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2022 AR工业应用典型案例 TOP10:“工业元宇宙”率先吹响规模化号角

www.cechina.cn2023.01.17阅读 791

  2022年11月1日,以工信部为首的国家五部委联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026 年)》(以下简称“行动计划”),对虚拟现实(含增强现实、混合现实)行业释放了系列重磅积极信号,开宗明义提出:虚拟现实是新一代信息技术的重要前沿方向,是数字经济的重大前瞻领域,将深刻改变人类的生产生活方式,产业发展战略窗口期已然形成。
  工业是国民经济重要基础产业,一旦出现问题会带来广泛影响和严重损失,故其对于“可靠性”、“稳定性”、“确定性”的不断追求决定其对于智能化需求最为迫切。从“工业互联网”、到“工业4.0”再到“工业元宇宙”,名词的不断变迁反映出了人们对于工业发展的不断思考、愈加重视和满怀期冀。“行动计划”在提出要加速多行业多场景应用落地的发展目标下,把“虚拟现实+工业生产”作为首个被认为有条件开展规模化试点的行业应用,实现对实体经济的提质增效降本。
  2023年伊始,我们立足于工业生产重点流程环节,盘点了2022年落地的十大典型AR工业应用案例,希望这些案例与经验,能给AR赋能工业,甚至未来赋能更多实体产业提供丰富的观察、参考和借鉴价值。
  01电气行业——电气领头羊建立AR现场生产故障知识库,将一线工作经验数字化为企业资产
  根据Delphi Group的调查显示,在企业中,大部分知识(42%)都是存在于员工头脑中的隐性知识,其次是纸制文档、电子文件等的显性知识,只有12 %存在于知识库中。隐性知识是指隐藏在员工头脑中的、不易公开共享出来的那部分知识,例如经验诀窍、深度的专业知识等,难以汇总和分享,而隐性知识是组织创新的源泉。以上数据显示这部分知识占了企业知识的42%,由此可见,加强团队知识管理尤为重要。
  在加强团队知识管理方面,全球电气领头羊企业与工业元宇宙第一AR品牌亮风台强强联手,构建AR现场生产故障知识库,共同开启了领先探索,也开拓了AR技术的新型应用方式。
  图片AR现场生产故障知识库主要由两方面来源的知识内容构建组成,一类是常见服务过程中产生的知识记录,另一类是AR远程协作过程中产生的知识沉淀。在常见服务过程中产生的知识,将会由现场工程师佩戴AR智能眼镜,以第一视角的方式进行完整采集。在采集过程中,现场工程师还可以以语音方式添加问题或者关键说明标记,构建一个结构化的知识库,方便后期应用的时候被模糊检索和快速定位。此外,AR远程协作过程中产生的现场知识也会被构建为知识库内容之一,包括远程专家的说明指导、传送的电子文件,甚至,专家使用的AR标注等虚拟信息,都会被系统记录和保存。
  
  AR远程协作过程中产生的指导性经验知识,也会被全程记录,构建为知识库
  当然,该知识库的建设并没有仅停留在知识构建的前期过程,在后期的知识应用上,也设置了相应的能力并可以输送到每一位员工,提升其工作成效。在应用上,这套知识库系统可以实现基于自然语言处理的语音故障知识搜索,并根据使用的频率等进行知识索引与排序,并在问题检索完成后智能推荐相应的解决方案,完成整个知识库构建、应用到智能学习优化的闭环。
  管理学者彼得·杜拉克早在一九六五年即预言:“知识将取代土地、劳动、资本与机器设备,成为最重要的生产因素。”一线生产现场的宝贵经验和知识,如果没有及时的进行归纳、整理,实现数字化,那么这些隐性的知识会随着时间的漂移逐渐消失掉,作为人类的创造性智慧资产,对于企业和整个社会,都是一种极大的浪费和损失。现在,我们可以充分利用新的技术、工具或者手段保存和利用好这些来自现场的知识,实现高效的知识传承普惠与资源共享,从系统的角度进行思考这将成为组织的智慧资本,有助于企业做出正确的决策,以因应市场的变迁。
