《工業(yè)4.0：即將來襲的第四次工業(yè)革命》一書的主編烏爾里?！ど吕眨枪I(yè)4.0研究領域備受推崇的專家。

他在新書《無邊界的新工業(yè)革命》闡述：中國、美國、德國，乃至全球各地，工業(yè)4.0的概念與實踐都正欣欣向榮，同時，不僅僅是工業(yè)制造，工業(yè)4.0強調(diào)的產(chǎn)品數(shù)字化和生產(chǎn)數(shù)字化正在影響著社會生活的諸多領域，對我們的經(jīng)濟和社會產(chǎn)生深遠變革，這些也就是所謂書名中的“無邊界”。

工業(yè)４.０與新技術

“無邊界”的工業(yè)4.0或者說國內(nèi)倡導的智能制造，是“中美貿(mào)易戰(zhàn)”的核心點，也是新一輪世界話語權的搶占高地。

工業(yè)4.0從廣義上來說，即制造業(yè)的數(shù)字化，在德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略中更詳盡地描述為信息物理系統(tǒng)（CPS），通過傳感器物聯(lián)網(wǎng)緊密連接物理現(xiàn)實世界，將網(wǎng)絡空間的高級計算能力有效運用于現(xiàn)實世界中，從而實現(xiàn)“智能工廠”，使得在生產(chǎn)制造過程中，設計、研發(fā)、生產(chǎn)有關的所有數(shù)據(jù)都將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

工業(yè)企業(yè)希望能借助CPS系統(tǒng)，開創(chuàng)新的制造方式，在這其中云計算、大數(shù)據(jù)、機器人、增強現(xiàn)實（AR）、物聯(lián)網(wǎng)等新技術都將發(fā)揮重要作用。

在工業(yè)領域中，汽車工業(yè)因其技術密集、資本密集、產(chǎn)業(yè)集中度較高等特點尤為引人關注，奔馳汽車、寶馬集團、大眾汽車集團、上汽、一汽等國內(nèi)外汽車制造商都已在試水新技術加持的工業(yè)4.0。

本文主要探討對于汽車工業(yè)來說這中間的AR為何這么重要，以及主要價值在哪里。

汽車智能制造的關鍵技術

AR在汽車工業(yè)中有巨大的機會和潛力，特別是隨著智能互聯(lián)的進一步滲透，AR的價值將呈指數(shù)級增長。以下幾方面技術支撐汽車工業(yè)的升級：

物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)、計算能力的銜接

信息傳感設備的普及使“智能模塊”正在變得越來越小，智能感知、識別技術加持下，在信息網(wǎng)絡中實體物體不再透明化，并產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)。此外，云端的計算能力和網(wǎng)絡能力快速升級，而同時成本在快速縮減，這也意味著更多的企業(yè)可以普遍使用傳感器，識別監(jiān)控物理環(huán)境。

數(shù)據(jù)分析與智能

這得益于機器學習等人工智能（AI）技術的突破，智能化制造的關鍵在于海量數(shù)據(jù)的分析，找出數(shù)據(jù)的關聯(lián)性，做出精準的預測與決策，并快速積累經(jīng)驗。而AI在汽車工業(yè)領域的研究涉及知識處理系統(tǒng)、計算機視覺、深度學習等等方面，將帶動整個行業(yè)的深度發(fā)展。

智能化裝備產(chǎn)品

日本軟件銀行總裁孫正義曾向日本政府建議，希望到2040年，日本能夠增加到五千萬工業(yè)機器人，這是日本制造業(yè)從業(yè)人員的5倍左右。以工業(yè)機器人為代表的智能化設備將成為工業(yè)中主流，以替代低效率環(huán)節(jié)的人力，使真?zhèn)€產(chǎn)業(yè)鏈效率再有質的提升。

人機自然交互

工業(yè)4.0中的多模態(tài)交互

即使智能化、自動化不斷加持，人在汽車工業(yè)中也不會完全缺席，肢體動作、語音、手勢、視覺、甚至面部表情等身體語言組成的多模態(tài)交互，讓人的機器的互動容易且高效，而圍繞交互的升級也成為智能制造的主流之一，在豐田式生產(chǎn)管理影響多年后，制造業(yè)需要新的思路去提升員工效率。

自然人機交互同樣體現(xiàn)在汽車的用戶體驗上，新型車載系統(tǒng)正在把人與GPS等信息系統(tǒng)的交互從小屏幕上轉移到物理世界。

AR的關鍵能力

AR有兩大關鍵技術：計算機視覺、人機交互。計算機視覺“看”世界，解決機器設備對現(xiàn)實世界的理解問題，人機交互解決人與虛擬信息互動的方式，反映在智能制造中，AR的能力表現(xiàn)在四個維度：虛擬信息融合在現(xiàn)實空間的作用、虛擬信息的呈現(xiàn)方式，虛擬信息呈現(xiàn)的作用，與虛擬融合信息的交互方式。

