虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)，簡稱VR，是20世紀(jì)80年代新崛起的一種綜合集成技術(shù)，涉及計算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等。它由計算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境——虛擬環(huán)境，可以逼真地模擬現(xiàn)實世界（甚至是不存在的）的事物和環(huán)境，人投入到這種環(huán)境中，立即有“親臨其境”的感覺，并可親自操作，自然地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互。

    提到三維的虛擬仿真技術(shù)，人們可能會想到阿凡達(dá)等3D大片，其實在制造業(yè)，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)生根開花。尤其是對于未來的智能工廠而言，虛擬仿真技術(shù)將成為企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程的利器。未來企業(yè)通過構(gòu)建三維數(shù)字化的工廠，能夠?qū)镜恼w的設(shè)計、制造鏈條進(jìn)行可視化，精細(xì)化管理，徹底打開制造過程管理的盲區(qū)。

　　讓制造身臨其境

　　隨著信息物理融合系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)字化工具嵌入到產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施以及服務(wù)的整個價值鏈，給制造業(yè)帶來了巨大的變化。未來的工廠將能夠把生產(chǎn)、供應(yīng)鏈以及單個客戶的偏好實時地融合起來。 　　

　　汽車行業(yè)一直站在制造業(yè)的高端，其工廠也越來越智能化。作為離散工業(yè)代表，汽車行業(yè)也在不斷應(yīng)用著最先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)在汽車行業(yè)應(yīng)用得非常深入，尤其是在高度自動化的生產(chǎn)線領(lǐng)域。

　　讓流程了如指掌

　　當(dāng)今的工廠正面臨著來自生產(chǎn)操作方面越來越大的挑戰(zhàn)，工廠自身狀態(tài)和內(nèi)外部環(huán)境的不斷變化，正嚴(yán)重威脅著生產(chǎn)操作的安全性和企業(yè)的盈利能力。一些不能控制的意外事故通常造成“開車”的延遲，產(chǎn)品的無謂浪費(fèi)，嚴(yán)重的設(shè)備損壞，甚至造成災(zāi)難性的后果。

　　對于流程工業(yè)（也稱過程工業(yè)）而言，由于生產(chǎn)規(guī)模大、投資額度高、生產(chǎn)制造具有連續(xù)性，工廠一旦“開車”即面臨非常高的生產(chǎn)安全風(fēng)險，環(huán)境污染壓力越來越大等，因此，流程工業(yè)企業(yè)更需要實現(xiàn)透明化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率，降低碳排放。 通過最小化停機(jī)時間和最大化設(shè)備利用率提高盈利能力。

　　中國的過程工業(yè)面臨著縮短上市時間、促進(jìn)數(shù)字化生產(chǎn)、實現(xiàn)透明化生產(chǎn)與改善自身效率等諸多領(lǐng)域的問題與壓力。 大多數(shù)企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)就是如何提升生產(chǎn)力、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)靈活性。中國的生產(chǎn)企業(yè)正在尋求諸如數(shù)字化工廠和集成解決方案等此類方法與方案。相關(guān)市場的明確需求就是需要縮短產(chǎn)品上市周期和實現(xiàn)透明化生產(chǎn)。

　　對于實現(xiàn)透明化生產(chǎn)，目前，借助于虛擬仿真技術(shù)，流程工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以以三維方式呈現(xiàn)在電腦屏幕，便于工人培訓(xùn)。一旦工人熟練掌握工藝流程對設(shè)備的誤操作率就會降低，進(jìn)而提高了設(shè)備利用率和安全生產(chǎn)系數(shù)，這對流程工業(yè)而言是至關(guān)重要的。在工廠正式“開車”前和“開車”后，企業(yè)員工通過計算機(jī)上的高保真模擬器，可以積累工藝經(jīng)驗和故障診斷經(jīng)驗，提高處理緊急狀況或異常工況的能力，進(jìn)而提高工廠的安全性，延長工廠設(shè)備的實際投產(chǎn)時間。這種虛擬仿真技術(shù)能夠讓操作員身臨其境地在工廠里工作，隨著越來越多的操作員對工藝過程有著更加深入的了解，操作員的知識水平和技術(shù)水平也隨之提高，企業(yè)可以縮短“開車”、“停車”時間，甚至提早“開車”，并減少“開車”實際需要的時間。

　　當(dāng)然，培訓(xùn)僅僅是虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用效果的一部分，在實際生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)中同樣能產(chǎn)生效益。虛擬仿真技術(shù)可以讓高度復(fù)雜的過程工廠通過三維方式非常逼真地顯示出來的同時，工廠數(shù)據(jù)也可實時更新，這樣不僅可以有助于于工程設(shè)計和監(jiān)控，還可以有助于運(yùn)行。服務(wù)和維護(hù)工作也可以更高效地計劃、模擬和執(zhí)行。一些應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)的工業(yè)軟件既可以用于對操作人員進(jìn)行沉浸式培訓(xùn)，又可以作為交付工具完成與第三方應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行實時協(xié)作。其最大的優(yōu)勢在于能夠以較低的成本和人工費(fèi)用，提供工廠文檔的實時更新，并保證生命周期各階段內(nèi)的完全透明。

　　還有一些應(yīng)用了虛擬仿真技術(shù)的工業(yè)軟件其實質(zhì)是一個基于嚴(yán)格計算的全面而成熟的動態(tài)過程模擬系統(tǒng)，并運(yùn)用了基于機(jī)理的技術(shù)和嚴(yán)格的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，可提供準(zhǔn)確而可靠的計算結(jié)果，可用于解決從工程研究到操作員培訓(xùn)系統(tǒng)等工作中所遇到的最為棘手的動態(tài)模擬問題。用戶通過這些軟件可以進(jìn)行工藝設(shè)計、安全分析、控制策略選擇、工廠控制系統(tǒng)校驗、操作員培訓(xùn)、工廠改進(jìn)等一系列工作。