增強現實(AR)技術在經歷了實驗室的探索之后,開始走向產業。最有代表性的例子是2013年谷歌眼鏡的發布,將AR的市場教育推向一個高潮。2017年6月,蘋果發布ARKit和谷歌宣布開放ARCore技術之后,AR又有了更加豐富的應用場景。
增強現實市場潛力巨大,Digi-Captical預測,到2020年,預計AR/VR市場規模達1500 億美元。而AR將占據最大份額,為 1200 億美元。到目前為止,主要科技公司在AR/VR方向的投資總額達到20億美元。
目前,在很多領域都把 AR技術作為一種創新的嘗試,這項技術已經開始展現其真正的能力,它可通過簡化商品的開發流程、解決工人學習和勞動力問題及加速產品上市等途徑為行業賦能。
增強現實(AR)技術目前已經應用于多個領域,從醫療護理、體育及制造業到現場服務等,且仍有巨大的技術和市場潛力。部分目光長遠的企業探索AR技術的目的卻不僅在于完成生產任務或簡化項目,而是在考慮如何能將AR技術應用于傳授知識以應對勞動力的老齡化問題。
世界經濟論壇和德勤會計師事務所聯合開展的一項研究表明,全球的制造業將會面臨一千萬的勞動力短缺。隨著制造業和相關現場服務業的技能型工人步入退休年齡,企業必須尋找新的方式來應對勞動力短缺問題。
在知識傳授方面,要讓經驗豐富的工人將他們的技能傳授給下一代,AR技術能夠發揮什么樣的作用呢?在關于“AR與物聯網(IoT)之間的關系”的網絡研討會中,專家組成員圍繞這些技術討論了多個話題,包括在有經驗的老一代現場服務工人步入退休年齡、新一代工人接管相關工作過程中的知識傳授問題。知識的傳授或許可以借助于AR這類年輕人生活中習慣使用的技術,AR技術也可以有效應用于工作之中。
在關于“現場服務問題”,Sumair Dutta概括論述了現場服務業的人才短缺問題 ,并探討如何才能遏制這一趨勢。他引用了萬寶盛華的一項調查,該調查指出四成的企業無法順利招滿工人,其中問題最嚴重的是電工、木工和焊工等技術職位,其原因包括職業和技工院校入學人數較少及工人老齡化等。
工人老齡化的后果就是工人數量下降,同時人才層次降低。明智的公司都在投資技術,力求將現有勞動力大腦中儲存的“部落知識”保留在現場服務企業之內。幸而年輕一代早已習慣充滿技術的數字化生活,他們同樣希望在工作也能使用前沿科技。這就為AR技術等新技術創造了機遇。
針對現場服務有經驗工人退休的問題,可以采取哪些措施呢?服務貿易理事會(The Service Council)在一份調查顯示,優化工作場所的人際關系是一個常被忽略的解決方案。目前,很少有現場服務企業具備體系化的技術傳承計劃。師徒制將年輕的現場工程師與有經驗的工人搭配在一起,在優化知識傳授、增加同事親密關系方面,這一制度可以發揮極其強大的作用。企業要獲取和保留知識,就必須采取針對性的措施。他們可以借助實況攝像和AR等新型技術工具。
服務貿易理事會針對AR在服務業的應用展開的一項調查顯示,超過六成的公司已經開始評估AR技術在現場服務或用戶支持環境下的應用。
技術,尤其是AR技術,可以作為一種知識擴展工具,將實際知識和專業技術向更加廣泛的受眾傳播。也就是說,從業者可以輕易獲取現有專家或專家團體的知識。
人們研究AR技術的兩個最重要的原因包括:不斷增加的產品復雜性和勞動力的老齡化。此外,向集中化的專家模式推進(這一過程須要有經驗的技術人員協助),以及年輕勞動力的技術理解力也是重要影響因素。
有經驗的現場服務技術人員可以將提供服務的流程以視頻的方式記錄下來,然后將視頻與AR模型結合,再提供給更多現場服務企業或接受培訓的人員。在AR技術工具支持下,有經驗的技術人員便不再需要不斷演示操作過程,也不需要在出現服務需求時親自隨往現場進行培訓。這些視頻可以用于培訓或操作支持,從而使其經驗更有效的傳播。
