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不只是维修!AR助力生产线,工业4.0助推剂

发布日期:2017-09-14 浏览次数:259 来源: CCTIME飞象网
       近年来,在大多数工业4.0和智能制造的规划文件中,AR(增强现实)都是最热门的技术之一,被屡次提起,几乎没有工业企业表示完全没兴趣对AR进行评估,并了解它将为自己的企业带来哪些助益。但是在目前的大多数情况下,正在探讨的AR应用场景都以某种方式和维修产生联系。这不是因为容易实施,而是AR能够完全解决常见的维修问题,并且很容易想到该如何操作。
 
       德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。主要有两大主题,一是“智能工厂”,二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D、AR等新技术在工业生产过程中的应用等。
 
        基于与工业企业的合作基础,我们着重关注了生产线上的AR,了解对于在产线上进行实时作业的技术人员来说,AR能对他的日常作业产生什么帮助。主要参考和维修无关的几个指标:关键性能指标(KPI)可视化,标准操作指令、人机交互方式,和可追溯性等。经过测试,我们发现了一些有趣的规律:
 
1、AR的关键特性作用“信息可视化”
       在“工业4.0”中,产品在完整的供应链和生产周期中始终保有自身信息,除产品特性之外,还集成了信息存储、传感、无线通讯、自我检测等功能。而AR的特色价值在于信息呈现给用户的方式,它叠加在“现实”之上,信息、按钮、图形被“标定”到与之相关的真实物体对象上,让产品这一载体做到信息可视化呈现。在应用中,借助AR,可以使用阀门图标和立体标签来说明阀门的状态,便于生产线上的操作人员直观地获知信息。但如果只是把关于阀门的平面信息表叠加在有价值的实时图像上,通过更复杂的方式,与工具和对应物体建立关联,这对于产线作业人员来说,不仅减弱了信息价值还增加了操作难度
 
2. 操作指令标准化
       在汽车发动机等器械设备的产线上,AR可以通过3D识别技术识别需要拧下的螺丝,并在真实物理组件上叠加3D模型指令,指导需要操作的按钮应该向左还是向右旋转;在组装过程中用动态视频做说明(低能见度条件下全景视频增强显示等AR技术手段已经做了可操作性支持),对缺乏经验的操作人员来说,可以节省大量的时间并降低错误发生率。在类似的场景中,AR都能发挥标准化、创新型的作用。
 
       在波音公司的飞机生产线上,作业人员使用AR眼镜完成客机机身内部错综复杂线束的组装,而不是依照手中的飞机内部结构指令手册或参照PDF图一步步完成线束的组装和连接,数据统计,这一举措使波音工人组装线束的错误率降低50%,时间缩短了25%。
 
3. AR与工业4.0的交互
       工业4.0下,生产线上的作业人员与器械设备之间的交互是多模式融合的,传统的手、脚之外,声音、眼球、面部表情等都能成为信息传输途径,与器械互动。不得不说,这更贴近人本能的自然交互,身体所有的动态和变化都将产生有效信息,多模式融合的交互无疑也将提高作业效率。
 
        AR的智能终端天生的“解放双手”,帮助作业人员在正常的操作场景中用不同的方式完成指导、检测、信息存储、远程协作,与IOT互联等操作,这其中手的动作只是诸多交互方式之一。可见,AR是改变用户与机器和生产线交互的方式的好机会。
 
4、柔性化生产
       在制造业生产产品的过程中,个性化需求日益增强、产品更新换代快、生命周期缩短的问题显而易见。传统刚性生产线的升级与改造一方面耗时耗力,另一方面生产线的更新速度远落后于产品更新的速度,不能复用高昂设备成为制造产业最大的成本之一,从而使柔性化生产成为企业的首要考虑。
 
        SAP与中科院沈阳自动化研究所(简称沈自所)联合开发的首条工业4.0示范生产线,以个性化定制汽车模型为例,用户可以直接在网络渠道DIY(如选颜色和车型)并下单,订单信息传送到ERP、MES生产制造执行系统、PLC生产控制系统以及HANA大数据处理平台等整个信息链条。需要特别注意的是,从产品下订单、生产规划再到物料准备、生产线调整,整个制造全过程在虚拟的信息空间中重构,消费者、工厂的管理人员和工程师都能作为监控方。在这个过程中,不难发现AR的价值空间。在AR几乎的帮助下,消费者可以随时随地挑选车辆,并在线上观看整个“AR生产线”,对管理人员和工程师来说,还能做到实时巡检和调控。
 
5、严谨评估、协同配合
       AR在工业制造领域有巨大的潜力,不仅仅是维修。但它不并不是全方位的解决方案,要知道,AR本身的优势不在于创建信息,而是以不同的方式呈现、整合、优化信息和数据。在“工业4.0”时代,AR是一个新伙伴,但还需要和其它“伙伴”如机器人、人工智能、3D打印、云计算、大数据等等一起实现“智能生产”。工业企业在选择AR时候,需要和AR解决方案提供商深度合作,共同进行严谨的方案评估,而在当下,这并不容易。
  
       纵然AR的工业化应用,还有不少问题,但我们应该相信“AR+工业”是一个有巨大价值的方向,并且正在高速发展,要知道在一年前,不少AR演示还都是在PPT中,而现在已经有了不少基于智能手机、平板、AR眼镜的工业AR应用。这个过程并不需要多少时间,“工业4.0”正在紧紧拥抱AR。
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