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摘要:制造业作为我国重要的支柱产业,对于我国推动我国经济发展起着不可忽视的重要作用。本文先介绍了虚拟现实技术的概念,又在四个方面详细研究了虚拟现实技术系统的分类,最后总结了虚拟现实技术在智能制造中的应用。因此,对虚拟现实技术在智能制造中的应用进行探究也就变的非常有必要,具有现实研究意义。
关键词:制造业;虚拟现实技术;智能制造系统
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-01-152
引言
目前,全球制造业格局正面临重大改变,新一代信息技术与制造业交相融合,一场深远的产业变革正悄然发生,以智能制造为核心的智能经济时代悄然来临。智能制造是振兴中国制造竞争优势的必经之路,也是我国从“制造大国”转向“制造强国”的根本途径。现阶段发展制造业必须与信息技术紧密融合,而虚拟现实技术却是一个不错的选择。
制造业作为我国重要的支柱产业,对于我国推动我国经济发展起着不可忽视的重要作用。本文先介绍了虚拟现实技术的概念,又在四个方面详细研究了虚拟现实技术系统的分类,最后总结了虚拟现实技术在智能制造中的应用。因此,对虚拟现实技术在智能制造中的应用进行探究也就变的非常有必要,具有现实研究意义。
1虚拟现实技术概述
虚拟现实技术是一门综合性质的技术,融合了较多科技手段,如数字图片处理技术、多媒体技术、传感器技术等等,具有综合性的功能。
“虚拟”是指利用计算机生成一个向用户提供触觉、视觉、听觉等感知功能的人工环境;“现实”是指用户在这个虚拟环境中如同在真实环境中一样,可以倾听、走动、触碰,并与之进行交互。虚拟现实技术这些年在社会中引起了不小的应用反响,讨论声热烈,受欢迎程度也在逐年上升,已经成为当前最主流的技术,越来越多的用户喜欢投入到虚拟现实技术构建出的虚拟世界中进行体验,不仅做到实时掌控和操作,还能在其中收获刺激的观感和体验,实现了人机互动,大大体现了计算机、虚拟现实技术的先进优势,也给大众群体带去了更好的体验,大大满足了人们的需求。由此可见,虚拟现实技术拥有广泛市场,也还有许多的提升空间。
2虚拟现实技术系统分类
虚拟现实技术的最主要应用亮点在于可以让受众群体沉浸在虚拟环境中,也由于不同的沉浸形式和体验形式有了不同的系统分类,当前的市面上主要分为四种类型:
2.1桌面虚拟现实系统
桌面虚拟现实系统主要利用计算机和工作站两方面进行仿真,计算机显示器可以作为与虚拟世界的连通窗口,用其它工具操控虚拟现实中的场景切换和情境操作,并且将虚拟中的构建物品做到逼真使用,想要达到这样的效果,还需要用户实时操控鼠标等工具,并坐在显示器前,密切关注虚拟环境的变化,根据不同场景做出不同调整。桌面虚拟现实系统最大的好处是人人可以方便、快捷投入虚拟环境中,应用成本较小,缺点就是不能全身心投入,体验感稍差。
2.2沉浸型虚拟现实系统
沉浸型虚拟现实系统提供的是投入功能,可以让用户置身于虚拟世界中。它的应用功能主要集中在头盔、手套、跟踪器、手控等设备上,这些设备的齐头并进应用,大大增加了用户体验真实感,让用户可以全身心投入进去。
2.3增强现实型虚拟现实系统
增强现实型虚拟现实系统不仅可以构建逼真的虚拟世界,还可以利用它来增强体验者的切身感受,并将现实生活中人们无法感知的感觉在虚拟现实中得以体验,对于广大用户来说是一种难能可贵的体验。
2.4分布式虚拟现实系统
