制造業(yè)中的沉浸式技術(shù)是怎樣的

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）和增強現(xiàn)實（AR）可以幫助人類精確和高效地執(zhí)行這些任務。

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)實世界中的主流應用。智能手機的出現(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。這導致了企業(yè)在以客戶為中心的應用中開發(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，并設計這些技術(shù)的應用來改善其關(guān)鍵業(yè)務運營。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術(shù)在制造業(yè)中的應用是沉浸式技術(shù)從以消費者為中心的應用向以員工和流程為中心的應用轉(zhuǎn)變的一個例子。沉浸式技術(shù)由于能夠增強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

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時都需要提供幫助。

虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實在制造業(yè)中的應用

在制造業(yè)中采用虛擬和增強現(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，甚至有助于設計改進，幫助制造流程變得更加高效。

交互式設計

在生產(chǎn)產(chǎn)品之前，通常會進行大量的規(guī)劃和設計工作。功能性產(chǎn)品設計是產(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì)，更是產(chǎn)品價值的關(guān)鍵驅(qū)動力，制造商非常重視設計的正確性。傳統(tǒng)上，設計者一直使用二維計算機輔助設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，設計師通常使用物理原型來測試產(chǎn)品設計。這些原型很難制作，而且更難重新設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行物理再創(chuàng)造。

通過虛擬現(xiàn)實，設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，直到設計完成。除了最小化上市時間外，虛擬現(xiàn)實還提供了在預期條件下測試產(chǎn)品的能力，并識別使用傳統(tǒng)測試方法無法突出的設計缺陷。這就確保了所生產(chǎn)的產(chǎn)品在設計上是完美的，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行徹底和詳細的分析。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。這會導致決策過程中的延遲，從而延遲必要的操作，并最終達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

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

質(zhì)量檢驗

質(zhì)量檢驗是制造流程的一個重要組成部分。當組織努力最大化生產(chǎn)力時，他們也強調(diào)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性標準。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)百個單元進行檢測，以發(fā)現(xiàn)有缺陷的單元。由于人員限制，這導致檢查員遺漏了不合格的細微指標。將增強現(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微的偏差，從而實現(xiàn)更高的產(chǎn)品質(zhì)量標準。

沉浸式培訓

對于制造業(yè)員工來說，在職培訓是最有效、最高效地履行職責的必要條件。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，甚至導致安全問題。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中培訓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的經(jīng)驗和熟練程度。

虛擬現(xiàn)實和增強現(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，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)不需要機器人。