首页 > 行业资讯 > 查看内容

汽车厂商工业4.0指南,AR将是关键能力?

2018-04-19 17:02:46|来源: 青亭网

  《工业4.0:即将来袭的第四次工业革命》一书的主编乌尔里希·森德勒,是工业4.0研究领域备受推崇的专家。

  他在新书《无边界的新工业革命》阐述:中国、美国、德国,乃至全球各地,工业4.0的概念与实践都正欣欣向荣,同时,不仅仅是工业制造,工业4.0强调的产品数字化和生产数字化正在影响着社会生活的诸多领域,对我们的经济和社会产生深远变革,这些也就是所谓书名中的“无边界”。

  工业4.0与新技术

  “无边界”的工业4.0或者说国内倡导的智能制造,是“中美贸易战”的核心点,也是新一轮世界话语权的抢占高地。

  工业4.0从广义上来说,即制造业的数字化,在德国工业4.0战略中更详尽地描述为信息物理系统(CPS),通过传感器物联网紧密连接物理现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而实现“智能工厂”,使得在生产制造过程中,设计、研发、生产有关的所有数据都将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。

 

  工业企业希望能借助CPS系统,开创新的制造方式,在这其中云计算、大数据、机器人、增强现实(AR)、物联网等新技术都将发挥重要作用。

  在工业领域中,汽车工业因其技术密集、资本密集、产业集中度较高等特点尤为引人关注,奔驰汽车、宝马集团、大众汽车集团、上汽、一汽等国内外汽车制造商都已在试水新技术加持的工业4.0。

  本文主要探讨对于汽车工业来说这中间的AR为何这么重要,以及主要价值在哪里。

  汽车智能制造的关键技术

  AR在汽车工业中有巨大的机会和潜力,特别是随着智能互联的进一步渗透,AR的价值将呈指数级增长。以下几方面技术支撑汽车工业的升级:

  物联网、数据、计算能力的衔接

  信息传感设备的普及使“智能模块”正在变得越来越小,智能感知、识别技术加持下,在信息网络中实体物体不再透明化,并产生巨量的数据。此外,云端的计算能力和网络能力快速升级,而同时成本在快速缩减,这也意味着更多的企业可以普遍使用传感器,识别监控物理环境。

  数据分析与智能

  这得益于机器学习等人工智能(AI)技术的突破,智能化制造的关键在于海量数据的分析,找出数据的关联性,做出精准的预测与决策,并快速积累经验。而AI在汽车工业领域的研究涉及知识处理系统、计算机视觉、深度学习等等方面,将带动整个行业的深度发展。

  智能化装备产品

  日本软件银行总裁孙正义曾向日本政府建议,希望到2040年,日本能够增加到五千万工业机器人,这是日本制造业从业人员的5倍左右。以工业机器人为代表的智能化设备将成为工业中主流,以替代低效率环节的人力,使真个产业链效率再有质的提升。

  人机自然交互

 
 
工业4.0中的多模态交互

  即使智能化、自动化不断加持,人在汽车工业中也不会完全缺席,肢体动作、语音、手势、视觉、甚至面部表情等身体语言组成的多模态交互,让人的机器的互动容易且高效,而围绕交互的升级也成为智能制造的主流之一,在丰田式生产管理影响多年后,制造业需要新的思路去提升员工效率。

  自然人机交互同样体现在汽车的用户体验上,新型车载系统正在把人与GPS等信息系统的交互从小屏幕上转移到物理世界。

  AR的关键能力

  AR有两大关键技术:计算机视觉、人机交互。计算机视觉“看”世界,解决机器设备对现实世界的理解问题,人机交互解决人与虚拟信息互动的方式,反映在智能制造中,AR的能力表现在四个维度:虚拟信息融合在现实空间的作用、虚拟信息的呈现方式,虚拟信息呈现的作用,与虚拟融合信息的交互方式。

  环境/物体增强

 
 
