AR技術(shù)在工廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

CAD 模型作為3D全息圖。可修改和協(xié)作編輯。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （AR） 有望徹底改變工廠規(guī)劃的工作流程。作為全球最大的化工企業(yè)之一的巴斯夫，讓AR 的使用顯示出巨大的潛力。

整個(gè)工廠甚至單個(gè)生產(chǎn)線的規(guī)劃對(duì)投資和運(yùn)營(yíng)成本有重大影響。此外，產(chǎn)能利用率和產(chǎn)品質(zhì)量本身在很大程度上取決于良好的規(guī)劃。然而，虛擬規(guī)劃和現(xiàn)實(shí)仍然常常不匹配。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)變得過(guò)時(shí)。設(shè)計(jì)缺陷使復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目更加困難。不正確的計(jì)劃導(dǎo)致成本飆升。

目前，在該領(lǐng)域的工作是關(guān)注的焦點(diǎn)。那么如何優(yōu)化規(guī)劃生產(chǎn)環(huán)境呢？公司如何在不停止持續(xù)運(yùn)營(yíng)的情況下整合新工廠、機(jī)器和管道？未來(lái)工程師的工作流程會(huì)是什么樣子？AR 專(zhuān)家 Holo-Light 旨在使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件將 CAD 模型的工作提升到新的協(xié)作和效率水平。憑借其增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工程空間 （ARES），該公司希望縮小虛擬規(guī)劃與最終真實(shí)之間的差距。巴斯夫的工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將新型 AR 工程集成到他們的日常工作實(shí)踐中：使用 ARES，他們可以有效地將數(shù)字規(guī)劃數(shù)據(jù)與真實(shí)工廠環(huán)境進(jìn)行比較，并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)記錄變化。

從紙張到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

30 多年來(lái)，工程師一直在使用 CAD 模型的 3D 渲染來(lái)檢查其可制造性。在經(jīng)典工作流的框架內(nèi)，他們?cè)?AutoCAD 等 CAD 系統(tǒng)中工作：在 2D 屏幕上和縮小比例。與現(xiàn)實(shí)的比較通常是手動(dòng)完成的。這意味著工程師打印出紙質(zhì)計(jì)劃，從 CAD 模型中提取額外的數(shù)據(jù)，然后配備剪貼板在現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)計(jì)。這是一個(gè)耗時(shí)且最重要的是容易出錯(cuò)的過(guò)程。例如，管道規(guī)劃錯(cuò)誤或未考慮，電力線未規(guī)劃或通風(fēng)管道僅考慮粗略定位。這同樣適用于工廠結(jié)構(gòu)、現(xiàn)有的電纜線束、機(jī)器和單元。空間要求，連接或可能的沖突是投資決策中的明顯挑戰(zhàn)。很容易發(fā)生工廠設(shè)備隨后必須以高昂的成本進(jìn)行改造甚至?xí)簳r(shí)關(guān)閉的情況。

即使在巴斯夫，在 2D 屏幕上沒(méi)有真正參考的情況下規(guī)劃復(fù)雜的工廠和管道是非常棘手的事情。這家化工公司需要一種工具來(lái)可視化和編輯工廠中的組件，以在現(xiàn)有環(huán)境中實(shí)現(xiàn)真正的規(guī)模化。還應(yīng)該可以反饋數(shù)據(jù)以進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)劃。巴斯夫現(xiàn)在將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)視為工廠規(guī)劃完全數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)，并積極推動(dòng) AR 在實(shí)踐中的應(yīng)用。

工程師通過(guò)AR規(guī)劃新管道。

工程師的 AR 工程空間

具體來(lái)說(shuō)，巴斯夫工程師利用AR公司Holo-Light的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工程空間“AR 3S”進(jìn)行中間產(chǎn)品工廠的規(guī)劃和擴(kuò)建。該軟件套件與微軟的 AR 眼鏡 HoloLens 相結(jié)合，為專(zhuān)家提供了一種工具，用于在真實(shí)環(huán)境中將 CAD 數(shù)據(jù)（例如來(lái)自 PLM 系統(tǒng)）作為全息圖進(jìn)行可視化、操作和協(xié)作處理。

