制造業(yè)中的沉浸式技術(shù)

2020-04-17 00:00

盡管全行業(yè)仍在努力推動開發(fā)和采用全自動“熄燈”制造系統(tǒng),但相當(dāng)一部分涉及制造的活動仍然需要人手的技能和靈巧性。在制造業(yè)中使用虛擬現(xiàn)實(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)可以幫助人類精確和高效地執(zhí)行這些任務(wù)。


沉浸式技術(shù)已經(jīng)超越了它們的起源,從小說作品到現(xiàn)在出現(xiàn)在現(xiàn)實世界中的主流應(yīng)用。智能手機(jī)的出現(xiàn)和普及加速了這些技術(shù)在公眾中的傳播。在吸引全球民眾注意的同時,它們也引起了企業(yè)的興趣,這些企業(yè)充分利用了人們對沉浸式技術(shù)的迷戀。這導(dǎo)致了企業(yè)在以客戶為中心的應(yīng)用中開發(fā)沉浸式技術(shù),例如,在數(shù)字營銷中使用沉浸式技術(shù),即虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù),越來越多地被大小公司采用。但現(xiàn)在,隨著新鮮感開始在消費者中逐漸消退,企業(yè)開始將注意力轉(zhuǎn)向內(nèi)部,并設(shè)計這些技術(shù)的應(yīng)用來改善其關(guān)鍵業(yè)務(wù)運營。虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實等技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用是沉浸式技術(shù)從以消費者為中心的應(yīng)用向以員工和流程為中心的應(yīng)用轉(zhuǎn)變的一個例子。沉浸式技術(shù)由于能夠增強(qiáng)用戶對流程的可視性,并在正確的時間向他們提供正確的信息,因此被證明是制造流程的天然選擇,正如主要制造商實施沉浸式技術(shù)所證明的那樣。


制造業(yè)對沉浸式技術(shù)的需求


據(jù)羿戓制造所了解,自從自動化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)引入以來,制造流程越來越少依賴人工。越來越多的制造工廠正致力于行業(yè)術(shù)語中所謂的“熄燈”制造,它特別適用于需要極高精度以及對定制、變化和檢驗需求極小的領(lǐng)域。對熄燈制造有意義的行業(yè)包括材料和化學(xué)加工廠、煉油廠、食品加工和包裝以及簡單產(chǎn)品的大規(guī)模制造工廠。


然而,當(dāng)今生產(chǎn)的大多數(shù)產(chǎn)品都會隨著客戶需求的變化而不斷變化。因此,制造業(yè)需要高度靈活,但同樣甚至更不容忍不合格。盡管最終,這些流程將通過使用通用機(jī)器人實現(xiàn)自動化,但就目前而言,它們將需要靈巧的人手和人腦的決策能力。與具有超人信息處理能力的通用機(jī)器人不同,人類無法快速處理大量信息,因此無法基于所有可用信息做出決策。他們不能像基于人工智能系統(tǒng)一樣感知或看到隱藏的模式,因此,從最初的設(shè)計到最終的檢驗,人類工人在執(zhí)行制造流程中涉及的不同任務(wù)時都需要提供幫助。


虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實在制造業(yè)中的應(yīng)用


在制造業(yè)中采用虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù),雖然還處于起步階段,但事實證明,它已經(jīng)成為制造業(yè)參與者的主要游戲規(guī)則改變者。它通過提高工人生產(chǎn)力和工廠利用率,甚至有助于設(shè)計改進(jìn),幫助制造流程變得更加高效。


交互式設(shè)計


在生產(chǎn)產(chǎn)品之前,通常會進(jìn)行大量的規(guī)劃和設(shè)計工作。功能性產(chǎn)品設(shè)計是產(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì),更是產(chǎn)品價值的關(guān)鍵驅(qū)動力,制造商非常重視設(shè)計的正確性。傳統(tǒng)上,設(shè)計者一直使用二維計算機(jī)輔助設(shè)計模型來測試和嘗試本質(zhì)上是三維的產(chǎn)品。對于必須實時測試的產(chǎn)品,設(shè)計師通常使用物理原型來測試產(chǎn)品設(shè)計。這些原型很難制作,而且更難重新設(shè)計用于試驗和重新測試。除了昂貴之外,它還延緩了產(chǎn)品上市時間(TTM),因為物理原型需要多次重做模型,因此每次迭代都需要時間對原型進(jìn)行物理再創(chuàng)造。


