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这不是科幻电影,这是工业现实

时间:2018-07-27 10:47:40来源:科印网

  虚拟现实席卷生活,这项曾经像神话一样让人觉得新奇的技术,正变得寻常。

  2017年、2018年春节,支付宝连续推出AR与VR扫福字集五福活动,吸引数亿人参与,甚至成为年俗新风尚。

  今年3月,以虚拟游戏为主题的电影《头号玩家》在国内上映,狂收十多亿票房,其全球观影收入更是突破100亿美元。

  我们不妨换一个维度,来看看虚拟现实技术为世界创造的更多可能。

  当AR与VR从生活走向生产,从民用走向工业,它将不止于好玩。

  虚拟现实,神奇的数字化工厂

  2016年,西门子公司宣布要在英国柴郡Congleton的一处工厂里安装Virtalis VR虚拟现实系统。这家工厂主要设计、生产电机速度驱动装置,客户集中在汽车、航空、OEM领域。

  “为了制造新产品而创建模具的成本非常高,且一旦出现问题代价往往十分高昂。”西门子机械团队负责人Simon Charlson如是说。Virtalis VR系统就为解决这类问题而生,用它构建一个仿真数字化工厂,全面模拟、优化产品设计与制造全过程。在这个仿真空间,人们不必怕犯错,可以反复尝试、推演,直至找到最佳方案,投入真实的生产与制造。

  “通过虚拟方式一方面减少产品设计中的问题列表,一方面又找到更多潜在问题,并在VR环境中解决掉它们,这对于改善产品生命周期来说简直太棒了。当然我们并不会满足于此,很明显VR这项技术可以做更多有意思的事情。”西门子一位转化经理Anil Thomas评价。

  “用虚拟现实做工厂布局规划,可以实现各个专业领域之间的大规模沟通。生产工程师、测试工程师、生产操作人员与管理人员,甚至研发、物流和外协商等等相关者,都可以在VR环境中共同工作,完善设计。”西门子一位布局规划工程师表示。对于正在计划搬迁的工厂来说,Virtalis VR系统同样可以大显神通,“运用仿真模型导航,找到最合理的路线,同时让员工身临其境,提前适应新的工作环境。”

  2018年德国汉诺威工业博览会,西门子在虚拟现实、数字化工厂方面的应用成果更加体系化,令世人惊叹。

  位于9号馆的西门子展厅,几台机械臂快速抓取生产线上的产品,而机械臂背后的屏幕上,则是对应的虚拟场景。这被称之为“数字化双胞胎”(Digital Twin),作为一种拟人化的说法,“数字化双胞胎”是指现实世界,以及利用数字化技术营造的与现实世界对称的数字化镜像。举一些常见的场景方便大家理解这个比较特殊的术语。比如,Word文档和打印出来的文稿是一对双胞胎;城市中的实体道路和软件中的虚拟道路是一对“数字化双胞胎”,人们在导航软件中模拟交通场景,做出最佳出行决策,就是“数字化双胞胎”技术在日常生活中的一种应用。

  西门子在展厅内为一家航空航天公司搭建了数字化双胞胎虚拟工厂。从产品的设计、生产乃至服务,每一个不同的环节,都有对应的VR工业软件,实现相应工序的数字化改造。相比较传统研发更加费时的方式,航空航天工厂目前可以采用仿真软件进行研发设计,并在虚拟环境中,以较高的精度还原产品测试,缩短产品调试周期。完成设计的仿真后,对应生产制造环境,工厂同样可以引入虚拟仿真系统。

  按照西门子的规划,企业运营中通常会出现三对“数字化双胞胎”。在产品研发领域,可以虚拟数字化产品模型,对其进行仿真测试和验证,以更低的成本做更多的样品。在生产管理领域,可将数字化模型构建在生产管理体系中,在运营和生产管理的平台上对生产进行调度、调整和优化。在设备管理领域,可以通过模型模拟设备的运动和工作状态,实现机械联动。

  HoloLens,建筑业拥抱黑科技

  2015年底,微软推出HoloLens虚拟现实全息影像头盔,科技发烧友们欢呼,“又多了一件大玩具”。当HoloLens遇上工业,事情又变得更有意思了。

  Gilbane是一家知名商业建筑公司,它的工人们通常依靠纸质蓝图,或电脑、 iPad 上的数字模型来完成工作,直到他们有了HoloLens。

  Gilbane高级经理John Myers戴上HoloLens头显,想查看即将建造的Dearborn STEM学院的3D模型,他启动开关,就把学院机械室的3D 图像从桌上移到了地板上,触摸一下虚拟按钮,机械室模型就变成 100%比例大小。John Myers走进虚拟机械室,看到了整个建筑的实际情况,就好像已经完工一样。

  通过控制虚拟面板,John Myers可以打开或关闭建筑内不同房间的场景,可以查看简单的结构图,也可以仔细瞧瞧更详实的建筑图,甚至检查一下机械、电气和管道系统图。

  在这个过程中,John Myers发现建筑承重墙的钢框架太长了,与公司最初的设计有所出入。因为发现及时,他立刻联系供应商,赶快将框架钢材切割短一些。

  Gilbane是早期采用虚拟现实技术的公司之一。工程公司AECOM、建筑设计公司Gensler和中国建筑工程总公司也宣布他们试用了HoloLens。

  2016年,微软又与美国工程技术公司Trimble合作,将HoloLens头盔与符合行业标准的MSA V-Gard安全帽结合,推出了一款可在工程项目中使用的虚拟现实头显套件。这个套件包括一台微软HoloLens头显、一个MSA V-Gard安全帽。安全帽下增加了可以快速抓取、释放微软HoloLens头显的附件夹子。这套黑科技完全符合工程防护与防尘标准,使工人可以在舒适、便捷使用的同时,确保自身安全及头显设备的稳定性。

 

  HoloLens头盔、MSA V-Gard安全帽可配合Trimble Connect应用程序使用。Trimble Connect将工程数据转化为全息图,映射到真实环境中,方便工人协同合作,准确管控工程质量,实时把握工程进度。


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