摘 要

VR/AR是指虚拟现实技术和增强现实技术，它主要是通过计算机来进行模拟出虚拟环境，让用户沉浸其中。由于科技的飞速发展，VR/AR被广泛使用在各个领域中，它在应用教学中的作用也逐渐显露。虚拟现实技术在提高课堂效率，提升学生的创造力、主动性起到了很大的作用。同时也为实验教学的发展起到了推动的作用。

工业工程作为一门综合性的应用学科，具有很强的实践性。在生产运作管理方面需要深刻的理解和认知,通过虚拟现实技术，可以对其进行相应的设计与改善。

本文主要以某公司的制造系统生产线的线边超市物料摆放方案为工业工程应用教学案例，在传统的生产制造系统中，生产线布局设计的不规范和物流方案设计的不合理可能会导致企业资源的损失，增加了产品的生产制造成本。用虚拟现实技术来对生产线进行虚拟现实设计，对生产环境进行虚拟仿真研究，通过虚拟仿真采集数据信息来建立生产线布局和物料摆放方式，对其进行仿真模拟、数据分析，为线边超市建立模型库，对送料方式进行科学方案，完成工业工程实验教学研究教学。也对虚拟现实技术在金工实习和认知实习上的运用提出了相应的意见。VR/AR技术的教学应用研究，可以为学生创造一种沉浸式的学习环境，同时还为教育技术装备开发商提供理论依据和实践经验。

关键词：VR/AR 工业工程 实验教学 生产线

Application Research of VR/AR Technology in Industrial Engineering Experiment Teaching

Abstract

VR/AR refers to virtual reality technology and augmented reality technology. It mainly simulates a virtual environment through a computer to immerse users. Due to the rapid development of technology, VR/AR is widely used in various fields, and its role in application teaching has gradually emerged. Virtual reality technology has played a big role in improving classroom efficiency and enhancing students' creativity and initiative. At the same time, it also played a driving role in the development of experimental teaching.

Industrial engineering is a highly practical application as a comprehensive application discipline. In the management of production operations, it requires deep understanding and understanding. Through virtual reality technology, it can be designed and improved accordingly.

This paper mainly uses the line-side supermarket material placement scheme of a company's manufacturing system production line as an industrial engineering application teaching case. In the traditional production and manufacturing system, the irregularity of the production line layout design and the unreasonable design of the logistics plan may lead to enterprise resources. The loss increases the manufacturing cost of the product. Virtual reality technology is used to design the virtual reality of the production line, virtual simulation research on the production environment, data acquisition by virtual simulation to establish the layout of the production line and material placement, simulation and data analysis, and establishment of the line-side supermarket Model library, scientific plan for feeding mode, complete the teaching and research teaching of industrial engineering experiment. It also puts forward corresponding opinions on the application of virtual reality technology in metalworking practice and cognitive internship. The teaching application research of VR/AR technology can create an immersive learning environment for students, and also provide theoretical basis and practical experience for educational technology equipment developers.

Key words: VR/AR；Industrial engineering,；Experimental teaching,；Production line

目录

摘 要 II

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 国外研究现状 1

1.1.2 国内研究现状 1

1.2研究目的与意义 1

1.2.1 研究目的 1

1.2.2 研究意义 2

1.3 研究方法和研究内容 2

第二章 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）理论 4

2.1 虚拟现实技术 4

2.1.1 虚拟现实(VR)技术的定义及原理 4

2.1.2 虚拟现实(VR)技术的特点 4

2.1.3 发展历程 5

2.2 增强现实技术 5

2.2.1 增强现实(AR)技术的定义 5

2.2.2 发展历程 5

2.3 虚拟现实(VR)/增强现实(AR)的区别 6

2.4 VR/AR技术在教学中的应用评析 6

第三章 工业工程课堂教学特点分析 7

3.1 工业工程教学背景 7

3.2 工业工程教学的发展现状 7

3.3 工业工程教学研究中的特征 10

3.3.1 课程内容的特殊性 10

3.3.2 实验教学的必要性 10

3.4 本章小结 11

第四章 VR/AR在工业工程教学中的具体应用 12

4.1 在专业课程案例上的运用 12

4.1.1 企业应用案例一的研究分析 12

4.1.2 企业应用案例一的研究分析 16

4.1.3课堂效果评价 26

4.2 在实践课程上的运用 26

4.2.1在认知实习上的运用 26

4.2.2 在金工实习上的运用 26

4.2.3实现效果 27

第五章 结论与展望 28

参考文献 30

致谢 32

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 国外研究现状

VR技术诞生于美国，虚拟现实技术可以追溯到十九世纪四十年代，最开始的主要体现在飞行和航天技术的应用研究等方面。由于军费的不断削减，虚拟现实技术开始逐渐往民用生活方面转移，比如车辆驾驶模拟技术、体感游戏开发、建筑模型仿真等。美国在这块领域的研究中心主要放在了后台软件、设备硬件、应用界面、以及用户感知这四个方面。

