工业虚拟现实行业分析报告.docx

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工业虚拟现实行业分析报告

2020年工业虚拟现实行业分析报告

2020年9月

一、随着工业转型升级的需求越来越强烈，将虚拟现实与工业结合的呼声也越来越高4

1、虚拟现实涉及多个技术领域，可简单划分成五横两纵的技术架构4

2、业界对虚拟现实的界定认知由特定终端设备向联通端管云产业链条的沉浸体验演变5

3、工业AR/VR产业规模不断增长，AR将成主要驱动力5

4、近年来，全球各国均大力扶持“工业+虚拟现实”产业6

5、多重驱动“工业+虚拟现实”快速发展8

6、虚拟现实技术赋能工业价值链，提高工业活动效率9

7、虚拟现实关键技术迎来突破，工业化应用拥有更大可能9

8、政策助力“工业+虚拟现实”应用加速发展10

二、虚拟现实技术在工业中的应用主要11

1、AR远程协作：

高效协同，突破时空局限11

2、AR作业指导系统：

情景再现，指导、培训更加高效12

3、AR/VR训练：

虚拟场景，高效训练13

4、AR管理可视化：

可视化管理，虚拟现实技术助力管理方式大变革13

当前全球正处于第四次工业革命之中，制造业智能化已成为各国重视的战略高点。

作为助力新型工业发展的重要技术基础之一，虚拟现实/增强现实（VR/AR）技术将被广泛应用于工业生产的各个环节之中，覆盖“工业产品设计-制造-测试-维护”，实现工业的智能化和一体化。

预计在未来几年内，虚拟现实/增强现实的工业运用将进入快熟成长阶段，贯穿工业制造、管理、服务的全流程，成为工业智能化发展的重要驱动力。

虚拟（增强）现实（VirtualReality,VR/AugmentedReality,AR）指借助近眼显示、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息通信技术，构建身临其境与虚实融合沉浸体验所涉及的产品和服务。

其中，虚拟现实（VR）通过隔绝式音视频内容带来沉浸感体验，增强现实（AR）强调虚拟信息与现实环境的“无缝”融合。

作为新一代人机交互平台，虚拟现实聚焦身临其境的沉浸式体验，强调用户链接交互深度，对人类认识世界、改造世界的方式方法带来重大变革。

随着虚拟现实产业的发展，业界对虚拟现实的研讨不再拘泥于特定终端形态，而是强调关键技术、产业生态与应用落地的融合创新。

一、随着工业转型升级的需求越来越强烈，将虚拟现实与工业结合的呼声也越来越高

根据《工业虚拟（增强）现实应用场景白皮书（2019）》的定义，“工业+虚拟现实”是指将虚拟现实应用于工业生产的需求分析、总体设计、工艺优化、生产制造、测试实验、使用维护等环节。

“工业+虚拟现实”的应用融合了沉浸式交互手段、工业仿真图像引擎和多样化显示系统，是工业仿真系统的有效延伸，也是实现“人-机-环境”交互的最直观方式之一。

在虚拟现实技术的帮助下，用户可以借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互，从而更加便捷、高效地完成工业设计、生产、服务。

1、虚拟现实涉及多个技术领域，可简单划分成五横两纵的技术架构

“五横”是指近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理与内容制作，“两纵”是指VR与AR。

总体上看，VR技术和产业化更加成熟，而AR的关键技术（近眼现实和感知交互）实现难度有异于VR，尚需要一些技术储备。

2、业界对虚拟现实的界定认知由特定终端设备向联通端管云产业链条的沉浸体验演变

虚拟现实技术按技术水平可划分为以下五个阶段，不同发展阶段对应相应体验层次。

2020年正处于部分沉浸期，主要表现为1.5K-2K单眼分辨率、100-120度视场角、百兆码率、20毫秒MTP时延、4K/90帧率渲染处理能力、由内向外的追踪定位与沉浸声等技术指标。

随着虚拟现实在垂直行业中的深化应用，“工业+虚拟现实”的活跃度也日益提高，产业发展将迎来新一波热潮。

根据市场反馈和技术发展趋势，预计在未来2-5年内，虚拟现实的工业应用将进入快熟成长阶段，市场上将会出现丰富的产品和解决方案，覆盖工业制造、工业管理、工业服务，成为智能工业发展的重要驱动。

