近年來(lái)，航天二院203所在維修保障領(lǐng)域深耕細(xì)作，不斷發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練和虛擬仿真輔助維修技術(shù)，形成一支專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)，并積累了較為豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，承攬了多個(gè)該領(lǐng)域項(xiàng)目，推進(jìn)了企業(yè)數(shù)字化、智能化建設(shè)，促進(jìn)了虛擬仿真賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，研發(fā)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)
虛擬仿真訓(xùn)練技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬出一個(gè)逼真的虛擬訓(xùn)練環(huán)境，讓使用者能在其中進(jìn)行包括產(chǎn)品認(rèn)知和模擬實(shí)操的多種訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)等多種前沿技術(shù)，具有高度仿真、安全可控、靈活高效和成本低廉的特點(diǎn)。借助這種虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠解決實(shí)物產(chǎn)品培訓(xùn)存在的成本高、風(fēng)險(xiǎn)高、受使用條件限制等諸多問(wèn)題，并能夠更好地展示實(shí)際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能性能、工作原理、使用方法、維修方法等，方便用戶(hù)學(xué)習(xí)使用。
十余年來(lái)，203所堅(jiān)持發(fā)展運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，不斷推陳出新各類(lèi)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。從原來(lái)的二維虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，到現(xiàn)在以三維為主的虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)和半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，提升了仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的效能，并應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、培訓(xùn)和訓(xùn)練中，產(chǎn)品滿(mǎn)意度大幅提升。
不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能提升
203所不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，將模型進(jìn)行輕量化處理，數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，更好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互和運(yùn)行；在保留必要細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，降低計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)，運(yùn)行更為流暢，提高用戶(hù)體驗(yàn)；引入了人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化訓(xùn)練，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的訓(xùn)練需求。
此外，在建立數(shù)字樣機(jī)的過(guò)程中，203所運(yùn)用高真實(shí)感數(shù)字樣機(jī)建模技術(shù)，還原實(shí)際產(chǎn)品，按照實(shí)際要求進(jìn)行仿真。模擬產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、布局、尺寸，包括材質(zhì)、紋理、噴漆等細(xì)節(jié)，甚至是使用痕跡，都清晰可見(jiàn)，盡最大可能將產(chǎn)品在虛擬世界復(fù)現(xiàn)出來(lái)。“我們將實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)的越貼切、越真實(shí)，用戶(hù)使用起來(lái)就會(huì)越親切、越熟練。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人小申介紹道。
拓寬技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，研發(fā)虛擬維修系統(tǒng)
203所不斷拓寬技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，研發(fā)了混合現(xiàn)實(shí)輔助維修頭顯產(chǎn)品。能夠自動(dòng)識(shí)別維修對(duì)象的自然特征，清晰地告訴用戶(hù)各部組件名稱(chēng)，并將維修對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程預(yù)定在軟件程序中，一步步引導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行操作，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷操作步驟的正確性。提供手柄交互、手勢(shì)交互和語(yǔ)音交互等多種交互方式，使用戶(hù)快速上手，進(jìn)行產(chǎn)品維修，解決實(shí)際問(wèn)題。
技術(shù)人員進(jìn)行VR操作的場(chǎng)景
203所還研制了半實(shí)物虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，將實(shí)物產(chǎn)品的外殼進(jìn)行剖切，直觀展示產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)并可與軟件交互。如在軟件中里點(diǎn)擊該部件，實(shí)物產(chǎn)品的部件就會(huì)提供聲音和燈光反饋，這樣交互配合，促使用戶(hù)更快、更扎實(shí)地學(xué)習(xí)。
203所研發(fā)的虛擬維修系統(tǒng)，通過(guò)模擬產(chǎn)品使用過(guò)程，培訓(xùn)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行使用操作和維護(hù)維修，使用戶(hù)在虛擬環(huán)境看到模擬的實(shí)際工作場(chǎng)景，身臨其境，取得了良好的培訓(xùn)效果。虛擬仿真更接近于實(shí)際場(chǎng)景，實(shí)物功能，實(shí)際的操作方式，幫助用戶(hù)更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。
今后，203所將不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)虛擬仿真訓(xùn)練技術(shù)與人工智能、分布式協(xié)同等技術(shù)融合，加快產(chǎn)品的迭代更新，推動(dòng)產(chǎn)品的研制，促進(jìn)虛擬仿真賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（文/吳巍、申振陽(yáng)）
