VR在數字化工廠中的應用舉例

在傳統的數字化技術中，計算機系統僅僅是給人類提供協助，人類仍然需要自己操控系統。而新時代的人機交互則需要顛覆性的方法，我們可以把它命名為“虛擬工程”，虛擬現實技術只是虛擬工程的工具。

虛擬工程提供了一個完整的系統視圖，讓開發者、供應商、制造商和用戶能夠以同樣的方式來虛擬使用那些尚不存在的物品，并根據其特性和功能做出全面的評估。計算機是計算技術時代的基礎設施，而虛擬現實就是虛擬工程時代的基礎設施，是下一代計算平臺。它最大的價值在于，從此人類不用再去學習如何更好地使用機器，而是機器反過來學習如何更好地服務于人。

我們可以從幾個例子獲得一些認識。

工業互聯網行業——西門子

西門子在波音和卡特彼勒一直有一個叫“Cave”的項目，它是一個混合虛擬和現實物理環境的服務，從產品的初始開發就基于虛擬環境來進行，而后在產品生命周期中建立虛擬實物模型，在生產過程中進行交互式的靈活性評估，最后再研究客戶對于不同型號產品的情感反饋以及在沉浸環境中創建學習的新形式。

在Cave制造的環境里，現實物體的圖像和物理設置會被投影到真實的墻壁上，使用者通過佩戴傳感器可以體驗墻上圖像形成的虛擬環境。

Cave的基本配置有：三面投影墻；地面投影地板；墻壁跟蹤傳感器；利用三面墻壁形成立體音響。

三面墻壁和地面投影加強3D環境感和立體音效，Cave墻壁上有跟蹤傳感器捕捉使用者在房間內的動作，專用的眼鏡根據捕捉到的動作形成圖像。戴上眼鏡，你就感覺進入了“墻內的世界”。

但是從這個配置你可以看出，Cave的造價是非常高的。如今用戶版虛擬現實頭盔的出現使這套設備的成本大幅縮減了，所以西門子有了新想法：不僅為波音這類大客戶服務，也可以利用已有技術進軍大眾消費市場。

西門子在德國調研的100多家生產商里，超過1/3的公司正在使用虛擬現實技術，或在未來3年內計劃引進該技術，同時，這些生產商也表達出對AR的濃厚興趣。

飛機制造行業——波音、空客

早在上世界90年代初，美國波音公司的計算機服務研究和技術組就已經將AR技術應用于飛機制造中的電力線纜的連接和接線器的裝配中。在AR系統的幫助下，一個從未受過任何訓練的工人都可勝任此項工作，從而縮短員工培訓的周期。

2003年德國成功研制出用于工業設備裝配和維修的Starmate系統和Arvika系統，之后，歐洲航空防務與航天公司(EADS)利用Arvika系統，通過語音調用計算機生成的提示信息，指導工人輕松地完成lm×6m板上的高密度布線工作。

空客公司利用Arvikx系統進行了“干凈水系統的轉配”和“配電盤連接”的工作，充分展現了AR技術在工業裝配、維修方面的巨大潛力。

汽車制造行業

當虛擬現實技術應用到汽車的工業設計和生產當中，設計者可以借助虛擬現實頭盔顯示，在與真實汽車同樣比例的立體空間中，全方位了解每一處設計細節，最大程度上避免設計和生產失誤，減少人力成本和資源浪費。

自2000年以來，福特就開始在汽車設計過程中以多種方式利用虛擬現實技術。福特的Immersion Lab實驗室中一些員工戴上虛擬現實頭盔，并模擬觀察一輛汽車，而他們的同事將可以通過大屏幕查看他們的體驗，并且在多種不同條件下以虛擬方式去查看汽車，提升駕駛者的人體工程學體驗等。

最近，奧迪推出了一項名為“虛擬裝配線校檢”的技術，利用3D投射和手勢控制，可以使流水線工人在三維虛擬空間內完成對實際產品裝配工作的預估和校準。整個測試過程是在名為“CAVE”的虛擬現實空間中完成的，而CAVE系統最關鍵的則是利用投影儀向地板、墻壁投射3D影像的裝置，使用者佩戴3D眼鏡進入后，便可有身臨其境的感覺。

近年來，在汽車行業，AR智能設備更是呈現普及趨勢

2015年感恩節的時候，大眾汽車就給員工配備了30幾副AR智能眼鏡，來輔助員工工作。該款AR智能眼鏡可直接為佩帶者提供相應的信息并且顯示在可視區域，使得工人再也不用怕記不住、分不清各類繁瑣信息而手忙腳亂了；其聲控功能實現了真正意義上的解放雙手；并可進行條形碼掃描，還提供了條形碼驗證的紅、綠信號提示。

AR技術還以其獨特的魅力，給工業設備維修領域帶來無限驚喜。面向工業設備維修的AR智能眼鏡，可通過AR技術顯示解決設備故障的具體操作步驟，甚至細到準確說明如何拆卸零部件。同時，通過內置耳機，維修人員能聽到每一個操作步驟的語音提示。因此，即使是沒有任何經驗的新手，也能順利完成維修任務，還能保證整個維修過程的標準化和規范化。并且，AR技術與數據分析相結合，可以輕松判斷哪些設備運轉正常，實現預防性的設備維護。

從人類發明數學開始，物理世界的虛擬化趨勢已經持續了數千年，計算機IT技術的發展促進了虛擬化后的數據流動趨勢，而數字世界在物理世界的重新凝實，將成為第四次工業革命的關鍵環節，虛擬現實技術也將在這個領域發揮非常關鍵的作用。在未來的數字化時代里，虛擬現實很可能不僅僅是一個極客的玩物，而是繼PC機、手機之后的下一代計算平臺，它的人機交互性能將把整個人類科技的發展帶上一個新的階梯。

至于VR技術的發展路徑，我在過去的一年里見過500多位工業領域的創業者，他們也許是這個世界上最聰明的一群人，無時無刻不在思考當下的技術瓶頸和市場空白，他們把自己的思考變成一個個創業項目，在市場中實踐。雖然VR技術的未來依然需要很多的努力，但也許正是這種目前看不清甚至可能被人看不起的地方，才是未來的機會，才會讓市場如此興奮。