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制造業中的沉浸式技術

發表時間:2020-07-20 08:46

盡管全行業仍在努力推動開發和采用全自動“熄燈”制造系統,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。在制造業中使用虛擬現實(VR)和增強現實(AR)可以幫助人類精確和高效地執行這些任務。



沉浸式技術已經超越了它們的起源,從小說作品到現在出現在現實世界中的主流應用。智能手機的出現和普及加速了這些技術在公眾中的傳播。在吸引全球民眾注意的同時,它們也引起了企業的興趣,這些企業充分利用了人們對沉浸式技術的迷戀。這導致了企業在以客戶為中心的應用中開發沉浸式技術,例如,在數字營銷中使用沉浸式技術,即虛擬現實和增強現實技術,越來越多地被大小公司采用。但現在,隨著新鮮感開始在消費者中逐漸消退,企業開始將注意力轉向內部,并設計這些技術的應用來改善其關鍵業務運營。虛擬現實和增強現實等技術在制造業中的應用是沉浸式技術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變的一個例子。沉浸式技術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所證明的那樣。



制造業對沉浸式技術的需求



據羿戓制造所了解,自從自動化和工業物聯網(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術語中所謂的“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域。對熄燈制造有意義的行業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品的大規模制造工廠。



然而,當今生產的大多數產品都會隨著客戶需求的變化而不斷變化。因此,制造業需要高度靈活,但同樣甚至更不容忍不合格。盡管終,這些流程將通過使用通用機器人實現自動化,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一樣感知或看到隱藏的模式,因此,從初的設計到終的檢驗,人類工人在執行制造流程中涉及的不同任務時都需要提供幫助。



虛擬現實和增強現實在制造業中的應用



在制造業中采用虛擬和增強現實技術,雖然還處于起步階段,但事實證明,它已經成為制造業參與者的主要游戲規則改變者。它通過提高工人生產力和工廠利用率,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



在生產產品之前,通常會進行大量的規劃和設計工作。功能性產品設計是產品質量的本質,更是產品價值的關鍵驅動力,制造商非常重視設計的正確性。傳統上,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上是三維的產品。對于必須實時測試的產品,設計師通常使用物理原型來測試產品設計。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造。



通過虛擬現實,設計師可以在三維空間中構思產品,并在模擬環境中測試這些產品,直到設計完成。除了小化上市時間外,虛擬現實還提供了在預期條件下測試產品的能力,并識別使用傳統測試方法無法突出的設計缺陷。這就確保了所生產的產品在設計上是完美的,并將產品召回的可能性和其他產品故障的不良后果降至較低。



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,為了實現安全有效的決策,需要分析的數據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,并終達到敏捷性的相反效果。越來越明顯的是,使用數據可視化可以增強執行決策,并確保不僅可以輕松找到問題的答案,而且還可以發現能夠推動更高性能和進一步增長的新問題。



在制造相關的數據可視化中使用虛擬和增強現實,可以加快制造組織各個級別的決策過程,從高層戰略決策到關鍵運營決策。



知情維護



設備故障是一個導致生產意外中斷的問題,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。與制造設備的性能和健康相關的數據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設備指導業余人員,同時解決這些問題可以確保生產設施的正常運行,不會出現太多的長時間停機,較大限度地提高工廠和設備的利用率。



質量檢驗



據羿戓技術文件編制所了解,質量檢驗是制造流程的一個重要組成部分。當組織努力較大化生產力時,他們也強調提高產品的質量和一致性標準。為了保證產品的高質量,除了采用自動化的檢測方法外,人類質量檢測人員往往還要對數百個單元進行檢測,以發現有缺陷的單元。由于人員限制,這導致檢查員遺漏了不合格的細微指標。將增強現實技術與人工智能和傳感器技術結合使用,甚至可以闡明制造單元上細微的偏差,從而實現更高的產品質量標準。



沉浸式培訓



對于制造業員工來說,在職培訓是有效、較高效地履行職責的必要條件。這一過程需要時間,部署缺乏經驗的新員工執行關鍵操作可能會降低工作質量,甚至導致安全問題。在虛擬現實環境中培訓新員工可以使他們在不影響生產力、質量和安全的情況下獲得履行職責的經驗和熟練程度。



虛擬現實和增強現實在制造業中的不可或缺性,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。

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