工业物联网铺平了AR增强现实的逆袭之路!

我从工业演进、生态成熟、应用场景这3个维度,为你呈现了工业AR近在咫尺的未来。当然,AR在工业领域从概念到应用需要一个过程,乱世出英雄,具备资源积累优势和技术创新天赋的公司有望破势突围、一将功成。

这是我在物联网智库|物女心经专栏|写的第037篇文章。

也许你已经注意到了,经过两年的“沉寂”,谷歌在7月19日重启了新版谷歌眼镜。这款被媒体誉为“再度回归”的谷歌眼镜是彻底的企业版(Enterprise Edition,简写EE),定位于B2B服务,尤其以工业应用为主,仅面向谷歌的专属合作伙伴提供。相比之前的B2C版本,企业版本的智能眼镜在重要的续航能力、分辨率、电池寿命、联网能力、软硬件上都做了不少优化。

如果持续跟踪谷歌眼镜的进展,就会发现,这次“宣称”的复出,算不上是“回归”。因为它从未离开,只是由台前默默转入幕后。2015年1月,谷歌就开始将智能眼镜的企业版提供给合作伙伴。也许是因为B2C应用失败的阴霾未愈,谷歌曾经要求合作企业保守行事,不能泄露EE版本的存在。

谷歌不懂工业,假若没有靠谱的“工业智囊团”为其助攻、参谋,EE版或者EEEE版的智能眼镜都没有理由掀起任何波澜。好在这次谷歌找到了强大的盟友,联手推动智能眼镜应用的阵容包括GE、波音、DHL、大众汽车等50多家知名工业企业,一举将这款AR智能眼镜带到了工业物联网真枪实战的一线。

可以说AR智能眼镜终于摸对了门路,赶上了增强现实AR在工业物联网领域应用的拐点。

这个结论可不是拍脑袋拍出来的结果,当下这个时刻就是AR眼镜在工业应用的拐点?我们逐层分析。

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首先,从工业的演进路径来看。

工业物联网一直强调的价值主张是“数字化双胞胎”,通过数字世界与实体世界的相互融合,提升用户体验、改进生产效率并创造全新价值。

这个逻辑的短板是位于虚拟世界的数字化双胞胎一直看不见摸不着,很难给人直观的体验。不可否认,人是感官应激动物,没有体验就很难感知,没有感知就更难创造价值,所以数据的可视化在工业物联网时代显得尤为重要。AR增强现实是虚拟世界可视化的一种高超手段。

另一方面,作为工业物联网的重要生产资料,人类也需要持续进化升级,轻松调配工业现场的“千军万马”。完成这个过程,既得采集操作过程中的各项特征数据,还得无缝连接人员和设备,打破原有的层层物理隔阂。AR在这一过程中得以大展身手。

由于AR智能眼镜兼备上面两大深厚内功,因此,AR在工业领域必然大有用武之地。

那么谷歌各个身怀绝技的队友们,在工业领域是如何让AR大放异彩的?

GE公司作为带头大哥,利用智能眼镜帮助机械师完成配件组装,其连贯性和精准率秒杀各种实体说明书。通过智能眼镜与AR软件工作平台Skylight(由GE、波音等联合投资)的协同,装配误差大量降低。根据测试报告,机械效率平均提高了8-12%。被选中参与试用的15名机械师们对智能眼镜非常满意,9人表示他们愿意使用,85%的机械师认为智能眼镜简单易用,同时可以降低装配误差。

波音公司本是AR技术之父,工程师们需要在飞机上安装大量的航空线束,这些线缆就像人体上的神经中枢和能量传递系统,线束的安装位置必须准确快速。为了完成安装,生产人员必须一边看说明书一边手动绕线完成装配,不仅工作效率较低,而且安装的准确性也很难保证。通过AR眼镜的帮助,安装工人节省了至少25%的装配时间。

