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制造业中的虚拟现实技术
上海市模具技术协会-上海模具信息网 时间:2016/10/12 15:59:36

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各种迹象表明,突破常规将成为产品创新的发展方向,这一理念已经渗透到我们的日常生活之中。

虚拟现实(VR)技术快速成为2016年最热门的电子发展趋势,对这项未来技术的体验正风靡全球。在谷歌公司的虚拟现实校园体验中,学生可以进行很多体验,包括秘鲁马丘比丘古城旅游和美国橄榄球联盟的美式橄榄球比赛等。在不同的领域,都引发了虚拟现实的热潮。

虚拟现实在制造业中的应用有着巨大的潜力,但是目前大多数企业还没有将这种潜力发挥到极致。这项技术的好处无穷,意味着企业能提前对设计和方案进行测试,从而在实际生产之前进行产品体验。

罗尔斯•罗伊斯公司(以下简称罗罗公司)已经在使用这项创新技术。在该公司位于英国德比市的核设施中心有一个隔音房间,运营、生产、质量方面的专家戴上一副光滑的黑色护目镜后,就会感觉自己被带到了生产车间。

他们可以把复杂机器的某一颗螺丝钉放大或是看穿墙壁去发现问题,与设计部门一起即时研究出解决办法。更不用说,这些都可以在产品未生产或是车间未建成之前,坐在舒适的办公室里完成,在第一时间发现问题。

从高管到员工,人人都可以带上耳机来感受,也就是说,所有员工都可以密切关注生产车间的质量问题。

 

一场虚拟革命

2014年,罗罗公司开始使用虚拟现实技术,从此革新了企业的运营模式。在其一项利用核能业务中,正在使用由虚拟现实专业公司Vertalis设计的系统,来改进精益原则的运用,减少生产瓶颈,应对设施建造、产品搬运及产品实现的挑战。

罗罗公司是英国首家投资引进4K投影系统的公司,4K投影系统的分辨率更高、图像更明亮,并在一年后就为公司节约了180万英镑的质量成本,证明了这次投资物超所值。

罗罗公司预生产交付经理、英国特许质量协会CQP MCQI级会员威廉•罗德(William Lord)指出:“现在,我们可以看到产品的样子,了解工厂内产品流转的过程,以及我们该如何处理和保存产品,我们可以看到全部流程,决定是否需要增加设备。”

罗德是罗罗公司最早使用虚拟现实技术的团队成员之一,现在他领导着来自不同职能部门的三个团队,共有30人,负责这项技术设施的运作,并运用这项技术改善这个核电厂的商业实践。

罗德说道:“回想我最初在丰田公司工作时,我们就实施了精益方法,但是每件事都要在纸面和卡片上去做。精益方法的确很好,但是虚拟现实为你打开了另一扇门。它让你亲眼看到产品或亲身体验服务。你有了一个1:1的模型,因此可以容易地转换不同的场景。”

罗德称:“我们正运用质量管理相关的所有工具和方法,围绕如何使用这项技术,打造一个包括政策、流程、检验方法在内的完整框架。”

图1为投影墙 。

目前,最多可以有20 人汇集在一个虚拟现实场景中。也就是说,来自企业各个部门的员工都可以带上护目镜,进入同一个虚拟世界。

现在,团队之间的隔阂不复存在。这项技术有助于突破罗罗公司原有的固定模式,有利于激发不同部门的跨界合作。罗德指出:“这意味着我们可以做到不同职能部门的愉快合作,而不是固守自己的一亩三分地。现在,上到部门总监,下到车间操作员,都可进行虚拟现实体验,人人都可以有相同的体验,我认为这一点很重要。”

制造业运用虚拟现实技术的优势在于能分析具体细节。罗罗公司的一个典型会议,可能是通过观看一个车间来了解产品被如何处理,如员工在车间从不同路径绕过某一台机器导致的细微差别等。自2014年以来,罗德团队已辨识出约30个问题,节约了近200万英镑的质量成本。

罗德说:“这项技术极大地改进了车间常规操作流,以及我们处理和衔接不同流程的方式,它有助于我们维护和运转工厂,以及留意人力资源和设备的负荷,因此,现在我们很容易看出哪里有问题阻碍了发展。”

凭借这项技术,可以实现几乎同时探索无限多的场景。罗德说:“我们可以呈现不同的场景,甚至可以融合这些场景,来找出最有利于我们的状态。传统方法则需要准备大量的样图草案来进行评估。虚拟技术的伟大在于,大量来自不同部门的员工可以同时研究这些场景。”

 

