制造分論壇：VR讓制造更智能

諸玲珍

編者按：10月20日下午，2019世界VR產業大會“制造分論壇”在江西南昌綠地鉑瑞酒店舉辦。論壇由中國信息通信研究院承辦、南昌虛擬現實研究院股份有限公司協辦，以“VR/AR：工業數字化轉型新引擎”為主題，澳大利亞科廷大學首席教授、華東交通大學首席科學家王翔宇，海爾工業智能研究院劉子力，亮風臺（上海）信息科技有限公司創始人兼首席執行官寥春元，Tridify公司銷售副總裁尤哈·阿拉內恩，優美締軟件（上海）有限公司（大中華區）汽車工業負責人陳祿，INVR.SPACE公司首席執行官索克·柯爾霍夫，商湯科技AR業務副總監李星冶，VRTOUNG公司首席執行官馬丁·列赫爾，聯想新視界科技有限公司副總裁楊楠，9位業內專家對VR/AR產業在智能制造中發揮的重要作用進行了深入討論。本報特編發論壇演講嘉賓的主要觀點，以饗讀者。

王翔宇：

VR/AR與前沿技術融合

是智能制造趨勢之一

數字化和智能化是不同的，數字化是指把每一個物理世界里的設備或者任一物體，轉化為數字化的模型，數字化是達成智能化的臺階。目前我們所說的智能化，需要做深度分析，利用大數據、人工智能挖掘信息，以實現創造價值、協助監理、造福民生的用途。

通常來說，智能化有三個階段：第一個階段，從物理設施到數字資產。第二個階段，設施數據集成、大數據分析和人工智能。第三個階段，從數字資產到物理模型。虛擬現實可以對這三個階段提供決策幫助。使用VR/AR技術可將數字模型與物理模型做到完美融合，使用者（人或著人工智能）可以在虛擬世界中獲得同真實世界中一樣的體驗。

我們以澳大利亞智慧液化天然氣廠停產維修管理項目為例說明VR的作用。這個項目以科廷大學BIM聯合研究中心（Curtin Univer-sity）和澳能公司（Woodside）為主導，旨在提高液化天然氣廠（LNG Trains）的停產維修效率。該項目應用很多前沿技術：BIM（建筑信息模型）、云計算和移動計算、RFID（無線射頻識別）、三維激光掃描、VR/AR等，大幅提升了停工養護效率，提前一周（計劃總工期33天）完成了停工養護任務，成本節約510萬澳幣;通過VR和RFID定位技術，幫助液化天然氣廠管理者提高了該基地的安全管控效率，減少了50%的安全事故（對比2013年的停產維修數據）;通過對工人的VR培訓，沒有出現任何環境事件、大型醫療事件以及大型事故。

展望未來，VR/AR技術絕不僅僅是一項服務于制造出一個虛幻世界的孤立技術，它與物聯網、5G、人工智能、云計算等前沿技術的融合才是智能制造行業未來的發展趨勢。VR/AR+AI技術的融合，能高效解決建造行業高危工種培訓問題。VR/AR+AI+語音識別技術的融合，能高效解決建造行業運營、維護、資產管理等問題。

劉子力：

加快實現VR/AR工業規模化應用

海爾的工業互聯網平臺COSMOPLAT是將海爾30多年的制造經驗，產品化、數字化、社會化后，面向全球、全行業構建的大規模定制解決方案平臺。海爾COSMOPLAT平臺具有兩個優勢：1.它是多變交互的共創共享平臺，能讓用戶價值實現最大化，提升用戶體驗。2.它是賦能中小企業轉型升級的平臺，能夠提高中小企業全流程競爭力，滿足用戶的節點響應需求，各個節點可以修整自己的解決方案，確保投入市場中的產品和技術是用戶需要的。

海爾的VR/AR實踐完全基于用戶的體驗和需求，使用戶體驗升級。VR/AR應用開發是由海爾智能研究院承載的。海爾智研院以智能+5G大規模定制驗證平臺為核心，依托1+6組織體系，聚合生態資源科技創新能力，為COSMOPLAT平臺用戶提供端到端的解決方案。其中，1是指1個平臺——集成測試驗證平臺;6是指6個生態創新中心——物聯網生態創新中心、網絡工程生態創新中心、先進智造生態創新中心、數字化工程生態創新中心、大數據應用生態創新中以及人工智能生態創新中心。

