增强现实技术如何变革制造业

说到增强现实，很多人可能首先会想到曾在一夜之间席卷全球，风靡世界的精灵宝可梦AR游戏。

其实，无论虚拟现实，还是增强现实、混合现实，这些技术也已经在工业制造领域得到应用。

据高盛在2016年初发布的报告预测，2025年全球虚拟现实与增强现实市场规模将达到800亿美元。其中，工程、医疗、地产等重资产行业将是其中的重要应用场景。

随着增强现实技术硬件和软件的进步，以及数据处理能力的大幅提升，越来越多的制造公司已经开始使用该技术，以提升生产与管理效率。

作为下一个重要的计算平台，从设计到生产，到质量控制，再到后期维护和员工培训，增强现实技术正在有力推动现代制造业的变革，并为工业4．0的实现增添动力。

1．工业设计

传统工业设计阶段主要包括五个主要步骤：了解客户需求——将需求转换为技术输入——提供多种解决方案——选择客户可接受的可行性解决方案——将确定方案转移到制造团队。

可以说，这种传统设计过程非常复杂，需要花费大量的精力和时间来为客户公司确定最佳可行的产品。

而将增强现实集成到设计开发阶段，可以简化传统的繁琐过程，增强与客户的互动，使产品设计更加符合客户需求。

电梯制造商蒂森克虏伯为销售人员配备了微软增强现实眼镜HoloLens，当销售人员到达建筑现场时，可以使用HoloLens测量楼梯等实际环境的3D数据，通过云端将数据与公司相关部门共享，实现实时反馈。

HoloLens还允许销售人员在现有的真实楼梯上叠加楼梯升降机的虚拟3D模型，让客户提供可以轻松地体验安装后的场景和功能。

同时，蒂森克虏伯还使用HoloLens为现场技术人员提供远程支持，可以将通常需要2小时的问题缩短到20分钟，大幅降低维修的时间成本。

汽车制造商沃尔沃尝试让工程师使用HoloLens来加速新车型、零部件和汽车内饰的研发。

通过AR眼镜，工程师可以看到汽车内部的结构信息以及某个部件的3D图形，并对其进行操作调整；还可以与设计师和销售团队快速沟通，充分了解消费者的需求偏好，并提高新车研发速度。

2．装配制造

众所周知，在工业生产过程中，很多环节还需要工人手动操作，特别是在装配过程中，装配的周期时间取决于操作工人的技能熟练度，特别是飞机、汽车等复杂的大型机械设备。

例如，飞机拥有大量且复杂的电子线路，在面临数千根电线组成的线束组件中，装配工程师必须遵循功能手册进行工作，这是一项耗时耗力且非常影响工期的过程。

飞机制造商波音公司利用谷歌的AR眼镜来简化装配流程，通过APX Labs公司研发的应用程序，工程师可以通过AR眼镜扫描装配现场的某个部件的二维码，该部件的线束的装配指导就会自动在眼镜上显示出来，工人只需要按照指导步骤即可完成装配工作。

据统计，使用AR技术，可以使工程师的装配时间缩短25％，出错率降低50％。

美国最大的军用飞机制造商洛克希德－马丁公司也在尝试将AR技术应用到飞机制造过程中。

公司借助爱普生Moverio的AR眼镜，得以让生产人员更方便地了解零部件的编号和操作流程，从而实现准确快速的装配生产。

在安装起落架的部件时，工程师通过AR眼镜显示的安装手册和操作步骤，可以详细了解每根线缆、螺栓以及需要安装的位置和编号等信息，从而完成安装。

据统计，通过使用AR眼镜，工程师的装配速度能够提高30％，准确率达到96％。此外，通过AR技术，还可以将安装指导手册和质量要求显示在AR眼镜上，从而大量缩短工人的培训时间。

3．质量检验

质量检验是确保出厂产品符合所有要求的重要环节。传统生产需要大量检查点的清单才能完成，而质检人员需要对最终产品的交付负责。

因此，客户收到的产品的质量，不仅取决于生产过程中的产品质量把控，还取决于质检过程的准确性。

AR技术通过为质量控制提供交互式的平台，可以查看实时显示的产品尺寸精度、公差和表面光洁度等详细信息，方便质检人员轻松执行复杂任务。

世界汽车零部件供应商麦格纳使用微软HoloLens帮助检查汽车及零部件是否存在潜在缺陷。

当佩戴HoloLens的质量检验员查看汽车时，AR眼镜就会显示出要检查的零件信息，还会指导质检员逐步进行检查工作。

保时捷公司正在使用AR技术进行汽车质量检测。在德国莱比锡的保时捷装配厂，技术人员使用增强现实技术作为质量保证流程的工具。

AR系统可以对供应商的零部件进行扫描，并将数据上传到云端数据库。在生产车间中，质检人员使用AR设备对汽车的问题部分进行拍照，然后自动加载该部件的确切尺寸进行比较。

保时捷还计划使用超高精度的摄像头和云端数据库相连接，以实现对零部件和组装部件的实时分析，帮助质检人员节省大量的时间。

此外，美国保时捷经销商的技术人员已经在使用AR眼镜诊断和维修车辆，通过远程实时视频交流将维修服务时间缩短了40％。

空客公司正在使用混合现实应用MiRA将数字模型集成到生产环境中，使装配工人能够查看正在生产的飞机的完整3D模型。

据空客公司称，混合现实技术已用于A380和A350 XWB生产线，以检查二级结构支架的完整性，这些支架可将液压系统和其他设备固定到位。

据统计，检查A380机身中的6万－8万个支架，传统检测方法需要3周的时间，而使用混合现实技术只需要3天即可完成。