紡織行業(yè)基于增強現(xiàn)實的遠程服務

M. Plutz

Oculavis公司 (德國)

星期一早上7點45分，紡織機因未知原因停止運轉(zhuǎn)，恐慌開始蔓延，制造商的服務平臺正試圖提供幫助。經(jīng)一個小時電話溝通無果后，企業(yè)通過電子郵件將現(xiàn)場圖片傳遞至服務平臺以了解故障產(chǎn)生的原因。下午2點30分制造商決定派一名技術服務人員前往現(xiàn)場檢查并解決問題。經(jīng)過6個小時的路途后，技術人員當晚到達酒店，并為第二天早上的工作做好了準備，以找到問題產(chǎn)生的原因。這個問題本來很容易解決，但現(xiàn)在一個關鍵的零件卻不見了。在快遞員交付零件后，技術服務人員在停機36 h后終于可以維修紡織機了。

有些人可能對這種情況感到熟悉。但是在增強現(xiàn)實技術和移動設備(如智能眼鏡、平板電腦以及智能手機等)的幫助下，上述情形可能已成為過去。不需要大費周章地來現(xiàn)場檢查或解決機器的問題。現(xiàn)場機器旁的工作人員與生產(chǎn)商的技術服務人員之間可進行雙向視頻和音頻連接，并通過遠程操作弄清楚問題的大部分原因，理想情況下可以直接解決問題。這樣做的好處是相關的每個人都可實時談論同一件事，從而避免了通過電話或電子郵件溝通過程中可能產(chǎn)生的誤解。智能眼鏡的優(yōu)點是佩戴者可以按照專家的指示進行手動自由操作。增強現(xiàn)實的覆蓋有助于將員工的注意力引導到正確的位置。屏幕截圖或視頻也可以記載問題的解決方案。當相同的問題再次發(fā)生時，即使對于其他客戶，也可以使用此記載文檔。例如，為支持故障診斷，還可以在所有參與的終端設備中把機器和傳感器數(shù)據(jù)連接起來并對其進行可視化。圖1所示為該遠程服務操作界面。然而，并不是所有的智能眼鏡都能適用于這種應用。市場上的設備除類型有所不同外，在性能方面也有差異，如處理器性能、視頻和音頻質(zhì)量、電池壽命和工業(yè)穩(wěn)定性。尤其是在遇到紡織行業(yè)這種高分貝生產(chǎn)環(huán)境，以及工作人員須佩戴護目鏡這類保護設備的情形，在這些領域?qū)χ悄苎坨R的使用提出了特殊要求。圖2對比了各種虛擬現(xiàn)實硬件設施 (僅作為示例顯示)。虛擬現(xiàn)實眼鏡不提供虛擬顯示現(xiàn)實和真實環(huán)境的重疊。換句話說，如果你戴著這樣一個裝置，你就不再能感知到真實環(huán)境的任何視覺信息。出于安全因素考慮，這就使得這一概念對于機器和系統(tǒng)的遠程技術支持毫無意義，因為遠程技術支持需通過虛擬顯示與真實的系統(tǒng)產(chǎn)生交互。相比之下，輔助現(xiàn)實眼鏡在視線的左側(cè)或右側(cè)有一個小顯示屏。如果配戴這樣的設備直視前方，幾乎不會注意到顯示屏。佩戴者只有主動看顯示器才能檢索到顯示的信息。然而，這些輔助現(xiàn)實眼鏡的缺點是顯示器小、空間有限，并且由于安裝空間較小，與增強現(xiàn)實眼鏡相比，性能通常較低。這意味著這種類型的設備只能有條件地用于遠程操作應用。

圖1 遠程支持與增強現(xiàn)實眼鏡

增強現(xiàn)實眼鏡是一種在用戶視野中具有大型透明顯示的設備。特別是在遠程操作的情況下，可以清晰地顯示專家的注釋或技術圖紙。增強現(xiàn)實眼鏡比較重，不適合在整個生產(chǎn)輪班期間佩戴。然而，對于臨時應用，如這里介紹的遠程支持，就能兼顧佩戴舒適性、大視野和高性能，這些性能是集成視頻流等應用場景所必須配備的。

圖2 從虛擬到混合現(xiàn)實——智能眼鏡的分類

最后一類數(shù)碼眼鏡是所謂的混合現(xiàn)實設備。在這里，虛擬元素和真實環(huán)境融合成單一的感知現(xiàn)實，具有極大的應用潛力。這些設備在培訓領域具有特別意義，如在培訓操作新的紡織機器時可以將紡機以全息圖的形式疊加在真實的操作對象上。

正如這些案例所表明的那樣，應用程序決定了需要使用哪一類數(shù)碼眼鏡。此外，硬件方面也存在技術差異，根據(jù)應用的不同，這些差異會有一定的顯著性。例如，在遠程支持應用中，所使用的數(shù)碼眼鏡具有盡可能好的攝像機是非常重要的，以便遠程專家能夠接收到高質(zhì)量的視頻。目前市場上的設備，從非常好的具有內(nèi)置自動對焦、閃光燈和全高清圖像傳輸功能的相機到?jīng)]有上述功能的中等相機，有很大的不同。

現(xiàn)有技術開啟了服務領域的數(shù)碼商業(yè)模式，尤其是對機械和工廠制造商而言。數(shù)碼技術可將服務集成于一體，而不是像文章開始描述的那樣派遣服務技術人員。通過取消出差次數(shù)，更多的客戶可以在同一時間得到相同能力人員的服務，這在熟練技術人員短缺的背景下尤為重要。總之，增強現(xiàn)實的遠程服務為客戶與機器和系統(tǒng)制造商創(chuàng)造了雙贏的局面，即制造商提供快速和數(shù)碼化的服務，終端客戶停機時間大大減少。