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(dòng)開發(fā)和采用全自動(dòng)“熄燈”制造系統(tǒng)，但相當(dāng)一部分涉及制造的活動(dòng)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(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（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(shí)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(shí)，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(duì)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(yíng)銷中使用沉浸式技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(fèi)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(jì)這些技術(shù)的應(yīng)用來改善其關(guān)鍵業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(fèi)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(gè)例子。沉浸式技術(shù)由于能夠增強(qiáng)用戶對(duì)流程的可視性，并在正確的時(shí)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(shí)施沉浸式技術(shù)所證明的那樣。

制造業(yè)對(duì)沉浸式技術(shù)的需求

自從自動(dòng)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(duì)定制、變化和檢驗(yàn)需求極小的領(lǐng)域。對(duì)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(jiǎn)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(huì)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jì)到最終的檢驗(yàn)，人類工人在執(zhí)行制造流程中涉及的不同任務(wù)時(shí)都需要提供幫助。

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)，雖然還處于起步階段，但事實(shí)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(jì)改進(jìn)，幫助制造流程變得更加高效。

交互式設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)產(chǎn)品之前，通常會(huì)進(jìn)行大量的規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作。功能性產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì)，更是產(chǎn)品價(jià)值的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，制造商非常重視設(shè)計(jì)的正確性。傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)者一直使用二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型來測(cè)試和嘗試本質(zhì)上是三維的產(chǎn)品。對(duì)于必須實(shí)時(shí)測(cè)試的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)師通常使用物理原型來測(cè)試產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這些原型很難制作，而且更難重新設(shè)計(jì)用于試驗(yàn)和重新測(cè)試。除了昂貴之外，它還延緩了產(chǎn)品上市時(shí)間（TTM），因?yàn)槲锢碓托枰啻沃刈瞿Ｐ?，因此每次迭代都需要時(shí)間對(duì)原型進(jìn)行物理再創(chuàng)造。

通過虛擬現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)師可以在三維空間中構(gòu)思產(chǎn)品，并在模擬環(huán)境中測(cè)試這些產(chǎn)品，直到設(shè)計(jì)完成。除了最小化上市時(shí)間外，虛擬現(xiàn)實(shí)還提供了在預(yù)期條件下測(cè)試產(chǎn)品的能力，并識(shí)別使用傳統(tǒng)測(cè)試方法無法突出的設(shè)計(jì)缺陷。這就確保了所生產(chǎn)的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)需要敏捷，以跟上市場(chǎng)和客戶不斷變化的需求。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們需要能夠快速做出決定，但必須對(duì)可用信息進(jìn)行徹底和詳細(xì)的分析。然而，為了實(shí)現(xiàn)安全有效的決策，需要分析的數(shù)據(jù)量對(duì)于決策者來說太多了，以至于難以輕松處理和理解。這會(huì)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(dòng)更高性能和進(jìn)一步增長(zhǎng)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(shí)，可以加快制造組織各個(gè)級(jí)別的決策過程，從高層戰(zhàn)略決策到關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)決策。

知情維護(hù)

設(shè)備故障是一個(gè)導(dǎo)致生產(chǎn)意外中斷的問題，需要維護(hù)團(tuán)隊(duì)立即作出響應(yīng)。有時(shí)，維護(hù)團(tuán)隊(duì)可能不在身邊，無法及時(shí)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(duì)能夠識(shí)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(shí)解決這些問題可以確保生產(chǎn)設(shè)施的正常運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)太多的長(zhǎng)時(shí)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(yàn)

質(zhì)量檢驗(yàn)是制造流程的一個(gè)重要組成部分。當(dāng)組織努力最大化生產(chǎn)力時(shí)，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(dòng)化的檢測(cè)方法外，人類質(zhì)量檢測(cè)人員往往還要對(duì)數(shù)百個(gè)單元進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)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(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

沉浸式培訓(xùn)

對(duì)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(shí)間，部署缺乏經(jīng)驗(yàn)的新員工執(zhí)行關(guān)鍵操作可能會(huì)降低工作質(zhì)量，甚至導(dǎo)致安全問題。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中培訓(xùn)新員工可以使他們?cè)诓挥绊懮a(chǎn)力、質(zhì)量和安全的情況下獲得履行職責(zé)的經(jīng)驗(yàn)和熟練程度。

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(shì)，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(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不需要機(jī)器人。