AR技術(shù)如何與工業(yè)4.0結(jié)合?
在電視里曾看過一部講中國制造的紀錄片,片中制造高鐵列車的場景讓我印象深刻。在高鐵總裝車間,每臺列車有4萬余個零部件需要安裝和調(diào)試,大部分工作需要人工或半人工方式完成,工人的操作技能對于保證總裝質(zhì)量至關(guān)重要。當時,我就在想,這些工人需要怎么樣培訓才能達到高標準的工作要求呢,怎么能減輕這些工人的負擔呢。
無獨有偶,我參加一個增強現(xiàn)實的講座,深圳市增強現(xiàn)實技術(shù)有限公司(原青橙視界數(shù)字科技有限公司)CEO蘇波先生介紹AR技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的實踐經(jīng)驗,作為中國AR技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的先行者,蘇總精彩的分享讓我眼前一亮,這不正能解決上面我思考的問題嗎。
很多人也許聽過近兩年火熱的“AR、VR”,但不一定了解它們具體能干什么。簡單來說,增強現(xiàn)實(Augmented Reality,簡稱AR)技術(shù)能夠?qū)⒂嬎銠C生成的圖像疊加到真實世界里,而虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)技術(shù)則能讓你沉浸于虛擬環(huán)境中。目前AR主要聚焦于企業(yè)級應(yīng)用,如生產(chǎn)制造、維修、醫(yī)療、軍事等;VR主要聚焦于消費級應(yīng)用,比如娛樂、游戲等。
這么高大上的科技怎么與工業(yè)4.0相結(jié)合呢,筆者站在產(chǎn)品角度,拿AR在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為例,從應(yīng)用場景、目標客戶、產(chǎn)品模式維度做了一些思考。
一、應(yīng)用場景
任何高科技是否受歡迎,不是看它有多酷,而是看它能給客戶帶來多少價值。
工業(yè)本身是個巨大的行業(yè),而且這個行業(yè)其實還屬于傳統(tǒng)行業(yè)。中國依靠低廉的勞動成本去實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模轉(zhuǎn)移的時代已經(jīng)一去不復(fù)返,勞動成本上升已成為現(xiàn)實。要想產(chǎn)業(yè)升級,工業(yè)4.0的自動化和信息化是必然趨勢。
很多人認為工業(yè)4.0就是機器人工廠,但筆者認為提高效率、整合供應(yīng)鏈是工業(yè)4.0的主要目標,而人是工業(yè)4.0中必不可少的組成部分。AR技術(shù)能幫助人們解決工作中存在的痛點問題,提高效率,降低成本,將成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵技術(shù)之一。其實很多應(yīng)用場景已經(jīng)在科幻電影中都有表現(xiàn),但現(xiàn)實中AR技術(shù)還有待提高與完善,有一些技術(shù)難點需要克服,目前來看,這個過程在加速。
目前AR技術(shù)側(cè)重于精密儀器制造和維修、輔助教學與培訓、醫(yī)療研究與解剖訓練、軍事偵察及作戰(zhàn)指揮、搶險救災(zāi)等領(lǐng)域,舉幾個應(yīng)用場景讓大家容易理解
1、工業(yè)裝配
在船舶、飛機、火車、汽車、機床等大型設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場,有大量具有較高專業(yè)技能的工人,他們操作繁雜,步驟多,容易出現(xiàn)遺漏或重復(fù),造成安全隱患,對工人的要求也比較高。
如果工人佩戴AR眼鏡,根據(jù)全息畫面的指導,進行標準化的操作,可看到接下來的工作步驟,看到面前設(shè)備或物品的信息,看到工作行動路線。不僅避免出錯,還提高效率,也能縮短工人培訓周期。
如果工人遇到問題,佩戴AR眼鏡,與專家遠程連線,專家就能以工人的第一視角觀察情況,進而了解問題所在,指導工人如何處理。不僅問題可即時處理,而且不用專家到現(xiàn)場,節(jié)省一大筆路費。
2、工業(yè)維修
工業(yè)設(shè)備種類越來越多、數(shù)量越來越大、現(xiàn)場環(huán)境越來越復(fù)雜,維修、維護已經(jīng)成為日益嚴峻的難題。維修人員要識別不同品牌/型號/部件,診斷故障,使用合適的工具,更換相應(yīng)的部件,采取針對性的維修方法,要靠大量經(jīng)驗積累,效率低,出錯率高,對維修人員的要求也比較高。
