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摘要:《工業(yè)4.0：即將來襲的第四次工業(yè)革命》一書的主編烏爾里希·森德勒，是工業(yè)4.0研究領(lǐng)域備受推崇的專家，他在新書《無邊界的新工業(yè)革命》闡述：中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)，乃至全球各地，工業(yè)4.0的概念與實(shí)踐都正欣欣向榮，...

《工業(yè)4.0：即將來襲的第四次工業(yè)革命》一書的主編烏爾里?！ど吕眨枪I(yè)4.0研究領(lǐng)域備受推崇的專家，他在新書《無邊界的新工業(yè)革命》闡述：中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)，乃至全球各地，工業(yè)4.0的概念與實(shí)踐都正欣欣向榮，同時(shí)，不僅僅是工業(yè)制造，工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的產(chǎn)品數(shù)字化和生產(chǎn)數(shù)字化正在影響著社會(huì)生活的諸多領(lǐng)域，對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)變革，這些也就是所謂書名中的“無邊界”。

工業(yè)4.0與新技術(shù)

“無邊界”的工業(yè)4.0或者說國(guó)內(nèi)倡導(dǎo)的智能制造，是“中美貿(mào)易戰(zhàn)”的核心點(diǎn)，也是新一輪世界話語權(quán)的搶占高地，工業(yè)4.0從廣義上來說，即制造業(yè)的數(shù)字化，在德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略中更詳盡地描述為信息物理系統(tǒng)(CPS)，通過傳感器物聯(lián)網(wǎng)緊密連接物理現(xiàn)實(shí)世界，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級(jí)計(jì)算能力有效運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)世界中，從而實(shí)現(xiàn)“智能工廠”，使得在生產(chǎn)制造過程中，設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)都將通過傳感器采集并進(jìn)行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)企業(yè)希望能借助CPS系統(tǒng)，開創(chuàng)新的制造方式，在這其中云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)都將發(fā)揮重要作用。

在工業(yè)領(lǐng)域中，汽車工業(yè)因其技術(shù)密集、資本密集、產(chǎn)業(yè)集中度較高等特點(diǎn)尤為引人關(guān)注，奔馳汽車、寶馬集團(tuán)、大眾汽車集團(tuán)、上汽、一汽等國(guó)內(nèi)外汽車制造商都已在試水新技術(shù)加持的工業(yè)4.0。

本文主要探討對(duì)于汽車工業(yè)來說這中間的AR為何這么重要，以及主要價(jià)值在哪里。

汽車智能制造的關(guān)鍵技術(shù)

AR在汽車工業(yè)中有巨大的機(jī)會(huì)和潛力，特別是隨著智能互聯(lián)的進(jìn)一步滲透，AR的價(jià)值將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。以下幾方面技術(shù)支撐汽車工業(yè)的升級(jí)：

物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)、計(jì)算能力的銜接

信息傳感設(shè)備的普及使“智能模塊”正在變得越來越小，智能感知、識(shí)別技術(shù)加持下，在信息網(wǎng)絡(luò)中實(shí)體物體不再透明化，并產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)。此外，云端的計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)能力快速升級(jí)，而同時(shí)成本在快速縮減，這也意味著更多的企業(yè)可以普遍使用傳感器，識(shí)別監(jiān)控物理環(huán)境。

數(shù)據(jù)分析與智能

這得益于機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能(AI)技術(shù)的突破，智能化制造的關(guān)鍵在于海量數(shù)據(jù)的分析，找出數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，做出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)與決策，并快速積累經(jīng)驗(yàn)。而AI在汽車工業(yè)領(lǐng)域的研究涉及知識(shí)處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等等方面，將帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的深度發(fā)展。

智能化裝備產(chǎn)品

日本軟件銀行總裁孫正義曾向日本政府建議，希望到2040年，日本能夠增加到五千萬工業(yè)機(jī)器人，這是日本制造業(yè)從業(yè)人員的5倍左右。以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能化設(shè)備將成為工業(yè)中主流，以替代低效率環(huán)節(jié)的人力，使真?zhèn)€產(chǎn)業(yè)鏈效率再有質(zhì)的提升。

