助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，航空航天、船舶制造、汽車仿真、工業(yè)機(jī)械等智能制造領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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和運(yùn)營。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在推動(dòng)智能制造企業(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(jī)方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

一、工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)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)，工業(yè)產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，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(shí)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(gè)生產(chǎn)過程，為員工培訓(xùn)、實(shí)際生產(chǎn)制造和方案評(píng)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(shí)間，而且也為其產(chǎn)品的宣傳、銷售贏得了先機(jī)。

1. 虛擬設(shè)計(jì)

工業(yè)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中通過手繪、三維建模等手段來表現(xiàn)出產(chǎn)品的實(shí)際形態(tài)及效果，但往往因?yàn)闊o法直觀的表現(xiàn)出設(shè)計(jì)圖，導(dǎo)致設(shè)計(jì)流程反復(fù)冗長。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，還可實(shí)時(shí)修改方案呈現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，方便評(píng)審者進(jìn)行方案評(píng)估驗(yàn)證，觀察設(shè)計(jì)和修改過程，大大縮短了設(shè)計(jì)階段的驗(yàn)證評(píng)審時(shí)間，提高工作效率。

2. 虛擬裝配

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中較常見的也是較難發(fā)現(xiàn)的問題就是裝配和維修方面的問題，這些問題往往當(dāng)零件進(jìn)行裝配時(shí)，甚至在進(jìn)行維修時(shí)才會(huì)反映出來。對(duì)于這樣的問題，通常只能靠設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)盡可能地加以避免.虛擬裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn)為徹底解決這個(gè)問題帶來了希望，在虛擬環(huán)境中對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)工具通過分析、先驗(yàn)?zāi)Ｐ?、可視化和?shù)據(jù)呈現(xiàn)來做出或輔助做出與裝配有關(guān)的工程決策，幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的裝配缺陷。

3. 數(shù)字工廠

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)線制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，使得產(chǎn)品一次性制造成功，在虛擬制造中，產(chǎn)品從初始外形設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程的建模、仿真加工、模型裝配到檢驗(yàn)整個(gè)的生產(chǎn)周期都是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬和仿真的，因而可以減少前期設(shè)計(jì)給后期加工制造帶來的麻煩，從而達(dá)到提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成品率，以達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強(qiáng)企業(yè)競爭力的目的。

二、航空航天

航空航天航空航天作為一種耗資巨大、變量參數(shù)多、系統(tǒng)復(fù)雜的工程，保證其設(shè)備的安全、可靠是必須要考慮的因素。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，為航空航天領(lǐng)域提供了廣闊的應(yīng)用前景。

1. 飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造

在飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用VR技術(shù)提前開展性能仿真演示、人機(jī)工效分析、總體布置、裝配與維修性評(píng)估，能夠及早發(fā)現(xiàn)、彌補(bǔ)設(shè)計(jì)缺陷，實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)-分析-改進(jìn)”的閉環(huán)迭代，達(dá)到縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低成本的目的。

2. 飛機(jī)內(nèi)飾設(shè)計(jì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)內(nèi)飾設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)三個(gè)階段，為飛機(jī)內(nèi)飾設(shè)計(jì)提供了一種可行、創(chuàng)新和高效的設(shè)計(jì)方法，大大提高了設(shè)計(jì)水平并節(jié)約了研發(fā)成本。

3. 飛機(jī)虛擬實(shí)訓(xùn)

-飛行駕駛虛擬實(shí)訓(xùn)

根據(jù)實(shí)際場景，建立逼真的虛擬場景三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場景的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行飛機(jī)飛行員的駕駛實(shí)訓(xùn)，增強(qiáng)飛行員的操作技能，加大飛行安全法碼，為航空業(yè)飛行安全提供有力保障。

-空乘服務(wù)虛擬實(shí)訓(xùn)

模擬客艙場景及設(shè)備，讓空乘人員熟悉客艙服務(wù)流程與要求，掌握客艙設(shè)備的構(gòu)造、操作方法與服務(wù)等基本技能，了解飛機(jī)客艙服務(wù)操作規(guī)程，縮短訓(xùn)練周期，提高訓(xùn)練效益。

-飛機(jī)維修虛擬實(shí)訓(xùn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬飛機(jī)零部件的維修步驟和方法，解決了飛機(jī)維修訓(xùn)練方法較少的問題，有效提高了訓(xùn)練效率和訓(xùn)練質(zhì)量，避免各種飛機(jī)實(shí)裝訓(xùn)練的不安全因素，降低訓(xùn)練費(fèi)用。

-航天器飛行模擬

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能對(duì)衛(wèi)星、火箭等航天器的工作原理、工作狀態(tài)進(jìn)行3D模擬展示，將復(fù)雜的運(yùn)行原理用三維可視化的形式逼真形象展現(xiàn)出來。

-航天仿真研究

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可應(yīng)用于航天仿真研究中，對(duì)航天員的失重訓(xùn)練、航天器的在軌對(duì)接等航天活動(dòng)進(jìn)行逼真的模擬與分析，推動(dòng)我國航天事業(yè)的發(fā)展。

1.航天員訓(xùn)練器利用虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)航天員進(jìn)行失重心理訓(xùn)練；

