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虚拟工厂:实现中国制造2025的创新路径

发布时间:2018-05-24

虚拟现实技术,常常被应用在娱乐场景中,尤其成为视频游戏提升体验的工具,由于娱乐对真实感要求并不太高,因此这一领域发展最为迅猛。然而,在微展世(北京)数字科技有限公司(以下简称“微展世”)看来,虚拟现实的潜能还远远没有发挥出来,“虚拟现实有两个特性,一方面它会提升体验,这方面游戏表现的比较多;另一方面,它对物体的描述是最准确、最完整的,这是信息传递层面它具有的优势。”微展世创始合伙人张雷说。
基于对虚拟现实技术深层次的理解,微展世将虚拟现实首次带入了工业企业的生产制造管理环节,用数据将虚拟与现实相连接。
工业4.0、中国制造2025……全世界各个国家针对未来工业的发展,都提出了各自的战略规划,智能制造是其中的核心,然而如何打通制造企业各个环节,实现设计、生产、销售、售后等多部门的快速协作,依然是世界性难题。而微展世利用虚拟现实技术在制造企业中打造出的“虚拟工厂”,让任何人都可以利用移动终端,通过互联网,进入“工厂”,查看准确、完整、实时的信息,快速协作,这也许会为全世界的先进制造业发展提供新的路径。
最近,《环球科学》采访了微展世创始合伙人张雷,探讨当虚拟现实技术遇到了传统制造业,将带来怎样的制造业变革。
《环球科学》:各个国家都提出了针对工业的未来发展战略,智能制造是其中的一个核心,也被认为是工业发展的未来方向,从你的角度来看,如何理解智能制造?
张雷:现在我们对智能制造确实有比较深刻的理解,因为我们在与制造型企业高管沟通的时候,发现根源于西方管理思想、制造流程、技术体系的信息管理系统并没有给中国企业带来预期的效益。而且过去在企业中,不同部门、承担不同职责的人所使用的软件并不相同,形成了一个个数字孤岛,在智能制造的情况下,基本的要求是打通这些孤岛,但是目前来看背负着历史的包袱来实现不同软件之间的信息共享是非常困难的。因此,直接将国外的理念、方向、技术移植到中国企业是存在问题的。
对于中国而言,我们要看到在互联网方面的巨大优势,从网络硬件铺设到互联网应用都是世界领先的。因此我们在考虑智能制造的时候,更多的融入了互联网思维。
在互联网中,人与人是平等的,信息是对等的,在信息充分的情况下,每个人都可以更好的进行决策。所以我们讲智能制造,不是以自动化生产线为主,而是以信息化为主导,将企业中的每个环节串联起来,依靠信息流改变企业的管理机制。
互联网思维还有一个重要的优势就是特别注重用户体验,比如说大数据,以前工厂里也积攒了很多大数据,但是却没有人用。之所以大家不喜欢用,主要就是因为它的体验不够好,一张张EXCEL表格,除了专业的人必须要看之外,还有多少人会愿意看它?数据、信息不被有效使用,就无法体现价值。我们在做整个智能制造管理体系的时候,就会考虑这样的问题,什么样的信息才是有意义的?我们认为这些信息应该是准确的、实时的、易读的。我们会针对企业中不同组织的人、不同功能的人设计模块,让他们第一眼看到的就是他们最需要的信息,两三分钟内就能得到全部需要的信息。只有达到这样的体验,每个人才会使用,信息被使用之后,才会产生价值。
而且,我们认为如果要做智能制造,信息必须实时的传递,也就是说这一秒诞生的信息,不管它诞生在任何一个环节,就应该在这一秒通知到所有需要这个信息的人。
《环球科学》:现在,你们在智能制造管理方面已经做出了哪些实践?
