增强现实技术迈入工业领域

日期:  
2018年 11月 14日
作者: 
Anne Corning  | 
主题: 

如今,增强现实(AR)和虚拟现实(VR)领域出现了大量创新成果,并且涌现出了广泛的实际应用。AR/VR正在给医药、制造、博物馆等工业领域带来重大变革。最近的例子包括“GE可再生能源工厂风力涡轮机装配工人佩戴智能眼镜,该眼镜使他们能够直接查看叠加在零件上的数字化指导信息;福特公司的汽车设计师正在使用微软的 HoloLens头戴式混合现实设备预览投影到实际的汽车或粘土模型上的设计”1。

这些类型的开发成果现在被归入到了“工业4.0”(缩写为I4.0)这一术语之下,标志着第四次工业革命。如果我们认为第一次工业革命(19世纪00年代,“1800s”)的标志是利用蒸汽机等技术引入机械化来取代以前由人工或动物完成的劳动,那么第二次工业革命则是基于电力的大规模生产和装配线的出现。

第三次工业革命是将自动化和计算机化添加到生产中,例如,采用自动化装配线及可编程逻辑控制器(PLC)和机器人等技术。新的第四次工业革命正在迎接“智能化工厂”时代的到来,物联网(IoT)和人工智能(AI)等技术方法进一步强化了这一点。

四次工业革命图解。图片来源:Christopher Roser,AllAboutLean.com.

本周,我们将聚焦工业领域一些被视为I4.0变革趋势一部分的AR/VR开发成果。

波音公司改进后的装配线

波音公司的技术人员现在使用谷歌眼镜执行AR应用(在工业环境中称为“工业AR”,简称“IAR”),以改进他们787-8运输机的配线总成过程。在采用AR技术之前,工人们必须通过查阅笔记本电脑上的示意图来不断检查众多配线的装配。此过程非常耗时,并且容易导致工人产生疲劳感。

在转为使用头戴式AR设备之后,工人们现在可以从他们的眼前直接获取这些信息,这使他们能够随时检查自己的工作。他们还可以向头戴式设备发出语音命令,或者请求同事加入头戴式设备的实时视频流,以帮助解决更为复杂的任务。AR技术的应用使配线总成过程耗费的时间缩短了25%,并将误差率降低到几乎为零,同时还提升了工人们的舒适度、满意度和留住率。

波音公司对于增强现实技术的应用概览.

让造船厂变得井然有序

Navantia是一家拥有300年历史的造船公司,目前正在对造船厂进行更新改造,以采用新的AR技术。AR设备为工人们提供了虚拟界面,该界面使他们能够查看任务信息,并与他们周围的元素互动。Navantia的IAR方法基于雾计算架构,“充分利用三种IAR设备(智能手机、平板电脑和智能眼镜)、两个AR软件开发工具包(ARToolKit和Vuforia)和多个IAR标识工具,目的在于确定它们在造船厂车间和建造中船舶内的使用效果。”2

结果显示,IAR元素的使用在不同的场景中显著改进了工人们的工作绩效。在IEEE刊登的这篇文章中,您可以了解更多有关Navantia AR技术应用经验的信息,并获取与造船和智能化制造有关的最新IAR应用和工具的概述。

Novantia工业4.0计划概览(西班牙).

帮助通用电气医疗集团提高生产率和质量

GE Healthcare 位于威斯康辛州Waukeshaw市的工厂开发了一个未来实验室,该工厂使用Xbox控制台和Kinect运动追踪器帮助工人们提高效率。该系统可设计工作指令,并追踪工人在制造站的活动,以引导工人完成复杂的流程,并在发现任何误差后及时发出警报。

该系统的首批应用专注于生产过程中的一些关键环节,一旦这些环节出现任何错误,公司将无力承担。他们目前正在扩展该系统的使用范围,以纳入面部识别技术、协作型机器人(“Cobot”)和通用电气的Predix内部工业互联网软件平台。阅读更多…

来自通用电气医疗集团的Jimmie Beecham描述了AR技术在他们生产运营中的开发和使用.

机器视觉与AR/VR应用相结合 

AR/VR设备等颠覆性技术为未来创新奠定了基础,同时也对用于确保与现实相融合的数字体验质量的视觉和成像设备提出了要求。AIA Vision Online于今年10月5日刊登的一篇文章探讨了机器视觉与AR应用相结合的问题。Radiant Vision Systems首席解决方案官Doug Kreysar在这篇文章中谈到了他对于AR/VR显示器市场的看法。

特别是,他重点探讨了独特的光学元件对于测量头戴式AR/VR设备内所集成显示器质量的重要性,以确保这些系统拥有适当的性能。

确保AR/VR显示器质量

随着一些主要品牌开始依靠AR创新成果来提升他们数百万美元的生产运营,至关重要的一点是他们的工人所使用的AR设备能够完美无瑕地运行。Radiant的AR/VR镜头使设备制造商能够测量和测试他们的头戴式显示器,以确保虚拟图像和增强图像的绝对视觉质量。该镜头的设计模拟人眼的大小、位置和视场,这使所连接的成像器能够以人类用户观看显示器的相同方式对显示器进行评估。Radiant AR/VR镜头是专为测量头戴式近眼显示器(NED)设备内的显示器质量而设计的,与ProMetric®成像亮度色度系统TrueTest™软件搭配使用,可为AR/VR设备测量提供完整的工具库。了解更多…

Radiant ProMetric成像亮度计与AR/VR镜头搭配使用,用于在人类用户眼睛所在位置测量头戴式设备内的VR显示器.

脚注

1. Hardin, Winn,“机器视觉进入增强现实和虚拟现实环境”,AIA视觉在线(AIA Vision Online),2018年10月5日。

2. Blnco-Novoa, Oscar等人,“商用和工业用增强现实系统在工业4.0造船厂的实际应用评估”,IEEE Access,2018年2月5日。