通過虛擬現(xiàn)實,設(shè)計師可以在三維空間中構(gòu)思產(chǎn)品,并在模擬環(huán)境中測試這些產(chǎn)品,直到設(shè)計完成。除了最小化上市時間外,虛擬現(xiàn)實還提供了在預(yù)期條件下測試產(chǎn)品的能力,并識別使用傳統(tǒng)測試方法無法突出的設(shè)計缺陷。這就確保了所生產(chǎn)的產(chǎn)品在設(shè)計上是完美的,并將產(chǎn)品召回的可能性和其他產(chǎn)品故障的不良后果降至最低。


智能決策


制造運營需要敏捷,以跟上市場和客戶不斷變化的需求。要實現(xiàn)這一點,他們需要能夠快速做出決定,但必須對可用信息進(jìn)行徹底和詳細(xì)的分析。然而,為了實現(xiàn)安全有效的決策,需要分析的數(shù)據(jù)量對于決策者來說太多了,以至于難以輕松處理和理解。這會導(dǎo)致決策過程中的延遲,從而延遲必要的操作,并最終達(dá)到敏捷性的相反效果。越來越明顯的是,使用數(shù)據(jù)可視化可以增強(qiáng)執(zhí)行決策,并確保不僅可以輕松找到問題的答案,而且還可以發(fā)現(xiàn)能夠推動更高性能和進(jìn)一步增長的新問題。


在制造相關(guān)的數(shù)據(jù)可視化中使用虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實,可以加快制造組織各個級別的決策過程,從高層戰(zhàn)略決策到關(guān)鍵運營決策。


知情維護(hù)


設(shè)備故障是一個導(dǎo)致生產(chǎn)意外中斷的問題,需要維護(hù)團(tuán)隊立即作出響應(yīng)。有時,維護(hù)團(tuán)隊可能不在身邊,無法及時將設(shè)備恢復(fù)到全功能狀態(tài)。與制造設(shè)備的性能和健康相關(guān)的數(shù)據(jù)可視化可以使維護(hù)團(tuán)隊能夠識別通常未被注意到的設(shè)備健康問題。使用AR設(shè)備指導(dǎo)業(yè)余人員,同時解決這些問題可以確保生產(chǎn)設(shè)施的正常運行,不會出現(xiàn)太多的長時間停機(jī),最大限度地提高工廠和設(shè)備的利用率。


質(zhì)量檢驗


據(jù)羿戓技術(shù)文件編制所了解,質(zhì)量檢驗是制造流程的一個重要組成部分。當(dāng)組織努力最大化生產(chǎn)力時,他們也強(qiáng)調(diào)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性標(biāo)準(zhǔn)。為了保證產(chǎn)品的高質(zhì)量,除了采用自動化的檢測方法外,人類質(zhì)量檢測人員往往還要對數(shù)百個單元進(jìn)行檢測,以發(fā)現(xiàn)有缺陷的單元。由于人員限制,這導(dǎo)致檢查員遺漏了不合格的細(xì)微指標(biāo)。將增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)與人工智能和傳感器技術(shù)結(jié)合使用,甚至可以闡明制造單元上最細(xì)微的偏差,從而實現(xiàn)更高的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。


沉浸式培訓(xùn)


對于制造業(yè)員工來說,在職培訓(xùn)是最有效、最高效地履行職責(zé)的必要條件。這一過程需要時間,部署缺乏經(jīng)驗的新員工執(zhí)行關(guān)鍵操作可能會降低工作質(zhì)量,甚至導(dǎo)致安全問題。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中培訓(xùn)新員工可以使他們在不影響生產(chǎn)力、質(zhì)量和安全的情況下獲得履行職責(zé)的經(jīng)驗和熟練程度。


虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實在制造業(yè)中的不可或缺性,將在未來幾年成為一種普遍趨勢,至少在高性能和一般智能機(jī)器人取代我們之前是如此。然而,也有可能,隨著這些技術(shù)和其他技術(shù)的改進(jìn),使人類更容易參與制造,畢竟我們可能在很長一段時間內(nèi)不需要機(jī)器人。


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