我們理解的VR/AR應用，有三個關鍵因素：場景、效果和投入。場景方面，要實現場景與技術的匹配;效果方面，要帶來可量化的、實在的好處;投入方面，要實現資源管理模式改變。

VR/AR工業規模化應用面臨的挑戰：接入工業互聯網、產品平臺化、行業生態建設。推動工業的VR/AR應用方面，我們有一些思考和建議，VR/AR的從業者要緊跟潮流，了解實際情況，不僅專注于技術的先進性，還要保持開放的心態，結合新的技術和應用場景，滿足新的市場需求，發揮合作探索的精神，共享、共贏，只有這樣才能更好地實現VR/AR在工業大規模的應用。

目前，借助5G網絡，海爾VR/AR規模化工業應用已經在中央空調互聯工廠、中德冰箱互聯工廠、天津洗衣機智慧園區推廣實施。

寥春元：

深入智能制造流程AR賦能于人

工業場景中有三個角色：第一是一線人員，第二是監管人員，第三是業務專家。一線人員在現場進行操作的時候，會發現缺少人力支持，溝通成本很高;專家雖然經驗豐富，但是數量少;監管人員也存在指揮效率低、數據難整合的問題。AR在工業方面的應用帶來的好處就是能夠增強這三類人的認知、感知和執行能力，從而提高效率、體驗和安全感。通過物聯網采集之后的數據放在云端，現場的人能夠看到并做出決策。

AR在智能制造場景中，可深入流程，賦能于人。在指導培訓方面，可打造無處不在的“AR虛擬教練”，服務培訓指導、訓練考核、操作輔助等場景，實現可視化、場景化、可交互的工業智能培訓指導。在作業管理方面，通過AR智能眼鏡第一視角記錄工作人員的作業流程、操作步驟、工器具等，借助智能分析系統檢測是否符合安全流程，提升作業規范性。在巡檢維護方面，通過與工廠生產線IoT設備、MIS

系統互聯，可視化獲取設備運轉、歷史數據，并反饋檢測結果;實時記錄過程，問責溯源，規范巡檢流程。在遠程協作方面，作業人員可通過AR眼鏡第一視角把現場情況同步給業務專家，多方遠程會商，診斷定位問題，并指導現場作業人員排查潛在故障點，實現遠程協作。在設備檢驗方面，工程師與專家配對，組成遠程運維機制;專家共享工程師的第一視角，在運維中心進行指導;專家無需陪同工程師多地往返，增加運維效率;增加工作效率的同時，可以實現一對多的合作模式。

尤哈·阿拉內恩：

VR讓建筑模型信息

更清晰

過去，把BIM（建筑模型信息）轉換為虛擬模型非常困難，而且在轉換過程中很容易出現錯誤。Tridify為開發者提供了一個簡單快捷的工作流程，通過使用相關軟件，即可把BIM轉換成VR，并帶入到日常使用的移動平臺中。

二維圖紙告訴我們的信息有限，使我們根本不了解建筑的構造，如何把二維圖形轉化為三維圖紙，這是一個課題。如果你只是在平面上渲染一張圖片，根本沒有辦法融入VR世界中，而BIM則可以完成這個工作。無論是哪個國家、哪個公司，大家都用BIM進行建模。我們不可能了解所有事物，比如建筑業，里面很多知識都不懂，因此，BIM可以由專業人士開發，而我們可以通過使用手機、電腦、平板電腦、VR眼鏡，了解一套公寓或者整個城市BIM數據。Tridify希望把BIM帶給普通人，讓每個人都可以通過Tridify的技術使用了解建筑物的模型。

用VR解決的兩大問題是：工作流程的優化。當采用BIM優化工作流程時，會利用VR快速實現自動化，利用VR之前要確保系統兼容所有的設計工具、軟件，并且必須是隨時隨地獲得才行。

