VR虚拟现实技术在工业及建筑领域的应用

VR虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像，感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。

除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

VR虚拟现实技术在工业及建筑领域的应用：

1、VR虚拟数字工厂

3D数字化工厂以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。四度科技VR的3D数字化工厂主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，实现产品生命周期中的设计；制造；装配；物流等各个方面的功能，降低设计到生产制造之间的不确定性，在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功。

软件界面截图

数字化工厂解决方案包括以下三个部分：

（1） 工厂布局规划VR仿真

以三维沉浸式虚拟环境取代传统的3D环境进行布局规划，建立厂房结构、行车、设备、工装、机器人、物流容器、标识线、输送线等生产资源的3D数字模型（北京四度科技的3D模型师应用行业顶尖技术，具有厚实的美术功底的工程师参与），并实现交互式设施布置与漫游，大大提高布局规划的效率。

（2）物流过程VR仿真

模拟生产过程中车间内加工设备、物料缓冲区、物流设备等运行情况，分析物料阻塞、节拍不平衡、设备等待等问题,将物流整个工艺用VR进行展示。

（3）装配工艺过程VR仿真

装配工艺过程VR仿真在三维虚拟环境中，模拟产品或部件的装配操作，包含装配顺序定义、装配路径定义以及人机操作模拟等过程。装配工艺过程VR仿真通过合理地进行工位内部的设备布局来尽量减少操作时间，满足生产节拍要求；同时要对工人的装配操作进行人机工程学分析，使得操作者不致因疲劳而导致意外的发生。

（4）生产安全VR演练

实时模拟生产作业的时候，北京四度科技的安全的VR演练，通过工厂VR安全培训系统，让员工知道哪些设备怎么操作，哪些点需要注意，避免在生产的过程造成的机械伤害。

2、VR建筑安全演练

我国的建设工程项目规模巨大，建筑业从业人员多，是世界上最大的行业劳动群体。根据国家统计局数据，2004 年至2012 年近十年来，建筑业从业人数从2004 的2500.3 万人增加到2012 年的4267.2 万人，建筑业总产值从2004 年的29021.45 亿元逐步增加到2012 年的137217.86 亿元。国内生产总值中建筑业的比重不断升高，从2004 年的5.43%逐步增加到2012 年6.84%[1]。可见，随着国民经济持续稳定的增长，建筑业已经发展为国民经济的重要支柱产业。

然而，建设工程的劳动密集和投资大等特点，导致建设工程安全事故所造成的人员伤亡和财产损失较为严重，每年有上千人在事故中死亡，因事故造成的直接经济损失逾百亿。我国的建筑业安全事故状况仅次于危险化学品和矿山行业，严重制约了建筑业的可持续发展。本文采用直方图、趋势图、圆形结构图和事故分析表等方法对2004-2012 年我国建筑施工事故的事故类型、发生趋势、死亡人数及发生次数等进行统计分析，旨在从中了解建筑施工事故的发生规律及趋势，提出建筑施工安全管理的对策措施，减少建筑施工事故的发生。

VR建筑安全体验：

VR建筑安全体验馆主要是技术工程师们（四度科技）利用3Dmax建立了与实体体验馆1:1的效果模型，通过软件处理，结合VR眼镜实现了动态漫游及VR交互。让体验者有更加逼真的感受：可以直接感受、体验电击、高空坠落、洞口坠落、脚手架倾倒及隧道逃生等多个项目虚拟效果。

体验者戴上VR眼镜后，如同看3D-IMAX电影一样，仿佛身临其境，整个建筑安全作业、工程形象逼真地展示在眼前，似乎触手可及：体验者可以在虚拟的建筑工程中随意“进出”、“攀爬”，可以逼真地感受日夜交替下的工程风景，也可以清晰明了地查看工程结构的每一个部件、切实感受工程施工中的危险。

VR建筑安全体验馆更具有优势：

项目现场

1. 虚拟体验区比实体体验区能够展现更多的体验场景，比如很难搭建的场景、危险性很高的场景等，同时，VR 场景更加真实完整，体验感更强，安全教育 效果更明显。

2. 可以将当前实际项目进行虚拟，在当前项目中的某个位置进行安全模拟，让人员直接在虚拟的本项目中进行安全体验，教育体验效果更直接。

3. 新型的科技体验激发了工人参加安全教育的兴趣，工人对安全事故的感性认识也会增强。

4. 虚拟场景建设不再受场地限制，可最大程度模拟真实场景下的安全事故；

5. 体验者进入虚拟环境可对细部节点、优秀做法进行学习，获取相关数据信息， 同时还可进一步优化方案、提高质量；

6.虚拟环境中的质量模型样板由软件绘制，有效避免了由于工人技能差别带来样板标准化的差异;同时可以避免材料和人工的浪费，符合绿色施工的理念。

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