摘 ?要：增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)廣泛地應用在教育、醫(yī)療、物流和工業(yè)等領域在智能制造背景下的質(zhì)量管理實踐中，AR技術(shù)較多地用在巡回檢驗、設備維護、工業(yè)控制交互的智能化協(xié)同、精細化管理、風險管理、客戶關(guān)系管理等。文章就當前質(zhì)量管理中AR技術(shù)地應用現(xiàn)狀以及應用前景進行探討、綜述。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實;智能制造;質(zhì)量創(chuàng)新

中圖分類號：F253 ? ?文獻標識碼：A

Abstract： The augmented reality（Augmented Reality， AR）technology is widely used in the fields of education， medical treatment， logistics and industry. In the practice of quality management under the background of intelligent manufacturing， AR technology is mostly used in itinerant inspection， equipment maintenance， intelligent coordination of industrial control interaction， fine management， risk management and so on. At present， this paper discusses and summarizes the application status and prospect of AR technology in quality management.

Key words： augmented reality; intelligent manufacturing; quality innovation

在數(shù)字經(jīng)濟和人工智能時代，各行各業(yè)都試圖利用最新科學技術(shù)來革新質(zhì)量管理方法，提高質(zhì)量水平。除了移動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)在質(zhì)量管理中的廣泛應用之外，AR技術(shù)較多地用在巡回檢驗、復雜系統(tǒng)裝配、設備維護、工業(yè)控制交互的智能化協(xié)同、精細化管理、監(jiān)控、風險管理等方面。

1 ?增強現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality Technique，AR），是在虛擬現(xiàn)實基礎上發(fā)展起來的新技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)提供的信息增加用戶對現(xiàn)實世界感知的技術(shù)，并將計算機生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實場景中，從而實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的增強。這是一種結(jié)合虛擬化技術(shù)再來觀察世界的方式。簡單來說，就是將計算機生成的二維或三維信息覆蓋在現(xiàn)實世界之上，實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的補充[1-5]。增強現(xiàn)實（AR）允許計算機生成的三維模型實時疊加到現(xiàn)實世界的環(huán)境中。然后，模型可以被交互地操縱或探測，就好像它是現(xiàn)實世界的一部分一樣。增強現(xiàn)實有三個特征：一是真實世界和虛擬世界的信息集成，即虛實融合;二是具有實時交互性;三是三維尺度空間中定位增添虛擬物體，即三維跟蹤注冊。其中，尤以實時的人機交互最為重要[5-6]。

增強現(xiàn)實技術(shù)隨著AR眼鏡技術(shù)的成熟和軟硬件成本的下降，人們將2016年稱為“AR/VR元年”[6]。隨著國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的重大戰(zhàn)略發(fā)布，國內(nèi)增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來了新一輪機遇。據(jù)IDC預計2020年AR/VR市場全球支出規(guī)模將達到120.7億美元，市場的崛起和產(chǎn)品的普及為增強現(xiàn)實技術(shù)的落地提供了絕佳的機會。增強現(xiàn)實技術(shù)和工業(yè)、制造業(yè)等垂直領域的融合發(fā)展，進一步推動了整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)落地。AR技術(shù)在機械制造、醫(yī)療、軍事、電視轉(zhuǎn)播、教育、建筑、旅游和農(nóng)業(yè)等領域會得到更廣泛的應用[7-9]。

2 ?增強現(xiàn)實在質(zhì)量管理中的典型應用

2.1 ?在研發(fā)質(zhì)量中的應用

在研發(fā)質(zhì)量管理中，采用AR進行數(shù)字建模和數(shù)字仿真、數(shù)字孿生，提高開發(fā)的效率和開發(fā)質(zhì)量。如某實木家具制造商FunkyChunky家具一直與可持續(xù)先進制造（SAM）項目合作，為其下一階段的增長做好準備。它用增強現(xiàn)實軟件FlexSim允許FunkyChunky家具對更改進行數(shù)字建模，以消除決策過程和建模生產(chǎn)流程，提高開發(fā)的效率和質(zhì)量。

個性化定制的研發(fā)方面，在AR的幫助下，根據(jù)客戶的房間進行家具樣式和材質(zhì)的選取。因此在AR技術(shù)幫助下，根據(jù)不同客戶的應用場景，為客戶進行量身訂做的設計。滿足用戶個性化場景、個性化需求。如格力和亮風堂合作，在AR技術(shù)的幫助，用戶可以調(diào)節(jié)空調(diào)風向，以適應室內(nèi)空間布局，模擬真實送風，讓家電真正做到貼合用戶個性化場景、個性化需求。