分布式虚拟现实系统支持多个用户的计算机进行连接,将多个用户带入同一个场景中,增强多人的体验感,增强真实感,加强娱乐性、趣味性,也由此产生了更广阔的虚拟空间和虚拟场景。
3 虚拟现实技术在智能制造中的应用
3.1虚拟现实技术在三维可视化设计中的应用
可视化技术主要是利用大量抽象数据转化成人们可见的视觉图像,并在计算机图形学、虚拟现实技术的支持下,使得可视化更加形象。虚拟现实技术运用在三维可视化技术上的运用成为新的研究热点,主要运用在以下两种方式:
(1)虚拟现实技术在车间三维可视化模拟中的应用
虚拟现实技术应用于车间三维可视化技术目的是建立一个近似真实的虚拟车间可视化系统,是实现车间布局设计、员工培训的基础。由于车间在生产过程中各个设施的布局比较复杂,通过对车间实施三维可视化重组,可以方便快速的找到一个合理的车间布局方案。
(2)虚拟现实技术在道路设计三维可视化模拟中的应用
一条道路的建设往往需要投入巨大的人力、物力、财力,所以设计人员前期的设计方案以及实施决策对于道路建设的效果起着至关重要的作用。近年来,国内许多道路研究机构主要通过Auto CAD等建设模型再导入到3DMax中渲染来建立道路三维场景,以此来推演出设计的道路在实际工程中的建设成本、建设难度以及建设效果。
3.2虚拟现实技术在产品性能设计中的应用
虚拟现实技术在产品性能中应用可以使虚拟产品在设计阶段就有与真实产品相同的特征,可以提高产品的直观性,对于产品优化设计具有重要意义。
(1)虚拟现实技术在人机工程中应用
虚拟现实技术和人机工程主要结合关键点是采用虚拟现实技术创建机器模型、虚拟人与虚拟环境,对设计方案进行性能评定、人體作业时相关生物反应,以此来评定职业安全等。
(2)虚拟现实技术在智能工厂实时监控的应用
工厂的监控技术从最初的人工监控到二维图形监控界面的发展,已经取得了较大进步。但是由于二维视频监控在信息的多维表达上受到限制,难以生动形象的实现自然的人机交互。因此以“用户为中心的”的设计理念促使通过创建虚拟现实技术来对工厂车间的生产状况以及加工工艺进行远程监控。
3.3虚拟现实技术在产品装配中的应用
虚拟装配是利用虚拟现实技术、计算机图形学、人工智能技术和仿真技术等构造虚拟环境以及产品虚拟模型,从而在产品装配过程中进行交互分析以及仿真产品装配过程和装配结果。虚拟装配过程中,在计算机上面显示不同的虚拟装配零件,需要获取产品模型数据信息,这些零件需要装配成一个整体,并按照定义的不同零部件之间的约束关系、装配序列与装配路径进行装配,并在虚拟装配的过程中将装配的不合理之处进行改进。
3.4虚拟现实技术在产品维修中的应用
虚拟维修是以计算机技术与虚拟现实技术为基础,建立设施数字样机与维修人员三维虚拟模型,从而维修人员可以在虚拟场景中进行维修。在虚拟过程中可以在数字样机的基础上添加控制功能,从而维修人员可以按照具体操作步骤来提供人机交互。虚拟维修突破了设备维修在空间和时间上的限制,从而维修人员可以逼真得进行设备拆除、故障维修等操作。设施得结构越复杂,维修可靠性要求越高。最后可以对维修过程进行评估,对训练者进行考核。
4 结语
综上所述, 我们得知虚拟现实技术的应用范围较广,且在智能制造业中发挥了不小的作用,在智能制造业中的应用也会随着时间的流逝而日渐成熟。在智能制造业中的应用过程中,虚拟现实技术还要积极开发新功能、新技术,不断在硬件、软件方面做到突破,只有这样才能满足智能制造业的不断发展,只有这样才能不断顺应时代发展和社会进步。
参考文献
[1]宋文盛.虚拟现实技术在智能制造中的应用[J].内燃机与配件.2019(14):260-261.
