在现代制造业的创新前沿,尤其是像宝钢这样的行业巨头,已经将增强现实(AR)技术深度融入日常运营,构建了“工业元宇宙”在钢铁领域的初步应用场景。从现场辅助AR巡点检,到精准的设备故障诊断,AR技术正以前所未有的方式,重塑着钢铁行业的生产与运维模式。
陈西瑞先生指出,钢铁行业作为工业制造领域的典型代表,不仅拥有极其丰富多元的应用场景,更迫切地表现出对信息化、智能化升级的强烈需求。“现有的工业互联网或传统的数据业务平台,在面对钢铁行业复杂的设备、海量的数据以及系统间的互联互通需求时,往往显得力不从心。”他强调,尤其是在设备运维和现场处置层面,现有的模式亟须实现根本性转变——从过去“以人为核心”的粗放式设备管理,进化为“以数据为核心”的精细化智能管控。
为了实现这一战略升级,宝钢生产基地的热轧产线已率先部署了AR智能巡点检系统,并配备了工业级AR智能眼镜。该系统以精湛的工业工程学为基石,对繁琐的点巡检作业进行了高度细化。当巡检人员戴上AR智能眼镜,只需扫描生产设备的识别码,便能在视野前方即时获取详尽的信息。这些信息包罗万象,包括实时的环境数据、完整的维修履历、标准的操作步骤、历史故障记录、图档信息以及关键的备件资料等。更重要的是,通过语音指令,巡检信息能够直接传输给后方的管理端工程师。这一创新设计使得管理工程师能够实时标注画面中的异常点,并将这些指令即时推送至一线巡检人员的视野中,从而实现了“人-(现场)、数(字)”的深度融合。此外,AR智能眼镜还能直观地展示复杂设备的结构图、三维模型、详细的巡检标准及优化后的巡检路线,极大地降低了新人培训的门槛,使经验不足的员工也能轻松胜任高难度的巡检任务。
宝钢德晟5G智慧钢铁项目负责人陈国龙先生对AR技术的应用效果赞不绝口:“我们点检员的角色,就好比是现场设备的‘健康管家’,每天必须按时进行全方位巡视。引入AR点检技术后,原本需要花费两个小时的巡检工作,现在仅需半个小时就能高效完成。”他补充道,传统纸质巡检单因记录效率低下、易丢失、耗时长等弊端,已难以满足现代生产的需求。而AR智能设备的引入,将整个巡检过程可视化、智能化,显著减少了人为失误,提升了工作效率与质量。
除了在设备故障检修及生产现场检测方面的突出表现,虚拟现实(VR)技术还在远程设备操控、协同研发设计、机器视觉质检、柔性辅助装配、厂区智能物流、无人智能巡检等多个场景中实现了初步应用,共同勾勒出“工业元宇宙”的雏形。
在工业仿真验证领域,VR技术通过组件库的构建,能够生成虚拟原型,进行高效的产品设计验证。例如,在虚拟现实环境中对车辆、飞机、建筑物等复杂原型进行行为测试,能够显著缩短新产品的研发与制造周期。
在物流与供应链管理方面,通过网络服务连接遍布全球的物流中心与工厂,实现供应链与物流信息的实时同步。在此基础上,构建涵盖物流环境、设备状态、货物种类数量等全要素的精细化模型,精准计算时间、效率及经济成本,从而生成智能化的拣货与排单策略,以快速、弹性地应对每日不断变化的订单需求。根据集邦咨询的预测,到2025年,工业元宇宙将有力驱动全球智能制造市场规模突破5400亿美元,预计在2021年至2025年间,其年复合增长率高达15.35%。
工业元宇宙赋能“千行百业”:跨界融合与挑战并存
除了钢铁行业,虚拟现实及元宇宙技术在航空航天、交通运输、石油化工、汽车制造、医疗等众多领域内的应用场景也在持续拓展和深化。
“不同行业的应用场景差异显著,对技术的要求也各有侧重。”上述专家指出。例如,在危化品行业,危险恶劣的作业环境要求其产品设备必须具备防爆、防水、防腐蚀等多重防护等级。而在医疗行业,由于作业环境复杂且对医护人员负担敏感,要求产品在轻量化设计上需有更多考量。此外,元宇宙在工业领域的广泛应用,还需要更强大的软硬件支持,包括更高阶的算力平台、更先进的展示技术以及更强大的网络信息通信技术。
然而,工业元宇宙的蓬勃发展之路也并非坦途,它依然面临四大关键挑战:
1. 数据标准与处理能力: 数据采集、存储、处理能力以及跨系统、跨企业的数据标准统一性仍需大幅提升。
2. 基础设施与技术瓶颈: 现有基础设施与技术在满足工业元宇宙的高要求方面,仍有不足。
3. 系统兼容性与互操作性: 建立一套能够跨区域、跨行业、跨企业、跨部门兼容适用的通用型工业元宇宙系统,任重道远。
4. 网络安全与数据隐私: 数据在传输过程中面临丢失和网络攻击的风险,存储环节则易引发数据泄密。
杭州灵伴科技有限公司联合创始人向文杰先生总结道,工业元宇宙的最终实现,离不开感知、理解、协调、展现这四大核心要素的协同作用。它们不仅需借助AI能力和AR交互来实现,更要充分融合数据、信息、决策等数字资产的考量。他进一步阐释:“简单来说,远程协作已是一个相对成熟的市场,但要实现生产、服务、全链路的深度结合,我们还有很长的路要走。”向先生也提出了一个重要的观点:“当前市场普遍关注现实世界与虚拟世界的融合,以及数字孪生生态的构建。但对于工厂的一线工人而言,数字孪生可能仍存在一定的‘距离感’。我们认为,从工业互联网迈向工业元宇宙的过程中,‘人’是核心价值的载体。我们的目标是借助AR能力,赋能更多一线工人,提升他们的工作效率,实现更高效的协同,让工作变得更简单、更智能。”