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增强现实技术（AR）全面进军设备维护行业

2018-11-01 13:57

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增强现实技术（AR）全面进军设备维护行业

前

言

Augmented Reality（简称“AR”），即“增强现实技术”正在快速进入设备维护行业：它使工厂或机器的所有现有数据能够实时显示在移动设备上。这样可以缩短响应时间并确保精准的检查和精确的维护。

增强现实（AR）可以实现在移动设备上显示数字信息。这项新技术开辟了巨大的行业应用潜力，可用于各种领域，如：从生产计划、服务和维护到员工培训和继续教育。这种新的可视化形式可以快速，轻松地识别物理空间要求，设备的连接或技术故障，并协助维修人员以毫米精度完成任务。

一

使用增强现实技术的五大原因

据研究和咨询公司Gartner预测，到2020年，30％的大型企业将采用增强现实（AR）实现跨多个业务功能的解决方案。此外，据ABI Research的一项调查显示：目前，42%的美国工业公司使用智能眼镜作为其工作流程的一部分。

推动这种快速增长的因素有很多。比如，品牌差异化的竞争压力，更快的服务响应时间以及实时的质量要求。与此同时，AR解决方案也在不断成熟，而设备制造商则致力于将第二代和第三代智能设备推向市场。这些力量共同激发了大量的新案例并扩展到更多的工业垂直行业。

这就意味着AR不再仅仅是关在实验室中的技术。非但不如此，它对当今最苛刻的工业生产环境产生了深远的影响。

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使用AR技术有哪些明显的好处呢？

技术和产品已经成熟，性价比很高

自2010年初以来，可靠的智能眼镜一直就有。最有名的是“谷歌眼镜”，虽然它不是理想的符合消费者的技术，但通过为操作工人提供解决方案，正悄然而彻底地改变制造行业。这项技术还可以扩展到企业资产管理领域，其价格与手持移动设备相当。如，微软HoloLens和爱普生BT-350等双目智能眼镜还可以利用相对较大的屏幕尺寸提供增强现实体验。

数据集成已经成熟

有几种方法可以向AR设备提供数据，不仅可让您与当前的业务流程系统无缝集成，还可以管理您的制造执行系统（MES），物料处理（WMS），检查、维护和运营系统（FSM），以及提供工厂和企业级洞察系统（如，ERP和PLM）。

支持主流的工作场景应用

想想您业务中面临的最大挑战，如：生产力、质量保证和知识转移。所有这些都可以通过AR来改进。在工人的视线中提供操作说明，简化复杂的多步骤装配任务。帮助工人实现前所未有的生产力，减少纸质流程和文档的浪费和低效率。通过为一线工作人员提供一种简单的方法将问题上报给办公室的专家，获得第一时间的建议，从而提高质量和安全性。日常应用程序非常庞大，部署不需要大量投资或培训。

大大促进生产效率的提高

AR在工作场所的价值是不言而喻的：它通过实际部署的纵向数据得到证实，其生产率可提高近50%; 降低错误率并将首次质量提高30％; 还可以减少培训时间等。在某1000人的制造工厂案例中，通过部署AR解决方案，每年可获得2500万美元的投资回报。

缩小与工业巨头的差距

AR一直在顶级工业企业的生产环境中发挥效力，包括波音公司，通用电气公司，强生公司，DHL公司，Telstra公司和其他许多国际知名公司。如果您对此项技术仍然在犹豫不决中，那么您将远远落后于其他领导者。

二 AR技术的主流功能

增强现实的基础是移动化功能

智能手机、平板电脑、传感器和HMI（人机交互Human Machine Interface）系统是AR应用的基石，也是行业中的新技术时代，即使在危险场所也是如此，可以在危险环境中的几乎每个点上实现连续性过程可视化和控制，还可实现整个工厂的数字网络集成。

目前最新的AR技术配备了磁性陀螺仪，用户能通过平板电脑中的应用程序识别所安装的物体。该软件可以直接在移动设备的显示屏上实时提供所有底层数据；同时还可以在公司网络中共享。无论是施工计划，维护信息还是运行状态，都可通过已存储在工厂中的虚拟数据进行丰富和扩展。使用移动AR技术可以解决行业中的多种挑战和任务，比如，工厂的快速调试、透明的流程和精确的维护、有效的资产管理等。

可实现快速调试和导航

工厂的调试应尽可能顺利，毫不拖延。到目前为止，维护人员通常是大费周折地把重要的数据记录在纸上，然后在进一步反应或处理数据之前手动录入到系统，这是一个耗时的过程。然而，在移动设备和AR应用程序的帮助下，可以快速方便地访问有价值的数据。不再需要冗长的中间步骤和手写笔记、列表或咨询手册：移动工作人员可以使用AR应用程序直接在移动设备上接收和输入数据以及测试结果，甚至可以添加照片或语音备忘录。

合并数据源极大地简化了例行的现场工作。增强现实不仅可以识别用户看到的内容，还可以扩展此类信息，还可以引导他们到达故障的位置。增强现实辅助导航可以有效地引导员工：无论是内部还是外部，特别是在复杂的工厂里。即使在紧急情况下，该应用程序也可以扫描环境，便于工人可以快速找到灭火器，装配点或安全逃生路线。

维护4.0时代：可实时了解有关设备的信息

在检查和维护期间，移动工作人员不仅要广泛使用工厂的导航功能，还要使用待检查对象的相关数据。AR技术为他们整合了移动设备上的所有重要支持数据，包括传感器监测对象，然后软件显示所有相关的技术数据。

