Augmented Reality for the Industrial Enterprise
來源：资本实验室
說到增強現實，很多人可能首先會想到，曾在一夜之間席捲全球，風靡世界的精靈寶可夢AR遊戲。
其實，無論虛擬現實，還是增強現實、混合現實，這些技術也已經在工業製造領域得到應用。
據高盛在2016年初發佈的報告預測，2025年全球虛擬現實與增強現實市場規模，將達到800億美元。其中，工程、醫療、地產等重資產行業，將是其中的重要應用場景。
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| Augmented Reality (AR) & Virtual Reality (VR) in Healthcare Market ... |
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| Chart: The Diverse Potential of VR & AR Applications | Statista |
隨著增強現實技術硬體和軟體的進步，以及數據處理能力的大幅提升，越來越多的製造公司，已經開始使用該技術，以提升生產與管理效率。
作為下一個重要的計算平台，從設計到生產，到品質控制，再到後期維護和員工培訓，增強現實技術正在有力推動現代製造業的變革，並為工業4.0的實現增添動力。
1．工業設計
傳統工業設計階段主要包括五個主要步驟：瞭解客戶需求——將需求轉換為技術輸入——提供多種解決方案——選擇客戶可接受的可行性解決方案——將確定方案轉移到製造團隊。
可以說，這種傳統設計過程非常複雜，需要花費大量的精力和時間，來為客戶公司確定最佳可行的產品。
而將增強現實整合到設計開發階段，可以簡化傳統的繁瑣過程，增強與客戶的互動，使產品設計更加符合客戶需求。
電梯製造商蒂森克虜伯為銷售人員配備了微軟增強現實眼鏡HoloLens，當銷售人員到達建築現場時，可以使用HoloLens測量樓梯等，實際環境的3D數據，透過雲端將數據，與公司相關部門共享，實現即時回饋。
HoloLens還允許銷售人員，在現有的真實樓梯上，疊加樓梯升降機的虛擬3D模型，讓客戶提供可以輕鬆地體驗安裝後的場景和功能。
同時，蒂森克虜伯還使用HoloLens為現場技術人員，提供遠端支持，可以將通常需要2小時的問題，縮短到20分鐘，大幅降低維修的時間成本。
汽車製造商VOLVO，嘗試讓工程師使用HoloLens，來加速新車型、零組件和汽車內飾的研發。
透過AR眼鏡，工程師可以看到汽車內部的結構資訊，以及某個部件的3D圖形，並對其進行操作調整；還可以與設計師和銷售團隊快速溝通，充分瞭解消費者的需求偏好，並提高新車研發速度。
2．裝配製造
眾所周知，在工業生產過程中，很多環節還需要工人手動操作，特別是在裝配過程中，裝配的週期時間，取決於操作工人的技能熟練度，特別是飛機、汽車等複雜的大型機械設備。
例如，飛機擁有大量且複雜的電子線路，在面臨數千根電線組成的線束組件中，裝配工程師必須遵循功能手冊進行工作，這是一項耗時耗力，且非常影響工期的過程。
飛機製造商波音公司利用谷歌的AR眼鏡來簡化裝配流程，透過APX Labs公司研發的應用程序，工程師可以透過AR眼鏡掃描裝配現場的某個組件的二維碼，該組件的線束的裝配指導，就會自動在眼鏡上顯示出來，工人只需要按照指導步驟，即可完成裝配工作。
據統計，使用AR技術，可以使工程師的裝配時間縮短25％，出錯率降低50％。
美國最大的軍用飛機製造商洛克希德－馬丁公司，也在嘗試將AR技術，應用到飛機製造過程中。
公司借助愛普生Moverio的AR眼鏡，得以讓生產人員，更方便地瞭解零組件的編號和操作流程，從而實現準確快速的裝配生產。
在安裝起落架的組件時，工程師透過AR眼鏡顯示的安裝手冊和操作步驟，可以詳細瞭解每根線纜、螺栓，以及需要安裝的位置和編號等資訊，從而完成安裝。
據統計，透過使用AR眼鏡，工程師的裝配速度能夠提高30％，準確率達到96％。此外，透過AR技術，還可以將安裝指導手冊和品質要求，顯示在AR眼鏡上，從而大量縮短工人的培訓時間。