人機(jī)自然交互

即使智能化、自動(dòng)化不斷加持，人在汽車工業(yè)中也不會(huì)完全缺席，肢體動(dòng)作、語音、手勢(shì)、視覺、甚至面部表情等身體語言組成的多模態(tài)交互，讓人的機(jī)器的互動(dòng)容易且高效，而圍繞交互的升級(jí)也成為智能制造的主流之一，在豐田式生產(chǎn)管理影響多年后，制造業(yè)需要新的思路去提升員工效率。

工業(yè)4.0中的多模態(tài)交互

自然人機(jī)交互同樣體現(xiàn)在汽車的用戶體驗(yàn)上，新型車載系統(tǒng)正在把人與GPS等信息系統(tǒng)的交互從小屏幕上轉(zhuǎn)移到物理世界。

AR的關(guān)鍵能力

AR有兩大關(guān)鍵技術(shù)：計(jì)算機(jī)視覺、人機(jī)交互。計(jì)算機(jī)視覺“看”世界，解決機(jī)器設(shè)備對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解問題，人機(jī)交互解決人與虛擬信息互動(dòng)的方式，反映在智能制造中，AR的能力表現(xiàn)在四個(gè)維度：虛擬信息融合在現(xiàn)實(shí)空間的作用、虛擬信息的呈現(xiàn)方式，虛擬信息呈現(xiàn)的作用，與虛擬融合信息的交互方式。

環(huán)境/物體增強(qiáng)

AR首先通過圖像、物體識(shí)別、環(huán)境理解等技術(shù)認(rèn)知現(xiàn)實(shí)環(huán)境/物體，然后疊加相應(yīng)的虛擬信息，并使之融合，在不改變真實(shí)設(shè)備的情況下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)化智能化升級(jí)。梅賽德斯-奔馳曾推出MercedesRescueAssist應(yīng)用程序，當(dāng)車輛遭遇車禍時(shí)，到現(xiàn)場(chǎng)的急救人員可以通過攝像頭觀察車輛狀況，系統(tǒng)把如混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)，以及安全氣囊等信息附加于車輛上，還可以對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)等處理，以協(xié)助急救人員制定最佳營(yíng)救方案。在AR的支持下，車輛升級(jí)成為信息設(shè)備。

MercedesRescueAssist應(yīng)用程序

可視化

AR改變了信息呈現(xiàn)的方式，提供類似X的穿透效果，讓物體內(nèi)部構(gòu)造“可視”，同時(shí)也豐富了信息的維度。例如，在亮風(fēng)臺(tái)與一汽解放錫柴合作的發(fā)動(dòng)機(jī)講解，操作培訓(xùn)中，直接把發(fā)布機(jī)的的機(jī)構(gòu)完全拆解，詳解每個(gè)零部件，這在銷售中提升了客戶的對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知，而內(nèi)部工作人員也能根據(jù)可視信息，輕松完成操作。在醫(yī)療領(lǐng)域，AR能將患者的血管脈絡(luò)成像，投射到患者的皮膚上，使醫(yī)護(hù)人員能夠輕松定位血管位置。

一汽解放錫柴發(fā)動(dòng)機(jī)AR講解效果圖

不同于傳統(tǒng)紙質(zhì)材料或者手機(jī)端、PC段信息查詢，AR的動(dòng)態(tài)可視信息顯然能容納更大的信息量，圖文、音視頻、模型動(dòng)畫根據(jù)實(shí)際需求快速呈現(xiàn)，讓工作人員更容易獲取豐富的有效信息。

指示、協(xié)助、信息化

AR在操作指導(dǎo)、培訓(xùn)、工作協(xié)助方面的作用尤為直觀，如在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等器械設(shè)備的產(chǎn)線上，AR在需要擰下的螺絲上疊加3D指令，指導(dǎo)是向左旋轉(zhuǎn)還是向右。在標(biāo)準(zhǔn)化工作中，人越來越趨向“傻瓜式”操作，AR智能眼鏡等設(shè)備給出了嚴(yán)格的工作流以及跟蹤統(tǒng)計(jì)，減少犯錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)提高效率。AR解決了2D紙質(zhì)材料的難以理解，視頻文件的缺乏互動(dòng)，培訓(xùn)的高成本等問題，甚至取代傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式，新員工根據(jù)AR設(shè)備更智能的指導(dǎo)快速上手。

