两个零件装在一起会不会打架?以前要把图纸画出来,再把实物做出来,装配的时候才现装不上,返工重来。
有了三维设计系统,在计算机里就能模拟装配,哪里有干涉一目了然。
要实现复杂曲面的可视化设计。
飞机动机叶片、导弹舱段、潜艇螺旋桨,这些零件不是平的,是三维曲面。
手工作图极难,普通工程师画不出来。
有了三维设计系统,可以用数学描述曲面,计算机自动生成视图。
技术基础来自两个方向,一是魏知远教授的数学模型,数字孪生实验室这几年积累了不少,曲线拟合、曲面插值、矩阵变换,都有现成的算法。
二是西军电秦世襄教授的信号处理和图形学基础,他们做雷达信号处理,做图形显示,有底子。
功能方面分步走。
先做线框建模,用线条画出零件的轮廓,像一个没蒙皮的骨架,够用,但不直观。
再做简单实体造型,给线框蒙上皮,能看出零件的真实样子。
然后是透视投影,近大远小,看着像真的。
动态旋转观察,转着圈看,能从各个角度检查设计。
最后是装配体干涉预览,把几个零件装在一起,计算机告诉你哪里碰上了。
硬件设想写得含蓄,但问题摆在桌面上:单台昆仑1级别的算力,或者并联多台午马机。
吕辰把这句话看了两遍。
昆仑1是国防装备,想申请,难上加难。
至于午马机的区区每秒5万次的算力,并联2o台也不够。
算力是硬门槛,绕不过去。
他继续翻图像设计子系统。
这一块处理的是非几何信息,不用画直线画圆,而是处理已经存在的图像数据。
如电子耳朵的波形分析,传感器采集到的振动信号,画成波形图,让工程师能看出异常。
现在只能在纸上手画,或者看示波器屏幕,没法保存,没法比对。
再如红外测温的热力图,温度分布用颜色表示,红色是高温,蓝色是低温,一眼就能看出哪里热哪里冷。
现在只有数字,工程师要对着表格猜。
还有金相显微镜的照片增强,金属材料的微观组织结构,拍成照片,但照片模糊,细节看不清。
用算法增强对比度,锐化边缘,把晶界找出来。
技术基础来自两个方向。
一是自动键合机里的“图像预处理芯片”思想,那个芯片能识别焊盘位置,算出偏差值,把这个思想迁移过来,做更通用的图像处理。
二是微光夜视仪的信号处理经验,方教授那套东西,能放大微弱的视频信号,也能用来做图像增强。
功能包括位图导入与存储,也就是把照片、图纸扫描进计算机。
灰度二值化处理,把彩色照片变成黑白,或者只保留黑白两色,突出轮廓。
边缘提取,自动找出图像里物体的边界。
伪彩色渲染,把灰度数据用彩色显示,比如热力图。
频谱分析预览,把波形图分解成频率成分,找出异常的频率分量。
硬件需要专用图像处理芯片或通用芯片阵列。
前者从头研,周期长;后者拿现有的芯片搭,效率低,但能跑通。
翻完了方案,吕辰合上稿纸,放在桌上,手指在封面上轻轻叩了两下。
办公室里很安静,三个人都在看他。
吕辰沉默了很久,他脑子里转的不是“这个方案好不好”,而是“这个方案意味着什么”。
作为两世人,上辈子他是用过cad、cae、cam的。
那些软件是西方工业文明的基石,是工程师的第三只手。