陳祿：

VR/AR技術正在引領計算革命，在上世紀早期，電腦上呈現的是平面圖片;上世紀末開始轉化為3D顯示，出現在電影、廣告及設計軟件中;而VR/AR技術的出現，可通過立體視覺讓人們和虛擬的物體進行交互。舉個例子，這是奧迪公司正在使用VR技術對汽車的造型進行評審，基于VR技術，可以使這個環節節省大量的成本，并提高效率，大眾集團之前稱這項技術為他們節省了500萬歐元。

VR技術也可以將建筑相關的模型和數據直觀地展現在用戶面前，相對于圖紙來說，效率得到極大提高。

數字孿生在制造業更是大有用武之地，在制造復雜的機械時，構建機械的數字孿生模型，可以對物理過程和實施的工況進行模擬，極大地加速了研發過程。

3D技術用在整個制造業生產周期當中，加快了生產效率的提高，降低了生產成本，提高可產品質量，提升了用戶體驗。Unity幫助全球7000家用戶在使用這項技術。目前，在制造領域最熱的話題是自動駕駛汽車，如何證明它是足夠安全的，經過業界的測算證明自動駕駛汽車足夠安全要行駛100萬英里，若要進行實測需要超過100年的時間。針對這樣的問題，Unity和LG進行合作，開發訓練駕駛仿真器，利用實時渲染技術模擬各種天氣、光照、極端交通下的案例，對不同傳感器進行精準模擬，對自動駕駛系統進行實時監測。基于云渲染的架構，我們可以進行超過百萬級的測試，等同于100萬輛車在路上開。

此外，我們還和寶馬公司合作，使用實時渲染技術來構建模型，基于這樣的技術，我們可以把車非常真實地還原到虛擬世界中，讓用戶跟車有深刻的互動。

索克·柯爾霍夫：

把VR/AR

融入生活中

INVR.SPACE可提供針對電影院的360度VR影片，給觀眾帶來不同的體驗。我們為企業提供很多服務，把VR/AR融入生產制造過程中，幫他們做研究和開發。

我們希望創造更多的沉浸互動、情感聯系，比如將游戲、電影、VR結合在一起，以實現更好的效果。我們用視頻把人和其所處的環境捕捉下來，創建一個盡量真實的虛擬環境，制作成電影和教育視頻。如這是六個自由度的視頻，人們可以自己進行設置，由于每個攝像頭角度不一樣，因此可以生成不同的數據，使用者可以把數據進行收集、疊加，利用電腦生成角色，創建一個有立體感的圖像。

我們的用戶可以利用物體捕獲方式，創建盡可能真實的環境，如通過幾百張照片建立模型和影像。這種方式對建筑行業非常有用，它可以讓設計師基于一個豐富的影像信息去做各式各樣的設計。與此同時，加上歷史的數據及信息，就可以跨越時空來看一個建筑物了，這用于教育領域非常有用。此外，我們也可以利用該技術創建全息影像，用一個綠幕做背景，讓演員自由移動，他甚至可以和你談話、交流，攝像機捕捉演員的動作后，即可創建一個在任何背景下的活動影像。

上述所有技術都需要數據做支撐，不僅是VR/AR，同時還有5G。

李星冶：

讓人工智能引領XR進步

作為全球領先的人工智能平臺公司，商湯賦能了十幾個行業，擁有700多個行業客戶，在全球10個國家和地區開展了業務，在國內合作了超過200家互聯網APP。目前，公司擁有200多個人工智能方向的博士。

AR在美體、互聯網娛樂、醫療美容、家居、教育、旅行等領域擁有巨大的市場空間。目前市面上大部分以人臉識別和AR技術實現的美顏美拍相機，都采用了由商湯科技提供的技術。

商湯互娛產品SenseAR增強現實感繪制引擎的全新功能模塊能夠識別和定位到圖片及視頻中的人物面部、手勢、肢體等部位，為娛樂互聯網行業的短視頻、直播、圖像美化、社交等應用提供增強現實特效解決方案。

SenseAR可精確定位臉部輪廓，跟蹤眉毛、眼睛、嘴唇等人臉面部關鍵部位，手勢檢測可檢測圖像中的手部位置，并給出14種常見手勢的含義，這項技術可應用于教育、互動游戲等輕型人機交互場景中。此外，用戶還可以利用商湯的人臉和手勢識別技術，識別用于車內娛樂系統互動和控制，增加高端汽車車型的差異化優勢。