2.2 ?在巡回檢驗和質(zhì)量檢驗過程的應用

對設備進行智能巡檢、點檢，自動記錄設備狀態(tài)，對工序質(zhì)量進行巡檢和檢驗?；诙帱c識別技術(shù)、AR智能眼鏡、AR遠程協(xié)作系統(tǒng)等，可以進行遠程巡檢或現(xiàn)場巡檢、質(zhì)量檢驗等。并協(xié)助工作人員將巡檢情況、巡檢數(shù)據(jù)傳回后臺，并連接數(shù)據(jù)系統(tǒng)高效統(tǒng)計分析，并協(xié)助工人按時、保質(zhì)保量的完成巡檢工作，隨時生成巡檢記錄，實時分析，提高了工作效率，提高了巡檢過程的質(zhì)量。如AR技術(shù)與產(chǎn)品服務電網(wǎng)巡檢、石油化工行業(yè)的巡檢等案例。使用AR對巡檢過程進行管控，可以使用拍照、錄像機進行實時記錄;錄制的視頻可以實時同步到云存儲，從而達到過程管控的目的;同時云端存儲的內(nèi)容為今后行為分析提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 ?在裝配質(zhì)量提升中的應用

AR眼鏡集成多種識別技術(shù)：人臉識別、圖像識別等進行身份認證;現(xiàn)場工作人員可以通過AR眼鏡與遠程中心專家的實時音視頻交互驗證。AR的一個重要應用領域是大型復雜機械的組裝、維修和檢修。利用AR技術(shù)，將大量復雜的手冊或指南內(nèi)容以生動的3D圖形表示，并直接與真實視野結(jié)合，直觀形象地對每一步的工作進行現(xiàn)場指導。對工程技術(shù)人員而言，這遠比翻看內(nèi)容繁多的指導叢書要容易理解得多。專家也可以通過遠程對工程技術(shù)人員進行指導。再者，利用3D圖形重疊進行注釋注解可以使技術(shù)上的指導更加清楚直觀，還可以采用AR技術(shù)監(jiān)控工人裝配的質(zhì)量，如果工人不小心裝配，還可以進行語音報警提示，并引導員工裝配。增加現(xiàn)實技術(shù)極大地提高了工作的質(zhì)量和效率，如：施耐德電氣母線公司的客戶遍布全球各地，非標母線的定制及質(zhì)量檢測，客戶需要隨時了解一線制造裝配最新情況，傳統(tǒng)的電話和拍照方式，無法達到有效的溝通效果，使用AR遠程協(xié)作，客戶可以以第一視角、第一時間獲取現(xiàn)場制造情況，并指導制造過程。該系統(tǒng)降低了施耐德電氣的客戶服務成本，提升了客戶體驗。

2.4 ?在設備管理與維修中的應用

AR技術(shù)除了對設備進行智能巡檢、點檢，自動記錄設備狀態(tài)外，在設備巡檢和維修過程中，工程人員可以通過AR的語音系統(tǒng)，向數(shù)據(jù)后臺或控制中心隨時隨地調(diào)取這臺設備從入廠到現(xiàn)在的所有的故障情況維修記錄、設備指標、使用情況等，對這臺設備的歷史有了一個非常明確的掌握，還可以隨時隨地調(diào)取工作流程信息，查看和設備情況一一對應的操作說明書、圖紙、文件等材料，全程可以按照工作流程的提示來進行操作，完成工序，簡單便捷。解放雙手，邊查看信息邊操作;增加工作效率，能夠顯著提高首次維修成功率，提升維修速率。同時遠程專家可以實時看見第一現(xiàn)場的設備狀況、操作內(nèi)容，并在畫面中標注指導信息，傳輸相關(guān)文件，實時同步到現(xiàn)場人員佩戴的AR眼鏡上，高效解決問題。如某公司設計了基于增強現(xiàn)實技術(shù)的動車組檢修作業(yè)指導系統(tǒng)。對于利用文字圖片展示復雜檢修工序不夠直觀的問題，提出利用增強現(xiàn)實技術(shù)進行展示的方案。該解決方案可以提高動車組檢修作業(yè)指導的便捷性、直觀性和智能化水平。還可以進行設備監(jiān)測、診斷或預測性維修以及實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可視化。

2.5 ?在客戶關(guān)系質(zhì)量管理中的應用

借助于領先的AR技術(shù)，用“3DAR說明書”替代傳統(tǒng)紙質(zhì)說明書。視頻說明書比較容易理解和清晰，為客戶使用說明書方面提供便利，可以使客戶體驗更好。再如打造良好客戶體驗的另一個案例：如汽車的外觀、內(nèi)飾及數(shù)據(jù)參數(shù)生動地體現(xiàn)在3D場景中，使用戶在移動端選車時就如同身臨其境一般，甚至比線下具有更好的用戶體驗效果。進行AR線上線下聯(lián)動營銷，利用蓬勃發(fā)展的AR技術(shù)、在信息碎片化的大數(shù)據(jù)時代實現(xiàn)精準營銷，AR正在迅速變?yōu)槭袌鰻I銷和廣告最熱門的趨勢，作為一種全新的方式連接消費者。AR營銷正在成為媒體首要講故事的方式，可以拓展實際感受，提供獨特的，令人感受深刻的交互，產(chǎn)生出乎意料的營銷效果。通過AR技術(shù)在售后服務為客戶解答問題、指導客戶安裝以及了解客戶的需求。如：讓AR深入上汽通用汽車的售前與售后服務環(huán)節(jié)。通過部件識別動態(tài)詳解汽車的構(gòu)造與功能，讓用戶快速上手并輕松獲悉汽車“隱藏”技能，方便學習與處理突發(fā)問題，升級服務系統(tǒng)。

