虚拟现实技术的应用领域-虚拟现实工业制造业应用

发布时间:2022-08-31

编辑人:灵图互动

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1.虚拟现实技术的应用领域

由于能够再现真实的环境,并且人们可以介入其中参与交互,使得虚拟现实系统可以在许多方面得到广泛应用。随着各种技术的深度融合,相互促进,虚拟现实技术在教育、军事、工业、艺术与娱乐、医疗、城市仿真、科学计算可视化等领域的应用都有极大的发展。

虚拟现实技术的应用领域

2.为什么工业领域需要虚拟现实技术?

工业生产属于劳动密集型产业,工厂内人员、设备众多,想要透明化管理工厂非常的艰难,且很多制造设备都需要人工来进行操作和控制,为了不影响产能,能够熟练地操作制造设备是非常重要的。

除了传统的使用老技术员外,新员工设备培训也是必不可少的,但这样工厂就需要花费额外的人力物力去进行新人培训。

在这种情况下,虚拟现实技术的引用就显得至关重要了。以真是工厂为原型,1:1数字还原建立VR工厂系统,能够帮我们很好解决这些问题:员工直接在虚拟工厂中进行操作,这样不仅能够以最低的成本达到培训新人的效果,而且能更加安全准确的掌握各类专业技能。

为什么工业领域需要虚拟现实技术?

3.虚拟现实工业制造业应用

虚拟现实已经存在了半个多世纪,但直到最近才成为制造业的一种实用工具。在工业制造业中实现虚拟现实(VR)的两个主要约束是成本和集成。

虚拟现实技术在工业制造业领域的应用主要体现在:工厂规划、自动化、装配、维护和培训5个方面。 

3.1 工厂

设计新生产设施的布局是一个庞大的任务,需要工程师们同时平衡多个变量。这包括每件设备的运行轨迹,维护、实用和存储所需的空间。计划阶段,在任何关键因素上犯错都会导致生产效率低下,这是事后难以补救的。

工厂规划是一个庞大的项目,涉及多个设计团队,包括工厂建设、控制系统和子系统。使用虚拟现实技术可以帮助避免许多这样的问题,通过对整个工厂进行建模,不仅可以模拟布局,还可以模拟在其内部进行的生产过程。

3.1.1 通过创建一个公共的虚拟空间,简化设计组之间的协作; 

3.1.2 允许设计人员评估设备的各个方面之间的交互; 

3.1.3 更容易识别潜在的访问和人机工程学问题; 

3.1.4 支持对日常车间活动进行模拟,以确定潜在的瓶颈; 

3.1.5 为那些不是CAD专家的人提供直观的CAD模型评估。 

虚拟现实工业制造业应用

3.2 自动化

虚拟现实技术提供了对工业机器人进行编程、监控和协作的新方法。与工厂计划一样,虚拟现实技术可以让用户在应用机器人单元前使之可视化,帮助用户在安装之前规划机器人的移动路径。用户可以通过虚拟演示将动作轨迹输入到虚拟现实中,从而直接在虚拟现实中编程。他们还可以将自己的视角转变为机器人的视角,并从环境传感器中导入数据,以帮助编程任务。

3.2.1 使用虚拟工厂实现机器人单元计划; 

3.2.2 允许程序员通过运行虚拟机脱机来检查错误; 

3.2.3 通过在虚拟环境中进行编程来降低风险; 

3.2.4 为程序员提供从机器人的角度看问题的能力;

3.2.5 允许多个操作人员对单个机器人进行协作控制。 

虚拟现实工业制造业应用

3.3 装配

在许多方面,虚拟现实代表了计算机辅助设计(CAD)技术的自然演变。虚拟现实技术的优势在于,它提供了一种全新的视角来观察产品以及产品被制造的过 程。虚拟装配可以帮助工程师在不需要实际原型的情况下进行产品可视化,从而对产品的设计做出决策。

虚拟现实技术还可以用于研究人工装配任务的效率瓶颈和潜在的人机工程学问题。虚拟现实也可以是一个强大的训练工具,特别是对于装配应用来说。

价值

3.3.1 允许设计师将从开始到结束的整个装配过程进行可视化; 

3.3.2 使工程师能够在虚拟环境中测试设计决策; 

3.3.3 允许自动任务分析和过程映射; 

3.3.4 在确定装配过程之前进行人机工程学的评估; 

3.3.5 提供一种通过CAD系统链接对过程信息进行可视化的新方法。 

4.培训

虚拟现实提供了一种向员工传授制造技能的新方法。有些技能通过亲身实践远比通过讲课或打印的学习材料获得效果更好。试想一下,通过阅读手册来学习如何组装喷气发动机!当然,实践学习并不总是可行的,特别是如果你需要培训很多员工,而他们可能分布在一个广阔的领域。虚拟现实通过提供虚拟空间的培训,消除了这些问题。

价值:

4.1 让学员熟悉整个工厂的布局和操作;  

4.2 给每个培训生提供他们自己的培训设施;  

4.3 为危险情况提供安全培训,在现实世界中无法安全复制; 

4.4 培训师可以看到学员们看到的内容,并对他们的个人需求进行定制; 

4.5 员工的表现可以被记录和评估以改进未来的培训计划。

5.维护

虽然增强现实在维护任务上的效果可能比虚拟现实技术更好,但虚拟现实对维护应用程序提供了一些独特的好处。考虑计划一个新机器的维护计划,甚至是整个生产线。就像培训的情况一样,虚拟现实设备给维修人员提供了在安装之前熟悉新设备的机会。

此外,为了确保能够及时地进行维护,尽可能减少对其他操作的干扰,制造商可以在虚拟工厂中运行模拟维护任务,以评估不同策略对整个生产的影响。

5.1 允许人员了解维护任务对整个设备的影响; 

5.2 在安装新设备之前,可以对不同的维护策略进行试验; 

5.3 在维护过程中更容易识别潜在的访问和人机工程学问题; 

5.4 提供对现实世界中不可能的设备的独特视角; 

5.5 为存在潜在危险的维护任务提供无风险的尝试和试错。 

虚拟现实工业制造业应用运维

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