助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，航空航天、船舶制造、汽車仿真、工業(yè)機械等智能制造領(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和運營。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在推動智能制造企業(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方面具有重要的應(yīng)用價值。

一、工業(yè)機械領(lǐng)域

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)，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。

1. 虛擬設(shè)計

工業(yè)設(shè)計者在設(shè)計過程中通過手繪、三維建模等手段來表現(xiàn)出產(chǎn)品的實際形態(tài)及效果，但往往因為無法直觀的表現(xiàn)出設(shè)計圖，導(dǎo)致設(shè)計流程反復(fù)冗長。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將設(shè)計思想更好地融于其中，還可實時修改方案呈現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，方便評審者進(jìn)行方案評估驗證，觀察設(shè)計和修改過程，大大縮短了設(shè)計階段的驗證評審時間，提高工作效率。

2. 虛擬裝配

在產(chǎn)品設(shè)計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，甚至在進(jìn)行維修時才會反映出來。對于這樣的問題，通常只能靠設(shè)計人員的知識和經(jīng)驗盡可能地加以避免.虛擬裝配設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)為徹底解決這個問題帶來了希望，在虛擬環(huán)境中對設(shè)計的結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗利用計算機工具通過分析、先驗?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)計人員及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的裝配缺陷。

3. 數(shù)字工廠

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、對現(xiàn)實生產(chǎn)線制造活動中的人、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、生產(chǎn)過程的建模、仿真加工、模型裝配到檢驗整個的生產(chǎn)周期都是在計算機上進(jìn)行模擬和仿真的，因而可以減少前期設(shè)計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. 飛機設(shè)計與制造

在飛機設(shè)計過程中，應(yīng)用VR技術(shù)提前開展性能仿真演示、人機工效分析、總體布置、裝配與維修性評估，能夠及早發(fā)現(xiàn)、彌補設(shè)計缺陷，實現(xiàn)“設(shè)計-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)計質(zhì)量和降低成本的目的。

2. 飛機內(nèi)飾設(shè)計

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于飛機內(nèi)飾設(shè)計的概念設(shè)計、初步設(shè)計和細(xì)節(jié)設(shè)計三個階段，為飛機內(nèi)飾設(shè)計提供了一種可行、創(chuàng)新和高效的設(shè)計方法，大大提高了設(shè)計水平并節(jié)約了研發(fā)成本。

3. 飛機虛擬實訓(xùn)

-飛行駕駛虛擬實訓(xùn)

根據(jù)實際場景，建立逼真的虛擬場景三維模型，實現(xiàn)對虛擬場景的實時驅(qū)動，進(jìn)行飛機飛行員的駕駛實訓(xùn)，增強飛行員的操作技能，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。

-飛機維修虛擬實訓(xùn)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬飛機零部件的維修步驟和方法，解決了飛機維修訓(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，避免各種飛機實裝訓(xùn)練的不安全因素，降低訓(xùn)練費用。

-航天器飛行模擬

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能對衛(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)實技術(shù)也可應(yīng)用于航天仿真研究中，對航天員的失重訓(xùn)練、航天器的在軌對接等航天活動進(jìn)行逼真的模擬與分析，推動我國航天事業(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)實技術(shù)可運用于航天器的人工控制交會對接中；

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

三、汽車仿真

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

1. 汽車虛擬設(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)計者眼前。

2. 虛擬協(xié)同設(shè)計

在汽車設(shè)計階段，往往分為多個設(shè)計部門進(jìn)行汽車不同部分的分工設(shè)計，使用不同的設(shè)計軟件。如車身、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(dá)到工作效率的快速推進(jìn)。

3. 汽車虛擬裝配

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。

4. 虛擬實驗

采用虛擬實驗技術(shù)可以在建立了汽車整車或分系統(tǒng)的CAD模型之后，在計算機上模擬真實的實驗環(huán)境、實驗條件、實驗負(fù)荷進(jìn)行虛擬仿真實驗。通過虛擬實驗，可 以在汽車實際產(chǎn)品加工以前，預(yù)測它的安全性、可靠性、動力性、氣動性、經(jīng)濟性及舒適性等各種性能，同時對不滿意的地方進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。虛擬試驗還可以進(jìn)行虛 擬人機工程學(xué)評價、虛擬風(fēng)洞試驗、虛擬碰撞試驗等。

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，一個細(xì)小的錯誤就可能導(dǎo)致車體結(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。

四、船舶制造

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

1. 船舶設(shè)計

船舶虛擬設(shè)計是船舶工程領(lǐng)域中信息化技術(shù)應(yīng)用的較高層次。設(shè)計師通過建立船舶產(chǎn)品三維模型來實現(xiàn)產(chǎn)品的并行設(shè)計和初步的虛擬建造，在計算機中先"造"一艘"完整的船"，設(shè)計師就可以"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，全方位驗證設(shè)計思路。供船舶數(shù)字制造過程進(jìn)行分析、校驗，評估、評審，匯報演示等。

2. 船舶建造工藝仿真

虛擬現(xiàn)實船舶建造仿真實訓(xùn)系統(tǒng)通過對船廠廠區(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。通過人機互動形式，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，該系統(tǒng)還提供了船體裝配功能，通過模擬真實的裝配方式，幫助用戶了解船體裝配流程船體構(gòu)造。