近年来,航天二院203所在维修保障领域深耕细作,不断发展虚拟现实训练和虚拟仿真辅助维修技术,形成一支专业团队,并积累了较为丰富的研发经验,承揽了多个该领域项目,推进了企业数字化、智能化建设,促进了虚拟仿真赋能产业发展。
运用虚拟仿真技术,研发仿真培训系统
虚拟仿真训练技术是利用计算机技术模拟出一个逼真的虚拟训练环境,让使用者能在其中进行包括产品认知和模拟实操的多种训练和学习。结合了虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)等多种前沿技术,具有高度仿真、安全可控、灵活高效和成本低廉的特点。借助这种虚拟仿真培训系统能够解决实物产品培训存在的成本高、风险高、受使用条件限制等诸多问题,并能够更好地展示实际产品结构、功能性能、工作原理、使用方法、维修方法等,方便用户学习使用。
十余年来,203所坚持发展运用虚拟仿真技术,不断推陈出新各类仿真培训系统。从原来的二维虚拟仿真训练系统,到现在以三维为主的虚拟仿真训练系统和半实物仿真训练系统,提升了仿真培训系统的效能,并应用在现场教学、培训和训练中,产品满意度大幅提升。
不断推进技术创新,实现产品性能提升
203所不断推进技术创新,将模型进行轻量化处理,数据进行结构化处理,更好地实现了数据的交互和运行;在保留必要细节的基础上,降低计算开销,运行更为流畅,提高用户体验;引入了人工智能技术,实现了个性化训练,满足不同用户的训练需求。
此外,在建立数字样机的过程中,203所运用高真实感数字样机建模技术,还原实际产品,按照实际要求进行仿真。模拟产品的结构、布局、尺寸,包括材质、纹理、喷漆等细节,甚至是使用痕迹,都清晰可见,尽最大可能将产品在虚拟世界复现出来。“XINGKONG SPORT将实际产品研发的越贴切、越真实,用户使用起来就会越亲切、越熟练。”项目负责人小申介绍道。
拓宽技术应用领域,研发虚拟维修系统
203所不断拓宽技术应用领域,研发了混合现实辅助维修头显产品。能够自动识别维修对象的自然特征,清晰地告诉用户各部组件名称,并将维修对象的标准操作规程预定在软件程序中,一步步引导用户进行操作,并实现自动判断操作步骤的正确性。提供手柄交互、手势交互和语音交互等多种交互方式,使用户快速上手,进行产品维修,解决实际问题。
技术人员进行VR操作的场景
203所还研制了半实物虚拟仿真训练系统,将实物产品的外壳进行剖切,直观展示产品内部结构并可与软件交互。如在软件中里点击该部件,实物产品的部件就会提供声音和灯光反馈,这样交互配合,促使用户更快、更扎实地学习。
203所研发的虚拟维修系统,通过模拟产品使用过程,培训用户对产品进行使用操作和维护维修,使用户在虚拟环境看到模拟的实际工作场景,身临其境,取得了良好的培训效果。虚拟仿真更接近于实际场景,实物功能,实际的操作方式,帮助用户更好地进行学习。
今后,203所将不断进行技术创新,加强虚拟仿真训练技术与人工智能、分布式协同等技术融合,加快产品的迭代更新,推动产品的研制,促进虚拟仿真赋能产业发展。(文/吴巍、申振阳)