虚拟现实技术对我国装备制造发展研究.pdf

总第2 2 9 期2023年第7 期技术创新摘要：现代技术的不断发展对我国装备制造业来说有着举足轻重的影响，一些高新技术可以保证我国制造业达到一种先进水平。用一些创新思维，把虚拟现实技术与我国装备制造业发展进行融合，把虚拟现实技术的应用理念和应用场景进行改造，对推动我国装备制造业的发展贡献一些新的方法。关键词：虚拟现实；装备制造业；高新技术中图分类号：F4261基本概念1.1 虚拟现实技术(VR)虚拟现实技术涵盖了多种学科，有计算机应用技术、仿真技术等，利用三维立体技术、多媒体技术和显示技术的结合应用，模仿人们日常生活中的各种场景，给人以身临其境的感觉。1.2装备制造业装备制造业是工业生产与制造的核心部分，是为我国各制造业部门（政治、经济等)提供装备，可以说装备制造业是我国综合实力的重要基石2 。对此，我国对各种工业场地使用的装备进行编号,其目的之一是为了辨识，另一个目的是装备制造的等级优先分级。装备制造业是资本密集、技术密集、劳动密集的重工业制造行业，制造装备的目的更多地是为了制造更多的装备,反而在人们的日常生活中用处不是很大。2我国装备制造业取得的成就近10 年来，我国装备工业增加值年均增长8.2%，装备工业的数量和利润也在不断地增加。1)工业母机取得巨大突破。工业母机是机器制造业的生产品之一,是高档数控机床与基础制造装备的技术总抓手，通过技术攻关，我国对工业母机产业的自主研发能力和水平明显提升3。2)新能源汽车产业再创辉煌。新能源汽车一直都有“绿色”“节约”的美誉，当前我国对新能源汽车产业加大投入力度，促进全球汽车产业转型，向着绿色和高质量的方向发展。提高新能源汽车产业的认同程度，是我国落实“双碳”目标的重要之举，对产业新体系电池、车规级芯片、车用操作系统等关键技术攻关和产业化。截至目前，我国新能源汽车推广数量从2012年底的2 万辆攀升至12 2 7 万辆，产销量连续7年位居全球第一。我国在装备制造领域取得的成就远不止于此，在我国对产业制造业的结构持续优化，“大国重器”亮点纷呈。我们在实现第一个百年奋斗目标的同时对于技收稿日期：2 0 2 3-0 3-0 7作者简介：袁洋（19 8 4一）,女，湖北荆门人，博士，毕业于江西财经大学，讲师，研究方向为区域经济文化、数字经济、跨文化比较。现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization虚拟现实技术对我国装备制造发展研究袁洋（华东交通大学，江西南昌330 0 13）文献标识码：A术攻坚阶段也有重要突破性的成就，比如C919大型客机试飞、“龙”探海、天宫问月等巨大成就都离不开我国的制造业的蓬勃发展。3当前我国装备制造业现状当前，我国经济由高速发展转向高质量发展阶段，这就意味着我国以传统工业为代表的制造业正不断减少生产制造和改型，以战略性新兴产业和高新技术产业为代表的新型技术体系正取代之前的旧动能，所以我国装备制造业正处于一个转型的过程中，也面临着重大挑战5。当前我国装备制造业的现状即大而不强的问题也十分突出，主要原因如下：1)我国自主创新意识不高。对于装备制造行业缺乏的是新技术、新人才和新理念，我国缺乏对核心装备生产更多的科研人才，比如VR技术与我国军工业装备的融合、产业卫星链应用、自主研究芯片等，这些问题依然被发达国家卡着脖子。2)装备制造效率不高。据数据显示,2 0 11年，中国制造业的增加值仅为2 1.5%，而世界发达国家的增加值往往超过35%，其中对于装备的制造占比之小，这对我国的国防质量体系的形成是一个不利条件,装备制造的主要影响因素是技术攻坚难的问题。3)我国产业结构不合理。我国大多数生产制造业仍旧是资源密集型和劳动密集型企业，这依然处于传统的制造业模式中,对我国先进技术的发展是不利的态势6 。不过当前我国高度重视高新技术产业发展和国防科技能力的提升，我国正抓紧实施科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略，对于需要制造高新技术装备的产业结构需要添加更大的动力。4虚拟现实对我国制造业发展的作用4.1虚拟现实技术的作用虚拟现实技术是一项新兴信息技术，在装备制造业领域的发展空间巨大。装备制造业离不开高新技术的支撑，更离不开高新技术与产业装备的深度融合。虚拟现实技术的主要作用有提高制造企业的工具利Total 229No.7,2023D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.07.036文章编号：2 0 9 5-0 7 48(2 0 2 3)0 7-0 10 3-0 3现代工业经济和信息化第13卷用水平、改进装备生产的技术结构等7。此外,对于我国要实现一个制造业强国来说，用虚拟现实技术可以推进我国装备制造业不断升级，对装备的设计、研发、管理和销售等流水线工作。此外，随着5G技术的发展，5G和虚拟现实技术在卫星导航、兵器制造、材料等方面发挥巨大作用。4.2虚拟现实技术在装备领域的应用场景虚拟现实技术在我国装备制造业中应用十分广泛且大有用处，虚拟现实技术可以为武器装备提供立体面貌和实际体验效果，不论是装备的制造还是实战效果都可以通过VR来模拟,可见虚拟现实技术在装备制造和应用方面对我国成为制造业强国提供新的技术支持。4.2.1在航空航天装备方面的应用虚拟现实装备与我国航空航天装备要紧密结合。