[2]朱启明.分析3D虚拟现实技术在智能营业厅建设及推广中的具体应用[J].科技创新与应用.2016(36): 71.
[3]惠利.新时代背景下我国装备制造业发展对策研究[J].西部论坛.2018,28(5): 50-61.
关键词:制造业;虚拟现实技术;智能制造系统
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-01-152
引言
目前,全球制造业格局正面临重大改变,新一代信息技术与制造业交相融合,一场深远的产业变革正悄然发生,以智能制造为核心的智能经济时代悄然来临。智能制造是振兴中国制造竞争优势的必经之路,也是我国从“制造大国”转向“制造强国”的根本途径。现阶段发展制造业必须与信息技术紧密融合,而虚拟现实技术却是一个不错的选择。
制造业作为我国重要的支柱产业,对于我国推动我国经济发展起着不可忽视的重要作用。本文先介绍了虚拟现实技术的概念,又在四个方面详细研究了虚拟现实技术系统的分类,最后总结了虚拟现实技术在智能制造中的应用。因此,对虚拟现实技术在智能制造中的应用进行探究也就变的非常有必要,具有现实研究意义。
1虚拟现实技术概述
虚拟现实技术是一门综合性质的技术,融合了较多科技手段,如数字图片处理技术、多媒体技术、传感器技术等等,具有综合性的功能。
“虚拟”是指利用计算机生成一个向用户提供触觉、视觉、听觉等感知功能的人工环境;“现实”是指用户在这个虚拟环境中如同在真实环境中一样,可以倾听、走动、触碰,并与之进行交互。虚拟现实技术这些年在社会中引起了不小的应用反响,讨论声热烈,受欢迎程度也在逐年上升,已经成为当前最主流的技术,越来越多的用户喜欢投入到虚拟现实技术构建出的虚拟世界中进行体验,不仅做到实时掌控和操作,还能在其中收获刺激的观感和体验,实现了人机互动,大大体现了计算机、虚拟现实技术的先进优势,也给大众群体带去了更好的体验,大大满足了人们的需求。由此可见,虚拟现实技术拥有广泛市场,也还有许多的提升空间。
2虚拟现实技术系统分类
虚拟现实技术的最主要应用亮点在于可以让受众群体沉浸在虚拟环境中,也由于不同的沉浸形式和体验形式有了不同的系统分类,当前的市面上主要分为四种类型:
2.1桌面虚拟现实系统
桌面虚拟现实系统主要利用计算机和工作站两方面进行仿真,计算机显示器可以作为与虚拟世界的连通窗口,用其它工具操控虚拟现实中的场景切换和情境操作,并且将虚拟中的构建物品做到逼真使用,想要达到这样的效果,还需要用户实时操控鼠标等工具,并坐在显示器前,密切关注虚拟环境的变化,根据不同场景做出不同调整。桌面虚拟现实系统最大的好处是人人可以方便、快捷投入虚拟环境中,应用成本较小,缺点就是不能全身心投入,体验感稍差。
2.2沉浸型虚拟现实系统
沉浸型虚拟现实系统提供的是投入功能,可以让用户置身于虚拟世界中。它的应用功能主要集中在头盔、手套、跟踪器、手控等设备上,这些设备的齐头并进应用,大大增加了用户体验真实感,让用户可以全身心投入进去。
2.3增强现实型虚拟现实系统
增强现实型虚拟现实系统不仅可以构建逼真的虚拟世界,还可以利用它来增强体验者的切身感受,并将现实生活中人们无法感知的感觉在虚拟现实中得以体验,对于广大用户来说是一种难能可贵的体验。
2.4分布式虚拟现实系统
分布式虚拟现实系统支持多个用户的计算机进行连接,将多个用户带入同一个场景中,增强多人的体验感,增强真实感,加强娱乐性、趣味性,也由此产生了更广阔的虚拟空间和虚拟场景。
3 虚拟现实技术在智能制造中的应用
3.1虚拟现实技术在三维可视化设计中的应用
