XR技術的企業(yè)級應用,助力生產(chǎn)運營的智能化發(fā)展
(文章來源:億歐網(wǎng))
擴展現(xiàn)實XR(Extended Reality)是虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR和混合現(xiàn)實MR三者的集合。
經(jīng)歷了2016~2017年“不正?!钡谋鸷螅琗R概念在2018年遇冷,資本市場投資熱情衰退,硬件設備表現(xiàn)欠佳等問題接踵而至,導致眾多創(chuàng)業(yè)公司倒閉。2019年,伴隨著5G商用元年的到來,AR/MR/VR市場開始逐漸回暖。根據(jù)Greenlight測算,2019年全球AR/VR工業(yè)領域應用市場規(guī)模超4億美元,同比增長 145%,其中AR工業(yè)應用市場規(guī)模超3億美元,VR工業(yè)應用市場規(guī)模1億美元。
以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0)推動了數(shù)字技術與物理技術的互聯(lián)互通。為響應多樣化、個性化的需求變化,智能制造成為發(fā)展趨勢,包括柔性化生產(chǎn)、機器與機器之間的優(yōu)化調度、機器與人之間的智能交互,這些均依賴于大數(shù)據(jù)服務和數(shù)字化轉型。
企業(yè)生產(chǎn)制造所需的重要資產(chǎn)存在于物理世界中,包括工作人員、機器、工具、存貨等,他們驅動生產(chǎn)流程,并為最終的產(chǎn)品服務。而新興技術(IoT、機器學習、增強現(xiàn)實AR、邊緣計算、3D打印、大數(shù)據(jù)分析等)能夠從企業(yè)的物理資產(chǎn)中收集數(shù)據(jù),并進行整合分析,得到洞察結果,從而幫助企業(yè)更好地完成市場預測、生產(chǎn)管理等工作,最終實現(xiàn)降本增效。當智能設備、智能生產(chǎn)體系與數(shù)字世界實現(xiàn)融合后,大數(shù)據(jù)可驅動制造企業(yè)完成智能化轉型。驅動制造企業(yè)完成智能化轉型,XR是關鍵性技術之一。
基于核心技術(人工智能、光場技術、計算機視覺技術等)的發(fā)展成熟,硬件設備的革新進步,軟件與應用場景的拓展完善,增強現(xiàn)實AR與混合現(xiàn)實MR在智能制造領域領域逐漸滲透,為工業(yè)4.0的實現(xiàn)增添動力。發(fā)展至今,AR/MR技術被應用于設計、生產(chǎn)、質量控制、系統(tǒng)維護等多個環(huán)節(jié)。
產(chǎn)品設計的基礎是客戶需求的溝通及確認,借助AR設備可實現(xiàn)3D信息的可視化呈現(xiàn),簡化繁雜的方案溝通過程,加強產(chǎn)品設計者與客戶的互動,讓產(chǎn)品設計更加符合客戶預期。
AR/MR技術及顯示設備,能夠在不占用工人雙手的前提下,將生產(chǎn)流程、裝配步驟、設備運行管理等有效信息展現(xiàn)給工人,從而提高生產(chǎn)線上操作的效率和準確率。不僅如此,由于物聯(lián)網(wǎng)技術的普及和應用,設備之間的互聯(lián)變得廣泛,不同設備的信息通過AR/MR技術進行傳遞和共享,有利于優(yōu)化運營策略,提升管理效率。
在具體的制造環(huán)節(jié)中,AR/MR設備可對工業(yè)大數(shù)據(jù)進行實時采集、分析、過濾、存儲等操作,同時能將數(shù)據(jù)信息以3D可視化的方式有效呈現(xiàn)。一方面,及時將實時信息與存儲在云端的大數(shù)據(jù)進行比較分析,能夠判斷設備運行狀況、檢查生產(chǎn)的零部件或產(chǎn)品是否符合標準;另一方面,數(shù)字化信息的收集與上傳可以不斷豐富數(shù)據(jù)庫,使大數(shù)據(jù)分析的準確度得到提升,同時智能化模型得到迭代,最終將有效優(yōu)化生產(chǎn)流程。