另一方面，AR還使通過第一視角的現(xiàn)場(chǎng)畫面，以及便捷的信息傳輸，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供遠(yuǎn)程的協(xié)助協(xié)作，給予遠(yuǎn)程專家如同身臨其境的溝通體驗(yàn)。在亮風(fēng)臺(tái)的實(shí)時(shí)通訊通訊與協(xié)作產(chǎn)品HiLeia中，遠(yuǎn)程專家直接查看第一視角的畫面，對(duì)于音視頻難以描述的問題實(shí)時(shí)凍屏標(biāo)注，現(xiàn)場(chǎng)人員在接受指導(dǎo)的同時(shí)進(jìn)行操作，以確保正確性。建筑公司Lee用遠(yuǎn)程AR協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)技師進(jìn)行裝配和維修，減少專家的重復(fù)出差，節(jié)省成本500美元每人/月，投資回報(bào)率達(dá)1：20。

基于AR智能眼鏡的遠(yuǎn)程協(xié)作示意

自然交互

智能制造對(duì)人機(jī)交互方式提出了新的訴求，這些需求和AR有高度的重疊性。目前，來說語音交互是AR智能終端的主流，技術(shù)成熟度也較高，頭部姿態(tài)跟蹤、物理觸控用來輔助操作。

AR智能眼鏡的交互方式

除了認(rèn)知度較高的AR智能頭戴設(shè)備的交互方式，AR提供了其他互動(dòng)方式嘗試，蘋果“使用立體圖像的自適應(yīng)車輛增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器”專利申請(qǐng)中，建議這種技術(shù)可以用于向駕駛中的用戶提供周圍世界的更多信息。用AR智能設(shè)備將虛擬面板投射在產(chǎn)品上，通過語音或手勢(shì)控制，這種車載HUD也是現(xiàn)在汽車廠商在AR上探索的主流方向之一。

蘋果新專利：使用立體圖像的自適應(yīng)車輛增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器

在智能家電終端上，格力聯(lián)合亮風(fēng)臺(tái)嘗試了用AR來調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)向，手機(jī)上ARAPP預(yù)估房間格局，讓空調(diào)風(fēng)吹向沙發(fā)、書桌等特定區(qū)域，或者避開嬰幼兒活動(dòng)區(qū)。AR交互方式升級(jí)的背后是技術(shù)的不斷完善，在將來具有顛覆性的潛力。

AR創(chuàng)造哪些價(jià)值

大眾汽車集團(tuán)中國(guó)總裁兼CEO海茲曼曾在采訪中強(qiáng)調(diào)，所謂的工業(yè)4.0或者生產(chǎn)4.0概念，并不只局限在生產(chǎn)靈活性這一個(gè)環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、物流環(huán)節(jié)、銷售和售后服務(wù)，以及客戶體驗(yàn)方面的改善、優(yōu)化和提升等方面，都跟工業(yè)4.0緊密相關(guān)。AR等數(shù)字化過程貫穿這整個(gè)產(chǎn)業(yè)流程，其中沃爾沃、奧迪、寶馬、梅賽德斯-奔馳、保時(shí)捷、豐田、上汽、一汽都在進(jìn)行AR的研發(fā)合作，從效率、成本、體驗(yàn)三個(gè)維度創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值。

“AR+汽車”全鏈條滲透(來源于：亮風(fēng)臺(tái))

營(yíng)銷銷售

“AR看車”給汽車的線上銷售提供了新的高效工具，消費(fèi)者在購買之前可以將汽車“搬到”現(xiàn)實(shí)空間中預(yù)體驗(yàn)，從各個(gè)維度內(nèi)外部獲知信息，從而提升決策力。上汽通用在2018年引入“AR汽車說明書”，技術(shù)由AR公司亮風(fēng)臺(tái)提供，提供汽車儀表盤、汽車中控等部件的識(shí)別，可現(xiàn)實(shí)汽車的重要功能或隱藏功能，在提升銷售體驗(yàn)的同時(shí)，方便售后處理突發(fā)問題，也讓汽車成為行為數(shù)據(jù)入口。