一方面，通过VR视觉让宇航员适应太空环境，太空和地球表面的环境并不相同，通过虚拟现实技术让宇航员在地面就可以模拟失重的场景，让宇航员在时刻关注着在失重条件下自已身体的变化，让宇航员在模拟太空环境的时候更加熟练地掌握技术装备。在宇航员日常训练的过程中利用VR设备可以更加准确地让宇航员找到准确的方向，更加真实地模拟太空环境，这有助于我国在航空航天方面装备的制造更有针对性和目的性,可以利用其他高新技术制造更为先进的航天装备。不仅如此,通过虚拟现实技术还可以在宇航员的训练中将地面与空间站建立信息交流的桥梁，通过VR技术来操控机械臂，让宇航员通过VR设备与模拟触摸动作界面来测试，来远程操作机械臂和航天器,并且优化航天器的人体工程学设计。此外，虚拟现实技术对航天器材料的制作帮助也很大，选择材料、检测材料质量、将材料应用等一系列流程都可以采用虚拟现实技术，在对我国航天装备原有材料的背景下，可以通过虚拟现实技术的模拟挖掘一些新的材料并应用,在模拟中通过数据检测和实际评估材料的有效性和应用场景等复杂问题。4.2.2在军工装备方面的应用国防安全是我国人类社会发展与安全需要的产物，国防安全是其他一切建设的根本保障，是关乎国家和民族生死存亡的根本大计。近年来，我国大力发展国防事业,并引人了一些新的技术融人到我国军工业装备的生产研发当中。随着“十四五”期间武器装备数量和质量都有明显的增加和提高，军工装备产业的发展将迎来黄金时代，国防工业再度崛起。对于虚拟技术在军工设备的应用方面，虚拟现实技术可以将军工产业制作的作战装备在试用之前模拟出来，比如坦克、巡航导弹等军工装备都可以用虚拟设备在实际场地下还原，并检测军工装备的水平和建立信息评价机制。除此之外，虚拟现实技术让研发人员充分利用虚拟环境，模拟并设计武器系统和操作体系，从而使武器装备的性能指标更加接近实战要求。虚拟现实技术也可以利用3D建模对我国高新军工装备进行实时分析与评测,通过虚拟世界让科研工作者对装备各方面进行了解和有一些突破性的创新,将虚拟现实技术与其他科技技术深度结合应用到我国的军事发展方面,为我国国防事业做出更为辉煌的未来。除了军工设备方面，虚拟现实技术也可以应用在军事教学方面。对于专业化军人来说，虚拟现实技术模拟作战场地、选用作战装备，让中国军人利用虚拟设备更加熟练地练兵、打仗。对于公众来说，观众可以以第一主角、全景视野，极度逼真的场面，沉浸式体验壮观宏大的军事场面；还可以用虚拟技术通过向公众普及作战、防御、武器、历史、大国军事及国防的重要性，逐渐培养起公众对爱国主义教育和现代科学素质教育的认同。4.2.3在人工智能方面的应用随着数字经济成为未来发展的重要方式，人工智能技术的快速发展为人类节省了大量劳动力，同时对新技术产业工人提出了更高的要求，在装备制造方面，人工智能可以通过自已的思维系统来组织和实施生产工作，可见人工智能作为现代化装备制造的一部分必然要与高新技术进行融合，虚拟和现实结合、VR与人工智能的结合是未来技术发展的大势所趋。人工智能可以在VR的技术支持下优化自主学习体系、存储能力和感知能力，人工智能与虚拟现实技术的应用主要体现在以下三个方面：1)虚拟对象智能化。我们现在看到越来越多的虚拟人，在生产各类装备方面的产出效能远大于人类，这些虚拟人借助虚拟环境完成与现实中人类对话的可能,成为了未来技术发展的一种潮流和趋势。2)交互方式智能化。人工智能与虚拟现实技术的交互通过视觉、听觉、嗅觉等带给人类全新的体验。同时人工智能在虚拟技术的基础下通过自学习不断构建属于自己的神经网络,在与人类不断交互的同时对产业装备的生产工作不断创新和突破,取得更大的成就。3)生产智能化。人工智能与虚拟化技术为一些技术开发平台提供劳动方式上的改变，大大减少了工业装备生产的时间，同时也优化了产业结构和产业布局。在装备生产领域，人工智能与虚拟现实技术的交融大大增加了流水线下的任务量，对制造企业减少了不少成本开销。5虚拟现实技术与我国制造业预期成果就虚拟现实技术与我国装备制造业而言，其核心2023年第7 期是以现代化信息技术作为重要支撑，装备的制造离不开“匠心”,应用高新技术离不开巧夺天工的创新。对于虚拟现实技术与我国装备制造的深度融合成为未来的可持续发展的新模式,通过对虚拟现实技术与我国装备制造的应用分析，不断弥补我国在装备制造领域的短板,期待未来虚拟现实技术与我国装备制造的结合能带给国家一些伟大的成就。装备制造业信息化实现技术、产品与管理的深度融合，并彼此不可分割，将成为装备制造业转型与升级的重要途径。就虚拟现实技术与我国装备制造的预期成果可分为以下三点：1)技术融合。装备制造的高新技术与虚拟现实技术的融合，一方面是为了创新技术的要求，获取材料制造装备，通过算法学习找到装备制造的最优解。另一方面也是在原有的旧装备下的改造和利用，通过技术让旧设备回收利用，推动我国现有技术的持续发展。2)产业融合。装备生产行业以新技术为着眼点,将虚拟技术融人到装备生产行业，将虚拟设备渗透到装备类产品中,增加其技术含量，增加产出和减少功耗。3)管理融合。现代化装备制造可以用虚拟技术，从动态视角来统计数据、整合资源，管理装备在制造过程中的各个环节，推动装备制造业企业业务创新和管理升级。