如果維修人員佩戴AR眼鏡,掃描機器后就可以得知設(shè)備的產(chǎn)品型號、維修記錄等,可以直接下載設(shè)備的維修手冊,顯示解決設(shè)備故障的具體操作步驟,甚至細到如何拆卸零部件,這樣可以大大減少維修人員培訓費用和培訓周期。
通過AR技術(shù),可以進行遠程協(xié)作及工作指導,讓后臺專家看到前臺維修人員的第一視角畫面,實時提供高效率的工作指示與指導,降低人為錯誤、因為現(xiàn)場人員經(jīng)驗不足而產(chǎn)生的效率低下、等待專家的時間耗費等情況,同時提高工作安全性。
3、實操培訓
在工業(yè)領(lǐng)域,有大量的工人需要操作類培訓,傳統(tǒng)的培訓方式效果有限,企業(yè)花費高昂的培訓費用,但培訓一直存在學習者無法做到即學即用、耗費教導人員的時間精力等痛點。
如果工人佩戴AR眼鏡,由系統(tǒng)指導所有的標準步驟,使學習場景與工作場景無限接近直至重疊,并且解放雙手,直接解決“學時不能用,用時不能學”的問題,極大提高培訓的用戶體驗。
4、急救輔助
在醫(yī)療急救中,有許多疾病常常需要爭分奪秒。如果急救車上的急救人員佩戴AR眼鏡,直播急救場景給到醫(yī)院后端的醫(yī)生,醫(yī)院醫(yī)生實時指導急救員急救,并讓手術(shù)人員通過直播,提前準備手術(shù)方案,這樣將可能讓急救過程爭取到寶貴的時間。
5、醫(yī)療教學
從醫(yī)學院學生到醫(yī)生的培養(yǎng)不僅需要大量的理論基礎(chǔ),同樣需要實踐積累,但是手術(shù)室內(nèi)可容納的觀摩人數(shù)有限,并且太初級的學生進入手術(shù)室可能會影響手術(shù)操作,因此如果醫(yī)生佩戴AR眼鏡,對手術(shù)直播,能讓學生了解手術(shù)第一現(xiàn)場,同時記錄下內(nèi)容也可以在術(shù)后進行操作分析。
另外手術(shù)直播方便多方會診、合作手術(shù)。有些復(fù)雜手術(shù)需要多位專家會診,無論專家身在何方,都能夠了解手術(shù)進度和操作詳情,并且與主刀醫(yī)生即使溝通、指導操作。
6、水下救援
在水下,潛水員視角小,可視度低。如果佩戴AR眼鏡能識別潛水員所看到的物體,能讓潛水員知道自己的位置,能顯示聲納圖像,或者在接近0可見度的環(huán)境下,仍然能夠看見周圍的環(huán)境,那對潛水員會有不小的幫助。
7、搶險救災(zāi)
重大事故發(fā)生時,專業(yè)指揮對現(xiàn)場救援至關(guān)重要。但往往事發(fā)突然,專家無法在第一時間趕到現(xiàn)場,容易錯過救援的黃金時間。事故現(xiàn)場環(huán)境陌生、復(fù)雜,無法第一時間了解現(xiàn)場情況,影響救援效率。
如果消防與搶險人員佩戴AR眼鏡,可實時查看建筑內(nèi)部構(gòu)造圖、周邊電網(wǎng)平面布置圖及其他影響救援工作信息,可與現(xiàn)場真實環(huán)境匹配,精準定位最佳救援路線,選擇最優(yōu)救援手段,尋找最近消防栓位置,方便隊員間位置確認及交流,極大提高救援效率。
AR技術(shù)還可將復(fù)雜事故現(xiàn)場情況遠程傳輸給指揮中心,救援專家可根據(jù)實際場景,布局現(xiàn)場工作,并對現(xiàn)場傳回的圖像進行跟蹤,實時下達救援命令。
從上面的應(yīng)用場景來看,AR技術(shù)擁有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。其實已經(jīng)有很多實際的應(yīng)用案例,比如:
a、早在20世紀90年代初,美國波音公司就已經(jīng)將AR技術(shù)應(yīng)用于飛機制造中的電力線纜的連接和接線器的裝配中。
b、2003年,德國成功研制出用于工業(yè)設(shè)備裝配和維修的Starmate系統(tǒng)和Arvika系統(tǒng),之后,歐洲航空防務(wù)與航天公司(EADS)利用Arvika系統(tǒng),指導工人輕松地完成高密度布線工作。
c、2016年,微軟與美國宇航局(NASA)合作代號為“Sidekick”的項目,宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)在國際空間站使用HoloLens增強現(xiàn)實設(shè)備進行空間站的使用和維修。