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某一偏遠地處的廠房裡,年輕技師正在維修機台,機台裡的線路極為複雜。這位年輕的技師有辦法獨自承擔大任,完成修復機台的任務嗎?以前還未受疫情影響時,或許可以請有經驗的技師手把手帶的做,但是如果機台的故障狀況來得臨時,資深技師又不能隨 call 隨到怎麼辦?

現在的年輕技師,倒是多了一個神兵利器。戴在臉上的AR眼鏡中有可視化介面同步顯示著每一步檢修流程,有不會不懂不確定時只要照著介面指示逐步動作即可。

即使機台內部出現標準流程中未有的狀況,立刻透過AR眼鏡上的麥克風請求支援,總公司的資深技師聽到求助立刻上線,甚至多人多地同時支援。透過年輕技師AR眼鏡的第一視角畫面,資深技師在遠端電腦螢幕上判斷是某處的線路接觸不良,一邊看螢幕一邊從遠端發出即時語音指示,仍然可協助順利完成機台維修。

「第一次聽到這類情景的人大概會以為是虛構情節,但其實這是正在發生的事。」洛克威爾自動化資深顧問何輔仁說。這幾年元宇宙議題當紅,AR、VR、XR等虛實整合技術再次成為業界焦點,這些技術在智慧製造領域已有一段時間,只是早期軟硬體技術沒到位,運作模式也尚未確立,業界都在摸索中,因此市場導入者並不多。

洛克威爾自動化資深顧問何輔仁看到 AR 應用落地到工廠的實際可能性與挑戰,並且可以從務實角度直接給出導入建議。(圖:科技報橘攝)

AR 軟硬技術都到位,人才斷層落差問題有了新解方

近兩年5G開始商轉、AI演算法漸趨完善、處理器效能越來越高,製造業對智慧化也越來越有概念,「這給了虛實整合技術最好的發展沃土,上面提到幾種技術開始蓬勃發展,AR則是製造業最看好的技術之一。」何輔仁接著點出AR在製造場域的優勢,「這項技術由於可與現場環境整合,因此所延伸出的應用也更接地氣。」

他舉例像是透過設備數據的量化,老師傅、資深技師長年累積的專業經驗將可更容易傳承,未來設備巡檢、維修工作也可以更精準確實,從而解決現在因為少子化造成的專業斷層與人才培訓不易等問題。

AR 技術落地挑戰,關鍵原因有 2

即便技術成熟且效益明確,但目前市場現有的AR架構要落地實用還是不容易。第一個原因是初期建置費用仍偏昂貴,現在AR系統的軟硬體費用仍高,業者很難下決心投入高額成本導入。

第二個原因是系統前置準備期過長而且程序過於繁瑣複雜,AR系統的運作方式是透過視覺感測器辨識環境,再於畫面中顯示特定物件的資訊,因此系統建構的第一步是標示物件。

現在的物件標示作法是利用廠內的AGV無人車或讓工作人員配戴AR眼鏡掃描環境,再於系統後端逐一點標示,這種做法適用於環境長期不變的製造場域,但少量多樣的製造模式逐漸成為主流,產線和周邊環境的變動非常快,何輔仁點出:「(維護成本過高,每次變動AR系統就要重新標記,這反而會帶來額外的工作負擔,並非製造智慧化的本意。」

哪種 AR 導入,最適合少量多樣智慧生產模式?

為了協助製造業者解決此問題,洛克威爾推出了「洛克威爾AR遠端協作系統」。何輔仁表示洛克威爾深耕自動化領域多年,「洛克威爾深切了解大量來自製造業工作人員在第一線的種種困擾與痛點,平台的種種機制與功能都是為了解決這些痛點而設計。」

在設備成本方面,製造業者可採用租賃方式使用AR硬體,大幅降低初次建構成本。建模部分,快速產生數據是一大實用特色。透過SLAM的快速掃描功能,製造業者可在3分鐘之內完成AR建模,之後產線若有變動,工作人員也可經由AR眼鏡中的「Spatial Tagging空間註記」功能快速點選增減需要標示的物件。

另外洛克威爾AR遠端協作系統中語音設計功能配合多國語言即時翻譯,可以讓現場人員直接與後端平台的人員對談,資深技師與其他部門專業人員可從遠端電腦畫面上,看到現場工作員的第一視角,現場人員則透過視、聽兩端感官精準了解工作細節,並用騰出的雙手完成操作。

AR 應用,已在風機維修上獲得實證

洛克威爾AR遠端協作系統已經有多起成功案例,協助不同場域業者提升工作效率,近期最具指標者是全球某大型風力發電廠商,利用此平台優化風機管理效益。何輔仁指出風機都設置偏遠地區,而且機具高達數十公尺,一但登上風機才發現出現當下無法維修的狀況,工作效率就會大打折扣。透過洛克威爾AR遠端協作系統平台,該廠商的維修人員不僅無須攜帶厚重維修手冊,過程中若有問題也可以立即取得工作團隊的專業支援。

何輔仁指出, 此平台完善且先進的功能,可以實質幫助業者強化工作效率,「洛克威爾彙整多家客戶的導入成果,發現建置洛克威爾AR遠端協作系統後,新員工生產率提高40%、銷售流程加快30%、培訓/執行費用減少50%、維護成本和生產浪費則可降低25%,可見此平台的效益非常顯著。」他最後表示,無論是技術或應用模式,AR都已臻成熟,進一步優化前置步驟與實際使用環節更可降低門檻,讓AR系統的效益快速反應在產線產能上,從而擴大企業競爭力。

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