在 AR 3S 的幫助下，工程師可以將計(jì)劃好的管道和組件直接檢索到他們的預(yù)定目的地。使用數(shù)字孿生，可以快速確定計(jì)劃和現(xiàn)實(shí)是否兼容，或者項(xiàng)目中是否仍需要更改。“假設(shè)”測(cè)試場(chǎng)景還可以讓工程師更好地了解他們計(jì)劃的工廠布局。即使在工程階段，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控也有助于在偏差導(dǎo)致后續(xù)問(wèn)題之前及早發(fā)現(xiàn)和消除偏差。這種虛擬規(guī)劃也是以后通過(guò)AR支持和實(shí)現(xiàn)維護(hù)和支持流程的良好基礎(chǔ)。

輕松遠(yuǎn)程協(xié)作

工廠規(guī)劃一直是一門(mén)以來(lái)自不同部門(mén)和不同影響為特征的學(xué)科。機(jī)械和設(shè)備工程的關(guān)注點(diǎn)與土木工程學(xué)科相關(guān)的關(guān)注點(diǎn)相同。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工程空間提供了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的協(xié)作環(huán)境，將不同的利益相關(guān)者聚集在一起。該軟件套件可在協(xié)作空間中提供非常簡(jiǎn)單，快速且最重要的平滑3D模型平滑體驗(yàn)。這意味著所有利益相關(guān)者都可以聚集在一起參加虛擬工程會(huì)議，而不管地點(diǎn)如何，并在 CAD 對(duì)象上共同工作。然后，可以將工作會(huì)話中記錄的所有信息或?qū)?shù)字3D模型進(jìn)行的調(diào)整無(wú)縫地集成到后續(xù)工作流程的自動(dòng)化系統(tǒng)中。這確保了跨部門(mén)的合作，

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)會(huì)議形式的審查還具有額外的優(yōu)勢(shì)，即可以由專(zhuān)家部門(mén)快速識(shí)別或?qū)嵤┎灰恢碌募?xì)節(jié)、容易被忽視的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤甚至對(duì)模型進(jìn)行必要的修改。公司可以節(jié)省資源并使規(guī)劃過(guò)程更加高效。還可以想象，工廠規(guī)劃人員和客戶可以在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中共同勾畫(huà)、討論和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)或想法。客戶可以自行決定生產(chǎn)環(huán)境是否符合他的要求，專(zhuān)家可以更有針對(duì)性地進(jìn)行規(guī)劃和開(kāi)發(fā)。

從 CAD 中獲得更多

ARES一般用作規(guī)劃和協(xié)作平臺(tái)。例如，在巴斯夫，AR 軟件 AR 3S 與微軟的 HoloLens 相結(jié)合，可以提高規(guī)劃效率并減少施工錯(cuò)誤。直觀的操作使信息的可視化、操作和交換變得容易。因此，合適的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件不僅是在公司層面產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)的工具，而且還通過(guò)提供更好的 CAD 數(shù)據(jù)擴(kuò)展處理來(lái)支持工程師的實(shí)際規(guī)劃工作。

尤其是在疫情期間，依靠遠(yuǎn)程協(xié)作工具使員工能夠繼續(xù)從事重要的計(jì)劃和項(xiàng)目，這也是一個(gè)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)，甚至跨越很遠(yuǎn)的地理距離。即使克服了當(dāng)前的病毒危機(jī)，這些優(yōu)勢(shì)也不會(huì)失去作用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這將有助于進(jìn)一步把數(shù)字化規(guī)劃的事物可以為更有效的協(xié)作和整個(gè)工程工作流程的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

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原文標(biāo)題：虹科ARVR | 利用AR進(jìn)行工廠規(guī)劃

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