德国大众汽车也开始尝试引入智能眼镜来优化他们的管理流程。借助智能眼镜,现场工作人员可以快速读取条形码,无需查阅表格或记住零件编号。更重要的是借助信息化的现场管理,智能眼镜可以引导现场人员的装配工作,降低差错,提高效率。目前大众汽车在沃尔夫斯堡的工厂已有30名员工使用这一可穿戴设备,并有计划将AR技术迅速推广。

DHL敦豪速递使用智能眼镜为位于荷兰的仓储提速。DHL的操作人员可以根据智能眼镜的图像提示进行工作,从而达到提升分拣速度和降低出错率的目标,供应链效率提升了15%,DHL还将在全球2000个仓库内推广该项应用。

除此之外,空客、可口可乐、宝马、戴姆勒、AGCO公司…都是AR眼镜的积极响应者。这些企业动作一致、趋势明晰,无疑传递出了清晰的市场信号:看好AR,部署AR。

回顾历史,在AR之前,工业领域早于消费领域应用“黑科技”的例子屡见不鲜。很多科技都是沿着在军事或航天领域诞生、工业领域落地、B2B领域成熟和B2C领域大热的“成长”路线演进。

彼时,现在商业上普遍应用的网络“以太网”还不成熟,工业上就已经使用多种现场总线作为“网络”进行通讯,那时现在随处可见的触摸屏价格高昂、且不灵敏,工业上就已经把它作为人机界面嵌入了各种各样的控制台…回到AR眼镜的生涯规划,既然先从消费娱乐打头阵的战略已屡屡受阻,那我们不妨预测下,AR从工业入手创造价值,再继续广泛谋求发展,似乎有更大胜算,毕竟这是一条已被其他技术验证的可行之路。也许5-10年之后,进化得更加成熟的AR眼镜有机会进入到更为广泛的大众视野,那是才有望撬开B2C领域的市场。

凡事有利有弊,一入工业深似海,我们必须看到工业产品和消费产品是两个截然不同的世界,中间泾渭分明。工业领域的以太网交换机和消费领域的家庭路由器、工业领域的人机界面和消费领域的平板电脑…无论从外观还是内涵,都不是同一个“物种”。可以预期,深入工业领域的AR眼镜也必然要找到当下“时髦”的智能眼镜有所不同的存在形态。

即便如此,深耕工业和B2B领域,市场规模已不容小觑,专注于工业控制系统的和利时公司2008年美国纳斯达克上市,专注于工业交换机的东土科技2012年成功上市,专注于步进电机的鸣志电器2017年上市,专注于工业AR应用的企业,达到上市体量只是时间问题。

2

其次,从AR生态的成熟度来看。

单点突破单兵作战的新技术在当今并没有多大价值,只有能够调动科技生态中的协作网络,借助科技生态整合,形成产业链上下游良性循环,持续迭代、自我完善,才是评判一个“黑科技”能否在未来滚滚大潮中站住脚的基础。

尤其在物联网领域,生态思维是基本素养,芯片、模块、硬件、软件、平台、应用,各个环节循环作用,推进诞生时“歪瓜裂枣”无比粗糙的崭新技术不断迭代升级,最终进化成秀外慧中的样子。

那么谁最适合担任科技生态整合者的角色呢?很多时候,“巨头企业”是唯一解。巨头领跑是必不可少的拐点信号。我们不妨跨界来看,前面的两篇文章,我分析了新零售和新物流,在这两个领域,领跑者是亚马逊、阿里巴巴、DHL这样的行业巨鳄。AR领域料将相同。

当然巨头领跑,需要足够的动力。在新零售领域,由于电商增速明显走低,同时成本之高相比实体店已不具有竞争优势,电商巨头主动求变,转战线下的新零售“无人超市”是顺势而为。在新物流领域,仓储是制约“新零售”能否做好的后勤保障,具有独特的战略地位,因此物流巨头割据地盘,大建“无人仓”也是时务俊杰。

在工业AR领域,巨头们的领跑动力正在逐步显现。从GE、波音、DHL等公司的应用案例可以看出,即便如今的智能眼镜,售价高的令人发指,但依然起到了降本提效的重要作用。