因此，在潜在危险的工作环境中检查工厂的远程工作人员可以记录结果并在维护期间修复任何损坏或立即启动必要的维修措施。如果需要额外的专家来提供专业支持，还可以简单地实时连接到移动设备，而无需亲自访问工厂。这极大地促进并提升了危险区域的远程诊断和维护能力。

可高效地利用停机（时间）进行维护

有效管理关键资产以最大限度地减少停机时间和停产成本对于制造企业至关重要。由于全球竞争中不断增加的价格和成本压力，没有公司可以负担长期停产的损失。通过具有AR应用的智能手机或平板电脑，可以提高生产率，灵活性和工厂安全性。

工厂主管一目了然地接收所有数据，这有助于顺利安排工作流程和规划。快速完整、可用的数据和良好的数据质量可节省时间。这使公司能够更快速，更准确地对计划性停机做出反应，或保证在计划停机后按计划启动工厂。

三

AR技术的下一步

1. 语音识别和语音互动

在计算机辅助下，AR技术现实了扩展，发挥了以前不可能达到的威力。最主要的是可视化、节省时间。例如，移动设备上的扩展图像可以实时向现场维护人员显示维修说明并提示操作缺陷，在整个供应链中开辟了借力工业物联网开发更多新的应用。

随着技术的发展，仅具有上述功能还是不够的。试想，您正在尝试维修飞机起落架减震器或车轮轴承，如用一只手操作设备，则还要用另一只手在平板电脑上滑动屏幕以寻求工作指令，这绝对是笨拙的，也很容易分散注意力，对于需要将设备和眼睛专注于工作的技术人员来说，这样的AR设备效率反而低下。

幸运的是，出现了一种新的互动模式——声音。对，听得懂人话还能与人互动的AR技术。

当前，语音识别技术已经很成熟，语音辅助设备，如，苹果公司的Siri，亚马逊的Alexa，Google Home、科大讯飞等国内外巨头正在掀起行业的风潮。在车间可能就找不到Alexa的应用，但是支持它的语音识别和自然语言处理（NLP）技术正在成熟。据研究和咨询公司高德纳预测，到2020年，自然语言生成和人工智能（AI）将成为90％的现代商业智能平台的标准。另外一家研究和咨询公司Forrester表示，对懂得如何构建基于AR和NLP的体验的开发人员的需求将会增加。

除此之外，语音识别技术还可以快速地通过AR设备直接呼叫可以提供指导的专家，发起实时通话。这就可以更快地解决问题，帮助新的和经验不足的工人迅速加快维修速度，缩小技能差距。

通过更多无缝交互，语音不仅将推动AR的广泛采用，而且还为其他颠覆性技术奠定基础，例如虚拟现实（VR）、混合现实（MR）和AI。总之，这些解决方案将最好地为维修工程及其员工做好准备，共创美好未来。

通过NLP和传感器的正确组合，AR驱动的可穿戴设备将不仅仅局限在平板、手机、眼镜、玻璃屏，还将出现更多的应用案例。

波音等航空制造企业的AR维修应用

据悉，飞机维修领域的AR维修技术应用最早也最成熟。波音公司是一家将语音功能与AR相结合的航空巨头。比如，使用Upskill公司开发的AR平台，组装复杂线束的技术人员使用语音命令与智能眼镜上的软件进行交互，保持免提功能就可以执行任务，这种语音和AR相结合的技术使生产力提高了25％，并有效地将错误减少到零。

同样，GE航空公司利用语音与玻璃屏上的AR进行交互并与支持Wi-Fi的扭矩扳手集成，可以指导技术人员正确地拧紧喷气发动机上的B型螺母。在某试点计划中，GE航空公司的效率提高了8％至12％。此外，GE航空去年还进行了为期半年的虚拟现实（VR）试验项目，使用谷歌的Google Glass和Upskill公司的软件，发现60%参试人员在工作中更喜欢在AR技术的帮助下完成工作，而不再愿意采用传统方式。

波音HorizonX公司最近投资的另一个项目是位于匹兹堡的C360技术公司，该公司专门从事360度视频和AR /VR技术的研发。与波音公司类似，霍尼韦尔也正在与AR供应商合作，推动AR技术在工业和航空领域的应用。霍尼韦尔加入了RealWear公司的试点项目（Pioneer Program），并一直与微软合作使用其HoloLens混合现实眼镜，通过Connected Plant Skills Insight系统培训工厂员工。 Skills Insight系统将AR/ VR培训与数据分析相结合，以增强员工的培训效果并缩短培训时间。霍尼韦尔公司表示，该公司正在努力将这样的系统应用于飞行员培训和维修工作中，如使用AR头戴式耳机直接读取发动机件号铭牌，或标牌受腐蚀、受污损的零件信息。

空客表示，该公司与微软的合作关系使公司能够更好地理解AR技术，并可充分利用该技术的潜力。与波音使用Glass Enterprise完成布线类似，空客电气团队也在使用HoloLens虚拟现实眼镜查看在机体顶部被线束环绕的零部件的状态。该公司表示，这种头戴式的AR工具可使安装速度提高25％，也让操作者的工作变得更轻松、更舒适。

波音认为，未来C360公司的AR视频功能具备在各类场景中应用的潜力，包括身临其境的机载娱乐、航测和“未来工厂”。