此外,熟練工可以借助AR技術遠程向新員工提供指導。即將退休的工人甚至可以兼職工作或在家工作。高水平員工得以將水平較低的員工變成自己的“三頭六臂”(通過AR技術系統和可視化教具),有效增加前者的價值。
AR還可以提高遠程技術支持的服務水平。現場的客戶可以在沒有外派現場服務人員的情況下獲得技術支持。如果仍需要外派,也可以通過AR技術會議確保向客戶派遣恰當的技術人員,同時保證該技術人員攜帶恰當的部件。
另一個與AR技術培訓聯系非常緊密的場景是安全應用。2014年,歐盟發生近320萬起導致缺勤的非致命事故及3738起死亡事故。歐洲的ANGELS(Augmented Reality Network Generating Learning on Safety,AR網絡生成安全學習)計劃分別利用傳統方式和AR技術開展了安全培訓試驗。四分之三的受訓人員更傾向于AR技術系統,而且隨后的后評價問卷顯示AR技術系統的確提高了受訓人員的知識水平。
隨著企業技能型工人步入老齡化并開始退休,他們寶貴的知識和經驗可能會流失。AR技術可以優化向下一代傳授知識的效果,這一點適用于很多行業,尤其是現場服務業。通過收集熟練工所掌握的信息,企業可以展開更為完善的工作指導和培訓。這些知識可以應用于設備的復雜維修,然后將其融入集中化的培訓模式,使年輕一代技術人員有效學習這些技能。
從現在到2026年,美國制造業公司需要填補近350萬個制造業崗位。但由于技能與人才的差距,大約200萬個就業崗位將無人可用。這一數據來自美國國家科學技術委員會先進制造小組委員會2016年度的報告。在報告發布之時,80%的制造商稱,目前技術和高技能生產崗位的合格申請人呈現中度到重度匱乏態勢。
2016年的PWC報告《Upskilling Manufacturing》指出,預計未來三年,美國制造業公司人才短缺問題會不斷惡化,且隨著制造業的技術發展,對現有工人進行技術培訓的需求可能會增加。
增強現實(AR)技術可以改變這一現狀。Upskill首席執行官兼聯合創始人Brian Ballard先生認為,AR在縮小制造企業就業差距上會起到基礎性作用,憑借這一優勢,這些組織可獲取更大的靈活性和競爭優勢。
“如今,工廠已不再像黑白老照片上看到的那般潮濕黑暗。”Ballard說。“現在的工廠不僅擁有可不間斷工作的監控設施和物聯網,還具備其他可驅動設計和制造流程的復雜系統。隨著先進制造業不斷應用創新技術,工廠的工作人員必須掌握計算機知識,以便他們可在設計、生產和互聯,以及數字線程中的各個環節訪問系統的操作桌面和數據信息。”
Ballard表示,“當智能工廠和智能產品出現,但使用它們的人卻沒有實現數據互聯時,產品與其制造者之間就會產生顯著沖突。例如,雖然人們已針對ERP、制造執行和設計系統投資了數十億美元,但在工廠車間內,有一部分仍未能實現自動化,工廠便不可能做到高效運轉。”
Ballard解釋說,如果公司的整套工具和創新能力飛速發展,而人力卻停滯不前,就有可能造成重大裂痕。“我相信,相互連接的勞動力理念將打破格局。”在思考關聯勞動力時,工程師們都需要考慮什么?Ballard指出,目前,圍繞產品設計和組裝的技術已臻于精細,但人們亟需填補的空白是,如何將這些做法轉化為勞動力 。“人們已針對設計創建了非常出色的CAD系統,但設計的輸出卻只停留在一些二維紙質印刷說明上。這就要求人們設計出某種可采用AR技術的原生格式。”