3、工业AR/VR产业规模不断增长，AR将成主要驱动力

根据Greenlight测算，2019年全球“工业+虚拟现实”领域应用市场规模超4亿美元，同比增长145%。

其中AR工业应用市场规模超3亿美元，VR工业应用市场规模超1亿美元。

预计2023年AR/VR工业领域市场规模将达到33.6亿美元，其中AR市场28.5亿美元，VR市场5.1亿美元。

预计2018-2023年全球AR/VR工业领域应用市场规模将保持83.5%的高速复合年均增长率，AR占据主体地位且增速更为显著。

从具体的工业类别看，2019年AR工业应用中制造业、建筑、骑车、能源占比较为平均，各为18%左右；VR工业应用主要以建筑为主，占比超33%，汽车和制造分列二三位，其中制造比重逐年提升。

4、近年来，全球各国均大力扶持“工业+虚拟现实”产业

美、欧、日等工业发达国家都将虚拟现实技术作为未来市场竞争的关键手段，在工业领域已形成可集成软件平台和成熟硬件产品，我国也在积极推动虚拟现实技术在工业中的应用。

国外主要工业企业也将虚拟现实作为发展重点，如西门子公司打造出虚实制造数字孪生流水线，通过虚拟现实技术远程展现实际流水工况和数据；德国宝马汽车公司将虚拟现实技术融入到汽车零部件设计、内饰设计、空气动力学试验和模拟撞车安全试验等整车的细节工作中。

国内方面，海尔工业智能研究院牵头成立了国内首个“虚拟现实技术工业应用联合实验室”，将专注于虚拟现实技术工业应用实践，推动虚拟现实在国内工业生产中的广泛应用。

5、多重驱动“工业+虚拟现实”快速发展

“工业+虚拟现实”是时代的产物，5G技术的成熟和应用、工业转型升级、虚拟现实关键技术突破加之政府大力支持，“工业+虚拟现实”将进入高速发展期。

5G商用为虚拟现实技术在更广泛领域的应用开辟了新天地。

虚拟现实技术的广泛使用对于网络要求很高，稳定、高效的商用5G网络是虚拟现实技术应用的重要推进器。

5G网络的高速率、大带宽、低延时、高可靠的网络性能，在5G加持下，虚拟现实有可能成为手机和电视以外的第三种显示技术。

5G可以在工业生产、设计过程中实现终端信息实现高速传输，5G网络切片和边缘计算还可以支持AR/VR在许多场景中的模型应用，降低“工业+虚拟现实”应用成本。

目前，我国5G套餐用户超1.1亿户，已建成5G基站60万座，覆盖全国地级以上城市，2020年是5G基础设施建设的高速发展期，5G时代即将全面来临，工业+AR/VR的工业新模式将迎来了发展新机遇。

