工业应用

MR WORK智慧工业平台(工业)


案例供应单位:影创科技

1. 项目背景

2015年以来,全球经济整体增速放缓,下行压力逐渐增加,工业制造业发展面临的内外部环境因素日趋复杂,传统增长动能不足、运营难度加大等问题日趋明显,产业结构不优等问题也日趋急迫。

与此同时,新一代信息技术正在从价值传播环节向价值创造环节渗透,逐渐融入传统制造业的深度改造中。2018年全国工业领域投入研究与试验发展(R&D)经费 19657 亿元,同比增长 11.6%,主要集中在电子信息、机械制造等先进领域。加快新一代信息技术与制造业融合,将成为下一阶段传统段制造业转型升级和新兴战略性工业产业发展的核心。

2015519日,国务院正式发布《中国制造 2025》,标志着我国全面部署实施制造强国战略。

20161219日,国务院印发《十三五国家战略性新兴产业发展规划》,要求开展虚拟现实等领域前沿技术研发,提升信息服务智能化、个性化水平。

20181225日,工信部正式印发了《工业和信息化部关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》,提出推进虚拟现实技术在制造业各环节的应用,推进数据融合,实现可视化管理,提高制造执行、过程控制的精确化程度,推动协同制造、远程协作等新型制造模式发展。

截止2019年前三季度,国家统计局数据显示,工业战略性新兴产业同比增长8.4%,相比规模以上工业增速领先2.8%;高技术制造业同比增长8.7%,相比规模以上工业增速领先3.1%。以人工智能、VR/AR、云计算为代表的新一代信息技术与制造业深度融合,正成为推动我国经济高质量发展的重要动力。

从全球来看,据IDC数据显示,到2020VR/AR中制造业领域占比将达到19.3%,在面向B端的用例中,仅培训与工业维护的预估市场规模已达到26亿美元和9.14亿美元。

人类社会目前已经历过三次工业革命,而由人工智能、VR/AR、物联网、云计算、数字孪生等新技术驱动的第四次工业革命,正深刻冲击着社会生产方式。

2. 方案架构

过去的VR/AR设备和系统,受限于技术和展现的不足,在工业领域的应用相对局限,不能深入业务,而以MR混合现实为主体的新一代设备和系统,借助5GVR/AR、云计算等技术,为工业领域构建新型数字孪生体系,通过与企业自有系统、IoT物联网系统、企业资源库对接,为企业所有资产、人员、流程管理进行数字化优化,推出MR WORK智慧工业平台。





















3-1 VR/AR智慧工业平台架构

平台搭建在云端,通过5G/4G/Wi-Fi等网络连通各交互终端;同时平台对接企业现有的资源,将各类传感器、数控设备和生产系统的数据导入边缘层,进行数据采集与预处理。

接入的数据经过数据清洗、管理、分析,之后与实体对象匹配,完成数字孪生体的工业数据建模,同时形成对数字孪生体的动态数据管理,时刻监控实体对象和孪生体动态变化,服务于培训、检测、研发等各类实际应用场景。

平台运用数字孪生资源构建面向用户的MR混合现实应用,包括培训、检测、巡检等,亦可接入第三方应用,为整个智能制造提供全局化、精细化、智能化生产和监管体系。

整个平台可基于5G网络建设,通过云端GPU集群、CPU集群和NPU人工智能集群,提供更为复杂和精细化的渲染运算服务;同时提供工业级安全防护,全面保护企业数据资产。
























3-2 MR WORK智慧工业平台与企业信息化系统集成

3. 功能模块

整个平台面向工业场景中培训、检测、维修、巡检等多类应用场景,综合运用5G云渲染、图像识别、手势识别、语音识别、SLAM平面检测等关键技术,围绕工业中的刚需场景,构建新型智慧工业,服务于业务更精细化、要求更高的远程协助、实时操作指引、日常巡检、生产动态展示、员工培训等关键业务。

操作培训:VR/AR技术融入工业操作培训,通过流程式引导及三维模型动画,为操作培训提供立体直观的指引,大幅度缩短培训时间,提高培训效果。

产品展示: AR眼镜通过5G网络可提供基于云渲染的全息虚拟产品形态,以及全息的操作内容辅助,极大提高操作人员信息接收效率,进而提高工作效率。

日常巡检:借助5G网络MEC功能可对厂区进行三维重建,构建基于智能眼镜的全息BIM系统,并可随时调取查看各区域产线生产信息。将标准检测流程以全息形式展现在眼前,快速完成比对检测任务,接放双手,提升检测效率。5G云化技术提供的云端语义地图可直接获取设备实时运转数据,并通过全息信息交互远程操控动态调配产能。

























3-3 AR技术应用于日常巡检

操作指引:借助5G云化虚拟现实技术中边缘云MEC和中心云神经网络计算,对操作对象和环境进行实时扫描与智能标记,提供操作流程3D指引,并通过IoT提供实时操作反馈。

远程协助:通过5G云化虚拟现实技术,将操作环境和对象在远端专家面前模拟还原。通过双向全息呈像,专家可在模拟的全息环境中进行操作并将过程同步回传至操作现场,真实还原专家手把手协助指导。




















3-4 AR技术应用于远程协助






3-5 5GVR/AR工业远程协助网络架构

行业内普遍预计,到2020年,至少50%年收入超过10亿元的制造商将为其产品或资产启动至少一项数字孪生项目。VR/AR5G与数字孪生技术,将成为企业智能化转型的高效方式,是工业迈向4.0时代的核心推动力。

4. 实施案例

上海第二工业大学智能制造工厂混合现实应用系统(OP40OP10工序),把5GMR与数字孪生技术相结合,打通数据流,构建混合现实制造环境,以数字化方式表现设备点检、操作示教、CPS数据/结构可视化、运行状况报警与故障诊断分析等智能制造核心阶段。