1研究背景及意义

1.1研究背景

制造业作为国家经济发展的主要支柱，其重要性在竞争日渐剧烈的国际舞台上越来越突出。因此实现制造业的高质量发展转型至关重要。随着制造业工业化、信息化的热潮席卷全球，世界各国纷纷出台促进制造业升级的国家战略。2013年德国正式推出以物联网和信息物理系统为基础的“工业4.0”战略，致力于提高制造业的智能化水平。2015年，中国发布了《中国制造2025》战略和《国家智能制造标准体系建设指南》，旨在实现中国制造业的数字化和智能化。而数字化车间作为智能制造和智能工厂的核心基础单元，对制造车间的数字化研究得到了各国研究人员的重视。

数字化制造车间是智能硬件设备与信息网络的高度结合，其结合利用数控机床、智能设备、自动化技术、自动识别技术等来实现硬件设备的智能控制和运作，最大程度上地减少人力。同时运用网络信息技术来实现产品的相关数据采集、相关数据智能分析、信息传递等，从而提高制造车间的生产效率与智能化。近年来，随着制造业的高质量、多样化发展，给数字化制造车间的建设带来了严峻的挑战：需加工的产品、零件日益复杂，需要对难加工的零件进行生产流程规划和制造仿真；在制造业中个性化定制的日渐流行，从而对产品设计方案进行仿真分析很有必要；产品更新迭代速度加快，因此快速地更新产品流程规划、相关设备布局规划对制造车间的生产效率至关重要。车间布局是制造企业快速响应市场和产品竞争力的重要影响因素之一，是实现制造业数字化的首要任务。

1.2研究意义

虚拟现实（VR）是指运用计算机技术来生成一种与一定范围真实环境在视、听、触感等方面近似的数字化环境，能达到如临其境的效果。而且能够突破实际环境中时间、空间以及其它相关条件的限制，仿真现实环境中可行性较低的制造流程。将虚拟现实技术（VR）应有到数字化车间的布局规划与仿真中，主要能达到如下三个目的：

1. 对产品的加工流程进行虚拟现实仿真，相比传统的3D动画流程演示，前者的沉浸感更强，并且能进行人机交互，能够帮助工作人员更好地掌握产品的加工制造流程，提高工作效率；

2. 随着制造业中的个性化定制日渐流行，相关产品、零件的制造流程也越复杂，可以利用虚拟现实仿真来对其进行虚拟制造，仿真其制造效果后再进行实际生产，可减少生产制造成本。

3. 产品更新迭代速度加快，虚拟现实仿真可以模拟更新产品流程规划、相关设备布局规划，能够提高制造车间的生产效率。

1.3虚拟现实技术研究现状