除了可穿戴设备和抬头显示器这种消费领域的应用， AR/VR解决方案现在也适用于制造操作，它们能够为真实环境提供宝贵数据，实现数字操作和增强环境之间的互动。
新冠疫情下为了寻求更安全、更高效的生产方法，迫使制造业重新优化生产流程，因此，AR和VR技术被应用于改进工厂操作，并通过人们与真实世界环境的互动体验来培训工人，其中真实环境中的物体被计算机的感知信息呈现和增强。
同样，VR正在成为数据驱动的设计、制造和验证过程中的重要工具。例如，基于VR的样机制造已经成为汽车制造商产品评估的关键手段。
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AR在CAD数据中的应用
在AR应用中，插图与实际图像相配合，可以与CAD数据叠加，以检查构造概念的成熟度和零部件的正确安装位置。宝马等汽车制造商正在使用AR应用程序来检查零部件是否具有正确的尺寸。
在宝马的车辆概念和样机工程中，AR应用程序可以加速整个流程的速度，从单个车辆部件到复杂的生产阶段，节省高达12个月的时间。在这里，AR眼镜可以将车身上的真实几何图形与真实尺寸的全息3D模型叠加显示。
这一关键优势在将新车辆投入生产时，为宝马节省了时间和金钱。
宝马试制车间负责人Michael Schneider表示：“AR眼镜和CAD数据可以让我们更快速地找出在量产中生产工人是否能够正确安装零部件。”
位于慕尼黑研究与创新中心的试制车间可以组装电动和燃油动力原型车。工程师们可以通过从基于网络的数据库中将CAD组件文件拖放到AR眼镜，来在真实环境中以3D和原始尺寸再现数据。在这里，AR应用程序—通过手控—允许与虚拟零部件进行直接交互。
简单的手势就足以修改零部件的大小、位置和角度。此外，世界各地的工程师可以使用多用户模式进行团队合作，共同审查设计和概念。
宝马还在发动机装配单元的培训中使用AR眼镜；可视化引导参与者完成所有的工艺步骤。此外，不同于一个教练一次只能指导一个人，三个参与者可以在教练快速指导后同时进行AR培训。
在VR方面，宝马利用数字化的3D工厂数据，以跳过在制造设施进行数字重建和手动记录的步骤。本田是另一家在其电动汽车（EV）样机中应用VR技术的知名汽车制造商。
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沉浸式操作中的VR技术流
此外，宝马还在规划施工、工厂工程、物流和装配操作中应用VR技术，同时利用3D数字化工厂数据。这家德国汽车制造商使用特殊的3D扫描仪和高分辨率摄像机，将实际工厂结构以毫米级精度数字化。这使得生产的3D图像或散点图成为现实。在设置工作站或整个装配厅时，宝马将现有数据与一个基于此3D数据的虚拟货架和网格箱的虚拟库相结合。
虚拟现实设计负责人Mathieu Geslin表示，虚拟现实有助于无限的颜色和材料应用的可视化
另一家汽车制造商本田正在利用VR开发从全电动的2024 Honda Prologue到结实的2023 Honda Pilot TrailSport等多种车辆。这一切始于新冠疫情期间，当旅行限制威胁到本田设计师在Prologue设计方面与工程师协作的能力时。因此，位于洛杉矶的本田设计工作室加速利用VR来缩小其全球设计和开发团队之间的距离。
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虚拟/增强现实×智能制造的现状
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术多年来备受关注，主要因为它们在消费领域中具有令人兴奋的新应用。然而，更仔细的观察表明，在智能工厂环境等非消费领域，它们已经取得了实质性的进展。
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虚拟/增强现实在制造业中的场景应用
人员方面
员工技能培训：利用VR技术可以在虚拟环境中对员工进行装配、维修等的教育和培训，让员工更加沉浸式地进行学习和模拟练习，帮助其熟悉复杂的流程和操作，并减少对物理装置的需求，从而提高效率和安全性；AR实景培训可以在实物的基础上叠加信息进行解说，使培训内容更加直观。
制造方面
产品设计：通过VR的可视化设计展示，可以帮助制造商在实际生产前及时对产品的细节设计进行调整，提升产品品质；通过VR进行产品的预体验可以帮助发现潜在问题、优化设计和流程，减少返工和维修的成本。
生产作业：通过AR智能眼镜可以实时显示零件位置和配件安装说明书，提示工人按照标准化流程及指定位置进行组装和生产，提高产品合格率；生产管理人员可以通过VR进行远程监造，减少现场作业的违规行为，降低异地出差成本。
设备管理：利用AR设备辅助点检巡检，检修人员按照规定程序批量进行数字化检修，可以实时上传数据，摆脱纸质检修，提高检修效率；VR/AR 远程维修指导，可以减少停机时间和维护人员的数量，降低维护成本。
仓储物流方面
管理信息化：工人借助AR智能眼镜可以快速读取条形码，查看零件信息，可以提高查找效率，提高物流分拣效率。
销售方面
产品营销展示：通过VR进行产品展示，可以提升客户体验感、提高转化率、缩短营销周期，有利于减少库存堆积，降低运输成本。
客观的讲，虚拟/增强现实技术能够为智能制造和数字化转型提供很好的技术支撑，但是目前仍然有很多的技术限制和应用方面的难点。
技术限制
VR/AR的追踪传感技术和相应算法能力有待提升，数据传输延迟、实时显示图像的渲染和刷新速度不高，都容易造成画面模糊和眩晕感产生。现有的VR/AR设备仍然比较笨重，长时间佩戴容易产生不适感，难以满足长时间应用需求。
部署要求高
VR/AR技术的运用需要一定的物理空间、光线环境和稳定的网络环境，而传统制造业工厂中的环境相对比较复杂，IT水平层次不齐，导致在一些工厂中VR/AR设备大规模部署较难被推进。
投入产出比难以衡量
目前VR/AR技术无法覆盖到制造业的全流程，只能在其中的部分环节提供一些解决方案，但是VR/AR硬件成本高，设备单价在几千-几万元，对于普通的企业工厂来说成本高昂，难以大规模部署，只有重资产、大型的企业有能力进行部署。实际应用中有些企业把AR/VR的技术用于远程维护，作为项目中的附加服务，并未作为高使用频率、高商业价值的技术进行应用。
产业链发展限制
VR/AR的产业链条并不重合，受限于目前产业链发展尚未成熟，面临很多短板问题。比如说AR中主流方案之一的Birdbath需搭配Micro OLED屏幕，但是因为Micro OLED未能实现规模化量产，存在“短板效应”。又如阵列光波导方案，出射光均匀成像效果佳，但制备工艺繁琐，良率的提高难度较大。
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总结
总之，经过分析和自动化后，AR和VR技术可能会成为转变工厂操作和劳动力的下一个前沿。这些沉浸式技术在工业4.0和创新产品发布的推动下进一步增强。
AR和VR技术也被视为一种更复杂的自动化形式，将数字技术整合到制造业中。真实世界的数据与互动元素和计算机生成的图形结合，创造了一个完全沉浸式的360度体验，这可能在未来的制造过程中发挥关键作用。
摘自：EEtimes
文章转载自微信公众号：北京光博会订阅号