  02航天航空——中国商飞运用AR远程目击评审,为首款国产大飞机上天路贡献加速度
  来自中国商飞的官方数据显示www.cechina.cn,2022年12月,C919大型客机首架机交付首家用户东方航空公司,迈出市场运营“第一步”。截至2022年底,C919累计获得32家客户1035架订单。
  长期以来,全球民用大飞机市场一直被波音和空客垄断。C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机。它的成功是我国大飞机事业发展的重要里程碑。
  在C919推向市场运营的前期关键适航取证环节,中国商飞引入AR行业的“工业元宇宙”核心品牌亮风台的AR黑科技,为上海飞机设计研究院(简称“上飞院”)和民航局上海审定中心远程目击评审保驾护航。上飞院使用亮风台AR远程通讯与协作平台HiLeia进行多人协作的远程试验目击和检查www.cechina.cn,降低差旅频次和成本。特别疫情期间,HiLeia高清视频流和激光笔功能,顺利完成评审方对飞机上定水平设施等检查工作,从根本上解决了“去不了现场”和“控不住成本”两类痛点,特别在疫情的“非常时期”显得尤为突出。
  03汽车行业——土耳其梅赛德斯奔驰部署AR系统,提升客户服务满意度
  将AR技术引入汽车领域是正在发生的更广泛的全球数字化转型过程的一部分。因此,现代车企引入AR等新兴技术,在全球范围内进行部署,也是保持其生产技术优势的重要举措。
  汽车行业的“数字化转型”是利用新技术驱动行业的创新与发展,改善用户体验、重构商业模式、提质增效降本。2021年,亮风台与上汽通用合作“AR智能车书”,升级了用户买后体验。2022年www.cechina.cn,梅赛德斯奔驰位于土耳其的56个服务中心,也开启了大规模AR终端的部署计划,以AR远程协作应用为主,及时响应和解决客户问题。
  在服务中心现场,头戴AR智能终端的一线人员可拍摄到现场的第一视角画面,实时传输到后端专家的终端上,让后端支持专家可以如临现场般的,以第一视角的方式观察现场,为一线作业人员提供准确的指导建议。
  据了解,土耳其梅赛德斯借助AR技术,提升服务中心效率高达80%,节省高达10万美元的服务成本,以及减少约500吨碳排放。
  04煤矿行业——安徽特大型煤矿建设AR矿井生产管理系统,开启AR煤矿应用场景的适用论证
  过去www.cechina.cn,智能制造开展主要应用于制造业,是在环境标准化的大厂房中进行作业,其作业场所固定,工艺流程相对不变。而矿井生产一般是在复杂作业环境下开采矿产资源,很可能地处偏远山区,作业场所、环境和方式等不固定,因此,技术赋能难度更高。但是,其数智化发展的需求同样非常迫切,而相应的,一旦技术改造和赋能成功,那相比而言带来的价值感也更加突出。
  与一般制造业相同,运维巡检工作也是采矿业生产日常工作中的一项极为重要的工作,是巡检人员发现作业设备缺陷或安全隐患最重要、最有效的方式。该煤矿引入的应用就属于典型的作业运检应用,基于AR/AI技术,研发基于煤矿作业过程的AR智能运检系统,升级传统运检方式,实现煤矿作业现场运维巡检工作的数字化、规范化、可视化、智能化。