2.利用VR系統(tǒng)可以更好的研究人與航天器之間的接口關(guān)系與功能分配，使艙內(nèi)結(jié)構(gòu)和布局更適合人的特征；

3. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可運(yùn)用于航天器的人工控制交會(huì)對(duì)接中；

4.在航天服和環(huán)境生保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制中，可利用VR技術(shù)進(jìn)行原理設(shè)計(jì)、邏輯驗(yàn)證及模型的仿真；

三、汽車仿真

汽車虛擬開發(fā)工程即在汽車開發(fā)的整個(gè)過程中，全面采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，在轎車開發(fā)的造型、設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個(gè)環(huán)節(jié)中的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)聯(lián)為一體的綜合技術(shù)，使汽車的開發(fā)、制造都置于計(jì)算機(jī)技術(shù)所構(gòu)造的嚴(yán)格的數(shù)據(jù)環(huán)境中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了市場反應(yīng)能力。

1. 汽車虛擬設(shè)計(jì)

應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)可以快捷地建立產(chǎn)品的模型族，迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。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(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)全尺寸的車身及內(nèi)外飾的三維立體影像能方便逼真地顯示在設(shè)計(jì)者眼前。

2. 虛擬協(xié)同設(shè)計(jì)

在汽車設(shè)計(jì)階段，往往分為多個(gè)設(shè)計(jì)部門進(jìn)行汽車不同部分的分工設(shè)計(jì)，使用不同的設(shè)計(jì)軟件。如車身、內(nèi)飾、發(fā)動(dòng)機(jī)、零部件等等，當(dāng)這些部門完成了各自的設(shè)計(jì)之后，卻會(huì)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(jī)械問題。虛擬協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)為各個(gè)部門創(chuàng)造了三維模型的實(shí)時(shí)協(xié)同工作機(jī)制，實(shí)時(shí)獲取多個(gè)設(shè)計(jì)師的不同設(shè)計(jì)軟件下的設(shè)計(jì)成果，快速整合，達(dá)到工作效率的快速推進(jìn)。

3. 汽車虛擬裝配

設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品原型實(shí)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(dòng)檢查裝配狀態(tài)?？梢源蟠筇岣邔?shí)際裝配成功率并降低零件制作返工率。

4. 虛擬實(shí)驗(yàn)

采用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以在建立了汽車整車或分系統(tǒng)的CAD模型之后，在計(jì)算機(jī)上模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)負(fù)荷進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。通過虛擬實(shí)驗(yàn)，可 以在汽車實(shí)際產(chǎn)品加工以前，預(yù)測它的安全性、可靠性、動(dòng)力性、氣動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性及舒適性等各種性能，同時(shí)對(duì)不滿意的地方進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。虛擬試驗(yàn)還可以進(jìn)行虛 擬人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)、虛擬風(fēng)洞試驗(yàn)、虛擬碰撞試驗(yàn)等。

5. 虛擬培訓(xùn)

在汽車制造生產(chǎn)的過程中，往往伴隨是精細(xì)的加工和零部件裝配，一個(gè)細(xì)小的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致車體結(jié)構(gòu)的偏差和無法通過驗(yàn)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(cuò)誤，提高工作效率，減少企業(yè)承受經(jīng)濟(jì)損失的風(fēng)險(xiǎn)。

四、船舶制造

通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能提前發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)船建造中的問題，還為管理提供了充分的信息，從而真正實(shí)現(xiàn)船體建造、舾裝、涂裝一體化和設(shè)計(jì)、制造、管理一體化。在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域,虛擬設(shè)計(jì)涵蓋了建造、維護(hù)、設(shè)備使用、客戶需求等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無法實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域，真正做到產(chǎn)品的全壽期服務(wù)。因此，通過對(duì)面向船舶整個(gè)生命周期的船舶虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)，可大大提高船舶設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少船舶建造費(fèi)用，縮短船舶建造周期。

1. 船舶設(shè)計(jì)

船舶虛擬設(shè)計(jì)是船舶工程領(lǐng)域中信息化技術(shù)應(yīng)用的較高層次。設(shè)計(jì)師通過建立船舶產(chǎn)品三維模型來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)和初步的虛擬建造，在計(jì)算機(jī)中先"造"一艘"完整的船"，設(shè)計(jì)師就可以"進(jìn)入"船體內(nèi)部參觀，科學(xué)分析工人建造是否方便、人在船上是否舒適、故障模擬等，全方位驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路。供船舶數(shù)字制造過程進(jìn)行分析、校驗(yàn)，評(píng)估、評(píng)審，匯報(bào)演示等。

2. 船舶建造工藝仿真

虛擬現(xiàn)實(shí)船舶建造仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)通過對(duì)船廠廠區(qū)及設(shè)施、船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)和布置、船體建造常規(guī)工藝流程進(jìn)行逼真的3D可視化虛擬展示。通過人機(jī)互動(dòng)形式，與虛擬環(huán)境中的船體模型進(jìn)行交互操作，完成鋼材預(yù)處理、鋼材切割、鋼材彎曲成型等。同時(shí)，該系統(tǒng)還提供了船體裝配功能，通過模擬真實(shí)的裝配方式，幫助用戶了解船體裝配流程船體構(gòu)造。