來(lái)源：中國工業(yè)新聞網(wǎng)--中國工業(yè)報

虛擬現實(shí)技術(shù)是重要的新興信息技術(shù)，與制造業(yè)融合發(fā)展的前景廣闊，有望成為未來(lái)創(chuàng )新制造業(yè)發(fā)展模式、提升制造業(yè)競爭力的新工具、新動(dòng)力。

要推進(jìn)制造強國戰略、實(shí)現制造業(yè)轉型升級，離不開(kāi)新一代信息技術(shù)的應用。虛擬現實(shí)技術(shù)的出現和發(fā)展，給制造業(yè)研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、銷(xiāo)售服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng )新發(fā)展提供了新工具、新方法，也為兩化深度融合帶來(lái)了新抓手、新動(dòng)力。

隨著(zhù)虛擬現實(shí)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展，制造業(yè)虛擬現實(shí)技術(shù)的應用案例不斷涌現，以中國一拖集團有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：一拖集團）為例，該公司應用本土企業(yè)曼恒數字研發(fā)的“數字化虛擬現實(shí)顯示系統”，打造出虛擬裝配車(chē)間，可實(shí)現360度內部全景漫游，為我國大型農業(yè)裝備制造行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液和強大力量。我國必須把握機遇，加大對這一技術(shù)的推動(dòng)力度，助力制造業(yè)朝著(zhù)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的方向轉型升級。

虛擬現實(shí)技術(shù)應用前景廣闊

虛擬現實(shí)技術(shù)可以展現產(chǎn)品的立體面貌，使研發(fā)人員能夠全方位構思產(chǎn)品的外形、結構、模具及零部件配件使用方案。特別是在飛機、汽車(chē)等大型裝備產(chǎn)品的研制過(guò)程中，運用虛擬現實(shí)技術(shù)能大幅提升對空氣動(dòng)力學(xué)的把握和產(chǎn)品性能的精準性。波音公司將虛擬現實(shí)技術(shù)應用于777型和787型飛機的設計上，通過(guò)虛擬現實(shí)的投射和動(dòng)作捕捉技術(shù)，完成了對飛機外型、結構、性能的設計，所得到的方案與實(shí)際飛機的偏差小于千分之一英寸。據統計，采用虛擬現實(shí)技術(shù)設計的波音777飛機，設計錯誤修改量減少了90%、研發(fā)周期縮短了50%、成本降低了60%。

在裝配環(huán)節，虛擬現實(shí)技術(shù)目前主要應用于精密加工和大型裝備產(chǎn)品制造領(lǐng)域，通過(guò)高精度設備、精密測量、精密伺服系統與虛擬現實(shí)技術(shù)的協(xié)同，能夠實(shí)現細致均勻的工件材質(zhì)、恒溫恒濕潔凈防震的加工環(huán)境，以及系統誤差和隨機誤差極低的加工系統間的精準配合，從而提高裝備效率和質(zhì)量。一拖集團應用本土企業(yè)曼恒數字研發(fā)的“數字化虛擬現實(shí)顯示系統”，打造出虛擬裝配車(chē)間，可實(shí)現360度內部全景漫游，既能多角度觀(guān)察每個(gè)裝配工位，又能精準跟蹤裝配工件的生產(chǎn)工藝流程，為我國大型農業(yè)裝備制造行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液和強大力量。

虛擬現實(shí)技術(shù)應用于復雜系統的檢修工作中，能夠實(shí)現從出廠(chǎng)前到銷(xiāo)售后的全流程檢測，并突破空間限制、縮短時(shí)間需要，提高服務(wù)效率、拓展服務(wù)內容、提升服務(wù)質(zhì)量，將制造業(yè)服務(wù)化推向新的階段。例如，美國福特公司聯(lián)合克萊斯勒公司與IBM合作開(kāi)發(fā)了應用于汽車(chē)制造的虛擬現實(shí)環(huán)境，在汽車(chē)出廠(chǎng)前就可檢驗其存在的設計缺陷，并輔助修正，大大縮短了新車(chē)研發(fā)周期。未來(lái)，通過(guò)遠程數據傳輸，虛擬現實(shí)技術(shù)將幫助實(shí)現實(shí)時(shí)、遠程、預判性的監測維修服務(wù)。

