在青島海爾家電工廠，工人佩戴AR眼鏡采集關(guān)鍵工業(yè)裝備的現(xiàn)場視頻，識別設(shè)備，同時從后臺系統(tǒng)調(diào)取產(chǎn)品安裝指導(dǎo)推送到AR眼鏡上，實現(xiàn)了一邊查閱操作指導(dǎo)一邊裝配的目的。當(dāng)工人發(fā)現(xiàn)無法自行解決的問題時，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系遠(yuǎn)程專家，實現(xiàn)實時遠(yuǎn)程指導(dǎo)，提高設(shè)備裝配效率的同時，也節(jié)省了時間和成本。

這是近期工信部發(fā)布的《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”十個典型應(yīng)用場景和五個重點行業(yè)實踐》描述的一個重點行業(yè)典型應(yīng)用案例，海爾利用5G、AR、AI等技術(shù)，實現(xiàn)了精密工業(yè)裝備的現(xiàn)場輔助裝配。海爾智慧互聯(lián)工廠的背后有來自于海爾智研院、中國移動、亮風(fēng)臺、海研自動化等企業(yè)的技術(shù)支持。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實，典型場景與行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿形成

2012年，通用電氣(GE)在全球范圍內(nèi)首次提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，2013年的漢諾威工業(yè)博覽會上德國正式推出工業(yè)4.0概念，而在中國，智能制造已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略，2015年5月國務(wù)院正式印發(fā)《中國制造2025》，部署全面推進(jìn)實施制造強國。無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0，抑或是智能制造本質(zhì)趨同，核心都在將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售等環(huán)節(jié)信息數(shù)字化，讓工業(yè)實體與數(shù)字信息互聯(lián)互通，疊加融合，最終實現(xiàn)工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

經(jīng)過近十年的發(fā)展，隨著5G網(wǎng)絡(luò)、IoT 系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、工業(yè)AI等工業(yè)智能“基礎(chǔ)設(shè)施”初具規(guī)模，工業(yè)互聯(lián)正在成為現(xiàn)實。工信部數(shù)據(jù)顯示，過去的一年中，國內(nèi)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在建項目已超過1500個，覆蓋20余個國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)，在實體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。在這其中，AR正在深度滲透各核心場景，成為了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場景的核心基礎(chǔ)支撐技術(shù)之一。

此次，工信部發(fā)布的第一批“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”重點行業(yè)和應(yīng)用場景，涉及10個典型應(yīng)用場景和5個領(lǐng)先行業(yè)應(yīng)用實踐，是我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展成效的一個階段性總結(jié)。而AR/AI在協(xié)同研發(fā)設(shè)計、設(shè)備協(xié)同作業(yè)、現(xiàn)場輔助裝配、機器視覺質(zhì)檢等典型場景得到深入使用。

在現(xiàn)場裝配運維等場景下，AR終端能夠?qū)⒉僮鞑襟E、設(shè)備信息疊加在對應(yīng)設(shè)備上，并可視化呈現(xiàn)在工作人員視野中，幫助現(xiàn)場人員進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備或精細(xì)化設(shè)備的裝配、運維，另外，專家的指導(dǎo)信息、設(shè)備操作說明書、圖紙、文件等也可以通過 5G 網(wǎng)絡(luò)實時同步到現(xiàn)場AR終端，現(xiàn)場工作人員簡單培訓(xùn)后即可上崗，有效提升現(xiàn)場操作人員的裝配水平，提升裝配運維效率。

企業(yè)基于5G、數(shù)字孿生、AR/VR 等技術(shù)還可建設(shè)協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)，實時生成工業(yè)部件、設(shè)備、系統(tǒng)、環(huán)境等數(shù)字模型，通過5G網(wǎng)絡(luò)同步傳輸設(shè)計數(shù)據(jù)，異地設(shè)計人員佩戴AR終端，接入沉浸式虛擬環(huán)境，就可以對3D 設(shè)計圖紙進(jìn)行協(xié)同修改與完善，實現(xiàn)高效的異地協(xié)同設(shè)計。

各產(chǎn)業(yè)企業(yè)融合成必然，打造真正意義上的智能工廠

2019年7月，海爾智研院發(fā)布全球首個智能+5G互聯(lián)工廠，通過AI+5G的技術(shù)組合，整個工廠可以實現(xiàn)全流程信息自感知、全要素事件自決策、全周期場景自迭代等。到現(xiàn)在，海爾已經(jīng)在全球范圍內(nèi)建成十余家互聯(lián)工廠，亮風(fēng)臺AR應(yīng)用落地遠(yuǎn)程維修、作業(yè)指導(dǎo)、設(shè)備點檢、品質(zhì)檢測等數(shù)十場景。此次，亮風(fēng)臺、卡奧斯COSMOPlat等聯(lián)合打造的5G+AR眼鏡在現(xiàn)場輔助裝配場景中的應(yīng)用，入選電子設(shè)備制造業(yè)重點行業(yè)實踐。