张雷:在一个制造型企业当中,产品和生产是核心,将这两件事情搞清楚,就可以很快地辐射到上下游。我们可以将产品的设计、生产数据在企业级层面全部轻量化。比如,设计师完成一个产品的设计后,我们可以将设计结果放到企业的私有云上。我们将全部产品的零件打散,也许这个企业有100种机器,但是对于我们来说就是几万种零件,我们按照最终装配的过程和可拆卸维修的模块进行拆解,并将这些模块放入云端。对于企业的销售来说,他在销售机床时,就可以在这样一个“虚拟零件库”中任意组织,在移动终端帮助客户选择,生成一个三维虚拟的数字机床,这个三维机床并不仅仅可供展示,它背后拥有整个供应链的信息。
目前,我们已经完成沈阳机床厂其中一条生产线的智能制造云VR信息系统的搭建。围绕着生产线的所有环节,在生产过程中,利用移动终端和生产线上的终端机,一方面可以以虚拟现实的方式指导工人规范操作,另一方面可以顺其自然的实时采集生产过程中的各种数据,既让工人操作简便,又保证了数据的准确性和实时性。在未来改造生产线时,它可以提供数据基础,而且它在工人绩效考核、提高生产效率等方面都能够发挥很大的作用。
《环球科学》:在制造型企业管理中使用虚拟现实技术,这是一个创新性的尝试,你认为虚拟现实技术在其中的优势是什么?
张雷:虚拟现实有两个特性,一是会给人新的体验,在这方面游戏表现得比较出色。第二个层面就是它对物体的描述是最准确、最完整的,这就属于信息传递层面。信息传递层面就是我们要做的,它在提升效率和准确率方面有极大的潜力。
未来工厂的大方向也包括可视化程度、学习维护能力以及恰到好处的人机交互,在这些方面虚拟现实技术具备强大的优势。
比如,当制造企业的设计师用三维图、线框图来向别人展示他所设计的产品时,往往不够直观,即使是用图片,也无法展示所有细节,很难让其他人在脑中整合出完整的实物。利用虚拟现实技术,就相当于在虚拟空间,将一个完整的、与实物完全一致的三维产品摆在人们面前。
对于售后人员来说,以前他看到设备中的某个零件损坏了,它会将零件对应的编号信息传递给库房,但是对于库房来说,如果编号中的任何一个数字认错,就会搞错零件,延误维修流程。而现在,我们传递的不是一个编号,而是三维的虚拟零件,它与真实零件完全一致,并且可以显示准确的溯源信息,这样就可以降低错误率。对于出口的商品而言,虚拟现实技术会打破语言障碍,毕竟在文字翻译的过程中可能会出现偏差或者信息缺失,利用虚拟现实技术就不会存在这个问题。
在传递信息的过程中,目的是为了让人能够准确的、快速的进行解读,因此我们都使用了虚拟现实技术,提升信息的阅读效率和准确性,目前看来这是最有效的一种方式。
我们在设计智能制造管理信息系统时,用虚拟现实技术串联起了所有的环节,只要牵涉到对物体的描述,大家都可以很容易的看懂,不会再有歧义。所以,我认为虚拟现实技术是非常重要的,在这方面我们做了很多比较纵深的工作。
现在,我们不仅追求将虚拟现实的体验做到极致,有逼真的实时图形渲染效果和友好的用户交互体验,而且致力于将完美的虚拟现实体验跨越到不同的终端设备进行应用。目前,我们已经成功的将近千兆的虚拟现实内容在体验不降低的情况下压缩到10兆以内。这就意味着移动终端设备和下一代网络技术将完美地支持这些虚拟现实的内容。
《环球科学》:你认为,作为全球制造业的发展趋势,智能制造会带来怎样的深层次变革?
张雷:智能制造未来将会带来C2M(消费者到工厂)的新模式,现在利用互联网的电子商务已经极大的降低了销售成本,为消费者带来了物美价廉的产品,未来消费者甚至可以通过互联网直接将信息传递给生产产品的工厂,减少了中间环节,对于企业来说是降低成本,对于消费者来说也节省了金钱。现在,全世界制造业普遍采用的还是大规模订单生产方式,而智能制造会使个性化产品的大规模定制成为可能。
目前,地球环境的污染与生产模式有很大的关系——过度生产会造成大量的浪费,最终过度消耗了地球的资源。而且,工业带来的环境污染也是根本性的问题。理想化地说,如果能做到按需生产,环境污染就将会大大的改善。