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虚拟现实／增强现实技术支撑航空智能制造转型
2017月5月5日，国产大飞机C919成功首飞。接线是飞机总装中的一个劳动密集型过程，C919机身中有700多线束，固定线束零件3000多种，零件总数超过15,0000个。
二、虚拟现实技术与航空智能制造
1.虚拟显示技术伴随航空数字化－智能化之路
近两年不断涌现的应用和炒作，使大家对虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术已经不再陌生。互联网上甚至称2016年为虚拟现实元年，其实VR和AR技术在航空中的应用已经分别超过35和45年，伴随航空工业由数字化一路走向智能化。VR方面——1982年，业界所成的“VR祖父”为美国空军开发了虚拟耦合空中系统模拟器；2007年，洛克希德·马丁收购好莱坞合作商3DSolve公司（创始人与詹姆斯·卡梅隆等有过合作）开启动作捕捉新天地；2016年，诺斯罗普·格鲁门联合CAE开发了终极VR训练器。AR方面——1972年，法国试飞员开发并测试了军转民用的平视显示器；1990年，波音在777飞机的数字化研制中创造了“增强现实”一词（没错，AR这个英文词来自航空工业）；2015年，空客与微软达成HoloLens合作协议，在其正式发售前进行各项应用研究，同时空客旗下Testia公司开始在全球范围内销售其开发的增强现实质量检测系统。
2.虚拟现实技术的三大应用领域
虚拟现实技术在航空工业中主要用于虚拟／增强工程、虚拟／增强建造和虚拟／增强服务这三大领域。波音、空客、洛克希德·马丁和诺斯罗普·格鲁门等航空制造业巨头都拥有不止一个VR实验室，并且积极实验和实践AR技术，VR和AR技术给他们带来巨大好处。比如，洛克希德·马丁首先将VR技术用于F-22和F-35项目，仅沉浸式工程就为F-35项目节省超1亿美元，投资回报率达15倍，在太空项目生产上每年节省1000万美元。
（1）虚拟／增强工程
虚拟／增强工程在设计阶段早期，利用数字样机将海量数据可视化，以更直观的方式，提升对复杂系统的理解，实施诸如可入/可达/可见性仿真和活动组件的直接评价，确保得到最佳的产品设计。还可包括：数据审查，产品可行性研究，操作性与功能性分析，面向维修性的设计，用户参与的设计，快速便捷的构型管理等。虚拟／增强工程对于基于模型的系统工程（MBSE）的意义是，它增强了多学科的沟通，提早发现和消灭问题。对于设计人员，支撑想法的可视化与交流；对于工程人员，支撑对问题的分析、理解与优化；对于市场/销售人员，支撑可视化以向用户推销和售卖；对于管理人员，支撑对风险和成本的快速掌握和降低决策。
（2）虚拟／增强建造
虚拟／增强建造在物理样机成形前后，分别确认和培训装配工艺，包括工人操作安全性控制、机械手/人机工程操作定义与确认、装配仿真/运动学确认等，提升制造成熟度。还可包括：装配单元人机工程、建造操作识别、手部间隙审查与确认，工装可入性审查、确认与培训，数字样机零件审查，虚拟操作培训与零培训操作，虚实对比质量检查等。虚拟／增强建造对于MBSE的意义是，通过虚实结合，即虚拟优化、确认和培训以及虚实结合的培训、操作和检查，提升生产制造的质效。
（3）虚拟／增强服务
虚拟／增强服务在早期虚拟确认并培训拆解、维修和组装程序，实时指导维修，节省可观的维修成本。还可包括：工具可入性审查、确认与培训，维修、修理与大修（MRO）操作可行性分析，虚拟操作培训与零培训操作，以及基于数字线索的维修等。由于过程类似，虚拟／增强服务对于MBSE的意义也是一样的，即虚实结合提升质效。
三、结束语
需要指出的是，VR/AR技术不仅仅是一个眼镜或者屏幕，其背后是由一个强大的计算与通信系统以及数字线索支撑的。比如AR应用一般包括背景认知、数据集成和数据通信三个组成部分以及基于降阶模型的数字化作业指导书；具备沉浸、交互和集成特征的“穴式自动虚拟环境”（CAVE）背后是强大的高性能计算和显示能力。虽然看起来很复杂，但是由于航空工业在实施MBSE的进程中不断积累和取得进步，VR/AR技术的应用在诸多环节上，比机器人和其它自动化技术的应用要节省不少人力物力和财力，具有很高的性价比。
全球正在经历智能制造转型，提升人的感知、分析、决策、执行能力成为航空工业的重中之重。基于VR/AR的智能人工增强系统由数字线索支撑，提升对复杂系统和过程的理解和洞察，充分发挥人类智慧创新，确保任务高效无误执行。通过虚拟现实技术，能够得到更好、更贴近用户需求的设计，更合理、更精益的生产工艺规划，更省时、更便捷的人工培训，更高效、更高质量的人工操作，极高的投资回报率和极低的错误率。人是智能制造系统的有机组成部分和智能制造转型之路的核心资产，VR/AR技术也将是未来航空制造业提质增效的一个必然选择，作为核心技术支撑航空智能制造转型。
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