在6月5日的品玩科技創(chuàng)新者大會(TIC·PRO 2021)上，海爾工業(yè)智能研究院工業(yè)數(shù)字化總監(jiān)孫賀表示，“在幾年前，海爾智研院聯(lián)合亮風(fēng)臺推出基于AR的遠(yuǎn)程交互平臺，后來又升級為工業(yè)XR平臺，這是對社會開放的平臺”。在工業(yè)XR平臺，可通過音視頻連接、實時標(biāo)注、全程記錄等功能實現(xiàn)專家端和現(xiàn)場端的遠(yuǎn)程溝通和指導(dǎo)，確保AR技術(shù)在設(shè)備維修、質(zhì)量稽查、產(chǎn)品售后等典型場景中的應(yīng)用。

在談到海爾引入AR技術(shù)的契機時，孫賀表示，“海爾是一直強調(diào)以人為本的企業(yè)，在每次引進(jìn)新技術(shù)時，我們都會問自己一個問題-這個技術(shù)能帶給我們什么。不是簡單的代替人，而是思考怎么用這個技術(shù)和產(chǎn)品調(diào)整生產(chǎn)現(xiàn)場狀況和生產(chǎn)工藝，去適應(yīng)工人的需要。”而AR本身就是以人為中心的技術(shù)，據(jù)悉，亮風(fēng)臺一直強調(diào)AR以人為本、賦能予人，增強人的感知、認(rèn)知、執(zhí)行三方面能力。

在亮風(fēng)臺集團(tuán)副總裁吳侖看來，“隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，人與工業(yè)系統(tǒng)之間的交互協(xié)同也越來越多，我們?nèi)绾胃玫刈屓撕腿酥g，人與設(shè)備、人與數(shù)據(jù)協(xié)同，AR在這里面就起到非常關(guān)鍵的作用。”通過AR，可以理解并采集工作現(xiàn)場信息，將虛擬坐標(biāo)與現(xiàn)實世界坐標(biāo)對齊，把業(yè)務(wù)相關(guān)的3D模型、視頻、圖文信息、表單等內(nèi)容信息實時、準(zhǔn)確地疊加在真實物體之上，可視化呈現(xiàn)。還能通過更智能的方式，讓遠(yuǎn)程專家“如臨現(xiàn)場”。AR技術(shù)的應(yīng)用，正在把工作從on-line(在線)，轉(zhuǎn)變成on-site(在現(xiàn)場)。

在智慧互聯(lián)工廠，除了增強“人”，設(shè)備與系統(tǒng)的增強也非常關(guān)鍵，機器視覺等技術(shù)正在促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)自動化智能化。海研自動化創(chuàng)始人CEO苗振海表示，“海研自動化與海爾的合作有近6年時間，主要應(yīng)用在智能防差錯與型號識別，部件和整機的測量，缺陷識別幾個方面。”對于自動化實施帶來的效果，苗振海舉例，“在海爾，每年因為產(chǎn)品外觀的缺陷損失能達(dá)到2000多萬，而AI缺陷識別能夠降低60~70%出廠前的外觀缺陷問題。”

智能制造的實現(xiàn)，智慧互聯(lián)工廠的建立需要多環(huán)節(jié)、多產(chǎn)業(yè)企業(yè)共同參與，在工業(yè)全生命周期各場景進(jìn)行集中化改造升級，才能實現(xiàn)真正意義的智能工廠。目前，在海爾，卡奧斯COSMOPlat已經(jīng)通過5G+MEC構(gòu)建行業(yè)虛擬專網(wǎng)，圍繞“人機料法環(huán)測”全要素實現(xiàn)機器視覺質(zhì)量檢測、AR輔助維修、生產(chǎn)環(huán)境安全行為識別、AGV小車智能導(dǎo)航等典型業(yè)務(wù)形態(tài)，打造了真正意義上的5G全連接的互聯(lián)工廠。

在我國，智慧互聯(lián)工廠的建設(shè)已經(jīng)到了步驟明確，核心項目攻堅的階段，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用在各領(lǐng)域各地區(qū)如火如荼，2019年11月，工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》，明確到2022年，打造5個產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺，內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造覆蓋10個重點行業(yè)，形成至少20大典型工業(yè)應(yīng)用場景。

我們可以看到，除了海爾的AR現(xiàn)場轉(zhuǎn)配、機器視覺智能檢測，華菱湘鋼依托 5G 技術(shù)實現(xiàn)天車、加渣機械臂的遠(yuǎn)程設(shè)備操控，疫情期間通過聯(lián)合中國移動和亮風(fēng)臺的 5G+AR 遠(yuǎn)程輔助的應(yīng)用，助力完成 90%生產(chǎn)線裝配，車間生產(chǎn)總效率提升20%;中核集團(tuán)在“華龍一號”六號機組的裝配建設(shè)現(xiàn)場，通過5G專網(wǎng)+亮風(fēng)臺AR等技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程組件裝配;華為松山湖工廠把生產(chǎn)線現(xiàn)有的108臺貼片機、回流爐、點膠機通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線化連接，完成“剪辮子”改造，每次生產(chǎn)線調(diào)整時間從2周縮短為2天……

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