简单算笔小账,第一,工业领域的人员培训成本很高,一旦操作出现差错或者维修不给力不及时,产生的故障或者人员伤害可能就会造成百万千万的经济损失。

第二,各地时常出现的“用工荒”也带来了生产率增长的严重下降。以美国为例,工业生产率的年均增长只有0.5%。人员成本高、人口老龄化、制造业岗位缺口严重、操作工人技能不足,这些都是摆在各国面前的问题。

第三,工业企业正处于转型的关键时期,完成从卖设备到卖服务、从卖硬件到卖附加价值的转身,维护维修人力的配备必不可少。以金风科技为例,在经历了风电1.0时代的“抢装潮”之后,立足高端精细化运维的风电智慧运营2.0时代开启,做好风电场运维、增收节支、提升风电场收益是风电开发商的核心竞争点。而当下,人员能力参差不齐,故障分析能力薄弱便是金风科技亟待解决的难题之一。

三大问题,一个解决方案,足见AR在工业领域将会带来可观的经济价值。

根据GE和波音的亲测,AR眼镜让工人的双手解放出来,还省去了在操作过程中查找说明书的中断和烦恼。第一次使用AR眼镜维修风力涡轮机控制箱的工人就能提高34%的工作效率,飞机的线束装配效率也可提升25%。在某些特殊场景下,比如需要不断查询标签的仓储工人,使用AR眼镜可带来46%的效率大幅提升。与AR眼镜带来的培训流程简化、故障维修提速、避免人为失误和人员效率提升相比,AR看似令人发指的售价一下子就显得温柔可爱无比了。

随着ROI投资回报率的优势凸显和生态日趋成熟,Intel、Immersion、Magic Leap、Daqri、Apple、Blippar、Sony、Wikitude、Microsoft、PTC、Infinity Augmented Reality、CyberGlove Systems、ODG、Eon Reality、Epson、Meta、Vuzix、三星电子等纷纷加入AR大潮,国内市场,也涌现出Lenovo、0glass、亮亮视野、亮风台、耐得佳、珑璟光电等实力雄厚的AR公司。

根据Forrester的研究报告,2025年将有超过1400万名工人使用智能眼镜工作。IDC则预测,全球对AR增强现实的支出将在2021年之前保持每年翻番的增速。AR市场的整体容量有望在2021年突破千亿美元,其中最大的应用场景将是工业维护,规模可达52亿美元。

市场调研公司Tractica预计,2022年AR眼镜市场将从2016年的15万件激增至2280万件。市场规模将从2016年的1.386亿美元增长至197亿美元。

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接着,从AR自身的应用场景来看。

立足工业不一定适合谷歌,但却很适合AR眼镜。为什么这么说?因为工业场景与AR眼镜,简直是“绝配”。

到目前为止本文还没讲过故事,现在补上。当年亚马逊推出个人语音助手Alexa的时候,并不具备优势,竞争对手苹果、微软等早已纷纷起跑,而且技术领先。但是亚马逊找到了最为合适的切入场景:智能音箱,迅速弥补了技术落后和起步较晚的劣势,实现反超。

有时,正确的起跑“姿势”比启动“时机”更为重要。亚马逊是怎么做到的?破题思路就是应用场景。微软和苹果把个人语音助手Cortana和Siri的场景还是固化在手机上,人们利用手指而不是语音控制手机的使用习惯,场景固化很大程度上限制了这项技术的迭代潜力。而亚马逊从一开始就把Alexa的切入点选定智能音箱,而应用场景便是音响所能联动的无限家居生活。这是一款在诞生之日就以语音控制为主的设备,市场教育相当成功,所以Alexa迅速圈粉并加速进化,使得Alexa生态系统遥遥领先于竞争企业。可见与技术匹配的“场景”,往往比技术本身更重要。

对于AR眼镜来说,立足“解放双手”,完成维护维修、操作指导、诊断服务的工业物联网场景,充分激发了它的生命力。工业领域的AR眼镜,可以突破很多痛点:

1、解放操作人员的双手,直接带来可衡量的经济效益。之前的例子中,我们已经看到AR眼镜通过提供第一视角的“活体”操作说明书,实现多达46%的效率提升。同时带来的收益还包括质量的改进,平均值是30%,以及培训时间的大幅降低。以典型的制造业工厂测算,如果给1000名工人配备AR眼镜,每年的投资回报率ROI可达2500万美元。

2、实时获得现场数据,突破管理困境。操作人员往往很难在工作的同时获得现场数据,而AR眼镜无缝连接人员与设备,可以将数据实时传送到眼前,将互联网的触角延伸到一线工程师。通过与业务流程管理系统的无缝整合,无论是数据采集与监控系统SCADA、制造执行系统MES、产品生命周期管理系统PLM、还是企业资源管理系统ERP,其中的数据都可以轻松调用和呈现,帮助工程师获取最佳支持。

3、以人类的感官功能为中心,踏平培训中的遗忘曲线。知识的迅速转移是制造企业的难题,培养工程师需要花费不菲的成本和时间代价。利用AR眼镜可以将培训场景和实操场景融为一体,不但人员的操作可以被追踪,遇到问题还可及时呼叫远程协助工程师,轻松传递“第一人称”的观察视角,便于专家答疑解难。

什么,你还想继续做减法,锁定工业AR眼镜的第一场景?引用柯南的名句:“真相只有一个”。在之前的文章中,我曾经提到针对预测性维护的军备竞赛已经启动,它将成为工业物联网领域的少数“杀手级”应用,代表着工业服务化和未来商业模式转变的历史选择。而AR眼镜如果能深度绑定这一场景,身价也必将指数级翻番。

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最后,AR眼镜们必须学会与其他技术协同,才能发挥最大效能。

我们正在经历一次由技术变革引发的商业变化,不但激烈而且迅猛。在同一个时间点出现了多种不同技术同时叠加演进的状况,造成很难判断未来趋势,这时不同技术的整合能力和跨界调用能力显得越发重要。

AR眼镜不仅需要面对工业现场的复杂工况,持续改进显示技术、跟踪技术、光场技术等看家本领,还得具备与多种不同系统的集成能力,借助边缘计算、人工智能、工业云平台的最新进展,完成持续进化。

在这方面,PTC公司做了不少前瞻尝试,效益可观,且科幻味十足。

具体来说,他们推出了一款适用于工业企业的AR平台级软件产品:ThingWorx Studio。利用该产品,企业不需要具备专业的AR编程能力,也可以轻松快捷地创建AR体验。AR内容创建者可利用现有的3D数据(如CAD数据)来构建和发布AR模型。目前已经有1500家公司正在试用ThingWorx Studio工具。

一个经典案例是美国一家做水泵的公司,它通过整合多项最新技术,完成了工业水泵的智能化。整个智能系统基于NI美国国家仪器公司提供的传感器、惠普提供的大数据后台、OSIsoft公司提供的工厂实时数据库、PTC公司提供的数据连接和预测分析能力。智能工业水泵通过AR技术,实时将后台运行参数和前台摄像场景叠加在一起,形成完整应用场景。

由于这家公司的水泵大部分位于美国偏远地区,迫切需要实时监控水泵的关键运行状态,做到在线监测和预测性维护。水泵的3个关键部件是监控的核心,一是用于动力传送的轴承,二是叶轮,三是连接器的密封阀。这套部署在水泵公司的系统并不需要历史数据,开机就可以利用人工智能算法实现自主学习,对信号和图谱进行分析。实时展示关键数据,分析数据关联,并给出预测性维护建议。有时候虽然几项数据超标,但水泵的整体运行状况良好,系统会自动学习这种情况并做出有针对性的决策,避免误报。于是,这家水泵公司并没有“纵论数海”的数据专家,也没有“久经考验”的维护人员,但是仍旧轻松获得了预测性维护的能力。

以上,我从工业演进、生态成熟、应用场景这3个维度,为你呈现了工业AR近在咫尺的未来。当然,AR在工业领域从概念到应用需要一个过程,乱世出英雄,具备资源积累优势和技术创新天赋的公司有望破势突围、一将功成。

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