Ballard解釋說,為了實現這一目標,設計師們對生產環境應當有切身理解。“這很棘手,因為不是所有的設計師都對工廠車間的設置和本來面貌了如指掌。”Ballard說。“正因為如此,我相信工具設計人員會想出讓制造車間的工人參與‘指導制定流程’的方法。他們將獲取這些數據并對其進行調整,確保這些數據在他們制定指導流程的過程中,且能被自由訪問。這確保了AR及混合增強技術能得到廣泛應用。”
如今,增強現實(AR)技術已在日常生活中得以應用,其中包括一系列社交媒體App,如Instagram,購物App,如宜家,以及PokémonGo等游戲和19 Crimes酒瓶標簽等產品營銷方案,但尚未著手研究如何利用AR技術以更快速地將產品推向市場。工程師和管理人員沒有意識到AR技術蘊藏的巨大商業價值,但是在整個產品生命周期中AR技術的易用程度可能會讓人大吃一驚。
只需在Creo Parametric中輕點幾下鼠標,設計工程師們即可從3D CAD模型中創建AR體驗。
工程師可以在以下產品開發領域使用AR技術:
◎ 設計支持和協作。在設計階段,可使用AR技術來促進和輔助產品設計及客戶合作。
◎ 生產、運營和銷售。生成更易于遵循的生產計劃和更直觀易懂的工作說明。
◎ 用戶體驗。客戶可以使用AR技術進行產品組裝、安裝、故障排除和產品維護。
AR技術可被運用于整個產品生命周期內,以降低成本和提高生產力。在設計階段,AR在促進合作方面大有裨益。以設計評論領域為例,我曾經參與了大量評審工作,紙質圖紙不環保且陳舊、過時。3D模型的直觀性更強,但無法感知它的真實大小與空間感。借助AR技術,評委可進行數字設計評審,可查看3D產品并與之互動,例如,在制造或操作的實際環境中查看產品的真實尺寸。這種更佳的真實感有助于評委做出更好的決策。
此外,AR技術還解決了原型和數字模型的問題。我曾用機器制作或3D打印多個原型,然而我在電腦屏幕上看到的與現實中的不符。同樣,我曾聽說裝配工和制造商會責怪工程師們使用大型顯示器來設計和安裝只有兒童才能拼在一起的組件,因為計算機屏幕會讓人誤判尺寸。
通過AR技術,在真實世界背景中來觀察和測量產品,設計師和工程師既不用反復制作昂貴且耗時的物理原型,還能盡早發現潛在制造問題。
在生產過程中,AR技術可用于生成生產計劃和工作指令。佩戴視覺頭戴式耳機的裝配工或操作員可更高效地工作,他們不用在工作指示和產品之間來回轉移注意力,需要執行的步驟會直接呈現并疊加在工作對象上,既節約了時間又減少了錯誤。
AR技術還可用于新用戶培訓,提供操作說明并支持維護、修理和大修。在產品淘汰時,AR技術將指導人們在處理過程中回收可重復利用的原件并去除環境有害的部分。
營銷和銷售也離不開AR技術。潛在客戶可看到產品的面貌,特別是在客戶的預期環境中產品的面貌,宜家就有一款使用AR技術的應用程序,可逼真地向您展示他們的家具在您家中的擺放效果。
對于訂單定制(CTO)銷售流程,AR技術更具價值。客戶可在可用選項和變體之間進行選擇,并立即查看最終結果。
PTC的Options and Variants模塊可用于配置要訂購的產品,隨后AR技術可向客戶顯示結果。
最后,用戶可讓AR技術成為產品的一部分。將AR技術引入到產品中,與用戶界面(UI)和用戶體驗(UX)結合,將會很大程度上提高產品競爭力。 AR并非通過傳統接口(如按鈕、撥號和鍵盤)來與產品交互,而是提供虛擬控制面板和平視顯示器(HUD)來實現更真實的體驗。