Mercedes Rescue Assist 应用程序

  AR首先通过图像、物体识别、环境理解等技术认知现实环境/物体,然后叠加相应的虚拟信息,并使之融合,在不改变真实设备的情况下,实现设备的数据化智能化升级。梅赛德斯-奔驰曾推出Mercedes Rescue Assist 应用程序,当车辆遭遇车祸时,到现场的急救人员可以通过摄像头观察车辆状况,系统把如混合动力和纯电动汽车的电池系统,以及安全气囊等信息附加于车辆上,还可以对图像进行旋转等处理,以协助急救人员制定最佳营救方案。在AR的支持下,车辆升级成为信息设备。

  可视化

 
一汽解放锡柴发动机AR讲解效果图
 
一汽解放锡柴发动机AR讲解效果图

  AR改变了信息呈现的方式,提供类似X的穿透效果,让物体内部构造“可视”,同时也丰富了信息的维度。例如,在亮风台与一汽解放锡柴合作的发动机讲解,操作培训中,直接把发布机的的机构完全拆解,详解每个零部件,这在销售中提升了客户的对产品的认知,而内部工作人员也能根据可视信息,轻松完成操作。在医疗领域,AR能将患者的血管脉络成像,投射到患者的皮肤上,使医护人员能够轻松定位血管位置。

  不同于传统纸质材料或者手机端、PC段信息查询,AR的动态可视信息显然能容纳更大的信息量,图文、音视频、模型动画根据实际需求快速呈现,让工作人员更容易获取丰富的有效信息。

  指示、协助、信息化

  AR在操作指导、培训、工作协助方面的作用尤为直观,如在汽车发动机等器械设备的产线上,AR在需要拧下的螺丝上叠加3D指令,指导是向左旋转还是向右。在标准化工作中,人越来越趋向“傻瓜式”操作,AR智能眼镜等设备给出了严格的工作流以及跟踪统计,减少犯错风险的同时提高效率。AR解决了2D纸质材料的难以理解,视频文件的缺乏互动,培训的高成本等问题,甚至取代传统的培训方式,新员工根据AR设备更智能的指导快速上手。

 
基于AR智能眼镜的远程协作示意
 
基于AR智能眼镜的远程协作示意

  另一方面,AR还使通过第一视角的现场画面,以及便捷的信息传输,为现场工作人员提供远程的协助协作,给予远程专家如同身临其境的沟通体验。在亮风台的实时通讯通讯与协作产品HiLeia中,远程专家直接查看第一视角的画面,对于音视频难以描述的问题实时冻屏标注,现场人员在接受指导的同时进行操作,以确保正确性。建筑公司Lee用远程AR协助现场技师进行装配和维修,减少专家的重复出差,节省成本500美元每人/月,投资回报率达1:20。

  自然交互

 

  智能制造对人机交互方式提出了新的诉求,这些需求和AR有高度的重叠性。目前,来说语音交互是AR智能终端的主流,技术成熟度也较高,头部姿态跟踪、物理触控用来辅助操作。

  AR智能眼镜的交互方式

  除了认知度较高的AR智能头戴设备的交互方式,AR提供了其他互动方式尝试,苹果“使用立体图像的自适应车辆增强现实显示器”专利申请中,建议这种技术可以用于向驾驶中的用户提供周围世界的更多信息。用AR智能设备将虚拟面板投射在产品上,通过语音或手势控制,这种车载HUD也是现在汽车厂商在AR上探索的主流方向之一。

 
苹果新专利:使用立体图像的自适应车辆增强现实显示器
 
苹果新专利:使用立体图像的自适应车辆增强现实显示器

  在智能家电终端上,格力联合亮风台尝试了用AR来调节空调风向,手机上AR APP预估房间格局,让空调风吹向沙发、书桌等特定区域,或者避开婴幼儿活动区。AR交互方式升级的背后是技术的不断完善,在将来具有颠覆性的潜力。