環(huán)境/物體增強

Mercedes Rescue Assist 應用程序

AR首先通過圖像、物體識別、環(huán)境理解等技術認知現(xiàn)實環(huán)境/物體，然后疊加相應的虛擬信息，并使之融合，在不改變真實設備的情況下，實現(xiàn)設備的數(shù)據(jù)化智能化升級。梅賽德斯-奔馳曾推出Mercedes Rescue Assist 應用程序，當車輛遭遇車禍時，到現(xiàn)場的急救人員可以通過攝像頭觀察車輛狀況，系統(tǒng)把如混合動力和純電動汽車的電池系統(tǒng)，以及安全氣囊等信息附加于車輛上，還可以對圖像進行旋轉等處理，以協(xié)助急救人員制定最佳營救方案。在AR的支持下，車輛升級成為信息設備。

可視化

一汽解放錫柴發(fā)動機AR講解效果圖

AR改變了信息呈現(xiàn)的方式，提供類似X的穿透效果，讓物體內(nèi)部構造“可視”，同時也豐富了信息的維度。例如，在亮風臺與一汽解放錫柴合作的發(fā)動機講解，操作培訓中，直接把發(fā)布機的的機構完全拆解，詳解每個零部件，這在銷售中提升了客戶的對產(chǎn)品的認知，而內(nèi)部工作人員也能根據(jù)可視信息，輕松完成操作。在醫(yī)療領域，AR能將患者的血管脈絡成像，投射到患者的皮膚上，使醫(yī)護人員能夠輕松定位血管位置。

不同于傳統(tǒng)紙質材料或者手機端、PC段信息查詢，AR的動態(tài)可視信息顯然能容納更大的信息量，圖文、音視頻、模型動畫根據(jù)實際需求快速呈現(xiàn)，讓工作人員更容易獲取豐富的有效信息。

指示、協(xié)助、信息化

AR在操作指導、培訓、工作協(xié)助方面的作用尤為直觀，如在汽車發(fā)動機等器械設備的產(chǎn)線上，AR在需要擰下的螺絲上疊加3D指令，指導是向左旋轉還是向右。在標準化工作中，人越來越趨向“傻瓜式”操作，AR智能眼鏡等設備給出了嚴格的工作流以及跟蹤統(tǒng)計，減少犯錯風險的同時提高效率。AR解決了2D紙質材料的難以理解，視頻文件的缺乏互動，培訓的高成本等問題，甚至取代傳統(tǒng)的培訓方式，新員工根據(jù)AR設備更智能的指導快速上手。

另一方面，AR還使通過第一視角的現(xiàn)場畫面，以及便捷的信息傳輸，為現(xiàn)場工作人員提供遠程的協(xié)助協(xié)作，給予遠程專家如同身臨其境的溝通體驗。在亮風臺的實時通訊通訊與協(xié)作產(chǎn)品HiLeia中，遠程專家直接查看第一視角的畫面，對于音視頻難以描述的問題實時凍屏標注，現(xiàn)場人員在接受指導的同時進行操作，以確保正確性。建筑公司Lee用遠程AR協(xié)助現(xiàn)場技師進行裝配和維修，減少專家的重復出差，節(jié)省成本500美元每人/月，投資回報率達1：20。

自然交互

智能制造對人機交互方式提出了新的訴求，這些需求和AR有高度的重疊性。目前，來說語音交互是AR智能終端的主流，技術成熟度也較高，頭部姿態(tài)跟蹤、物理觸控用來輔助操作。

AR智能眼鏡的交互方式

除了認知度較高的AR智能頭戴設備的交互方式，AR提供了其他互動方式嘗試，蘋果“使用立體圖像的自適應車輛增強現(xiàn)實顯示器”專利申請中，建議這種技術可以用于向駕駛中的用戶提供周圍世界的更多信息。用AR智能設備將虛擬面板投射在產(chǎn)品上，通過語音或手勢控制，這種車載HUD也是現(xiàn)在汽車廠商在AR上探索的主流方向之一。

蘋果新專利：使用立體圖像的自適應車輛增強現(xiàn)實顯示器

在智能家電終端上，格力聯(lián)合亮風臺嘗試了用AR來調(diào)節(jié)空調(diào)風向，手機上AR APP預估房間格局，讓空調(diào)風吹向沙發(fā)、書桌等特定區(qū)域，或者避開嬰幼兒活動區(qū)。AR交互方式升級的背后是技術的不斷完善，在將來具有顛覆性的潛力。