  在具体应用场景上,分为两部分:一方面,利用亮风台研发的AR智能运检系统,实现运维巡检任务工单的生成、下发、执行、反馈和全过程记录;另一方面,借助AR技术并集成现有多种数字化信息系统与平台,为AR智能运检系统提供支持,包括设备实时数据与运维注意事项、现场信息AR空间传递、AR知识库、AR远程通讯协作等内容,打造基于作业现场的数智作业空间,提高巡检效率和故障处理效率,有效减少设备停机维修时间,提升煤矿在运维作业方面的智能化水平。
  此外,借助亮风台增强现实(AR)技术,兼容利旧已有的信息化设备,制作了AR数字沙盘,将虚拟矿井生产信息叠加在沙盘上,参观者在集控中心就可以看到整体矿区地面及井下生产情况及实时生产信息、机电设备数据、环境参数等内容,实现“沉睡”数据的激活。人员在无需入井的情况下,就可以对井下情况全面实时掌握。
  智能采矿发生于社会整体产业链的最前端,标志着AR等新兴技术开始向整体产业链的前端做艰深探索,“工业元宇宙”的价值也开始向更前端辐射。技术创企联合产业开启慎重的探索验证是做好这道“雪中送炭”必答题、开启技术赋能行业良性发展的第一步。
  此外,在关注经济价值的同时,我们也在这个案例中观察到了科技的温度,带来一定的社会效益。采矿工作一向被视为脏乱累差的代表工作,而AR的力量可以帮助采矿工人解放双手,增添一系列可靠的安全保护,对于破解安全发展难题、把人从复杂危险劳动环境中解放出来、进一步提高煤矿员工的获得感、幸福感、安全感有重要意义。
  05石油行业——我国AR技术部署中东石油国家,新兴自主科技探索出海新机遇
  伴随国际经济形势的不确定性延续,全球主要国家及经济体正在聚焦于地区数字经济的快速发展,以期通过促进科技创新、数字基础设施建设与产业链的数字化转型升级,推动国家经济发展重获活力。中东作为世界典型的能源经济体,能源领域的科技创新开展的空前活跃,且基于数字经济合作已经成为中国和海湾国家合作的重要组成部分,来自中国的科技创新智慧也开始注入中东的能源数字化领域,探索新兴自主科技出海新机遇。
  石油工业在经济中具有极其重要地位,被称为“工业的血液”。而中东地区地处连接欧、亚、非三大洲的枢纽地带,又是世界油库。因此,中东能源市场正在孕育广阔的商业化机遇,作为自主科技出海探索的着落点,具备非常显著的观察意义。
  中东地区油田数据IDC机房目前正面临数据中心规模不断扩大,基础设施运维管理难度加大的挑战。以我们作为主要观察体的油田为例,由中国等国外供应商提供,该油田建有成规模的IDC机房设施,其中存有大量油田相关数据,因此,机房的安全运维,定期巡检,故障排除是当地的重要日常工作。
  本次引入我国AR行业龙头公司亮风台的自主技术,主要是为构建IDC机房的数字化应用场景,以流程化机房设备巡检,实现高效协作与知识积累,建立软硬结合的数智化平台。通过机房设备巡检运维流程指引,减少设备故障,保证IDC机房设备群高可用、降低设备商专家差旅成本、缩短新IDC机房设备巡检人员学习培训时间。
  在IDC机房巡检场景中,巡检作业人员执行日常任务过程中,如果出现突发故障,无法按照标准的作业步骤解决问题,巡检人员首先可以按照故障现象描述关键字段,从知识库中检索历史故障恢复视频进行参考。若是仍然不能独立排除故障,现场巡检人员此时可以记录故障,并通过呼叫远程专家,借助第一视角、AR标注等功能精准排故。
  背靠“一带一路”,左边沙漠绿洲,右边黄金石油,对制造业、科技等出海企业来说,中东的确是一片亟待开发的宝地。且在大国贸易保护主义盛行之下,中东成为目前我国优势产业出海不可忽视的选择,相关行业龙头公司有望抓住这波出海的重要机遇,保持科技创新优势,在细分领域形成单点突破,以“数字丝绸之路”为我国建成全球新兴科技领先国家战略的大道贡献力量。
  该煤矿引入了亮风台新一代全国产AR工业眼镜HiAR H100,支持5G通讯,具备高清防抖、高效降噪、全局语音交互等丰富功能,是“奋进新时代”主题成就展上唯一亮相的新型工业化荣誉产品,图为该产品在“奋进新时代”主题成就展的现场展示。
