不只是維修！AR助力生產(chǎn)線，工業(yè)4.0助推劑

近年來，在大多數(shù)工業(yè)4.0和智能制造的規(guī)劃文件中，AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）都是最熱門的技術(shù)之一，被屢次提起，幾乎沒有工業(yè)企業(yè)表示完全沒興趣對AR進(jìn)行評估，并了解它將為自己的企業(yè)帶來哪些助益。但是在目前的大多數(shù)情況下，正在探討的AR應(yīng)用場景都以某種方式和維修產(chǎn)生聯(lián)系。這不是因?yàn)槿菀讓?shí)施，而是AR能夠完全解決常見的維修問題，并且很容易想到該如何操作。

德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。主要有兩大主題，一是“智能工廠”，二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D、AR等新技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。

基于與工業(yè)企業(yè)的合作基礎(chǔ)，我們著重關(guān)注了生產(chǎn)線上的AR，了解對于在產(chǎn)線上進(jìn)行實(shí)時作業(yè)的技術(shù)人員來說，AR能對他的日常作業(yè)產(chǎn)生什么幫助。主要參考和維修無關(guān)的幾個指標(biāo)：關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI）可視化，標(biāo)準(zhǔn)操作指令、人機(jī)交互方式，和可追溯性等。經(jīng)過測試，我們發(fā)現(xiàn)了一些有趣的規(guī)律：

“工業(yè)4.0”中的AR

1、AR的關(guān)鍵特性作用“信息可視化”

在“工業(yè)4.0”中，產(chǎn)品在完整的供應(yīng)鏈和生產(chǎn)周期中始終保有自身信息，除產(chǎn)品特性之外，還集成了信息存儲、傳感、無線通訊、自我檢測等功能。

圖片信息來自Industry 4.0

而AR的特色價(jià)值在于信息呈現(xiàn)給用戶的方式，它疊加在“現(xiàn)實(shí)”之上，信息、按鈕、圖形被“標(biāo)定”到與之相關(guān)的真實(shí)物體對象上，讓產(chǎn)品這一載體做到信息可視化呈現(xiàn)。在應(yīng)用中，借助AR，可以使用閥門圖標(biāo)和立體標(biāo)簽來說明閥門的狀態(tài)，便于生產(chǎn)線上的操作人員直觀地獲知信息。但如果只是把關(guān)于閥門的平面信息表疊加在有價(jià)值的實(shí)時圖像上，通過更復(fù)雜的方式，與工具和對應(yīng)物體建立關(guān)聯(lián)，這對于產(chǎn)線作業(yè)人員來說，不僅減弱了信息價(jià)值還增加了操作難度。

2. 操作指令標(biāo)準(zhǔn)化

在汽車發(fā)動機(jī)等器械設(shè)備的產(chǎn)線上，AR可以通過3D識別技術(shù)識別需要擰下的螺絲，并在真實(shí)物理組件上疊加3D模型指令，指導(dǎo)需要操作的按鈕應(yīng)該向左還是向右旋轉(zhuǎn)；在組裝過程中用動態(tài)視頻做說明（低能見度條件下全景視頻增強(qiáng)顯示等AR技術(shù)手段已經(jīng)做了可操作性支持），對缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作人員來說，可以節(jié)省大量的時間并降低錯誤發(fā)生率。在類似的場景中，AR都能發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化、創(chuàng)新型的作用。

在波音公司的飛機(jī)生產(chǎn)線上，作業(yè)人員使用AR眼鏡完成客機(jī)機(jī)身內(nèi)部錯綜復(fù)雜線束的組裝，而不是依照手中的飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)指令手冊或參照PDF圖一步步完成線束的組裝和連接，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這一舉措使波音工人組裝線束的錯誤率降低50%，時間縮短了25%。