日本的虚拟现实技术在世界上也是占有一席之地的，它的主要成绩体现在了对虚拟现实知识库的大规模建立，并且将虚拟现实技术的开发研究应用到了游戏中。

1.1.2 国内研究现状

目前来说，随着我国对虚拟现实技术的不断重视，虚拟现实技术得到了我国的大力支持，相对于其他一些发达国家差距还是依旧存在着的。我国的虚拟现实技术也开始在各个不同的领域中受到了极大的关注。在虚拟现实演示环境、虚拟环境的构建、人脸图像合成领域等方面飞速发展。国内的各个机构、研究院和部分高校，也已经着手于虚拟现实技术的研究工作中，使得虚拟现实技术在教学、工业等领域中取得了一定的突破。

网龙华渔教育作为一家教育公司，它把互联网 的概念与传统的教育模式相结合，将传统的教学模式转变为符合当今社会人才需求输出的现代教学模式，把全新的互联网技术与全球最全面的教育资源相结合，合力打造构建在线教育系统，将现代传统教育打造成一个智能化、开放性、多元素的生态圈，不断研发出专业软件、智能系统以及开放平台。

1.2研究目的与意义

1.2.1 研究目的

虚拟现实技术在制造业生产布局领域、工业生产设计等领域的开发设计与实践运用也是极为常见的。然而，针对虚拟现实技术研究已取得了一定的成果，将虚拟现实技术运用到课堂的教学中仍然存在着一定的不足。对虚拟现实技术在工业工程方面的教学研究首先从人才培养的角度上对其作用和地位、教学目的以及教学意义方面都进行了深入地分析。但是在实际操作方面，对教学内容的安排、教学过程的研究改革却是一块短板。将虚拟现实技术应用到工业工程教学上大部分还停留在理论方面，具体的教学环节设计、教学过程组成依旧不足，课程的知识理论体系衔接不够连贯，理论知识学习与实践应用教学连接不够紧密。相关的认知实习、金工实习以及工业工程具体应用案例分析可以与虚拟现实技术紧密的联系起来，同时也能通过这项技术对工业工程具体应用案例进行分析研究，以便于对实际案例进行深入的分析、优化与设计。并且为以后其他的实际应用案例打下基础，提高课堂教学质量，全方位培养综合性人才。

1.2.2 研究意义

虚拟现实技术已经成为了工业工程教学中不可缺少的一部分。将VR/AR与教学研究相结合，在理论方面,可以为学习者创造出一种体验和沉浸式的学习环境，让学习者全身心的投入学习中，减少外界干扰，对学习者的知识进行建构。虚拟现实技术通过传递接受、个别辅导、讨论、探索和自主学习等方式进行课堂教学和问题解决，用技术的手段来促进学习者的学习。也能打造出一种轻松愉快的氛围，能更好的发挥学习者的创造力、主动性，激发他们对学习的渴望，开拓他们的思维。开发虚拟现实技术，可以对现有的教学模式的内容与形式进行丰富与补充，并且在实际的应用中，不断完善虚拟现实技术的应用领域，同时也可以为提供生产制造研究虚拟现实技术的公司提供一定的数据，让其可以不断研发出更新一代的虚拟现实技术设备和教学模型。工业工程专业的强调实验的特点，迫切需要将VR/AR技术应用在工业工程实验中。

1.3 研究方法和研究内容

本文主要是对虚拟现实技术及理论方面进行研究，并且在此基础上将虚拟现实技术与工业工程实际应用教学相结合。其中主要以某制造公司生产线的线边超市货料架零件摆放设计作为研究方向，阐述了针对货料架中零件摆放顺序与高度进行虚拟现实设计的过程中产生的一些问题，并且通过虚拟现实技术模拟出的一些方案来对问题进行解决。本文主要是5个章节来进行论述：

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