隨著第四次工業(yè)革命的出現(xiàn)，工業(yè)4.0的概念應(yīng)運(yùn)而生。這一概念實(shí)際上是指通過(guò)使用機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 和虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時(shí)也被叫作智慧工廠。

在這些先進(jìn)技術(shù)中，AR 和 VR 通過(guò)組成網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)，將制造業(yè)的實(shí)體世界和虛擬世界連接起來(lái)。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品交付，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)徹底改變了制造業(yè)。國(guó)際數(shù)據(jù)公司(IDC)表示 ，2021 年后，全球在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)方面的支出預(yù)計(jì)每年翻一番。

下面列出了 AR/VR 將如何讓制造業(yè)從舊時(shí)代脫胎換骨。

1.加快生產(chǎn)

結(jié)合適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，在虛擬設(shè)計(jì)中使用 AR 和 VR 以及模擬模型可以讓整個(gè)生產(chǎn)鏈提速。團(tuán)隊(duì)可以迅速而完整地分析整個(gè)設(shè)計(jì)、開展試驗(yàn)并進(jìn)而快速改進(jìn)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化整個(gè)流程。

結(jié)合人工智能，AR 和 VR 可以幫助構(gòu)建閉環(huán)數(shù)據(jù)模型，這些模型可以在任何錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)自行處理，減少生產(chǎn)時(shí)間。在操作機(jī)器或組裝產(chǎn)品時(shí)，即使是缺乏經(jīng)驗(yàn)的人也可以在虛擬界面的幫助下迅速上手，而無(wú)需閱讀冗長(zhǎng)的操作手冊(cè)。

2.成本效益

重做產(chǎn)品設(shè)計(jì)、修改和解決問(wèn)題耗費(fèi)大量資金。VR 和 AR 通過(guò)運(yùn)行模擬，對(duì)產(chǎn)品的細(xì)枝末節(jié)以及整個(gè)制造過(guò)程進(jìn)行分析，最大限度降低運(yùn)營(yíng)和制造成本。因此，為這些技術(shù)投入的資金也會(huì)因后續(xù)的可觀利潤(rùn)而得以報(bào)償。

3.原型制作加快

VR 和 AR使用全新方法，改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)原型，這將帶來(lái)非凡意義。與在真實(shí)世界采用真實(shí)產(chǎn)品相比，在虛擬產(chǎn)品模型上進(jìn)行測(cè)試和規(guī)劃要更容易快捷。

例如，汽車制造商們已經(jīng)在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將初始原型設(shè)計(jì)到推出實(shí)物模型的時(shí)間從幾周縮短到幾天。

4.無(wú)差錯(cuò)生產(chǎn)

有時(shí)，制造商可能急匆匆地查詢手冊(cè)而想當(dāng)然地進(jìn)行下一步。然而，這種想當(dāng)然可能是錯(cuò)的，并最終破壞整個(gè)計(jì)劃。由于一名員工的錯(cuò)誤，制造商可能需要重啟動(dòng)整個(gè)流程。在這種情況下，選擇將一道虛擬工序?qū)又糜诙喾N制造業(yè)和工業(yè)環(huán)境的“現(xiàn)實(shí)”之上，使用 AR/VR 眼鏡/觀看器等設(shè)備來(lái)避免任何人為錯(cuò)誤。

5.制造商之間互動(dòng)更佳

通過(guò)VR和AR，產(chǎn)品、制造商、生產(chǎn)資料在現(xiàn)實(shí)世界中虛擬地連接起來(lái)，其基于網(wǎng)絡(luò)的通信得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，工程師無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)即可對(duì)制造商進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

對(duì)于服務(wù)人員、工廠工人和物流工人，如果所需信息即在面前，他們可能會(huì)更出色地完成任務(wù)。他們可以通過(guò)大腦處理信息并動(dòng)手將之實(shí)現(xiàn)。

6.客戶體驗(yàn)更佳

AR/VR模型實(shí)際上以客戶為中心，根據(jù)用戶要求提供完整的質(zhì)量控制并實(shí)現(xiàn)定制化，從而提升客戶體驗(yàn)。VR通過(guò)360度的內(nèi)容展示可更好地為客戶展示產(chǎn)品。

例如，智慧城市和智能汽車?yán)迷鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)，可通過(guò)實(shí)時(shí)信息讓客戶以視覺(jué)化和虛擬方式來(lái)體驗(yàn)整個(gè)架構(gòu)。地理位置將不再成為此類制造項(xiàng)目的障礙。

7.節(jié)省人力資源

人力是制造行業(yè)中的重要因素，對(duì)體力和腦力都有要求，同時(shí)其需求也隨著行業(yè)革命日益劇增。目前，要么缺乏熟練的勞動(dòng)力，要么就需要技能經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的工人。為此，專家們不得不中斷自身工作去指導(dǎo)新員工。

AR 讓沒(méi)有專家的情況培訓(xùn)新員工成為可能，并解決了人力短缺的問(wèn)題。人們可以根據(jù)勞動(dòng)需要，依照匹配現(xiàn)實(shí)世界模擬形成的虛擬層存儲(chǔ)的指令行事。

8.工作場(chǎng)所安全

在制造業(yè)中發(fā)生危險(xiǎn)和傷害實(shí)屬常見。制造商可以利用VR技術(shù)，先在 3D 虛擬世界中分析并決策，然后再在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)施，從而確保工作場(chǎng)所安全。為防止在工廠發(fā)生機(jī)器相關(guān)傷害的情況，VR和AR可以通過(guò)引導(dǎo)工人安全操作，最大程度減少事故，從而確保工人安全。

譯者介紹

趙青窕，51CTO社區(qū)編輯，從事多年驅(qū)動(dòng)開發(fā)。研究興趣包含安全OS和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，曾獲得陜西賽區(qū)數(shù)學(xué)建模獎(jiǎng)，發(fā)表過(guò)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專利。

原文標(biāo)題：The Role of AR/VR in Transforming the Manufacturing Industry Digitally，作者：Sandeep Gundla