解读：AR技术如何与工业4.0结合？

2024-09-07上海AR开发专家

• 在电视里曾看过一部讲中国制造的纪录片，片中制造高铁列车的场景让我印象深刻。在高铁总装车间，每台列车有4万余个零部件需要安装和调试，大部分工作需要人工或半人工方式完成，工人的操作技能对于保证总装质量至关重要。当时，我就在想，这些工人需要怎么样培训才能达到高标准的工作要求呢，怎么能减轻这些工人的负担呢。
  　　无独有偶，我参加一个
  增强现实
  的讲座，深圳市
  增强现实技术
  有限公司CEO苏波先生介绍
  AR技术
  在工业领域的实践经验，作为中国
  AR技术
  在工业领域应用的先行者，苏总精彩的分享让我眼前一亮，这不正能解决上面我思考的问题吗。　
  　　很多人也许听过近两年火热的“AR、VR”，但不一定了解它们具体能干什么。简单来说，
  增强现实
  （Augmented Reality，简称AR）技术能够将计算机生成的图像叠加到真实世界里，而
  虚拟现实
  （Virtual Reality，简称VR）技术则能让你沉浸于虚拟环境中。目前AR主要聚焦于企业级应用，如生产制造、维修、医疗、军事等；VR主要聚焦于消费级应用，比如娱乐、游戏等。
  　　这么高大上的科技怎么与工业4.0相结合呢，笔者站在产品角度，拿AR在工业领域的应用为例，从应用场景、目标客户、产品模式维度做了一些思考。
  　　
  一、应用场景
  　　任何高科技是否受欢迎，不是看它有多酷，而是看它能给客户带来多少价值。
  　　工业本身是个巨大的行业，而且这个行业其实还属于传统行业。中国依靠低廉的劳动成本去实现产业大规模转移的时代已经一去不复返，劳动成本上升已成为现实。要想产业升级，工业4.0的自动化和信息化是必然趋势。
  　　很多人认为工业4.0就是机器人工厂，但笔者认为提高效率、整合供应链是工业4.0的主要目标，而人是工业4.0中必不可少的组成部分。AR技术能帮助人们解决工作中存在的痛点问题，提高效率，降低成本，将成为工业产业升级的关键技术之一。其实很多应用场景已经在科幻电影中都有表现，但现实中AR技术还有待提高与完善，有一些技术难点需要克服，目前来看，这个过程在加速。
  　　目前AR技术侧重于精密仪器制造和维修、辅助教学与培训、医疗研究与解剖训练、军事侦察及作战指挥、抢险救灾等领域，举几个应用场景让大家容易理解
  　　1、工业装配
  　　在船舶、飞机、火车、汽车、机床等大型设备生产现场，有大量具有较高专业技能的工人，他们操作繁杂，步骤多，容易出现遗漏或重复，造成安全隐患，对工人的要求也比较高。
  　　如果工人佩戴
  AR眼镜
  ，根据全息画面的指导，进行标准化的操作，可看到接下来的工作步骤，看到面前设备或物品的信息，看到工作行动路线。不仅避免出错，还提高效率，也能缩短工人培训周期。
  　　如果工人遇到问题，佩戴
  AR眼镜
  ，与专家远程连线，专家就能以工人的第一视角观察情况，进而了解问题所在，指导工人如何处理。不仅问题可即时处理，而且不用专家到现场，节省一大笔路费。
  　　2、工业维修
  　　工业设备种类越来越多、数量越来越大、现场环境越来越复杂，维修、维护已经成为日益严峻的难题。维修人员要识别不同品牌/型号/部件，诊断故障，使用合适的工具，更换相应的部件，采取针对性的维修方法，要靠大量经验积累，效率低，出错率高，对维修人员的要求也比较高。
  　　如果维修人员佩戴AR眼镜，扫描机器后就可以得知设备的产品型号、维修记录等，可以直接下载设备的维修手册，显示解决设备故障的具体操作步骤，甚至细到如何拆卸零部件，这样可以大大减少维修人员培训费用和培训周期。
  　　通过AR技术，可以进行远程协作及工作指导，让后台专家看到前台维修人员的第一视角画面，实时提供高效率的工作指示与指导，降低人为错误、因为现场人员经验不足而产生的效率低下、等待专家的时间耗费等情况，同时提高工作安全性。
  　　3、实操培训
  　　在工业领域，有大量的工人需要操作类培训，传统的培训方式效果有限，企业花费高昂的培训费用，但培训一直存在学习者无法做到即学即用、耗费教导人员的时间精力等痛点。
  　　如果工人佩戴AR眼镜，由系统指导所有的标准步骤，使学习场景与工作场景无限接近直至重叠，并且解放双手，直接解决“学时不能用，用时不能学”的问题，极大提高培训的用户体验。
  　　4、急救辅助
  　　在医疗急救中，有许多疾病常常需要争分夺秒。如果急救车上的急救人员佩戴AR眼镜，直播急救场景给到医院后端的医生，医院医生实时指导急救员急救，并让手术人员通过直播，提前准备手术方案，这样将可能让急救过程争取到宝贵的时间。
  　　5、医疗教学
  　　从医学院学生到医生的培养不仅需要大量的理论基础，同样需要实践积累，但是手术室内可容纳的观摩人数有限，并且太初级的学生进入手术室可能会影响手术操作，因此如果医生佩戴AR眼镜，对手术直播，能让学生了解手术第一现场，同时记录下内容也可以在术后进行操作分析。
  　　另外手术直播方便多方会诊、合作手术。有些复杂手术需要多位专家会诊，无论专家身在何方，都能够了解手术进度和操作详情，并且与主刀医生即使沟通、指导操作。
  　　6、水下救援
  　　在水下，潜水员视角小，可视度低。如果佩戴AR眼镜能识别潜水员所看到的物体，能让潜水员知道自己的位置，能显示声纳图像，或者在接近0可见度的环境下，仍然能够看见周围的环境，那对潜水员会有不小的帮助。
  　　7、抢险救灾
  　　重大事故发生时，专业指挥对现场救援至关重要。但往往事发突然，专家无法在第一时间赶到现场，容易错过救援的黄金时间。事故现场环境陌生、复杂，无法第一时间了解现场情况，影响救援效率。
  　　如果消防与抢险人员佩戴AR眼镜，可实时查看建筑内部构造图、周边电网平面布置图及其他影响救援工作信息，可与现场真实环境匹配，精准定位最佳救援路线，选择最优救援手段，寻找最近消防栓位置，方便队员间位置确认及交流，极大提高救援效率。
  　　AR技术还可将复杂事故现场情况远程传输给指挥中心，救援专家可根据实际场景，布局现场工作，并对现场传回的图像进行跟踪，实时下达救援命令。
  　　从上面的应用场景来看，AR技术拥有广泛的应用基础。其实已经有很多实际的应用案例，比如：
  　　a、早在20世纪90年代初，美国波音公司就已经将AR技术应用于飞机制造中的电力线缆的连接和接线器的装配中。
  　　b、2003年，德国成功研制出用于工业设备装配和维修的Starmate系统和Arvika系统，之后，欧洲航空防务与航天公司（EADS）利用Arvika系统，指导工人轻松地完成高密度布线工作。
  　　c、2016年，微软与美国宇航局（NASA）合作代号为“Sidekick”的项目，宇航员斯科特·凯利（Scott Kelly）在国际空间站使用
  HoloLens
  增强现实设备进行空间站的使用和维修。
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