此外,AR還能改善客戶與產品互動的方式。由于許多產品是物聯網設備,因此與AR技術的聯網可讓客戶通過多種智能設備查看您的產品。此外,物聯網還通過軟件更新來添加新的增強顯示功能和工作流程,從而延長產品的使用壽命和實用性。換言之,用戶可通過讓產品隨客戶案例的發展而發展,從而不斷為產品提供額外價值。客戶在使用AR技術來組裝和安裝產品,以及進行故障排除、產品維護時,該過程將變得更加輕松易懂。
AR正在改變企業產品設計的方式。采用AR技術實現的設計不關注表單、功能和設備,它只關注整個客戶體驗,包括購買、安裝和使用產品。AR可為產品的整個工程生命周期帶來惠益。更重要的是,它能從根本上提升客戶滿意度及客戶與產品的互動。該技術有助于企業以更低成本設計和制造更卓越的產品的同時減少錯誤。
商業步伐的加快可能會給企業帶來意想不到的新壓力,而先進技術會在加快產品上市方面中發揮至關重要的作用。目前,移動設備的潛能顯而易見,但是人們還需要免提的內容訪問和更強大的交互功能。通過一些具備大數據可視化功能的移動設備和良好免提體驗的智能眼鏡,AR技術實現了這些改進。
在基礎層面,AR通過數據可視化和交互,以及更卓越的連接性和實時指導來提高工作人員的效率。這一點在各個領域均適用,其中,人們對某些應用的探索更早,設計和原型設計就是其中之一。很多大型企業希望通過AR技術來增強和改進設計、審查和原型設計工作流程。福特就將微軟的HoloLens專門用于數字設計和原型設計,從而擴展了設計能力,改善了合作并消除了人們對粘土建模的需求。
AR技術可確保在模型可視化和內容交互方面實現高效率。產品的數字樣機可顯著減少設計和迭代所需的時間,AR技術提供的深度交互性內容和空間配準減少了數字原型的局限性。
在產品生命周期的設計階段,資源配置可能會因工人和團隊之間的低效合作而陷入困境。通過AR技術可進行即時的、遠程的以及根據任務或產品定制的合作,遠程參與者可以通過AR技術進行工作,進而節約大量差旅費并提高效率。當涉及單個工序時,指導工作人員完成任務或協助復雜的工作流程可以提高效率、降低錯誤率。錯誤率的降低尤其會影響原型設計、審查和演示的質量和時間,還可以在產品進入下一個生產階段前找出設計缺陷以避免延誤。
使用AR技術主要具備四個主要優勢:降低差旅成本,降低運輸和產品成本,縮短銷售周期并提高客戶參與度。遠程提供專業知識和開展合作可降低差旅費。免除物理原型設計可降低產品的運輸成本,而在現有產品上進行數字迭代有助于進一步降低相關成本,這兩大要素縮短了銷售周期,使產品能更快地進入展示/交接階段。當產品準備就緒可用于展示時,運用AR技術可創建并提供獨特的用戶體驗,來增加客戶興趣和銷量。
一項新技術很難對工作流程的多個方面產生積極影響,沒有適當的支持平臺也無用武之地。AR技術使用中的關鍵要素是內容優化和創建,它允許在AR中使用現有數字內容,并可以根據AR的使用定制全新內容。考慮到與AR相關的資本支出和運營支出一直高居不下,這一額外障礙可能是人們不愿采用AR技術的一個關鍵因素。PTC的ThingWorx和Vuforia平臺就非常適合解決這一問題,PTC的其他產品組合在VR的適用領域填補了一系列空白。其他平臺在AR方法上更專注于某一方面,即深入探討內容創建和優化,或者匹配特定用戶的應用程序。
在產品設計和演示工作流程中運用AR的價值顯而易見。AR技術的優勢在于深度數據可視化和交互,實時合作和工作流程指導,這可以與用戶需求和現有工作流程協同作用。另外,AR的運用對提高效率和降低運營支出十分有效,通過指導工作流程和實時合作來提高個人和團隊效率,減少旅行次數,降低運輸和一般研究成本,節省運營支出。即使將AR技術實施的初始及后續成本考慮在內,投資回報依然可觀。(本專題由PTC公司供稿編輯整理而成)