搭載于智能手機(jī)的“AR汽車說明書”

在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，不乏功能型號(hào)復(fù)雜的部件，AR的營(yíng)銷解決方案縮短了銷售流程。另外，AR也在柔性化生產(chǎn)中發(fā)揮作用，沃爾沃使用AR技術(shù)幫助用戶進(jìn)行定制化生產(chǎn)。

產(chǎn)品研發(fā)

AR可以將CAD模型投射到實(shí)物上進(jìn)行匹配對(duì)比，從而確認(rèn)設(shè)計(jì)效果，大眾汽車在數(shù)字設(shè)計(jì)審核中，使用這一技術(shù)讓設(shè)計(jì)效果和原型之間的差異顯而易見，提升質(zhì)檢過程的效率和準(zhǔn)確性，和傳統(tǒng)的2D圖紙對(duì)比這一效果更為明顯。

AR在產(chǎn)品研發(fā)上的想象更多在設(shè)計(jì)協(xié)作上，設(shè)計(jì)師可以基于立體、融合在真實(shí)場(chǎng)景中的3D模型，而不是在電腦上通過構(gòu)圖把平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成三維，或者使用傳統(tǒng)的粘土等模型。在網(wǎng)絡(luò)條件足夠的情況下，把模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藢?shí)現(xiàn)快捷的遠(yuǎn)程協(xié)作也能成為現(xiàn)實(shí)。上文的亮風(fēng)臺(tái)“AR汽車說明書”還為汽車廠商中提供了另外一種便利，即用戶行為分析，更多具有AR能力終端的普及，讓用戶行為更為詳實(shí)。

使用HoloLens在福特汽車設(shè)計(jì)中3D可視化原比例模型

生產(chǎn)環(huán)節(jié)

不難發(fā)現(xiàn)，AR的核心能力在生產(chǎn)環(huán)節(jié)體現(xiàn)鮮明，新員工培訓(xùn)成本降低效率提升，工作人員可以按照標(biāo)準(zhǔn)流程指導(dǎo)作業(yè)，在處理復(fù)雜問題時(shí)，類似HiLeia的系統(tǒng)軟件將提供遠(yuǎn)程支持，還能延伸到數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、故障預(yù)警、故障分析等功能。AR是奧迪未來工廠技術(shù)組成部分之一，應(yīng)用于模塊化裝配，簡(jiǎn)化檢測(cè)流程，監(jiān)控等。

售后服務(wù)

經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在汽車的售后中，“小人”問題困擾了不少新手車主，如顯示屏上出現(xiàn)“蹲廁所的小人”、“背大寶劍的小人”等，“AR汽車說明書”讓用戶隨時(shí)直觀的獲知說明：零下4攝氏度、安全帶提醒等，解決突發(fā)問題。

汽車指示燈

更重要的是AR大大降低了售后鏈條的成本，幫助售后技術(shù)人員為消費(fèi)者解決問題，汽車廠商可以根據(jù)分析數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)并處理問題，或者遠(yuǎn)程連接專家，這一服務(wù)可以是針對(duì)經(jīng)銷商(4S店)或者直接消費(fèi)者。

物流倉儲(chǔ)

同其它智能制造企業(yè)，AR也同樣能提升其中物流倉儲(chǔ)中分揀、存儲(chǔ)貨效率與準(zhǔn)確性。在物流汽車DHL中，AR減少了錯(cuò)誤，并使效率提升了25%。

明顯可見的現(xiàn)象是，智能互聯(lián)產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步滲透，人工智能和機(jī)器人發(fā)展勢(shì)頭猛烈，但人和機(jī)器設(shè)備的優(yōu)勢(shì)互融，才是汽車工業(yè)未來一段時(shí)間更可行高效的方案，才能發(fā)揮更大的效能，AR正在發(fā)揮這樣的作用，增強(qiáng)人的能力與價(jià)值，變革工作方式與技能獲取手段，成為數(shù)字世界與物理世界之間的橋梁，有前瞻眼光的汽車廠商們正在積極部署AR，并逐漸從中獲利，這一趨勢(shì)還將繼續(xù)蔓延。

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