6结语虚拟现实技术在装备制造领域前景光明、优势巨Development of Virtual Reality Technology for Chinas Equipment Manufacturing(East China Jiaotong University,Nanchang Jiangxi 330013,China)Abstract:The continuous development of modern technology has a pivotal influence on Chinas equipment manufacturing industry,andsome high technology can ensure that Chinas manufacturing industry reaches an advanced level.With some innovative thinking,theintegration of virtual reality technology with the development of Chinas equipment manufacturing industry,the application concept of virtualreality technology and application scenarios for transformation,to promote the development of Chinas equipment manufacturing industry tocontribute to some new methods.Key words:virtual reality;equipment manufacturing industry;high-tech(上接第10 2 页）Research on Remote Leakage Closing Device of Coal Mine Underground Equipment Based on(Shaanxi Huadian Yuheng Coal Power Co.,Ltd.,Yulin Shaanxi 719000,China)Abstract:In the process of underground production in coal mines,most coal mining enterprises can only simulate the problem of powerleakage,and it is difficult to achieve line leakage experiments of explosion-proof switches,explosion-proof motors,dispatching winches andother equipment at ultra-long distances.Most of the power supply explosion-proof switch,explosion-proof motor,dispatching winch andother equipment can only carry out leakage test on themselves,and the safety and sensitivity of the circuit that adds leakage protectionsystem to explosion-proof switch,explosion-proof motor,dispatching winch and other equipment cannot make accurate judgment.It is verynecessary to use the research on remote leakage closing device for coal mine underground power supply to deal with leakage events underunderground equipment.Key words:Internet;remote control;leakage closing device;technical application;equipment袁?洋：虚拟现实技术对我国装备制造发展研究贡献一些新的方法。1杨茜.虚拟现实技术在工业设计中的应用现状与发展趋势J.中国高新技术企业，2 0 15(16)：48-49.2张晓霞.虚拟现实技术群在产品设计教学中的应用J.电子技术,2 0 2 2,51(3):2 2 4-2 2 5.3张楠.虚拟现实技术与工业设计互融的发展研究J.艺术科技，2016,29(12):4064迟莹博，张静谦.虚拟现实技术前景及应用J.中国建设信息，2014(22):35-37.5刘志浩，于秀艳.山东省装备制造业智能化水平测度及影响因素研究J.现代管理科学,2 0 2 1（6)：38-48.6陈秀英，刘胜.智能制造转型对产业结构升级影响的实证研究J.统计与决策,2 0 2 0,36(13):12 1-12 4.7李健旋.中国制造业智能化程度评价及其影响因素研究J.中国软科学,2 0 2 0(1):154-16 3.(编辑：白龙)Yuan YangInternet of ThingsXin Long105大，虚拟现实技术与装备的制造应用领域广泛，不论是在设计检验方面还是在远程协作方面都发挥着巨大作用。我国助力装备制造业朝着数字化、网络化、智能化的方向转型升级并发展，同时国家也越来越重视高新技术在工业装备制造业中的地位，将计算机技术、人工智能、虚拟现实技术和其他技术的紧密融合，在更多高新技术的融合下更好地塑造我国整体产业化结构和布局，在装备制造业发展上研发设计、生产制造、经营管理等各个方面突破瓶颈，利用虚拟技术看到现实技术的不足，对推动我国装备制造业的发展参考文献