可视化技术主要是利用大量抽象数据转化成人们可见的视觉图像,并在计算机图形学、虚拟现实技术的支持下,使得可视化更加形象。虚拟现实技术运用在三维可视化技术上的运用成为新的研究热点,主要运用在以下两种方式:
(1)虚拟现实技术在车间三维可视化模拟中的应用
虚拟现实技术应用于车间三维可视化技术目的是建立一个近似真实的虚拟车间可视化系统,是实现车间布局设计、员工培训的基础。由于车间在生产过程中各个设施的布局比较复杂,通过对车间实施三维可视化重组,可以方便快速的找到一个合理的车间布局方案。
(2)虚拟现实技术在道路设计三维可视化模拟中的应用
一条道路的建设往往需要投入巨大的人力、物力、财力,所以设计人员前期的设计方案以及实施决策对于道路建设的效果起着至关重要的作用。近年来,国内许多道路研究机构主要通过Auto CAD等建设模型再导入到3DMax中渲染来建立道路三维场景,以此来推演出设计的道路在实际工程中的建设成本、建设难度以及建设效果。
3.2虚拟现实技术在产品性能设计中的应用
虚拟现实技术在产品性能中应用可以使虚拟产品在设计阶段就有与真实产品相同的特征,可以提高产品的直观性,对于产品优化设计具有重要意义。
(1)虚拟现实技术在人机工程中应用
虚拟现实技术和人机工程主要结合关键点是采用虚拟现实技术创建机器模型、虚拟人与虚拟环境,对设计方案进行性能评定、人體作业时相关生物反应,以此来评定职业安全等。
(2)虚拟现实技术在智能工厂实时监控的应用
工厂的监控技术从最初的人工监控到二维图形监控界面的发展,已经取得了较大进步。但是由于二维视频监控在信息的多维表达上受到限制,难以生动形象的实现自然的人机交互。因此以“用户为中心的”的设计理念促使通过创建虚拟现实技术来对工厂车间的生产状况以及加工工艺进行远程监控。
3.3虚拟现实技术在产品装配中的应用
虚拟装配是利用虚拟现实技术、计算机图形学、人工智能技术和仿真技术等构造虚拟环境以及产品虚拟模型,从而在产品装配过程中进行交互分析以及仿真产品装配过程和装配结果。虚拟装配过程中,在计算机上面显示不同的虚拟装配零件,需要获取产品模型数据信息,这些零件需要装配成一个整体,并按照定义的不同零部件之间的约束关系、装配序列与装配路径进行装配,并在虚拟装配的过程中将装配的不合理之处进行改进。
3.4虚拟现实技术在产品维修中的应用
虚拟维修是以计算机技术与虚拟现实技术为基础,建立设施数字样机与维修人员三维虚拟模型,从而维修人员可以在虚拟场景中进行维修。在虚拟过程中可以在数字样机的基础上添加控制功能,从而维修人员可以按照具体操作步骤来提供人机交互。虚拟维修突破了设备维修在空间和时间上的限制,从而维修人员可以逼真得进行设备拆除、故障维修等操作。设施得结构越复杂,维修可靠性要求越高。最后可以对维修过程进行评估,对训练者进行考核。
4 结语
综上所述, 我们得知虚拟现实技术的应用范围较广,且在智能制造业中发挥了不小的作用,在智能制造业中的应用也会随着时间的流逝而日渐成熟。在智能制造业中的应用过程中,虚拟现实技术还要积极开发新功能、新技术,不断在硬件、软件方面做到突破,只有这样才能满足智能制造业的不断发展,只有这样才能不断顺应时代发展和社会进步。
参考文献
[1]宋文盛.虚拟现实技术在智能制造中的应用[J].内燃机与配件.2019(14):260-261.
[2]朱启明.分析3D虚拟现实技术在智能营业厅建设及推广中的具体应用[J].科技创新与应用.2016(36): 71.
[3]惠利.新时代背景下我国装备制造业发展对策研究[J].西部论坛.2018,28(5): 50-61.