虛擬現實技術是重要的新興信息技術，與制造業融合發展的前景廣闊，有望成為未來創新制造業發展模式、提升制造業競爭力的新工具、新動力。

要推進制造強國戰略、實現制造業轉型升級，離不開新一代信息技術的應用。虛擬現實技術的出現和發展，給制造業研發設計、生產制造、經營管理、銷售服務等全產業鏈創新發展提供了新工具、新方法，也為兩化深度融合帶來了新抓手、新動力。

隨著虛擬現實技術與產業的共同發展，制造業虛擬現實技術的應用案例不斷涌現，以中國一拖集團有限公司(簡稱：一拖集團)為例，該公司應用本土企業曼恒數字研發的“數字化虛擬現實顯示系統”，打造出虛擬裝配車間，可實現360度內部全景漫游，為我國大型農業裝備制造行業發展注入了新鮮血液和強大力量。我國必須把握機遇，加大對這一技術的推動力度，助力制造業朝著數字化、網絡化、智能化的方向轉型升級。

虛擬現實技術應用前景廣闊

虛擬現實技術可以展現產品的立體面貌，使研發人員能夠全方位構思產品的外形、結構、模具及零部件配件使用方案。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性。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，完成了對飛機外型、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%、研發周期縮短了50%、成本降低了60%。

在裝配環節，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、精密伺服系統與虛擬現實技術的協同，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境，以及系統誤差和隨機誤差極低的加工系統間的精準配合，從而提高裝備效率和質量。一拖集團應用本土企業曼恒數字研發的“數字化虛擬現實顯示系統”，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，為我國大型農業裝備制造行業發展注入了新鮮血液和強大力量。

虛擬現實技術應用于復雜系統的檢修工作中，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合作開發了應用于汽車制造的虛擬現實環境，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、預判性的監測維修服務。

在復雜的、高精度的制造環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，獲取高仿真的、可重復的、低風險的制造工藝學習體驗。與航空業利用虛擬現實技術設計模擬駕駛室訓練宇航員的經歷相似，利用虛擬現實技術建立虛擬培訓基地，有利于制造業從業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。

機遇與挑戰并存

從應用基礎看，我國在虛擬現實領域已經形成一批科研成果，為在制造業推廣應用奠定了基礎。北京航空航天大學和一汽公司合作開發的板料成形軟件，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;合肥工業大學開發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，我國已在航天、航空、汽車等高端制造領域初步應用了虛擬現實技術。中國商飛研發出虛擬現實仿真系統，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。

從產業基礎看，我國制造業規模位居全球第一，規模以上制造企業數量超過32萬家，產業門類齊全、產品種類豐富，產業體系健全，虛擬現實技術的應用場景豐富，空間廣大。

從政策環境看，《中國制造2025》和“互聯網+”行動等戰略的相繼出臺，以及國家剛剛提出的推動《中國制造2025》與“互聯網+”融合發展計劃，都體現了對智能制造和協同制造發展的重要支持，虛擬現實技術則是其中的重要技術支撐。近期發布的智能制造試點示范2016專項行動實施方案等文件，也進一步明確了虛擬現實在制造業發展中的重要意義。

由于虛擬現實技術還處于發展與應用的孕育期，在制造業領域的應用經驗尚不充足，兩者融合發展還面臨一些問題。

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，對制造業各環節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，產業標準不統一，難以對工業技術與虛擬現實技術的融合應用形成明確的產業化引導，從而制約了應用范圍的拓展。

二是我國制造業自身發展層級不高，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主要集中于航空、汽車、儀器儀表等高端制造行業，以及原型設計、精密加工等高端制造環節。我國的低端加工制造占比較大，進入高端制造的行業和企業不多，涉及制造前端原型樣機設計、流程仿真的屈指可數，導致企業的應用能力不足、應用意愿不強。

三是虛擬現實行業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，缺乏應用開發工具和開發平臺，系統集成能力不強。供應鏈的短板加大了行業融合應用的成本，延緩了推廣進程。

應用虛擬現實技術的措施和建議

強化頂層設計，面向行業需求規劃應用路徑。結合《中國制造2025》的實施，從高端制造行業和重點環節入手，定義和構建若干典型應用場景，明確應用需求。引導制造企業從現有基礎和實際出發，分步、有序地推進虛擬現實技術在制造領域的融合應用。第一，推動虛擬現實技術在設計研發、檢測維護、操作培訓、營銷展示等環節的應用，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同制造、遠程協作等方面，建立生產過程數據采集和分析系統，實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場數據的可視化管理，提高制造執行、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節和企業管理各方面的應用，實現企業設計、工藝、制造、管理、物流等環節的集成優化，推進企業數字化設計、裝備智能化升級、工藝流程優化、精益生產、可視化管理、質量控制與追溯、智能物流等方面的快速提升。

加強重點攻關，盡快突破行業應用技術瓶頸。聚焦制造領域典型應用，布局關鍵技術研發攻關，突破工業互聯網信息三維空間的注冊定位、建模、搜索、顯示與交互等核心技術，提升工業級虛擬現實主控芯片、微顯示器、高端傳感器供應能力，加快虛擬設計、虛擬裝配制造、虛擬檢測維修、虛擬培訓等工業軟件及工具包的開發及產業化，構筑工業大數據和虛擬現實相結合的智能服務云平臺，提升產業自主創新能力和融合創新能力。

制定標準規范，開展行業應用聯合測試驗證。構建基于虛擬現實技術的信息物理系統參考模型和綜合技術標準體系，推動工業級虛擬現實軟硬件標準，以及工業互聯網設備、產品之間標識解析、數據交換、安全通信等標準的制定。建設虛擬現實應用測試驗證平臺和綜合驗證試驗床，開展兼容適配、互聯互通和互操作等測試驗證。

推進試點示范，擴大行業應用范圍和影響力。面向汽車、鋼鐵、高端裝備制造等重點行業，設立若干基于虛擬現實的智能制造應用示范區，打造智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠，通過應用驗證反饋完善系統功能。培育一批系統解決方案供應商，組織開展行業系統解決方案應用試點，為中小企業提供標準化、專業化的系統解決方案。組織成立虛擬現實產業與應用推進聯盟，推廣宣傳典型示范案例，提高相關企業、產品和品牌影響力，進一步推動其市場化應用。