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目 录1

第1章绪论1

1.1 引言1

1.1.1 制造企业信息化发展历程2

1.1.2新世纪制造业的发展6

1.1.3我国制造业的发展现状10

1.2产品设计12

1.2.1产品设计理论12

1.2.2产品开发流程13

1.2.3产品开发组织18

1.2.4产品开发工具／平台18

1.3仿真技术及其在产品设计中的应用22

1.3.1 仿真的定义与分类22

1.3.2计算机仿真的发展现状24

1.3.3计算机仿真在产品设计中的应用31

1.4.1 虚拟样机的产生及其内涵34

1.4虚拟样机及其关键技术34

1.4.2虚拟样机关键使能技术［8］35

参考文献38

第2章典型商品化仿真软件41

2.1 引言41

2.1.1 主流的商品化仿真软件41

2.1.2仿真软件的应用现状［7,8］45

2.2.1 ADAMS软件组成和功能［10］46

2.2 ADAMS软件简介46

2.2.2 ADAMS软件仿真分析的步骤［9］51

2.3 MATLAB软件简介52

2.3.1 MATLAB软件的起源与发展52

2.3.2 MATLAB软件的特点53

2.3.3 MATLAB软件组成和功能［5］53

2.3.4 Simulink简介［5,11］57

2.4 PSPICE软件简介59

2.4.1 PSPICE软件的起源与发展59

2.4.2 PSPICE软件的特点［14］60

2.4.3PSPICE软件的组成［12］61

2.4.4 PSPICE软件的功能［18］63

2.4.5 PSPICE软件仿真分析的步骤65

2.5 小结65

参考文献66

第3章产品设计中的单领域仿真及应用67

3.1 引言67

3.1.1 仿真在产品设计中的地位67

3.1.2仿真在汽车设计中的应用［2］68

3.1.3仿真在铁路车辆设计中的应用71

3.2单领域仿真72

3.3机械系统软件ADAMS在产品设计中的应用实例［12］74

3.3.1背景介绍74

3.3.2机械模型分析75

3.3.3 ADAMS模型分析78

3.3.4仿真结果分析81

3.4控制系统软件MATLAB在产品设计中的应用实例［13,14］85

3.4.1 车辆模型分析85

3.4.2 Simulink模型分析86

3.4.3仿真过程及结果分析88

3.5 电子系统软件PSPICE在产品设计中的应用实例［15］91

3.5.1 无刷直流电动机模型分析92

3.5.2 PSPICE模型分析92

3.5.3仿真结果分析95

3.6小结96

参考文献97

4.1.1 福特汽车姿态控制系统开发98

4.1 多领域协同仿真在复杂产品设计中的应用98

第4章面向复杂产品设计的协同仿真98

4.1.2 菲亚特摆式列车半主动侧向悬架开发99

4.1.3 XXX飞行器开发100

4.1.4 YYY作战系统开发101

4.1.5仿真目前的应用特点102

4.2复杂产品设计对仿真的需求102

4.2.1 全面考虑产品的使用、制造、维护和销毁要求103

4.2.2全面应用于产品的概念设计、系统设计和详细设计104

4.3将仿真全面应用于复杂产品设计的方法105

4.3.1 将仿真全面应用于复杂产品设计所获得的产品模型106

.4.3.2将仿真全面应用于复杂产品设计所需使用的工具107

4.3.3将仿真全面应用于复杂产品设计的过程108

4.3.4将仿真全面应用于复杂产品设计的协同性109

4.4面向复杂产品设计的协同仿真110

4.4.1 协同仿真技术的起源110

4.4.2面向复杂产品设计的协同仿真111

4.4.3协同仿真关键使能技术［7,9］111

4.5.1 分布式协同仿真建模问题116

4.5分布式协同仿真建模116

4.5.2分布式仿真模型对象定义117

4.5.3基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模方法120

4.5.4基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模实现［25］123

4.6小结131

参考文献131

第5章多领域建模及协同仿真运行134

5.1 引言134

5.2.1 基于接口的方法135

5.2 目前主要的多领域建模方法135

5.2.2基于统一语言的方法136

5.2.3 目前方法存在的主要问题140

5.3基于HLA的多领域建模方法［6］141

5.3.1 高层体系结构（HLA）141

5.3.2基于HLA的多领域建模方法144

5.4协同仿真运行153

5.4.1基于接口的协同仿真运行153

5.4.2基于HLA的协同仿真运行［13］154

5.5小结167

参考文献168

第6章虚拟样机及其关键技术169

6.1 生背景169

6.1.1经济背景169

6.1.2技术背景171

6.1.3虚拟样机概念的提出174

6.2.1虚拟样机176

6.2虚拟样机及虚拟样机技术176

6.2.2虚拟样机技术177

6.2.3虚拟样机对产品开发的影响178

6.3虚拟样机技术在产品全生命周期中的应用182

6.3.1 需求分析及概念设计阶段183

6.3.2初步设计阶段185

6.3.3详细设计阶段186

6.3.4测试评估阶段186

6.3.5生产制造及使用维护阶段188

6.4虚拟样机建模技术188

6.5虚拟现实技术192

6.5.1系统组成192

6.5.2虚拟现实系统分类［13］196

6.5.3虚拟现实系统的关键技术［13］197

6.5.4虚拟现实技术在各领域的应用199

6.5.5虚拟现实技术在虚拟样机中的应用204

参考文献206

6.6小结206

第7章虚拟样机支撑环境209

7.1 引言209

7.2支撑环境总体框架210

7.3分布协同仿真平台218

7.3.1体系结构220

7.3.2协同仿真建模222

7.3.3仿真运行管理224

7.3.4动态数据采集229

7.3.5数据管理231

7.3.6 工具集成232

7.3.7其他238

7.4虚拟样机技术应用实例239

7.4.1 德国宝马汽车公司（BMW）240

7.4.2德国大众汽车公司（Volkswagen）241

7.4.3 EDO Marine and Aircraft Systems公司（EDO）244

7.5 小结245

参考文献245