生產(chǎn)設備的運維對于制造型企業(yè)來說必不可少,但傳統(tǒng)維修操作手冊的信息呈現(xiàn)形式不夠生動且較為繁雜。而通過AR/MR終端設備,或手機、平板中的AR應用軟件可將有關設備結構和功能的復雜信息以3D可視化的形式直觀呈現(xiàn)給操作人員,再輔以操作信息提示,極大程度簡化了運維操作的學習過程。
遠程專家的指導同樣可以借助AR/MR技術實現(xiàn),AR/MR終端設備獲取信息的同時,將操作人員的第一視角與身處異地的專家共享,因此專家可以無障礙完成遠程指導。
以微軟HoloLens與德國蒂森克虜伯集團(thysseenkrupp)的合作為例,借助HoloLens和微軟云服務Azure,thysseenkrupp的銷售人員可利用HoloLens及時掃描現(xiàn)場的環(huán)境信息,包括樓梯及周圍環(huán)境的3D數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)被實時上傳到微軟云上,供團隊中負責設計、制造等其他環(huán)節(jié)的工作人員共享使用。
不僅如此,HoloLens可實現(xiàn)結合真實環(huán)境疊加產(chǎn)品(樓梯升降機)的虛擬3D模型,讓客戶得以提前感知產(chǎn)品安裝后的呈現(xiàn)效果,以便及時修改和完善設計方案。當然,還可以利用HoloLens為現(xiàn)場技術人員提供遠程技術指導。thyssenkrupp產(chǎn)品生命周期管理主管Simon Feismann指出,將HoloLens整合到生產(chǎn)中,可實現(xiàn)整體生產(chǎn)效率提升3倍。
虛擬現(xiàn)實VR在企業(yè)的模擬培訓中應用較為廣泛。由于VR設備所呈現(xiàn)的是完全虛擬的仿真世界,因此企業(yè)可借此模擬一些正常狀態(tài)下無法實現(xiàn)的極端情況(例如:逃生訓練),以培訓員工應急處理的能力。據(jù)億歐與重慶閃酷科技發(fā)展有限公司(專注多媒體互動技術研發(fā)及應用,擅長VR的開發(fā)與應用)總經(jīng)理的交流,VR技術在企業(yè)培訓場景中逐漸普及,所涉及的行業(yè)以石油石化、電力、職業(yè)教育為主。
實際的應用主要包括設備操作和場景體驗兩大類。針對一些貴重、精密的設備,培訓中的實際操作難以實現(xiàn),員工可以借助VR設備及應用虛擬化體驗,詳細了解設備的組成結構和操作方法。對于場景體驗類項目,除了模擬實際中不常發(fā)生的場景(應急情況、安全事故等),如何讓模擬系統(tǒng)與企業(yè)的實際生產(chǎn)相結合也是企業(yè)較為關心的,這需要在充分了解工藝流程的基礎上進行模擬計算,以便反應設備運行的真實狀態(tài),例如化工產(chǎn)品生產(chǎn)線上某個設備內部的介質反應情況。
據(jù)了解,最初很多企業(yè)選擇VR技術輔助員工培訓是出于對新科技的追求,但經(jīng)過幾年的發(fā)展,更多的企業(yè)是從實際需求出發(fā),在認真評估投入成本以及最終可實現(xiàn)的效果后再選擇一些定制化的服務。作為VR解決方案的服務商,閃酷科技表示,他們會借鑒游戲中的一些機制,增添培訓系統(tǒng)的趣味性,以提高員工的認可程度。此外配合萬象行走儀等外接體感設備,可以讓參與培訓的員工更加真實體會在場地中實際行走、操作的感覺。
VR技術還能應用于智能巡線場景,將全場景虛擬化(包括生產(chǎn)流程、設備、管控開關等),通過數(shù)字孿生技術將實時的生產(chǎn)、運營數(shù)據(jù)在虛擬空間完成映射,從而對虛擬空間中的設備的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)管。雖然該技術在理論上具備可行性,但前期需要投入很多,包括安裝足夠的傳感器以建立全面覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實際操作難度較大。因此,企業(yè)更多選擇AR設備或智能機器人輔助完成智能巡線。
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