  AR创造哪些价值

  大众汽车集团中国总裁兼CEO海兹曼曾在采访中强调,所谓的工业 4.0 或者生产 4.0 概念,并不只局限在生产灵活性这一个环节,在产品研发、生产环节、物流环节、销售和售后服务,以及客户体验方面的改善、优化和提升等方面,都跟工业 4.0紧密相关。AR等数字化过程贯穿这整个产业流程,其中沃尔沃、奥迪、宝马、梅赛德斯-奔驰、保时捷、丰田、上汽、一汽都在进行AR的研发合作,从效率、成本、体验三个维度创造商业价值。

 
 
“AR+汽车”全链条渗透(来源于:亮风台)

  营销销售

  “AR看车”给汽车的线上销售提供了新的高效工具,消费者在购买之前可以将汽车“搬到”现实空间中预体验,从各个维度内外部获知信息,从而提升决策力。上汽通用在2018年引入“AR汽车说明书”,技术由AR公司亮风台提供,提供汽车仪表盘、汽车中控等部件的识别,可现实汽车的重要功能或隐藏功能,在提升销售体验的同时,方便售后处理突发问题,也让汽车成为行为数据入口。

 
搭载于智能手机的“AR汽车说明书”
 
搭载于智能手机的“AR汽车说明书”

  在汽车产业链中,不乏功能型号复杂的部件,AR的营销解决方案缩短了销售流程。另外,AR也在柔性化生产中发挥作用,沃尔沃使用AR技术帮助用户进行定制化生产。

  产品研发

  AR可以将CAD模型投射到实物上进行匹配对比,从而确认设计效果,大众汽车在数字设计审核中,使用这一技术让设计效果和原型之间的差异显而易见,提升质检过程的效率和准确性,和传统的2D图纸对比这一效果更为明显。

  AR在产品研发上的想象更多在设计协作上,设计师可以基于立体、融合在真实场景中的3D模型,而不是在电脑上通过构图把平面设计转化成三维,或者使用传统的粘土等模型。在网络条件足够的情况下,把模型数据传输到云端实现快捷的远程协作也能成为现实。上文的亮风台“AR汽车说明书”还为汽车厂商中提供了另外一种便利,即用户行为分析,更多具有AR能力终端的普及,让用户行为更为详实。

 
 
使用 HoloLens在福特汽车设计中3D可视化原比例模型

  生产环节

  不难发现,AR的核心能力在生产环节体现鲜明,新员工培训成本降低效率提升,工作人员可以按照标准流程指导作业,在处理复杂问题时,类似HiLeia的系统软件将提供远程支持,还能延伸到数据采集、过程监控、故障预警、故障分析等功能。AR是奥迪未来工厂技术组成部分之一,应用于模块化装配,简化检测流程,监控等。

  售后服务

  经发现,在汽车的售后中,“小人”问题困扰了不少新手车主,如显示屏上出现“蹲厕所的小人”、“背大宝剑的小人”等,“AR汽车说明书”让用户随时直观的获知说明:零下4摄氏度、安全带提醒等,解决突发问题。

 

  汽车指示灯

  更重要的是AR大大降低了售后链条的成本,帮助售后技术人员为消费者解决问题,汽车厂商可以根据分析数据预测并处理问题,或者远程连接专家,这一服务可以是针对经销商(4S店)或者直接消费者。

  物流仓储

  同其它智能制造企业,AR也同样能提升其中物流仓储中分拣、存储货效率与准确性。在物流汽车DHL中,AR减少了错误,并使效率提升了25%。

  明显可见的现象是,智能互联产品在工业领域进一步渗透,人工智能和机器人发展势头猛烈,但人和机器设备的优势互融,才是汽车工业未来一段时间更可行高效的方案,才能发挥更大的效能,AR正在发挥这样的作用,增强人的能力与价值,变革工作方式与技能获取手段,成为数字世界与物理世界之间的桥梁,有前瞻眼光的汽车厂商们正在积极部署AR,并逐渐从中获利,这一趋势还将继续蔓延。
联盟会员
合作伙伴
公众平台