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虚拟现实技术应用于生产过程的模拟 摘要 虚拟现实技术(VR)是一项快速发展的计算机接口技术，其可以帮助相关专业人进行完全的模拟实验，进而可以进一步大大提高其整体影响，同时为人机之间提供了一个更加直观的链接平台。虚拟现实技术已经在好多地区被成功地应用于许多领域中，包括快速印刷，制造业，科学的可视化，工程上以及教育中等等。该论文以虚拟现实技术在制造工艺中的应用做一个新的论述。 关键词：虚拟现实技术；虚拟制造；虚拟环境 简介 对于当今制造领域的生产厂家而言，为了提高生产效率和降低制造成本，他们亟需将概念化的新兴技术转化为实际产品。这些新兴技术中就包括虚拟现实技术(VR)。关于虚拟现实技术的来源可以向后追踪到“最终显示”中[1]，虚拟现实技术可以使其应用者通过计算机屏幕进入到三维(3D)世界中，这些虚拟的东西犹如实物一样，应用人员可以随意观察,拖动以及分析。虚拟现实技术实际是通过假设构造的初始概念，是将人大脑想象出来的的东西通过计算机图形表示出来。该技术也是一种新型的获取技术知识的渠道，也是以前未曾敢于想象的一种思想概念[2]。随着计算机科学技术的不断发展，虚拟现实技术会在许多领域贡献更大作用。虚拟制造技术(VM)是一种将虚拟现实技术应用于制造业中的生产技术，然而，当Shukla et al.[4]对虚拟现实技术再次有了一定贡献和发展时，其实早在1995年[3]，马里兰大学的研究者已将该技术介绍到了虚拟制造技术中。虚拟制造技术就是计算机系统可以帮助制造系统[5]获取到真实的生产环境下的结构、位置以及其相关特点，虚拟制造技术为在“计算机中生产”提供了可能。也就是说虚拟制造技术会提供一个非常强大的模拟仿真环境，使得所有产品包括关联在一起的制造工艺在内的制造和装配工序，都可以在计算机内模拟。 虚拟现实系统的分类 Ivan Sutherland详细的介绍过模拟世界的关键在于完整的感官输入和输出，这也是当前关于研究虚拟现实技术的基础之所在。他的挑战在于如何使得计算机屏幕成为人们感觉虚拟中的东西犹如真实的:即看着真实，用着真实，听着真实和感觉着真实[1]。虽然将所有的虚拟现实系统分类很难，但是大多的组态大致可以分成主要的三种，并且每类都可以通过实际的深入深入程度或是用以解决该问题的方法来标注。这些类别包括non-immersive(桌面)系统，semi-immersive投影系统，以及如表1所示的深入浸入系统。已经有大量的关于虚拟现实技术的软件出现在市场上了，这些软件可以应用于开发不同领域虚拟环境(如Superscape VRT和SENSE8)，此外，这些软件包已经被应用于虚拟生产开发当中（如：DELMIA）。DELMIA软件包已经为相关专业人员提供用以开发虚拟生产环境，从而来帮助完成生产计划，费用估算，厂区配置，工效学，机器人学，机械学，相关检查，工厂模拟，生产管理等等。 虚拟现实技术在制造业中的应用 制造业会为一个在国家工业化进程中提供非常大的动力，然而，当今的制造业越来越难以满足顾客的需求，并且越来越失去竞争力了。随着虚拟现实技术在近十年的发展，已经大 表1 虚拟现实系统的分类 虚拟现实系统 Non-immersive虚拟现实技术 Semi-immersive虚拟现实技术 Fully-immersive虚拟现实技术 输入设备 鼠标，键盘，操纵杆，轨迹球。 操纵杆，空间球和数据手套 手套，语音命令 输出设备 高清晰度的标准监测系统 大屏幕监视器，大屏幕投影仪系统， 顶部安装的显示器 (HMD), CAVE 多重的电视投影系统 解决率 高 高 中等偏下 浸没感 中等 中等偏上 高 相互干涉 低 中等 高 价格 成本最低 贵 很贵 大的促进了该技术在如产品设计，造型，车间管理，过程模拟，生产计划，培训，测试和验证等工程领域的发展。由于虚拟现实技术可以在实际投入生产制造之前，有