依靠3D模型來設(shè)計(jì)產(chǎn)品在制造行業(yè)中已經(jīng)變得非常普遍。然而一旦涉及到工藝流程設(shè)計(jì)，事情就更加復(fù)雜。在制造生產(chǎn)流程中，VR使可視化或模擬裝配過程、維護(hù)方案和質(zhì)量控制成為可能，為制造業(yè)帶來了許多益處。

現(xiàn)在就讓我們看一下VR如何通過4種場(chǎng)景來改變制造工廠，并幫助工程師優(yōu)化裝配線的設(shè)計(jì)

1. 通過在VR中可視化產(chǎn)品來改善生產(chǎn)流程

2. 通過VR仿真和3D點(diǎn)云建立或重組生產(chǎn)線

3. 通過人體追蹤和VR仿真優(yōu)化工作站人機(jī)工程學(xué)

4. 通過VR協(xié)作讓二級(jí)工廠參與流程定義

1.通過在VR中可視化產(chǎn)品來改善生產(chǎn)流程
如何規(guī)劃一條以最低的成本實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)率，同時(shí)具備高質(zhì)量水平的生產(chǎn)線？ — 這是制造工程師在每面對(duì)許許多多挑戰(zhàn)后一直提出的問題。

? 符合現(xiàn)行法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
? 優(yōu)化產(chǎn)品制造流程
? 改善人機(jī)界面
? 避免返工/遵守質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

工藝工程師的投入之一是產(chǎn)品本身。產(chǎn)品是否容易組裝？不同零部件的可安裝性如何？

令人頭痛的是，這些問題通常在開發(fā)過程的一個(gè)較晚階段（通常是在物理原型開始可用時(shí)）才被回答 — 想必大家都已經(jīng)見過需要拆掉車門才能將車座放進(jìn)去的汽車了。

VR技術(shù)可幫助檢查項(xiàng)目在每個(gè)階段的可制造性，以避免此類情況發(fā)生。產(chǎn)品一旦開始在CAD軟件上進(jìn)行設(shè)計(jì)，就能確保其制造生產(chǎn)。借助TechViz的“虛擬裝配”功能，可以交互地移動(dòng)CAD模型的任何零部件，查看碰撞并記錄路徑，以便之后重新加載并進(jìn)一步研究。考慮到零部件之間的機(jī)械約束（軸向樞軸，線性平移...），用戶可以驗(yàn)證安裝和卸載任務(wù)。

2.通過VR仿真和3D點(diǎn)云設(shè)置或重組生產(chǎn)線
影響設(shè)置生產(chǎn)線任務(wù)的關(guān)鍵因素之一取決于其是否基于新方法 — 與生產(chǎn)線同時(shí)建造新設(shè)施，還是將其嵌入現(xiàn)有工廠中。

兩種情況都有其自身的挑戰(zhàn)，能夠在項(xiàng)目的每個(gè)階段在其環(huán)境中可視化未來生產(chǎn)線絕對(duì)是一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。VR仿真是您進(jìn)行決策、解決問題的不二之選。通過將更改應(yīng)用在流程上，它可以顯示可以期望的性能更改。在制造環(huán)節(jié)中使用VR，您可在沉浸式環(huán)境中測(cè)試幾種方案的可行性和實(shí)際性能，節(jié)省時(shí)間和成本。

由于當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新建筑是使用BIM模型，公司可依靠其“按設(shè)計(jì)視圖”的3D數(shù)據(jù)。但是如果您依靠的是現(xiàn)有設(shè)施，則可能沒有其3D模型。解決這一問題的其中一種方法是使用激光掃描技術(shù)或攝影測(cè)量法來獲取建筑物的點(diǎn)云。

TechViz已經(jīng)幫助他們的某客戶（一級(jí)汽車制造商）建立了新車型的生產(chǎn)線。通常在該行業(yè)中，要組裝模型的工廠已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)了一段時(shí)間，并且沒有數(shù)字樣機(jī)。得益于TechViz的 “融合” 功能，無論在投入使用還是在操作過程中，都可以檢查新設(shè)備是否對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾。為了獲得此結(jié)果，對(duì)工廠建筑物進(jìn)行了掃描，并將點(diǎn)云圖像掃描到Leica Cyclone上，然后覆蓋了基于Siemens PLM工具設(shè)計(jì)的新設(shè)備的CAD模型。