  06制药行业——诺和诺德利用混合现实技术,加快制造行业数字化发展速度
  制药行业在实施新技术方面,相对而言一般比其他行业慢,主要原因在于该行业必须遵守非常严格的监管要求。但在2022年www.cechina.cn,丹麦跨国制药公司诺和诺德在满足严格监管的前提下,开启了制药行业率先应用前沿科技,加速数字化转型进程的步伐。
  拥有百年历史的诺和诺德公司在全球80个办事处拥有超过49,000名员工。该组织负责全球一半的胰岛素供应,为170个国家的3400多万糖尿病患者提供服务。近年来,诺和诺德一直在使用新技术来满足增长www.cechina.cn,提高生产流程的效率,增强员工的能力,同时保持最高的质量标准,并遵守制药行业的监管要求。
  2022年www.cechina.cn,诺和诺德开启与微软的合作,引入微软的混合现实技术,开启探索上述目标实现的最佳方式。通过混合现实技术,诺和诺德的技术人员可以在3D中以直观的可视化方式接收到他们需要遵循的指令,而不是来回切换注意力,不断查看和核对他们的纸质文件,使日常生产工作变得高效且轻松。
  但是,如该案例开头所提出的现状一样,在制药行业应用新兴技术是一件门槛极高的事情。据了解,在进行正式合作之前,诺和诺德已经经过了一年多的系列沙盒试验,在非常严格的论证之后,才明确提出要“推动生产流程的全面数字化”。
  07钢铁行业——中国宝武引入AR智能巡点检系统,开启点到线“钢铁元宇宙”进阶尝试。
  工业元宇宙作为产业元宇宙组成部分之一,在诸如宝武、国网等行业标杆生产商与微软、亮风台等服务商的共同努力下,不断推动着生产力的进步与生产关系的变革。这场以新技术融合、数智化转型为目标的革新已经开启了由点到线的发展,这其中,中国宝武以AR/VR技术为主的数智化转型进程可以说是由点阶段进入线阶段的领先代表。
  在去年,中国宝武集团对于AR技术的应用,主要限于单点设备,实现关联设备的数字信息可视化、精准远程协作与高效过程记录管理。今年,中国宝武非常明确地提出了对于“工业元宇宙”的探索和尝试。9月,世界人工智能大会上,中国宝武集团以“数实融合,产业元生”为概念,发布了十大具有广阔前景的工业元宇宙应用场景:包括远程设备操控、协同研发设计、设备协同作业、柔性辅助装配、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场检测等。其中现场辅助装配、设备故障诊断等场景是AR技术发挥作用的主要场景。在现场辅助装配场景中,宝钢基地内,一线装备工人戴上智能头盔,千里之外的工程师就得以零距离“走”进生产线,与工人协作优化生产装配流程。在设备运维、设备故障诊断等场景下,钢铁行业目前面临的问题更加复杂和迫切,表现在于:已有的工业互联网或数据业务平台尚无法满足复杂的设备、数据、系统之间的互联互通与现场处置需求,运维模式亟需从“以人为核心”的设备管理方式,转变为“以数据为核心”。
  因此,宝钢生产基地的热轧产线上,还配备有亮风台提供的AR智能巡点检系统和全国产的AR智能眼镜HiAR H100。这套系统结合检维一体化的难点痛点,以工业工程为基础,将点巡检作业进行细化,以点巡检工位、作业任务、检查要素等为突破口,按照五定原则,实现现场点巡检作业标准化、点巡检管理规范化、数据采集实时化、信息记录智能化。最终在产线巡检方面,打造出一个实时数据可视化、现场交互智能化、远程协作精准化的工业元宇宙空间,相关设备/产线信息,包括环境数据、维修履历、操作手顺、故障记录、图档履历、备件信息等都可以被直接呈现在空间中,并且通过AR终端在物理空间中“看见”和交互,完成人、(现)场、数(字)的融合。