创新的下一阶段

虚拟现实看似科幻影片,实则不然。这种里程碑似的设备正使罗罗公司走在创新前沿,降低了生产成本,推动产品有效发展。

这项技术的价格不尽相同,罗罗公司使用的是价值35万英镑的高端的先进版本。罗德强调:“这项技术的作用显而易见,我们不必耗费大量的精力去实际画图和做实物模拟就可以了解将要研发的新一代产品,还可以进行虚拟体验。通过创造简单的环境,它一步步地帮助我们在需要时交付每件事情。它也能让我们能实现标准化,确保每个任务都有序进行,并确保我们一次就做对。”

同时,通过这项技术,利益相关者可以亲身体验、了解新产品能带来的利益。这一点同样重要。罗德说:“我们可以马上说服人们,也就是说,我们可以很快地通过一个方案,我们已经在用这个设备处理企业的改善事宜。”

 

工程师2.0

这项前沿技术已经转变了罗罗公司核能部门的业务经营方式。但是,管理团队也面临着巨大挑战,其中之一就是让250多名员工适应全新的工作模式,这也意味着企业文化的转变。

罗德解释道:“虚拟现实应该确保我们准时研发出好的产品。这样说说很简单,实际操作起来则需要对所有员工进行培训,让他们熟悉这个领域,以确保质量和标准都能到位,支持企业达成预定目标。过去,我们一直在2D 模式下工作,总是依靠制图人。我们花费了六到八个月的时间才转变了所有员工。”

现在,罗德正在使用这项技术来培训新的员工。作为新员工培训方案的一部分,罗罗公司要确保这些踌躇满志的未来工程师们能很好地适应虚拟现实技术,因为虚拟现实将成为未来设计和制造不可或缺的一项技术。

新员工们要花三个月体验虚拟现实环境,以确保他们从概念到实物的每个环节都了解这项技术,掌握这种设备的每个细微之处。

“我们的新员工是这项技术的发展者。”罗德解释说,“我们是实务专家,所以,我们所做的就是让新员工在职业生涯初期就了解这项技术,让他们有机会接触和了解这项技术本身及其发展进程。”

 

将改变未来

罗罗公司虚拟现实的未来发展前景一片大好,这项技术不仅是管理手段,也是企业的一次体验。

企业正在调研各种不同的方法,来保证日常工作中更多地用到这种设备,以节约宝贵的时间和减少资金的投入。虽然罗罗公司已开始使用大型投影墙的微缩台式版Z Space One,但是罗德希望企业能把这项技术大量运用到其他领域。

将虚拟现实运用到日常工作中的想法反映了行业发展的方向。随着大众越来越关注这种设备的功能,很快会出现低于50英镑的设备,将使这项技术从科幻小说走向日常生活。

虚拟现实的屏幕会变得更小,如小到32英寸,这意味着产品发展的趋势是可以随时在办公室使用。因此,质量管理团队可以用小屏幕进行简短交流,大屏幕则专用于大型集体讨论。

“我的目标是尽可能提高效率。”罗德解释道,“我希望更小的屏幕能大量投入使用,让人们在自己的案头就能使用这种设备。工程师可以与质量管理者、质量经理进行合作,分享思想,以推进这项技术的更广泛应用。”

罗罗公司正在研究如何将虚拟现实与另一新兴技术3D打印结合起来,来改变大家对制造的固有理念,并大幅缩短生产周期。

如果此技术研发成功,进行产品设计时,就能做到在几天内甚至几小时内完成视觉设计并直接用电脑系统打印出零部件。

罗德透露道:“我们可以在完成产品视觉设计后用3D打印来快速成形,这样,我们可以快速缩短产品从概念到生产的周期。这无疑会是制造业的下一个大热门。关于是否使用虚拟现实技术,我最初是犹豫的,因为那时我不知道它能带来多少利益。如今,我顾虑全消,建议所有企业都使用这项技术。”

虚拟现实的多功能性的确惊人,显而易见它将改变未来,对罗罗公司来说,一切皆有可能。

 

虚拟现实发展历程

1838年

虚拟现实的第一次创举——惠斯通立体镜。

1984年

加隆•拉尼尔(Jaron Lanier)创建了VPL Research公司,首次提出了“虚拟现实”一词。

2014年

脸书(Facebook)收购OculusVR公司,Oculus Rift是一款沉浸式虚拟现实头戴式显示器。

2015年

虚拟现实技术让罗罗公司一年节约了180万英镑。

2016年

虚拟现实技术已被国防军工企业采用。

2020年,虚拟和增强现实产业价值将超千亿英镑。



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