2.6 ?通過智能包裝，提高質(zhì)量管理的水平

增強現(xiàn)實技術(shù)在智能包裝中的應用，現(xiàn)實和虛擬世界應用可以得到連接。增強現(xiàn)實技術(shù)在不同包裝材質(zhì)上的應用、增強包裝產(chǎn)品信息傳遞面、增強包裝產(chǎn)品社交化、突破傳統(tǒng)包裝營銷應用效果、替代傳統(tǒng)紙質(zhì)說明書等，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，智能包裝通過創(chuàng)新思維在包裝中加入更多的新技術(shù)、新工藝，使其既具有傳統(tǒng)的功能，還具有新的應用方向，如RFID盤點檢測、檢測產(chǎn)品溫度和新鮮度等。通過智能包裝，提高質(zhì)量管理的水平。

2.7 ?基于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同平臺的質(zhì)量監(jiān)控、管理可視化與風險管控中的應用

構(gòu)建先進的遠程控制+AR+IoT的平臺，廣泛應用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各個領域，助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能制造升級。通過智能眼鏡來監(jiān)測、診斷或預測性維修，實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可視化;頭戴計算機和AR眼鏡具有解放雙手，全語音操控等獨特優(yōu)勢，依托自主研發(fā)的配套軟件，可實現(xiàn)遠程協(xié)作、數(shù)字化工作流等多種應用系統(tǒng)。將一線員工、后方專家、現(xiàn)場設備、工作信息、物聯(lián)平臺等元素融合為完整的“人、物、數(shù)”協(xié)同體系，協(xié)助實現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的全面建設。在這個平臺上，還可以創(chuàng)建友好的人機交互界面，實現(xiàn)了基于文字、圖片和動畫等多元方式的交互式虛擬培訓，為操作人員提供在線的工藝培訓功能，此外也可對加工人員進行離線操作培訓，縮短培訓周期。還可以同步數(shù)據(jù)信息，3D模型、視頻等多種內(nèi)容輔助;培訓和操作同步進行，降低工序風險。通過VR/AR技術(shù)與客戶產(chǎn)品相結(jié)合，可快速準確地讓用戶掌握產(chǎn)品功能和使用流程規(guī)范，亦可與工作流程相結(jié)合，快速讓新人上手，及時糾正錯誤，節(jié)約培訓成本，同時可以實現(xiàn)遠程操控功能，降低人員出行成本，大幅提升工作效率。如菲尼克斯電氣和亮風臺合作“AR柔性制造生產(chǎn)線”系統(tǒng)，引入人臉識別、AR等新技術(shù)，提高企業(yè)個性化服務能力，系統(tǒng)中AR、智能物流、智能包裝、定制配送等智能體系相互配合，保障生產(chǎn)線的智能化管控。亮風臺已與菲尼克斯電氣達成戰(zhàn)略合作，共同打造“AR智能制造工作平臺”。在海爾全球首家智能+5G互聯(lián)工廠、歐洲海爾智慧洗衣機互聯(lián)工廠、天津海爾洗衣機互聯(lián)工廠等系列工廠中，亮風臺AR成為其中重要組成，應用于多種場景。亮風臺已與海爾智研院達成戰(zhàn)略合作，在智能制造多個環(huán)節(jié)展開合作，共同推動AR在海爾、海爾生態(tài)伙伴體系的商業(yè)落地。再如當生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，數(shù)字化運維中的后臺平臺第一時間接到報警，并及時跟蹤故障的解決情況、根因分析、避免再發(fā)生、提高運維效率。

3 ?結(jié) ?論

總之，在數(shù)字經(jīng)濟已來的今天，除了質(zhì)量工具、質(zhì)量管理技術(shù)方法創(chuàng)新之外，擁有質(zhì)量創(chuàng)新的新思維尤為重要。AR在制造業(yè)、服務業(yè)、教育、醫(yī)療、政府管理、金融、零售業(yè)、建筑、媒體、旅游、軍事、農(nóng)業(yè)等各行各業(yè)中應用越來越廣泛。在越來越多的公司中，部署增強現(xiàn)實（AR），以提高他們的工作場所績效、知識轉(zhuǎn)移以及員工生產(chǎn)力。有學者的研究結(jié)果表明：AR引入有很大的影響和長期利益的潛力;AR有可能提高產(chǎn)品開發(fā)的合規(guī)性和減少錯誤。高定制成本和互操作性，是目前采用AR的主要障礙。當AR技術(shù)應用廣泛時，基于AR技術(shù)質(zhì)量管理創(chuàng)新機會就會大幅增加，讓我們期待著這一天的早日到來。

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收稿日期：2020-12-07

作者簡介：王福紅（1975-），女，山東德州人，上海建橋?qū)W院商學院，博士，研究方向：復雜網(wǎng)絡、超網(wǎng)絡、供應鏈質(zhì)量管理。