  对于工业元宇宙的建设,亮风台提出系统观点:AR(增强现实)是将人、(现)场、数(字)融为一体的重要手段,结合云平台、物联网、工业互联网、CPS等技术,工业生产数据、管理数据、设备数据等实时打通,通过AR终端进入工业现场,作为生产力工具赋能现场工作人员。而这一过程的数据又能实时保存在现场,通过系统分析,形成虚实融合的数据、知识库等,完成闭环。可以想见,一旦这样的闭环形成,会带来非常显著的提质增效价值,包括经济价值和社会价值。
  08电力行业——国网湖南打造AR远程培训智慧教室,为解决人员培训难题打开新思路
  2021年,AR远程协作实现连接现场与后端,已然成为工业界基础性标配应用,是在场景上率先进入初步规模化的应用,但早前主要集中于检修和排故场景,比如2021 AR工业应用典型案例盘点中提到的宝钢和东北石油局的案例,目的均是为提升故障解决效率。
  2022年www.cechina.cn,国网湖南电力也同样引入亮风台AR远程协作平台,以国网湘潭供电公司智慧教室为试点,创新性地将AR远程协作能力应用于岗前培训场景中,在生产环节中把AR远程协作这种工业基础标配能力从后端应用到前端,为电力行业的人员培训打开了新思路,一举破除了集中培训难度高、投入大、“老师傅”资源稀缺等问题。
  国网湘潭供电公司作为当地变电运检人才培养基地,主要任务是为落实国网湖南省电力公司“现代设备体系建设”任务,完成相关人才培养与评价的配套措施。以往,该电企主要依托传统劳模工作室,通过开展传统形式的“传、帮、带”活动来进行岗前培训,培训工作中科技手段的支撑不足,发挥专业队伍中专家、技师等稀缺精英的作用有待提高。
  引入亮风台AR远程协作平台后,该电企即开展全面的智慧变电站运检知识技能培训。工匠专家通过佩戴智能眼镜,即可解放双手,一边进行操作演示,一边讲解操作流程和注意事项,实现在工作中教学,学员可与工匠专家实时互动,讨论作业要点。还可按照实际需要,由工匠专家借助空间标注、冻屏和文件分享等功能,向学员精准指导、讲解相关内容。最终,学员可以将理论结合实操,通过第一视角画面、精准的标注指导牢固掌握相关知识和技能。此外,该远程协作智慧教室还可应用于一线技能人员现场培训、3D培训指导书、远程教学、事故演习、应急培训等场景,总结来说可实现“实时指导”、 “透明管理”、 “个人教练”、“知识沉淀”四大创新。
  在电力行业,国家电网公司一直走在探索“电力元宇宙”的前列。
  09化工行业——云南龙头化工集团引入AR新科技,瞄准生产安全管理开展试点实践
  如果说,上个煤矿案例的AR智能运检系统建设在安全治理等社会效益上表现的不足够明显和突出的话,那么云南龙头化工集团的案例是非常实实在在的在瞄准企业安全生产进行提质发展。
  2021年3月,应急管理部专题制定印发了《“工业互联网+危化安全生产”试点建设方案》(应急厅〔2021〕27号”,以下简称《试点方案》),提出利用工业互联网、大数据、人工智能(AI)等新一代信息技术与安全管理深度融合,推进企业安全治理体系和治理能力现代化,进一步提升企业安全生产风险感知评估、监测预警和响应处置能力,排查化解潜在风险,最终以信息化促进企业数字化、智能化转型再升级,提升安全生产管理的可预测、可管控水平。
  该集团“3D智慧工厂一张图建设”方案主要以“三维建模+视频AR”方式构建实景数字孪生工厂的可视化基础底座。通过获取工厂园区建筑CAD数据、竣工图纸、地理高程数据,运用三维GIS技术,对工厂园区进行自动化的整体、大范围三维建模应用,高精度还原园区场景,并对重点建筑、生产车间进行三维精细化建模,通过在三维模型中关联人员信息、监控信息、生产信息等数据信息,实现实时掌握工厂园区生产运营、安全防范的状况,实现可视化、智能化的智慧工厂管理。