在復雜的、高精度的制造環(huán)境中采用虛擬現實(shí)技術(shù)培訓，能夠立體展現制造場(chǎng)景，幫助學(xué)員通過(guò)全方位的感知體驗，獲取高仿真的、可重復的、低風(fēng)險的制造工藝學(xué)習體驗。與航空業(yè)利用虛擬現實(shí)技術(shù)設計模擬駕駛室訓練宇航員的經(jīng)歷相似，利用虛擬現實(shí)技術(shù)建立虛擬培訓基地，有利于制造業(yè)從業(yè)人員提前熟悉制造場(chǎng)景、提升應用技能。當前，已有許多國內外企業(yè)運用虛擬現實(shí)技術(shù)開(kāi)展培訓工作。例如，英國皇家裝甲公司采用虛擬現實(shí)技術(shù)，對14.5噸的新型車(chē)輛進(jìn)行車(chē)輛訓練模擬，實(shí)現了對專(zhuān)用車(chē)型駕駛員的操作培訓。

機遇與挑戰并存

從應用基礎看，我國在虛擬現實(shí)領(lǐng)域已經(jīng)形成一批科研成果，為在制造業(yè)推廣應用奠定了基礎。北京航空航天大學(xué)和一汽公司合作開(kāi)發(fā)的板料成形軟件，基本能夠模擬車(chē)門(mén)等復雜覆蓋件的沖壓成型過(guò)程；沈陽(yáng)鑄造研究所開(kāi)發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件已經(jīng)應用在水輪機組葉片曲面造型中；合肥工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)研制的雙刀架數控車(chē)加工模擬已應用于馬鞍山鋼鐵車(chē)輪輪箍廠(chǎng)。

從應用實(shí)踐看，我國已在航天、航空、汽車(chē)等高端制造領(lǐng)域初步應用了虛擬現實(shí)技術(shù)。中國商飛研發(fā)出虛擬現實(shí)仿真系統，用于新型民機的預先研究評估和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；一汽、二汽、上汽等汽車(chē)公司運用UG、CATIA、PRO-E等三維軟件進(jìn)行產(chǎn)品設計已積累多年的經(jīng)驗，具備了應用虛擬現實(shí)所需的數據基礎。

從產(chǎn)業(yè)基礎看，我國制造業(yè)規模位居全球第一，規模以上制造企業(yè)數量超過(guò)32萬(wàn)家，產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)齊全、產(chǎn)品種類(lèi)豐富，產(chǎn)業(yè)體系健全，虛擬現實(shí)技術(shù)的應用場(chǎng)景豐富，空間廣大。

從政策環(huán)境看，《中國制造2025》和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)等戰略的相繼出臺，以及國家剛剛提出的推動(dòng)《中國制造2025》與“互聯(lián)網(wǎng)+”融合發(fā)展計劃，都體現了對智能制造和協(xié)同制造發(fā)展的重要支持，虛擬現實(shí)技術(shù)則是其中的重要技術(shù)支撐。近期發(fā)布的智能制造試點(diǎn)示范2016專(zhuān)項行動(dòng)實(shí)施方案等文件，也進(jìn)一步明確了虛擬現實(shí)在制造業(yè)發(fā)展中的重要意義。

由于虛擬現實(shí)技術(shù)還處于發(fā)展與應用的孕育期，在制造業(yè)領(lǐng)域的應用經(jīng)驗尚不充足，兩者融合發(fā)展還面臨一些問(wèn)題。

一是應用場(chǎng)景和應用路徑尚不清晰。國內企業(yè)對虛擬現實(shí)技術(shù)的特征、應用方法等缺乏基本了解與整體把握，對制造業(yè)各環(huán)節與虛擬現實(shí)技術(shù)的結合點(diǎn)尚不清晰，加之應用場(chǎng)景設計缺失，產(chǎn)業(yè)標準不統一，難以對工業(yè)技術(shù)與虛擬現實(shí)技術(shù)的融合應用形成明確的產(chǎn)業(yè)化引導，從而制約了應用范圍的拓展。

二是我國制造業(yè)自身發(fā)展層級不高，致使新技術(shù)應用的效率成本難以平衡。目前應用虛擬現實(shí)技術(shù)的企業(yè)主要集中于航空、汽車(chē)、儀器儀表等高端制造行業(yè)，以及原型設計、精密加工等高端制造環(huán)節。我國的低端加工制造占比較大，進(jìn)入高端制造的行業(yè)和企業(yè)不多，涉及制造前端原型樣機設計、流程仿真的屈指可數，導致企業(yè)的應用能力不足、應用意愿不強。

