航到Zillow或Redfin即可了解数字孪生在日常生活中的应用方式。许多房地产列表提供虚拟房产参观,提供增强的体验而不是传统的照片。

AR/VR的受欢迎程度也在持续上升,如果不使用数字孪生,其发展几乎是不可能的。借助AR/VR应用程序,我们现在无需离开舒适的家,就可以沉浸式虚拟游览埃菲尔铁塔、体验过山车,甚至与朋友和同事的化身互动。

数字孪生技术在许多领域都有应用,包括制造业、能源、医疗保健、城市规划等。数字孪生技术通过将物理世界与数字世界相结合,为各种应用场景提供了更深入的洞察和更高效的优化方法。并且,在数字孪生上运行测试和模拟的速度比在人类受试者上进行测试的速度要快得多。

例如,在制造业中,可以通过数字孪生来优化生产流程、预测机器故障、提高产品质量。在能源领域,数字孪生可以帮助监测和优化能源系统的效率,从而减少能源消耗。在医疗保健中,数字孪生技术可以用于模拟人体器官的功能,帮助医生更好地理解疾病和治疗方法。在汽车行业中,特斯拉和谷歌为他们的汽车制作了数字孪生,以便他们可以在汽车上路之前对其自动驾驶能力进行数千次测试和模拟。这使他们能够在现实生活中测试自动驾驶功能时立即开始运行。

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如何实现数字孪生?

根据前文,我们可以了解到:可视化和CAD数据导入是数字孪生技术极其重要的组成部分。因此,选择专业的、高性能的、轻量的CAD数据格式转换和可实现模型轻量化渲染工具就很重要。

Tech Soft 3D是全球知名的3D开发工具提供商,1996年成立于美国,在3D领域研究已有27年之久,致力于为世界工程应用提供更有里的3D开发工具。旗下享誉全球产品「HOOPS系列」,已为SOLIDWORKS、Adobe、西门子Parasolid、Autodesk等全球数百种顶级工程软件应用程序,提供了3D研发动能,涉及CAD/CAE/PLM/BIM/ARVR等领域,成为驱动世界3D工程软件研发的独特内核。

Tech Soft 3D与全球许多家公司合作,如并通过HOOPS SDK(包括HOOPS Exchange、HOOPS Visualize和HOOPS Communicator)帮助推动各行业数字孪生技术的发展。它曾助力建筑行业的RIB,成功打造5D BIM云平台- iTWO 4.0。(查看案例)

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3D数据格式转换工具HOOPS Exchange,通过单个界面即可读取和写入30多种CAD文件格式,无需依赖任何CAD系统;具备高质量低内存存储性能,可保存颜色、光效果等信息,支持查阅BREP、PMI、模型树、几何图形等信息;并且HOOPS Exchange转换的格式符合 ISO 14739-1标准,可导出包括 IGES、STEP、JT等标准格式,这独立于其他第三方技术和外部库,中间格式可规避风险。

HOOPS Visualize和HOOPS Communicator都是工业级高性能的3D图形可视化渲染引擎,分别应用于桌面端和web端。

HOOPS Visualize高满足工程级开发要求,它提供了一个灵活的,分层的场景管理引擎,该引擎能够处理各种3D模型实体,以及复杂的管道图形,高性能图形和交互处理算法,且包括碰撞检测,多平面剖分,大型模型可视化等。此外,HOOPS Visualize特别支持AR/VR,已帮助 SOLIDWORKS, Virtalist, Pepper Software, Salt等创新型公司开发AR和VR应用程序。

HOOPS Communicator适用于基于Web的高级工程应用程序,为实现高性能可视化而设计的图形内核,提供了丰富的领域特定功能,可以快速开发多种类型的工程应用程序,灵活且易于部署。HOOPS Communicator具有可扩展性的服务器体系和最少的“首次交互时间”,可轻松处理的复杂的大型装配,并提供任何CAD数据的一流渲染性能。

数字孪生技术的发展空间是无限的,它在各个领域中发挥越来越重要的作用。随着技术的进步和创新,数字孪生有望帮助我们更好地理解和优化物理世界,从而创造更智能、高效和可持续的未来。

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