航空制造業(yè)需要大量的技巧型知識(shí)，并且極端依賴基于人的工藝流程，而隨著航空系統(tǒng)日漸復(fù)雜，設(shè)計(jì)和培訓(xùn)過(guò)程變得越來(lái)越短，這就使得基于人的工藝出現(xiàn)更多出錯(cuò)的可能。因此，在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中，利用可用的大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)便、更快速和更安全的操作，從而節(jié)省時(shí)間、成本和能耗，將是一個(gè)關(guān)鍵的制勝因素。

現(xiàn)在就算是十分先進(jìn)的飛機(jī)，也離不開(kāi)“鉚接”這一最基礎(chǔ)、最古老、最枯燥的工藝，就算是空中客車這樣的龐大的企業(yè)，也無(wú)法從打鉚釘這個(gè)工作中抽身。為了及時(shí)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行交付，在傳統(tǒng)的飛機(jī)總裝線上，工人往往需要使用1100多種不同的工具，來(lái)安裝40萬(wàn)個(gè)鉚釘、螺栓或其他緊固件，工作量繁重且由于人的因素使安裝質(zhì)量難以統(tǒng)一。

在這樣的情況下，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)是少數(shù)能夠開(kāi)啟業(yè)界新視角的解決方案之一，移動(dòng)、輕量、廉價(jià)的AR技術(shù)將使工人連接并訪問(wèn)相關(guān)的大數(shù)據(jù)，按需訪問(wèn)相關(guān)的數(shù)字化內(nèi)容以執(zhí)行日常工作。

AR技術(shù)其實(shí)早已進(jìn)入到制造業(yè)當(dāng)中。

空客公司現(xiàn)在就正在研究讓這個(gè)過(guò)程更加智能的工具，整套系統(tǒng)由AR設(shè)備以及鉆孔、測(cè)量、上緊和質(zhì)量驗(yàn)證4個(gè)工具組成，例如采用裝有攝像頭平板電腦或頭戴式AR眼鏡，攝像頭捕獲的視頻圖像顯示在顯示屏上，并疊加了額外的數(shù)據(jù)信息，并且由于信息恰好就出現(xiàn)在需要它的地方，因此可極快且經(jīng)濟(jì)地提供參考，這個(gè)技術(shù)對(duì)于飛機(jī)裝配中的“打鉚釘”步驟具有十分重大的意義。

在更深一步的研究中，空客提出了其“未來(lái)工廠”（FOF）的計(jì)劃，在這個(gè)計(jì)劃中AR技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)作為基礎(chǔ)性應(yīng)用技術(shù)被應(yīng)用到飛機(jī)總裝線上，其主要目的之一就是提高工人們安裝飛機(jī)緊固件的效率。而對(duì)于“未來(lái)工廠”，空客公司信息與通信技術(shù)（ICT）部門(mén)負(fù)責(zé)研究及創(chuàng)新的負(fù)責(zé)人認(rèn)為“未來(lái)工廠”與“自動(dòng)化工廠”并不相同，所謂“自動(dòng)化工廠”往往由大量的機(jī)器人來(lái)取代工人，但飛機(jī)總裝線上過(guò)去并沒(méi)有在其精密生產(chǎn)過(guò)程中大規(guī)模使用機(jī)器人的傳統(tǒng)，在可見(jiàn)的未來(lái)也很可能不會(huì)有。因此，空客公司需要一個(gè)解決方案實(shí)現(xiàn)“未來(lái)工廠”。

虛實(shí)結(jié)合的飛機(jī)未來(lái)工廠。

目前這個(gè)解決方案由PTC公司提供，PTC公司擅長(zhǎng)于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件、產(chǎn)品生命周期管理 （PLM）軟件、服務(wù)管理軟件（SLM）和物聯(lián)網(wǎng) （IoT）解決方案等，很適合為空客提供“未來(lái)工廠”的解決方案。而PTC公司中國(guó)區(qū)國(guó)防及北方區(qū)技術(shù)總監(jiān)陳繼忠先生表示，這種被稱為CPS“賽博-物理”的方法就是空客稱之為“未來(lái)工廠”的解決方案，可以幫助飛機(jī)總裝線上數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工序?qū)崿F(xiàn)高效率生產(chǎn)。

總裝線車間現(xiàn)場(chǎng)（上）和基于RFID技術(shù)形成的數(shù)字化工廠監(jiān)控（下）。

空客基于“未來(lái)工廠”的理念引進(jìn)了全新的“鉚釘工羅茜2.0”（Rosie the Riveter 2.0）的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。整個(gè)計(jì)劃就是特指在AR技術(shù)協(xié)助下扭矩類工具的使用，以此定義未來(lái)鉚釘工人的應(yīng)用場(chǎng)景。這一技術(shù)是指可以利用平板電腦或智能眼鏡掃描飛機(jī)表面，識(shí)別孔深及正確的安裝位置，將所需的鉚釘、螺栓或其他緊固件的規(guī)格及安裝要求顯示在屏幕上，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳遞給智能工具。然后由工具根數(shù)據(jù)自動(dòng)安裝相應(yīng)的緊固件。

“鉚釘工羅茜”其實(shí)已經(jīng)具有悠久的歷史了。

雖然由于飛機(jī)的復(fù)雜性，其總裝線上要實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化比較困難，但這項(xiàng)工作仍然會(huì)為飛機(jī)總裝帶來(lái)革命性的進(jìn)步，并能夠提升裝配的精度和質(zhì)量。空客要建立的這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于PTC的ThingWorx構(gòu)建，集成了PLM/ERP/MES軟件、工人和工具，擁有方便獲取和瀏覽的三維數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)和工卡，擁有即插即用式的開(kāi)放式平臺(tái)和基于角色的用戶體驗(yàn)等。未來(lái)由于這些工具實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，整個(gè)流程不僅僅更快了，緊固件安裝后的可靠性也比全手工安裝更高，同時(shí)積累了堅(jiān)固件安裝的規(guī)范化知識(shí)庫(kù)。另外，采用這一技術(shù)也可以隨時(shí)隨地快速地執(zhí)行質(zhì)量檢查，安裝錯(cuò)誤可以在早期發(fā)覺(jué)和修正，以此大規(guī)模減少返工成本。

除打鉚釘和裝螺栓以外，AR技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)主要方向是協(xié)助安裝飛機(jī)上長(zhǎng)達(dá)數(shù)百千米的線纜和管路，AR系統(tǒng)可一步步地指導(dǎo)工人如何安裝水管、如何布線、在哪里連接電纜，比傳統(tǒng)指導(dǎo)安裝的方法快30%，精準(zhǔn)度提高90%。圖中就是空客的“月亮”（以裝配為導(dǎo)向授權(quán)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）系統(tǒng)指導(dǎo)A400M電線安裝。