Details
| Title | Виртуальное прототипирование интерактивных симуляторов сложного оборудования и высокотехнологичных процессов микроэлектроники = Virtual prototyping of interactive simulators of complex equipment and high-tech microelectronics processe // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2025. – Т. 30, № 5. — С. 657-666 |
|---|---|
| Creators | Соколова Т. Ю. ; Кулагин Б. Ю. |
| Imprint | 2025 |
| Collection | Общая коллекция |
| Subjects | Вычислительная техника ; Имитационное компьютерное моделирование ; интерактивные симуляторы ; симуляторы сложного оборудования ; виртуальное прототипирование ; микроэлектроника ; высокотехнологичные процессы ; киберфизические модели ; полигональное моделирование ; interactive simulators ; complex hardware simulators ; virtual prototyping ; microelectronics ; high-tech processes ; cyberphysical models ; polygonal modeling |
| UDC | 004.94 |
| LBC | 32.973-018.2 |
| Document type | Article, report |
| Language | Russian |
| DOI | 10.24151/1561-5405-2025-30-5-657-666 |
| Rights | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Record key | RU\SPSTU\edoc\77539 |
| Record create date | 11/25/2025 |
Развитие технологий виртуального прототипирования способствует созданию точных интерактивных визуализированных киберфизических моделей и виртуальных прототипов и их внедрению в структуру цифровых двойников. Разработка виртуальных прототипов необходима для имитационного моделирования дорогостоящего высокотехнологичного оборудования микроэлектронного и робототехнического производства, сложных систем управления и др. В работе рассмотрены особенности проектирования интерактивных виртуальных прототипов сложного высокотехнологичного оборудования, симулирующих технологические процессы и производство в электронной промышленности. Приведены результаты исследования целесообразности и эффективности создания интерактивных киберфизических моделей при разработке цифровых двойников. Определены способы и методы моделирования и визуализации производственных пространств и технологического оборудования на основе реальных объектов с применением технологий твердотельного или поверхностного геометрического моделирования, фотограмметрии, лазерного сканирования, а также полигонального моделирования. Дана сравнительная оценка алгоритмов и методов создания интерактивных киберфизических моделей оборудования с учетом точности и временных затрат на формирование геометрических моделей. Изучены особенности специализированных и универсальных инструментов, обеспечивающих интерактивное взаимодействие, реалистичную визуализацию и анимацию в режиме реального времени в виртуальном ландшафте. Описаны разработанные интерактивные киберфизические комплексы, реализованные с применением технологий имитационного трехмерного моделирования, визуализации, анимации, визуального программирования, виртуальной и смешанной реальности. Новизна разработок заключается в создании симуляторов сложного технологического оборудования с применением интеграции киберфизических моделей установок и математических зависимостей технологических процессов. Результаты апробации разработанных виртуальных интерактивных онлайн-симуляторов при подготовке студентов технических специальностей в МИЭТ показали значительное повышение эффективности при использовании точных интерактивных виртуальных прототипов в обучении студентов и профессиональной переподготовке персонала предприятий, а также при разработке нового оборудования.
The development of virtual prototyping technologies has contributed to the creation of accurate interactive visualized cyber-physical models and virtual prototypes and to their implementation into the structure of digital twins. The development of virtual prototypes is necessary for simulation modeling of expensive high-tech equipment for semiconductor and robotics fabrication plants, complex control systems etc. In this work, the design features of interactive virtual prototypes of complex high-tech equipment simulating technological processes and production in the electronic industry are considered. The results of the study of the expediency and effectiveness of creating interactive cyber-physical models in the development of digital twins are presented. The techniques and methods of simulation and visualization of industrial spaces and technological equipment based on real objects using technologies of solid-state or surface geometric simulation, photogrammetry, laser scanning, and polygonal modeling were revealed. A comparative assessment of algorithms and methods for creating interactive cyber-physical models of equipment is given, with account for the accuracy and time spent on forming geometric models. The features of specialized and universal tools providing interactive communication, realistic visualization and real-time animation in a virtual landscape were studied. The developed interactive cyber-physical complexes implemented using technologies of simulated three-dimensional modeling, visualization, animation, visual programming, virtual and mixed reality are described. The novelty of the developments is in the creation of simulators of complex technological equipment using the integration of cyber-physical models of installations and mathematical dependencies of technological processes. The results of testing the developed virtual interactive online simulators in the training of engineering students at the National Research University of Electronic Technology have shown a significant increase in effectiveness when using accurate interactive virtual prototypes in the training of students and retraining of personnel of enterprises, as well as in the new equipment development.
Access count: 65
Last 30 days: 23
