虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為數(shù)字化工業(yè)制造技術(shù)和生產(chǎn)流水線的重要應(yīng)用環(huán)節(jié)，針對工業(yè)產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，通過虛擬裝配避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周期，降低成本；同時通過建設(shè)數(shù)字工廠，直觀地展示工廠、生產(chǎn)線、產(chǎn)品虛擬樣品以及整個生產(chǎn)過程，為員工培訓(xùn)、實際生產(chǎn)制造和方案評估帶來便捷。使企業(yè)內(nèi)各負(fù)責(zé)部門之間的交流變得更加容易，不僅大大縮短了企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的時間，而且也為其產(chǎn)品的宣傳、銷售贏得了先機。

虛擬設(shè)計

應(yīng)用虛擬設(shè)計技術(shù)可以快捷地建立產(chǎn)品的模型族，迅速實現(xiàn)產(chǎn)品的變型設(shè)計和系列化設(shè)計。虛擬技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)技術(shù)的支撐，還可以實現(xiàn)異地設(shè)計和并行設(shè)計。采用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)全尺寸的產(chǎn)品內(nèi)外部的三維立體影像能方便逼真地顯示在設(shè)計者眼前。

協(xié)同設(shè)計

在產(chǎn)品設(shè)計階段，往往分為多個設(shè)計部門進行不同部件的分工設(shè)計，使用不同的設(shè)計軟件。如汽車行業(yè)的車身、內(nèi)飾、發(fā)動機、零部件等等，當(dāng)這些部門完成了各自的設(shè)計之后，卻會發(fā)現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)格式不同，整體車身的各種搭配問題和機械問題。虛擬協(xié)同設(shè)計平臺為各個部門創(chuàng)造了三維模型的實時協(xié)同工作機制，實時獲取多個設(shè)計師的不同設(shè)計軟件下的設(shè)計成果，快速整合，達到工作效率的快速推進。

虛擬裝配

虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典范，針對復(fù)雜產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周期，降低成本，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和效率，改善產(chǎn)品的售后服務(wù)。

而且，設(shè)計人員在產(chǎn)品原型實際加工之前就可以全方位地檢查零部件之間的裝配間隙和干涉，也可通過程序自動檢查裝配狀態(tài)?？梢源蟠筇岣邔嶋H裝配成功率并降低零件制作返工率。

如何快速高效地將不同零件拼成一件完整產(chǎn)品，是流水線工人的最終目標(biāo)。不過時至今日，面對大批量、持續(xù)增長的市場需求，似乎只是拼蠻力并不能提高流水線作業(yè)的效率，減少工人因壓力造成的錯誤和疏漏。近日，奧迪推出了一項“虛擬裝配線校檢”技術(shù)，利用3D投射和手勢控制，可以使流水線工人在三維虛擬空間內(nèi)完成對實際產(chǎn)品裝配工作的預(yù)估和校準(zhǔn)。

虛擬培訓(xùn)

事實上，虛擬現(xiàn)實在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用要比其他領(lǐng)域早得多。早在上世紀(jì)80年代末，英國模擬技術(shù)公司plextek便為英國軍方開發(fā)了一套虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)，旨在培訓(xùn)醫(yī)護人員應(yīng)對緊急狀況。該系統(tǒng)使用了一套頭戴顯示器，用于顯示類似游戲中的戰(zhàn)爭場景，培訓(xùn)人員要在該環(huán)境下處理傷員傷口等。

各個國家在傳統(tǒng)上都習(xí)慣于采用舉行實戰(zhàn)演習(xí)來訓(xùn)練軍事人員和士兵，但是這種實戰(zhàn)演練，特別是大規(guī)模的軍事演習(xí)，將耗費大量資金和軍用物資，安全性差，而且還很難在實戰(zhàn)演習(xí)條件下改變狀態(tài)，來反復(fù)進行各種戰(zhàn)場態(tài)勢下的戰(zhàn)術(shù)和決策研究。近年來，隨著VR技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，使演習(xí)與訓(xùn)練在概念和方法上有了一個飛躍。

工業(yè)上，往往伴隨是精細的加工和零部件裝配，一個細小的錯誤就可能導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的偏差和無法通過驗收，導(dǎo)致返工等巨大損失。通過虛擬培訓(xùn)，使生產(chǎn)線員工能夠提前收悉生產(chǎn)裝配流程，避免錯誤，提高工作效率，減少企業(yè)承受經(jīng)濟損失的風(fēng)險。

虛擬維修

虛擬維修是虛擬技術(shù)近年來的一個重要研究方向，目的是通過采用計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機上真實展現(xiàn)裝備的維修過程，增強裝備壽命周期，各階段關(guān)于維修的各種決策能力，包括維修性設(shè)計分析、維修性演示驗證、維修過程核查、維修訓(xùn)練實施等。

虛擬維修是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)備維修中的應(yīng)用,在現(xiàn)代化煤礦、核電站等安全性要求高的場所,或在設(shè)備快速搶修之前,進行維修預(yù)演和仿真。突破了設(shè)備維修在空間和時間上的限制,可以實現(xiàn)逼真的設(shè)備拆裝、故障維修等操作,提取生產(chǎn)設(shè)備的已有資料、狀態(tài)數(shù)據(jù),檢驗設(shè)備性能。虛擬維修技術(shù)還可以通過仿真操作過程,統(tǒng)計維修作業(yè)的時間、維修工種的配置、維修工具的選擇、設(shè)備部件拆卸的順序、維修作業(yè)所需的空間、預(yù)計維修費用。

VR在設(shè)備維修方面最為典型的應(yīng)用，當(dāng)屬美國哈勃望遠鏡(HST)的虛擬維修系統(tǒng)。1990年4月,哈勃望遠鏡進入軌道不久，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)它的光學(xué)系統(tǒng)存在缺陷,因此NASA為執(zhí)行任務(wù)的宇航員建立了虛擬的太空環(huán)境(哈勃望遠鏡(HST)的虛擬維修系統(tǒng)，如圖),從中完成各種模擬維修活動。經(jīng)訓(xùn)練后,HST的維修任務(wù)于1993年12月成功完成。這是第一次大規(guī)模應(yīng)用虛擬維修技術(shù)完成實際任務(wù),并取得了成功。

借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，航空航天、船舶制造、汽車仿真、工業(yè)機械等高端制造業(yè)領(lǐng)域可以實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品設(shè)計、虛擬產(chǎn)品制造、虛擬生產(chǎn)過程、數(shù)字化工廠、產(chǎn)品展示等產(chǎn)品全生命周期的管理。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在推動高端制造業(yè)企業(yè)完成正確決策、優(yōu)化產(chǎn)品性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提升品牌影響力和贏得市場先機方面具有重要的應(yīng)用價值。