要推進制造強國戰(zhàn)略、實現制造業(yè)轉型升級，離不開新一代信息技術的應用。虛擬現實技術的出現和發(fā)展，給制造業(yè)研發(fā)設計、生產制造、經營管理、銷售服務等全產業(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了新抓手、新動力。

虛擬現實技術在制造業(yè)具有廣闊的應用空間

隨著虛擬現實技術與產業(yè)的共同發(fā)展，制造業(yè)虛擬現實技術的應用案例不斷涌現，應用模式和應用路徑也在進一步成熟。比如，在研發(fā)環(huán)節(jié)，虛擬現實技術可以展現產品的立體面貌，使研發(fā)人員能夠全方位構思產品的外形、結構、模具及零部件使用方案。特別是在飛機、汽車等大型裝備產品的研制過程中，運用虛擬現實技術能大幅提升對空氣動力學的把握和產品性能的精準度。

波音公司將虛擬現實技術應用于777型和787型飛機的設計上，通過虛擬現實的投射和動作捕捉技術，完成了對飛機外形、結構、性能的設計，所得到的方案與實際飛機的偏差小于千分之一英寸。據統(tǒng)計，采用虛擬現實技術設計的波音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(jié)，虛擬現實技術目前主要應用于精密加工和大型裝備產品制造領域，通過高精度設備、精密測量、精密伺服系統(tǒng)與虛擬現實技術的協(xié)同，能夠實現細致均勻的工件材質、恒溫恒濕潔凈防震的加工環(huán)境，以及系統(tǒng)誤差和隨機誤差極低的加工系統(tǒng)間的精準配合，從而提高裝備效率和質量。

一拖集團應用本土企業(yè)曼恒數字研發(fā)的“數字化虛擬現實顯示系統(tǒng)”，打造出虛擬裝配車間，可實現360度內部全景漫游，既能多角度觀察每個裝配工位，又能精準跟蹤裝配工件的生產工藝流程，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。

在檢修環(huán)節(jié)，虛擬現實技術應用于復雜系統(tǒng)的檢修工作中，能夠實現從出廠前到銷售后的全流程檢測，并突破空間限制、縮短時間需要，提高服務效率、拓展服務內容、提升服務質量，將制造業(yè)服務化推向新的階段。

例如，美國福特公司聯合克萊斯勒公司與IBM合作開發(fā)了應用于汽車制造的虛擬現實環(huán)境，在汽車出廠前就可檢驗其存在的設計缺陷，并輔助修正，大大縮短了新車研發(fā)周期。未來，通過遠程數據傳輸，虛擬現實技術將幫助實現實時、遠程、預判性的監(jiān)測維修服務。

此外，在復雜的、高精度的制造環(huán)境中采用虛擬現實技術培訓，能夠立體展現制造場景，幫助學員通過全方位的感知體驗，獲取高仿真、可重復、低風險的制造工藝學習體驗。與航空業(yè)利用虛擬現實技術設計模擬駕駛室訓練宇航員的方式相似，利用虛擬現實技術建立虛擬培訓基地，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)運用虛擬現實技術開展培訓工作。例如，英國皇家裝甲公司采用虛擬現實技術，對14．5噸的新型車輛進行車輛訓練模擬，實現了對專用車型駕駛員的操作培訓。

虛擬現實技術在我國制造業(yè)中的應用

我國在虛擬現實領域已經形成一批科研成果。從應用基礎看，北京航空航天大學和一汽公司合作開發(fā)的板料成形軟件，基本能夠模擬車門等復雜覆蓋件的沖壓成型過程；沈陽鑄造研究所開發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件已經應用在水輪機組葉片曲面造型中；合肥工業(yè)大學開發(fā)研制的雙刀架數控車加工模擬已應用于馬鞍山鋼鐵車輪輪箍廠。

從應用實踐看，航天、航空、汽車等高端制造領域初步應用了虛擬現實技術。中國商飛研發(fā)出虛擬現實仿真系統(tǒng)，用于新型民機的預先研究評估和關鍵技術攻關；一汽、二汽、上汽等汽車公司運用UG、CATIA、PRO－E等三維軟件進行產品設計已積累多年的經驗，具備了應用虛擬現實所需的數據基礎。

虛擬現實技術與制造業(yè)融合面臨的問題

由于虛擬現實技術還處于發(fā)展與應用的孕育期，我國在制造業(yè)領域的應用經驗尚不充足，二者融合發(fā)展還面臨一些問題。

一是應用場景和應用路徑尚不清晰。國內企業(yè)對虛擬現實技術的特征、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(jié)與虛擬現實技術的結合點尚不清晰，加之應用場景設計缺失，產業(yè)標準不統(tǒng)一，難以對工業(yè)技術與虛擬現實技術的融合應用形成明確的產業(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，致使新技術應用的效率成本難以平衡。目前應用虛擬現實技術的企業(yè)主要集中于航空、汽車、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(jié)。我國的低端加工制造占比較大，進入高端制造的行業(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。

三是虛擬現實行業(yè)應用的供應鏈短板依然明顯。除了在虛擬現實相關主控芯片、光學器件、高端傳感器等方面存在共性短板外，國內面向工業(yè)制造的增強現實模塊化產品設計、操作維修、仿真訓練等虛擬現實內容和應用供應嚴重匱乏，缺乏應用開發(fā)工具和開發(fā)平臺，系統(tǒng)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，延緩了推廣進程。

推進虛擬現實技術在制造領域的融合應用，需引導制造企業(yè)從現有基礎和實際出發(fā)，分步、有序地進行。

第一，推動虛擬現實技術在設計研發(fā)、檢測維護、操作培訓、營銷展示等環(huán)節(jié)的應用，提升輔助設計能力和制造服務化水平。

第二，將虛擬現實技術應用于協(xié)同制造、遠程協(xié)作等方面，建立生產過程數據采集和分析系統(tǒng)，實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態(tài)、物料傳送等生產現場數據的可視化管理，提高制造執(zhí)行、過程控制的精確化程度。

第三，推進虛擬現實在產品全生命周期各環(huán)節(jié)和企業(yè)管理各方面的應用，實現企業(yè)設計、工藝、制造、管理、物流等環(huán)節(jié)的集成優(yōu)化。