6、虚拟现实技术赋能工业价值链，提高工业活动效率

虚拟现实技术的应用为制造业的研发、生产、管理、服务、销售和市场等各环节带来了深刻变革。

据PTC，虚拟现实在驱动企业各环节价值方面具有广泛适用性，其中设计、制造和服务占比最高。

从具体的领域来看，在汽车领域，VR帮助提升协作知识分享效率，为领先汽车厂商降低了新车上市时间。

在能源领域，诸如PG&E等公司使用AR技术来提升控制阀门的维修效率以及员工的安全性，节约了60%的维修时长。

在建筑领域，ITI等公司通过VR对挖掘机、拖车驾驶员进行培训，减少了对实地培训的需求。

制造领域，GE等公司通过AR眼镜改善了工作流并减少生产错误率，设备效率提升了8-12%。

在物流领域，DHL等公司使用AR加速了物流操作工作流的效率，为搬运工减少了工作负载，AR对物流生产力平均有15%的提升。

7、虚拟现实关键技术迎来突破，工业化应用拥有更大可能

近年来，虚拟现实技术的专利数量快速上涨，从2014年的13619份增加至2018年的32083份，技术成熟度大幅提高。

与前几年技术研发受关注不同的是，关键技术的转化最近两年持续受到资本关注。

以眼球追踪、光场显示和光波导技术等为例，随着技术相对成熟，从实验室走向生产车间，基本能够支撑部分解决方案，有效改善VR/AR设备体验问题。

因此技术改良产品及其转化程度受资本关注，更有效地改善用户人机交互不便、眩晕、设备笨重等问题，从而促进其在工业化应用中。

8、政策助力“工业+虚拟现实”应用加速发展

在《中国制造2025》重点领域技术路线图重大政策文件中，虚拟现实被列为智能制造核心信息设备领域的关键技术之一。

在工业和信息化部《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》中，提出要推进虚拟现实技术在制造业研发设计、检测维护、操作培训、流程管理、营销展示等环节的应用，提升制造企业辅助设计能力和制造服务化水平，推动新技术、新产品、新业态、新模式在各领域广泛应用，推动我国信息产业高质量发展，为我国经济社会发展提供新动能。

此外，在2019年，我国已在南昌、青岛、上海、北京、深圳等城市颁布了众多相关的政策支持虚拟现实技术的发展。

二、虚拟现实技术在工业中的应用主要

虚拟现实技术在工业中的应用主要以AR技术为主，包括AR远程协作、AR作业指导以及AR可视化管理，VR技术可用于特定场景训练之中。

1、AR远程协作：

高效协同，突破时空局限

AR远程协作可实现本地用户与远程用户协同作用，双方可通过AR眼镜连线，使远程用户在同一时间与本地用户共享视角，双方还可在画面上做标记、传文件。

AR远程协作支持一对一、一对多、多对多等各种场景，也可自由选择接入通讯的终端设备类型。

同时，公有或私有云平台为AR远程协作应用提供支撑，涵盖计算、通讯、业务流程、数据智能等服务。

AR远程协作可方便工业设计、工业维修等方面工作，使设计更加高效快捷、不受时间空间的限制，维修更加及时、实惠，大量节省工业成本、提高工业效率。

2、AR作业指导系统：

情景再现，指导、培训更加高效

鉴于工业生产的复杂性，在自动化智能化生产流程中，还有大量环节需要依赖人工参与解决。

而近年来，工业企业整体用人成本日益高昂、蓝领工人流动性高、熟练工招聘不易、新人培养周期长等问题日益严重，迫切需要新的工人培养方法。

借助AR技术，企业可以将熟练工人的既有知识经验和技能固化下来，成为行动准则和模板，通过智能设备的环境感知和对象识别技术，将熟练工人的经验和行为在新手眼前重现，让新手可以依据视觉“诱导操作”完成任务，填平经验鸿沟。

3、AR/VR训练：

虚拟场景，高效训练

AR/VR技术可以让员工在虚拟场景中熟悉设备原理、功能和操作流程。

通过虚拟环境模拟特定的工作场景以及云端访问特性，使受训人员和导师间能够自然地进行互动和交流。

相比于传统培训方法，该解决方案可以让对操作知识的记忆时长提高一倍，最高可将技术培训时间减少一半以上，员工只需要戴上AR/VR眼镜，便可以突破场景、时间以及空间的限制，能够随时随地体验各项培训功能。

这项应用能够向参与训练的员工传达最新技能，有效提升员工工作效率，解决传统行业技能训练时间安排难、地点安排难、人员整合难、技术传接慢的痛点。

4、AR管理可视化：

可视化管理，虚拟现实技术助力管理方式大变革

AR技术可以突破时空，将画面原汁原味的传递到用户手中，这无疑给远程管理和可视化管理带来了发展新可能。

AR管理可视化通过识别设备、人员、物料，以实现虚拟数据的显示与叠加，将大体量数据转变为易于被人接受、处理、记忆的信息，采用虚实结合的方式，让关键、重点的信息在短时间内被用户接收并直接显示于眼前。

“工业+虚拟现实”成为工业转型升级新热点，满足了工业4.0发展的新需求。

技术进步、基建完善、政策支持以及应用高效成为“工业+虚拟现实”发展新支撑。

AR远程协作、AR指导作业、AR可视化管理以及VR训练等的逐步应用成为新时期工业发展的新动力。