SenseAR Avatar是自動生成與驅動解決方案，可自動生成人物，進行面部驅動、肢體驅動，提供素材云服務等，可以應用在直播短視頻場景。

SenseAR在文旅方面也大有用場，它讓人們可以身臨其境參與實時的虛實互動。它結合真實場景疊加任何虛擬內容，由稠密幾何重建、高精度定位、SLAM等技術構成，人與虛擬內容可進行實時互動，根據不同主題、時間、節假日等變動更替虛擬內容，用AR的方式吸引游客關注、推廣產品，適用于景區、博物館、商場、展會等場景。

馬丁·列赫爾：

聲音在虛擬現實中

非常重要

聲音在虛擬現實（VR）的體驗中顯得十分重要，如果聽不到聲音，體驗者肯定會覺得很奇怪。好萊塢著名導演喬治·盧卡斯說：“聲音在電影中起到50%的作用。”而對虛擬現實來說，聲音占的份額更多。

在虛擬現實領域，聲音可以促進虛擬現實體驗者的沉浸度，也就是說，如果能夠在體驗的時候聽到有距離和層次的聲音，將會大大增加沉浸感。

音響或者聲音是虛擬現實內容的重要組成部分，音頻和視頻是相輔相成的，缺一不可。我們要花很多時間開發內容，在視頻方面要用到360度攝像頭，因為更多的攝像頭意味著更好的視頻質量;在音頻方面，也需要不同朝向的、不同麥克風采集聲音，有的麥克風采集環境聲音，有的采集人的聲音。因此，必須把麥克風的方位設置得很精確，才能更多地模仿現實，從而創造自己獨特的虛擬現實場景，而不是只是簡單地復制現實、重建現實。

我們創造的虛擬現實就是讓觀眾相信的現實，其中VR的音響很重要，它能讓觀眾獲得沉浸式體驗。舉例來說，電影院的揚聲器發出的聲音很震撼，能夠讓觀眾有身臨其境的感覺。若把揚聲器和麥克風結合一起，會給人們的體驗帶來更多的層次感，使人們忘記技術的存在，沉浸到虛擬現實的空間中，因為所有的音頻、音效太真實了，人們會覺得這就是現實。

楊楠：

全面聚焦

服務智能化

提起智能制造，人們會不約而同聚焦在這三點：產品智能化、服務智能化、過程智能化。聯想推出AHSS解決方案，全面聚焦服務智能化。

在深入行業以后，我們發現了智能制造行業的痛點：

第一個是修理的問題，工程師的技術水平參差不齊，個體差異明顯，高水平工人奇缺，處理緊急情況缺少有效的技術手段，難度很大。

第二個是學的問題，定期組織巡檢和維保，浪費人力且效率不高。

第三個是看的問題，無法獲取設備完整的數據信息，設備模型與數據關聯不上，工業看板展示不直觀。

第四個是判的問題，無法預判設備故障。

AHSS2.0智能服務解決方案實現了軟硬件一體化數字世界可視化，它以大數據、微服務化治理、3D云渲染、人工智能為核心引擎，由兩大系統組成，分別是邊緣可視化系統（EVS）與數字孿生系統（DTS）。邊緣可視化系統（EVS）是根據數據采集、數據分析，為客戶提供基于視頻和BIM模型（建筑信息模型）的可視化支持，將設備運行狀態和信息實時全景呈現出來，以達成實時高效的設備檢測和技術指導，從而使客戶在現場快速解決設備故障，縮短系統運行時間，提高維修效率。而數字孿生系統（DTS）則是以數字孿生為核心應用模式，提供包括基于BIM的模型三維仿真可視化、反向控制、虛擬交互等服務，可全面應用于技術培訓、產品輔助設計、產線及工廠設計仿真，并實現基于AR/VR設備的大型工業現場的數字可視化與多人互動。

AHSS2.0進一步幫助工業客戶降本增效，加速制造業的產業升級，讓智能制造再度升級至一個全新高度——“讓工人更專業，讓工業更智能”。