3．品質檢驗
品質檢驗是確保出廠產品，符合所有要求的重要環節。傳統生產需要大量檢查點的清單才能完成，而質檢人員需要對最終產品的交付負責。
因此，客戶收到的產品的品質，不僅取決於生產過程中的產品品質把控，還取決於質檢過程的準確性。
AR技術透過為品質控制，提供交互式的平台，可以查看即時顯示的產品尺寸精度、公差和表面光潔度等詳細資訊，方便質檢人員輕鬆執行複雜任務。
世界汽車零組件供應商麥格納使用微軟HoloLens，幫助檢查汽車及零組件是否存在潛在缺陷。
當佩戴HoloLens的品質檢驗員查看汽車時，AR眼鏡就會顯示出要檢查的零件資訊，還會指導質檢員逐步進行檢查工作。
保時捷公司正在使用AR技術進行汽車品質檢測。在德國萊比錫的保時捷裝配廠，技術人員使用增強現實技術，作為品質保證流程的工具。
AR系統可以對供應商的零組件進行掃描，並將數據上傳到雲端數據庫。在生產車間中，質檢人員使用AR設備，對汽車的問題部分進行拍照，然後自動加載該部件的確切尺寸，進行比較。
保時捷還計劃使用超高精度的攝影機，和雲端數據庫相連接，以實現對零組件和組裝部件的即時分析，幫助質檢人員節省大量的時間。
此外，美國保時捷經銷商的技術人員，已經在使用AR眼鏡診斷和維修車輛，透過遠端即時視訊交流，將維修服務時間縮短了40％。
空客公司正在使用混合現實應用MiRA，將數位模型整合到生產環境中，使裝配工人能夠查看，正在生產的飛機的完整3D模型。
據空客公司稱，混合現實技術已用於A380和A350 XWB生產線，以檢查二級結構支架的完整性，這些支架可將液壓系統和其他設備固定到位。
據統計，檢查A380機身中的6萬－8萬個支架，傳統檢測方法需要3周的時間，而使用混合現實技術只需要3天即可完成。
4．維修與售後
每個行業都需要定期維修各種設備，以確保日常生產的正常運行，但製造業的相關設備維護，要遠比家用消費電子更為複雜，對維修人員的要求也會非常高。
因為他們必須全面熟悉設備的結構和功能，並且要參考大量的技術圖表，以及厚達數百頁的服務手冊。
重型設備製造商卡特彼勒，正在利用增強現實技術，輔助維護和維修工作。
透過公司開發的AR App，維修人員可以在智慧手機、平板電腦，甚至AR眼鏡上查看設備問題，透過交互式可視化操作，完成維修工作。
三菱公司使用AR系統進行各種維護工作，包括檢查水處理廠和建築電氣系統。
維修人員只需用行動設備的攝影機，掃描需要維修的設備，設備會自動變識設備型號，並將維修流程展示出來。
5．員工培訓
培訓是企業獲取高素質員工的重要方式。公司通常會投入大量的時間和金錢，進行各種培訓活動，以提升員工的技能素質和穩定性。
相較於傳統的紙質培訓，或監督式的培訓方法，AR技術可以使培訓方式變得具有互動性；突破位置限制，實現遠端培訓；還可以確保培訓期間員工的人身安全。
汽車技術供應商博世公司，開發了一款增強現實應用程序，將員工訓練計劃、手冊等內容進行數位化處理，為員工提供文本、圖像、動畫、音訊、視訊等內容。AR交互式介面，允許員工使用簡單的手勢，對內容進行縮放、旋轉等操作。
汽車製造商捷豹路虎與博世和RE＇FLECT合作，為員工設計了一款AR綜合訓練應用程序。該程序的目標，是培訓新技術人員，而無需拆卸和重新安裝車輛儀表板。
用新設計的應用程序，技術人員只需將iPad指向儀表板，即可查看隱藏在設備後面的所有內容。透過傳感器，技術人員還可以輕鬆確定各種接線的確切位置，並與每個組件進行交互。
該程序生成連接和接線圖，允許教練在實際車輛上，進行培訓練習，而無需花時間拆卸和重新組裝。
透過AR技術，捷豹路虎實現了新員工的快速培訓，並將培訓成本降至最低。
總體來看，增強現實在製造業的應用，目前還處在初級階段。隨著相關技術的成熟、成本的進一步降低，以及與3D列印、數位孿生、工業物聯網、預測分析、機器學習、機器視覺等技術的融合應用，增強現實將對製造業帶來更多改變。
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