3.通過人體追蹤和VR仿真優(yōu)化工作站人機(jī)工程學(xué)
從人機(jī)工程學(xué)的角度來看，VR的另一個(gè)制造應(yīng)用正在迅速發(fā)展 —制造業(yè)工作站的設(shè)計(jì)。

即使使用3D模型，也很難計(jì)劃人們?nèi)绾我苿?dòng)以及人機(jī)如何交互。CAD軟件可以生成人體模型，并且可以使它們隨著點(diǎn)擊而移動(dòng)。通過追蹤緊身衣的運(yùn)動(dòng)，您可得到更加逼真的模擬。然而，在CAD模型中可視化動(dòng)作可能仍然不足以設(shè)想工作場(chǎng)所布局。

這就是VR仿真的用武之地。在現(xiàn)實(shí)條件下也可測(cè)試運(yùn)動(dòng)軌跡。

以下是TechViz軟件如何幫助客戶重新設(shè)計(jì)工作區(qū)的示例。您知道“生產(chǎn)停線” 標(biāo)準(zhǔn)嗎？當(dāng)員工注意到組裝產(chǎn)品的缺陷時(shí)有責(zé)任拉扯一根繩子，該繩子會(huì)在問題解決之前停止生產(chǎn)線。

客戶注意到，“生產(chǎn)停線”的線在他們的裝配線上的位置不理想。工人無法很好地抓住它，從而導(dǎo)致檢測(cè)到的質(zhì)檢事件的延遲。TechViz使用了人體追蹤服和軟件，記錄工人在CAD模型中的真實(shí)動(dòng)作。還通過TechViz軟件記錄并更新了頭部的動(dòng)作和視角。

在這種特殊情況下，客戶可以根據(jù)生產(chǎn)線上發(fā)生的事件的不同場(chǎng)景運(yùn)行多個(gè)VR仿真。簡(jiǎn)而言之，無論是從員工的人機(jī)工程學(xué)還是從質(zhì)量控制效率上來講，VR可以幫助客戶設(shè)計(jì)出更好的工作站。

4.借助VR協(xié)同參與二級(jí)工廠的流程定義
跨多個(gè)工廠的項(xiàng)目越來越普遍，并且已逐漸規(guī)范化。根據(jù)麥肯錫全球研究所的報(bào)告，到2030年，從事跨國(guó)項(xiàng)目的人數(shù)將達(dá)到35億。項(xiàng)目規(guī)劃是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵因素。但是，生產(chǎn)設(shè)施和辦事處遍及全球的跨國(guó)公司如何能在同一個(gè)項(xiàng)目上有效地開展工作？

建立生產(chǎn)流程意味著許多挑戰(zhàn)：沒有相同布局和約束的生產(chǎn)設(shè)施（例：新建工廠與現(xiàn)有工廠）、勞動(dòng)力的身體特征多樣化（例：美國(guó)工人與中國(guó)工人） 以及針對(duì)使用的不同制造技術(shù)（例：激光焊接與傳統(tǒng)焊接）。

傳統(tǒng)方式來講，是通過定義一個(gè)工廠（通常稱為母工廠）的制造流程來解決這些問題。一旦在該工廠產(chǎn)能提升，流程穩(wěn)定，就可以將其應(yīng)用于二級(jí)工廠。

許多研究表明上市時(shí)間是項(xiàng)目獲利的關(guān)鍵，越來越多的壓力要求所有工廠盡可能同時(shí)啟動(dòng)。VR協(xié)同是使之成為可能的工具之一。通過VR協(xié)同，多個(gè)用戶可以從不同的位置和不同的VR顯示系統(tǒng)（HMD，3D顯示屏，沉浸式 “CAVE” …）瀏覽同一3D模型。因此，二級(jí)工廠可以更早地參與從設(shè)計(jì)到制造的過程，進(jìn)行解釋并從字面上顯示其特定的約束集。即使仍然需要改編，但改編的規(guī)模通常更小且更容易實(shí)現(xiàn)。

簡(jiǎn)而言之，VR協(xié)同對(duì)制造業(yè)的益處：

?? 改善與利益相關(guān)者的溝通
?? 減少產(chǎn)品發(fā)布之間的延遲
?? 加速產(chǎn)能提升