VR技術(shù)給制造業(yè)帶來的巨大沖擊.docx

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1、VR技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用前景淺析徐州高新區(qū)淮?？萍紕?chuàng)新研究院郭軍VR（VirtualReality，即虛擬現(xiàn)實(shí)），是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（JaronLanier）在20世紀(jì)80年代初提出的。其具體涵是：綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境（即VirtualEnvironment，簡稱VE）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)。它利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。為了將

2、新產(chǎn)品在開發(fā)、維護(hù)以及操作方面的特性通過三維可視化的場景形象逼真的表現(xiàn)出來。制造業(yè)在徐州國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)（徐州高新區(qū)）產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著十分大的比重，如何利用好VR這一新技術(shù)，對更好地徐州高新區(qū)制造業(yè)的發(fā)展意義重大。1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)1.1什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？作為繼計算機(jī)、智能手機(jī)之后極具可能的又一通用性計算平臺，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）自2015年以來就廣受關(guān)注，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)也隨之迎來發(fā)展的重要戰(zhàn)略窗口期。統(tǒng)計顯示，2015年我國虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)市場規(guī)模為15.4億元人民幣，預(yù)計2016年將達(dá)56.6億元，2020年市場規(guī)模預(yù)計超過550億元。所謂虛擬現(xiàn)實(shí)，就是對客觀世界的易用、易知化改造，以

3、臨境、交互性、想象為特征，融合三維顯示技術(shù)、三維建模技術(shù)、傳感測量技術(shù)和人機(jī)交互等多種前沿技術(shù)，創(chuàng)造的一個三維交互場景。用戶借助特殊的輸入輸出設(shè)備，可以體驗虛擬世界并與其進(jìn)行自然交互。在我國，虛擬現(xiàn)實(shí)企業(yè)主要有兩大類別。一是成熟行業(yè)依據(jù)傳統(tǒng)軟硬件或內(nèi)容優(yōu)勢向虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域滲透，其中，智能手機(jī)及其他硬件廠商大多從硬件布局；二是新型虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)公司，包括生態(tài)型公司、平臺型公司和初創(chuàng)型公司，以互聯(lián)網(wǎng)廠商為領(lǐng)頭羊，在硬件、平臺、內(nèi)容、生態(tài)等領(lǐng)域進(jìn)行布局。目前，資本市場前景良好，融資創(chuàng)新積極性高；內(nèi)容開發(fā)受市場認(rèn)可，線下體驗館增長迅速；初創(chuàng)企業(yè)集結(jié)，巨頭企業(yè)觀望，國內(nèi)VR行業(yè)呈現(xiàn)出的上述特點(diǎn)也

4、使其成為電子產(chǎn)品公司重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。我國應(yīng)把握虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，大力促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各行業(yè)各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。尤其要在軍事、制造、娛樂、教育、醫(yī)療健康、文化藝術(shù)、旅游等行業(yè)尋找應(yīng)用突破口，進(jìn)入高端應(yīng)用，形成可觀收益。1．2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要具有想象性(Imagination)、交互性(Interactivity)和沉浸性(Immersion)三大特點(diǎn)。想象性(Imagination)是指通過人的想象來形成虛擬的各種環(huán)境，與此同時這些想象也是設(shè)計者思想的一種體現(xiàn)，因此對實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)有一定的作用。交互性(Interactivity)是指人與虛擬世界之間以自

5、然的方式進(jìn)行信息互動的過程。其特點(diǎn)包括虛擬環(huán)境中人機(jī)交互的實(shí)時性、人機(jī)交互的有效性、人的參與及反饋。沉浸性(Immersion)也叫做侵入性，是指用戶感覺被虛擬世界所包圍，全身心的置身于虛擬世界。其包括味覺沉浸、嗅覺沉浸、觸覺沉浸、聽覺沉浸、視覺沉浸、身體感覺沉浸等。1．3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體上可以分為四個階段：1963年以前，蘊(yùn)涵虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)思想的第一階段；1963年~1972年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的萌芽階段；1973年~1989年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念和理論產(chǎn)生的初步階段；1990年至今，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論的完善和應(yīng)用階段。2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用2.1虛

6、擬設(shè)計(產(chǎn)品的布局設(shè)計外形設(shè)計)虛擬設(shè)計指的是把虛擬現(xiàn)實(shí)作為基礎(chǔ)，把產(chǎn)品作為設(shè)計的手段，通過這樣的方式，利用多種傳感器使設(shè)計人員和多維信息環(huán)境進(jìn)行交互影響，從定量和定性兩個方面對復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行理性和感性的認(rèn)識，從而有助于創(chuàng)新和深化概念。虛擬設(shè)計主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的外形設(shè)計和產(chǎn)品的布局設(shè)計上。比如在傳統(tǒng)的汽車工業(yè)中，一般情況下開發(fā)或設(shè)計一輛汽車，需要經(jīng)過圖紙設(shè)計、外形鑄模、多次的評測修改等眾多步驟，并且還會花費(fèi)大量的時間與資金。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計與制造汽車不需要實(shí)體建模，簡化很多工序，并根據(jù)CAD和CAM程序所收集的有關(guān)汽車設(shè)計的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行仿真，極大地縮短了制造周期。而對于大多數(shù)工廠

7、與車間設(shè)計中的物流系統(tǒng)、管道鋪設(shè)、機(jī)器布置等，都需要通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對其布局有個合理的設(shè)計，避免出現(xiàn)很多不合理的問題。2.2虛擬裝配在制造業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，往往要將成千上萬的零件裝配到一起組成最終的成品，然而成品的配合設(shè)計、可裝配性的錯誤，經(jīng)常要在最后的裝配時才能發(fā)現(xiàn)，從而對工廠和企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬裝配產(chǎn)品，產(chǎn)品設(shè)計的精度不同、形狀不同，所模擬的產(chǎn)品的裝配過程也是不同的，并且用戶可以通過交互的方式，對產(chǎn)品的模擬裝配過程進(jìn)行控制，