波音工人按照AR眼鏡的提示進(jìn)行布線

3. AR與工業(yè)4.0的交互

工業(yè)4.0下，生產(chǎn)線上的作業(yè)人員與器械設(shè)備之間的交互是多模式融合的，傳統(tǒng)的手、腳之外，聲音、眼球、面部表情等都能成為信息傳輸途徑，與器械互動。不得不說，這更貼近人本能的自然交互，身體所有的動態(tài)和變化都將產(chǎn)生有效信息，多模式融合的交互無疑也將提高作業(yè)效率。

工業(yè)4.0下的多模態(tài)交互

AR的智能終端天生的“解放雙手”，幫助作業(yè)人員在正常的操作場景中用不同的方式完成指導(dǎo)、檢測、信息存儲、遠(yuǎn)程協(xié)作，與IOT互聯(lián)等操作，這其中手的動作只是諸多交互方式之一?？梢?，AR是改變用戶與機(jī)器和生產(chǎn)線交互的方式的好機(jī)會。

AR智能眼鏡的交互方式

4、柔性化生產(chǎn)

在制造業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，個性化需求日益增強(qiáng)、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、生命周期縮短的問題顯而易見。傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)線的升級與改造一方面耗時耗力，另一方面生產(chǎn)線的更新速度遠(yuǎn)落后于產(chǎn)品更新的速度，不能復(fù)用高昂設(shè)備成為制造產(chǎn)業(yè)最大的成本之一，從而使柔性化生產(chǎn)成為企業(yè)的首要考慮。

SAP與中科院沈陽自動化研究所（簡稱沈自所）聯(lián)合開發(fā)的首條工業(yè)4.0示范生產(chǎn)線，以個性化定制汽車模型為例，用戶可以直接在網(wǎng)絡(luò)渠道DIY（如選顏色和車型）并下單，訂單信息傳送到ERP、MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、PLC生產(chǎn)控制系統(tǒng)以及HANA大數(shù)據(jù)處理平臺等整個信息鏈條。需要特別注意的是，從產(chǎn)品下訂單、生產(chǎn)規(guī)劃再到物料準(zhǔn)備、生產(chǎn)線調(diào)整，整個制造全過程在虛擬的信息空間中重構(gòu)，消費(fèi)者、工廠的管理人員和工程師都能作為監(jiān)控方。在這個過程中，不難發(fā)現(xiàn)AR的價(jià)值空間。在AR幾乎的幫助下，消費(fèi)者可以隨時隨地挑選車輛，并在線上觀看整個“AR生產(chǎn)線”，對管理人員和工程師來說，還能做到實(shí)時巡檢和調(diào)控。

5、嚴(yán)謹(jǐn)評估、協(xié)同配合

AR在工業(yè)制造領(lǐng)域有巨大的潛力，不僅僅是維修。但它不并不是全方位的解決方案，要知道，AR本身的優(yōu)勢不在于創(chuàng)建信息，而是以不同的方式呈現(xiàn)、整合、優(yōu)化信息和數(shù)據(jù)。在“工業(yè)4.0”時代，AR是一個新伙伴，但還需要和其它“伙伴”如機(jī)器人、人工智能、3D打印、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等等一起實(shí)現(xiàn)“智能生產(chǎn)”。工業(yè)企業(yè)在選擇AR時候，需要和AR解決方案提供商深度合作，共同進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨冈u估，而在當(dāng)下，這并不容易。

縱然AR的工業(yè)化應(yīng)用，還有不少問題，但我們應(yīng)該相信“AR+工業(yè)”是一個有巨大價(jià)值的方向，并且正在高速發(fā)展，要知道在一年前，不少AR演示還都是在PPT中，而現(xiàn)在已經(jīng)有了不少基于智能手機(jī)、平板、AR眼鏡的工業(yè)AR應(yīng)用。這個過程并不需要多少時間，“工業(yè)4.0”正在緊緊擁抱AR。

備注：

本文內(nèi)容來源于國內(nèi)AR公司亮風(fēng)臺，亮風(fēng)臺是一家專注于AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）核心技術(shù)和行業(yè)服務(wù)的人工智能公司，正在和合作伙伴深入探討AR和“工業(yè)4.0”、智能制造的融合。

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