AR創(chuàng)造哪些價值

大眾汽車集團中國總裁兼CEO海茲曼曾在采訪中強調(diào)，所謂的工業(yè) 4.0 或者生產(chǎn) 4.0 概念，并不只局限在生產(chǎn)靈活性這一個環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、物流環(huán)節(jié)、銷售和售后服務，以及客戶體驗方面的改善、優(yōu)化和提升等方面，都跟工業(yè) 4.0緊密相關。AR等數(shù)字化過程貫穿這整個產(chǎn)業(yè)流程，其中沃爾沃、奧迪、寶馬、梅賽德斯-奔馳、保時捷、豐田、上汽、一汽都在進行AR的研發(fā)合作，從效率、成本、體驗三個維度創(chuàng)造商業(yè)價值。

“AR+汽車”全鏈條滲透（來源于：亮風臺）

營銷銷售

“AR看車”給汽車的線上銷售提供了新的高效工具，消費者在購買之前可以將汽車“搬到”現(xiàn)實空間中預體驗，從各個維度內(nèi)外部獲知信息，從而提升決策力。上汽通用在2018年引入“AR汽車說明書”，技術由AR公司亮風臺提供，提供汽車儀表盤、汽車中控等部件的識別，可現(xiàn)實汽車的重要功能或隱藏功能，在提升銷售體驗的同時，方便售后處理突發(fā)問題，也讓汽車成為行為數(shù)據(jù)入口。

搭載于智能手機的“AR汽車說明書”

在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，不乏功能型號復雜的部件，AR的營銷解決方案縮短了銷售流程。另外，AR也在柔性化生產(chǎn)中發(fā)揮作用，沃爾沃使用AR技術幫助用戶進行定制化生產(chǎn)。

產(chǎn)品研發(fā)

AR可以將CAD模型投射到實物上進行匹配對比，從而確認設計效果，大眾汽車在數(shù)字設計審核中，使用這一技術讓設計效果和原型之間的差異顯而易見，提升質檢過程的效率和準確性，和傳統(tǒng)的2D圖紙對比這一效果更為明顯。

AR在產(chǎn)品研發(fā)上的想象更多在設計協(xié)作上，設計師可以基于立體、融合在真實場景中的3D模型，而不是在電腦上通過構圖把平面設計轉化成三維，或者使用傳統(tǒng)的粘土等模型。在網(wǎng)絡條件足夠的情況下，把模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫藢崿F(xiàn)快捷的遠程協(xié)作也能成為現(xiàn)實。上文的亮風臺“AR汽車說明書”還為汽車廠商中提供了另外一種便利，即用戶行為分析，更多具有AR能力終端的普及，讓用戶行為更為詳實。

使用 HoloLens在福特汽車設計中3D可視化原比例模型

生產(chǎn)環(huán)節(jié)

不難發(fā)現(xiàn)，AR的核心能力在生產(chǎn)環(huán)節(jié)體現(xiàn)鮮明，新員工培訓成本降低效率提升，工作人員可以按照標準流程指導作業(yè)，在處理復雜問題時，類似HiLeia的系統(tǒng)軟件將提供遠程支持，還能延伸到數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、故障預警、故障分析等功能。AR是奧迪未來工廠技術組成部分之一，應用于模塊化裝配，簡化檢測流程，監(jiān)控等。

售后服務

經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在汽車的售后中，“小人”問題困擾了不少新手車主，如顯示屏上出現(xiàn)“蹲廁所的小人”、“背大寶劍的小人”等，“AR汽車說明書”讓用戶隨時直觀的獲知說明：零下４攝氏度、安全帶提醒等，解決突發(fā)問題。

汽車指示燈

更重要的是AR大大降低了售后鏈條的成本，幫助售后技術人員為消費者解決問題，汽車廠商可以根據(jù)分析數(shù)據(jù)預測并處理問題，或者遠程連接專家，這一服務可以是針對經(jīng)銷商（4S店）或者直接消費者。

物流倉儲

同其它智能制造企業(yè)，AR也同樣能提升其中物流倉儲中分揀、存儲貨效率與準確性。在物流汽車DHL中，AR減少了錯誤，并使效率提升了25%。

明顯可見的現(xiàn)象是，智能互聯(lián)產(chǎn)品在工業(yè)領域進一步滲透，人工智能和機器人發(fā)展勢頭猛烈，但人和機器設備的優(yōu)勢互融，才是汽車工業(yè)未來一段時間更可行高效的方案，才能發(fā)揮更大的效能，AR正在發(fā)揮這樣的作用，增強人的能力與價值，變革工作方式與技能獲取手段，成為數(shù)字世界與物理世界之間的橋梁，有前瞻眼光的汽車廠商們正在積極部署AR，并逐漸從中獲利，這一趨勢還將繼續(xù)蔓延