  此外,在传统视频监控系统的应用基础上,采用亮风台业界领先的AR增强现实算法,实现对工厂内原有监控摄像机兼容利旧接入,并能将视频画面中的摄像机、道路、生产车间、设备状态等信息,以AR标签形式标注在视频画面中,整体形成视频实景地图,使监控人员在实时监控画面上能够直观快速了解目标信息,还可以和不同生产业务系统融合,颠覆传统视频监控系统的应用体验。
  借助一张图建设,相关的管理者可以直观清晰地进行“人机料法环”全面安全管理,包括环保管理、危险源管理、隐患管理、危化品管理、应急消防管理等,最终提升安全生产网络化、信息化、数智化水平,提升安全生产管理的可预测、可管控水平,实现提质增效、消患固本,全面有效保障生产安全。
  10印刷行业——日本柯尼卡美能达融合AR技术,优化售后服务效果提升增长
  近年来,各行各业都在积极拥抱数字化转型。数字化正以不可逆转的趋势改变着人类社会,是数字时代经济发展的必然趋势,也是塑造核心竞争力的关键之举。但是,数字化不是目的,实现数字化的价值才是最终目的,根本是要维持企业生存,实现企业增长。印刷行业是一个产品相对同质化的市场,因此,众多相关企业都在寻求从单纯的产品销售转型为服务销售,以实现业务突破的方式,企业售后服务能力成为影响其增长的重要因素。
  日本印刷品牌柯尼卡美能达全球销售及服务遍及150多个国家,面对着庞大的用户群体,特别是一些业务量大,甚至需要24小时不断打印输出的客户企业,一旦设备故障造成停机,将会带来极大的损失。因此,很多客户都希望发现故障问题后,柯尼卡美能达能及时响应,最好2小时内能到现场,一般的问题希望能在4小时内解决,而需要更换零件的问题能在8小时内完成。面对这样的行业要求,售后环节极具挑战。
  柯尼卡美能达应对这个挑战的数字化转型方案之一,就是引入AR技术,实现售后远程化。它利用AR技术真正为远程专家打开“第一视角”,重塑传统服务场景中远程专家亲赴现场的教学模式,颠覆低效沟通,提升售后服务的响应速度和服务质量。
  柯尼卡美能达集团借助新兴技术进行数字化转型的计划,致力于把整个企业的生产服务运营过程、员工之间的协作过程,以及企业和客户的互动过程,都与数字化体验深度融合,来增强抗风险能力和韧性,突破增长困境。
  2022年www.cechina.cn,在“元宇宙”概念的走红推动和政策的重磅加持下,市场对于AR/VR的关注走向高潮。在告别互联网红利期后,发展数字经济的重点转移到了“虚实结合”上、转移到实体经济赋能上。
  通过对过去一年的回顾,我们看到AR在“工业元宇宙”领域的落地仍然坚持着“”以虚促实、以虚强实”的价值导向,立足提升实体经济生产效率、满足人民群众美好生活需要,推动经济高质量发展。在具体落地上,也呈现了五大新的特点:挖掘了更丰富的应用场景,如安全生产管理;形成了新型基础应用能力,如AR知识库;下沉至更前端艰深的领域,煤矿、制药行业等;出现了点到面的发展进阶,如中国宝武的产线运维;开启了出海探索应用布局,在中东能源市场迈出步伐。
  与此同时,我们也不难看出,这些动作里,带有大胆的设想,更带有谨慎的验证、试点或者探索,能够看到清晰的、明确的初步规模化曙光,但也需正视AR与工业的结合仍然处于一个起步发展阶段的事实。
  下一代互联网、工业元宇宙、数字经济……前景非常美好,但实现的过程是要经过“点线面体”来徐徐图之,是要踏实迈好当下的每一个步伐,是要坚持“长期主义”去做正确的事情,产业界共勉之!
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