三是虛擬現實(shí)行業(yè)應用的供應鏈短板依然明顯。除了在虛擬現實(shí)相關(guān)主控芯片、光學(xué)器件、高端傳感器等方面存在共性短板外，國內面向工業(yè)制造的增強現實(shí)模塊化產(chǎn)品設計、操作維修、仿真訓練等虛擬現實(shí)內容和應用供應嚴重匱乏，缺乏應用開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)平臺，系統集成能力不強。供應鏈的短板加大了行業(yè)融合應用的成本，延緩了推廣進(jìn)程。

應用虛擬現實(shí)技術(shù)的措施和建議

強化頂層設計，面向行業(yè)需求規劃應用路徑。結合《中國制造2025》的實(shí)施，從高端制造行業(yè)和重點(diǎn)環(huán)節入手，定義和構建若干典型應用場(chǎng)景，明確應用需求。引導制造企業(yè)從現有基礎和實(shí)際出發(fā)，分步、有序地推進(jìn)虛擬現實(shí)技術(shù)在制造領(lǐng)域的融合應用。第一，推動(dòng)虛擬現實(shí)技術(shù)在設計研發(fā)、檢測維護、操作培訓、營(yíng)銷(xiāo)展示等環(huán)節的應用，提升輔助設計能力和制造服務(wù)化水平。第二，將虛擬現實(shí)技術(shù)應用于協(xié)同制造、遠程協(xié)作等方面，建立生產(chǎn)過(guò)程數據采集和分析系統，實(shí)現生產(chǎn)進(jìn)度、現場(chǎng)操作、質(zhì)量檢驗、設備狀態(tài)、物料傳送等生產(chǎn)現場(chǎng)數據的可視化管理，提高制造執行、過(guò)程控制的精確化程度。第三，推進(jìn)虛擬現實(shí)在產(chǎn)品全生命周期各環(huán)節和企業(yè)管理各方面的應用，實(shí)現企業(yè)設計、工藝、制造、管理、物流等環(huán)節的集成優(yōu)化，推進(jìn)企業(yè)數字化設計、裝備智能化升級、工藝流程優(yōu)化、精益生產(chǎn)、可視化管理、質(zhì)量控制與追溯、智能物流等方面的快速提升。

加強重點(diǎn)攻關(guān)，盡快突破行業(yè)應用技術(shù)瓶頸。聚焦制造領(lǐng)域典型應用，布局關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，突破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息三維空間的注冊定位、建模、搜索、顯示與交互等核心技術(shù)，提升工業(yè)級虛擬現實(shí)主控芯片、微顯示器、高端傳感器供應能力，加快虛擬設計、虛擬裝配制造、虛擬檢測維修、虛擬培訓等工業(yè)軟件及工具包的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，構筑工業(yè)大數據和虛擬現實(shí)相結合的智能服務(wù)云平臺，提升產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng )新能力和融合創(chuàng )新能力。

制定標準規范，開(kāi)展行業(yè)應用聯(lián)合測試驗證。構建基于虛擬現實(shí)技術(shù)的信息物理系統參考模型和綜合技術(shù)標準體系，推動(dòng)工業(yè)級虛擬現實(shí)軟硬件標準，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備、產(chǎn)品之間標識解析、數據交換、安全通信等標準的制定。建設虛擬現實(shí)應用測試驗證平臺和綜合驗證試驗床，開(kāi)展兼容適配、互聯(lián)互通和互操作等測試驗證。

推進(jìn)試點(diǎn)示范，擴大行業(yè)應用范圍和影響力。面向汽車(chē)、鋼鐵、高端裝備制造等重點(diǎn)行業(yè)，設立若干基于虛擬現實(shí)的智能制造應用示范區，打造智能制造單元、智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)，通過(guò)應用驗證反饋完善系統功能。培育一批系統解決方案供應商，組織開(kāi)展行業(yè)系統解決方案應用試點(diǎn)，為中小企業(yè)提供標準化、專(zhuān)業(yè)化的系統解決方案。組織成立虛擬現實(shí)產(chǎn)業(yè)與應用推進(jìn)聯(lián)盟，推廣宣傳典型示范案例，提高相關(guān)企業(yè)、產(chǎn)品和品牌影響力，進(jìn)一步推動(dòng)其市場(chǎng)化應用。