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    日產(chǎn)用HoloLens 2+Dynamics 365助力汽車制造智能工廠,大大提高生產(chǎn)效率

    2022年07月27日 18:36:29   來源:映維網(wǎng)

      在2019年,日本汽車巨頭日產(chǎn)宣布了下一代汽車制造概念“日產(chǎn)智能工廠”,繼續(xù)致力于引入創(chuàng)新制造技術(shù)。2021秋天,栃木工廠的一條全新電動(dòng)汽車動(dòng)力總成生產(chǎn)線投入運(yùn)營,主要生產(chǎn)和組裝豪車和跑車。為了指導(dǎo)這一過程,日產(chǎn)推出了一個(gè)Intelligent Operation Support System(IOSS),通過微軟HoloLens 2和Microsoft Dynamics 365 Guides來幫助操作人員自學(xué)所需的技能,并且減少教員的工作量。

      目前,日產(chǎn)正在測(cè)試?yán)脭?shù)字技術(shù)來提高其生產(chǎn)基地的效率和員工操作技能。

      1. 迫切需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能夠在當(dāng)今不確定時(shí)代蓬勃發(fā)展的汽車制造系統(tǒng)

      “日產(chǎn)智能工廠”的概念以四大支柱作為基礎(chǔ):制造未來汽車的技術(shù) 將工藝帶給機(jī)器人 人和機(jī)器人的共生 零排放生產(chǎn)系統(tǒng)

      本文討論的IOSS是圍繞第三支柱進(jìn)行突破的第一步。

      為了應(yīng)對(duì)全球?qū)α闩欧牌嚾找嬖鲩L的需求,日產(chǎn)于2020年7月推出了全新風(fēng)格的電動(dòng)汽車Ariya。在栃木工廠,日產(chǎn)為這款電動(dòng)汽車建造了一條全新的動(dòng)力總成生產(chǎn)線,并已開始引入10種不同的數(shù)字解決方案。其中之一正是基于微軟HoloLens 2和Microsoft Dynamics 365 Guides的“IOSS”,通過全息技術(shù)來向工人提供技能熟練度培訓(xùn)。

      負(fù)責(zé)日產(chǎn)動(dòng)力總成生產(chǎn)的公司副總裁兼動(dòng)力總成生產(chǎn)工程與開發(fā)部部長村田和彥解釋道,日產(chǎn)智能工廠的起源可以追溯到一系列的社會(huì)和市場(chǎng)重大變化,以及日產(chǎn)應(yīng)對(duì)新冠疫情等突發(fā)事件的目標(biāo)。

      他表示:“日本制造業(yè)目前正面臨勞動(dòng)力萎縮,以及如何轉(zhuǎn)移和傳授有經(jīng)驗(yàn)工人技能的相關(guān)挑戰(zhàn)。新冠疫情令我們意識(shí)到,危機(jī)隨時(shí)都有可能在沒有任何預(yù)警的情況下發(fā)生。在當(dāng)今這個(gè)充滿不確定性和不安全性的時(shí)代,汽車制造商建立能夠確保高質(zhì)量產(chǎn)品持續(xù)生產(chǎn)且不受任何波動(dòng)影響的系統(tǒng)非常重要,而我們?cè)谶@一領(lǐng)域的新舉措之一正是IOSS。”

      在這樣的背景下,日產(chǎn)Ariya生產(chǎn)線被選為引入IOSS的場(chǎng)所十分自然。

      負(fù)責(zé)監(jiān)督生產(chǎn)線的動(dòng)力總成生產(chǎn)工程與開發(fā)部副部長村井勇一表示,IOSS是利用數(shù)字技術(shù)解決村田和彥部長發(fā)現(xiàn)的問題的一個(gè)新用例。

      他表示: “目標(biāo)不是數(shù)字化或自動(dòng)化,而是提高生產(chǎn)的輸出質(zhì)量。另外,由于人類技能最終決定成敗,我們認(rèn)為生產(chǎn)中數(shù)字化利用的挑戰(zhàn)是如何改進(jìn)和提高人員技能。IOSS允許操作員能夠在查看實(shí)際產(chǎn)品的同時(shí)看到MR工作說明,從而實(shí)現(xiàn)技能培訓(xùn)。在這方面,我們對(duì)所述開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)感到非常自豪。”

      2.因 “成本和易用性”而決定使用微軟產(chǎn)品

      日產(chǎn)于2016年開始全面致力于將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。動(dòng)力總成生產(chǎn)工程與開發(fā)部的加藤実千子回憶道,最初是從研究物聯(lián)網(wǎng)和其他基本技術(shù)開始,而自2017年以來的每一年都會(huì)開發(fā)并引入新項(xiàng)目。

      她解釋道:“基于這一經(jīng)驗(yàn),我們?cè)?019年啟動(dòng)了一項(xiàng)將IOSS納入至我們最新電動(dòng)總成系統(tǒng)的項(xiàng)目。在另一方面,負(fù)責(zé)開發(fā)懸架的部門已開始研究基于虛擬現(xiàn)實(shí)的解決方案,而在2021年3月以來,他們已經(jīng)將其用于評(píng)估焊接設(shè)備虛擬模型的工作性能。”

      在開發(fā)IOSS時(shí),團(tuán)隊(duì)考慮了數(shù)個(gè)方案。除了HoloLens 2和Dynamics 365 Guides之外,日產(chǎn)同時(shí)有比較了其他公司的AR解決方案。生產(chǎn)技術(shù)部的清水一樹表示,“成本和易用性”是選擇微軟產(chǎn)品的主要原因。

      他指出: “第一個(gè)決定因素是它提供了非常合理的訂閱費(fèi)用。第二個(gè)決定因素是創(chuàng)建用于培訓(xùn)工作程序的指導(dǎo)內(nèi)容非常容易。后者是選擇產(chǎn)品的最重要因素。原因是,由于IOSS是用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),所以在那里工作的人員需要能夠修改和創(chuàng)建新內(nèi)容。要做到這一點(diǎn),至關(guān)重要的是提供一個(gè)允許用戶輕松創(chuàng)建或修改內(nèi)容的用戶界面。在這方面,我們發(fā)現(xiàn)Dynamics 365 Guides的效果非常好。”

      清水一樹補(bǔ)充道,在日產(chǎn)采用Dynamics 365 Guides后,由于HoloLens 2的固有集成性和與軟件的高兼容性,團(tuán)隊(duì)自然而然地選擇了HoloLens 2。

      另外,日產(chǎn)在2019年下半年正式?jīng)Q定在栃木工廠部署IOSS。根據(jù)動(dòng)力總成生產(chǎn)工程和開發(fā)部的千代田正義的說法,公司開始討論所述軟件可用于何種類型的工廠,然后與相關(guān)各方進(jìn)行了一系列的討論。

      他回憶道:“在我們開始實(shí)際工作后,我們用了大約4個(gè)月的開發(fā)出第一個(gè)版本。之后,我們繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)納入用戶反饋。大約6個(gè)月后,它于2021年9月正式發(fā)布。在第一版本的開發(fā)過程中,我們重復(fù)了一個(gè)采訪和改進(jìn)的過程,同時(shí)讓工廠領(lǐng)班、主管和實(shí)際在生產(chǎn)線上執(zhí)行目視檢查的人員使用系統(tǒng),然后讓他們最終決定什么內(nèi)容可以在沒有教員的情況下提供足夠的培訓(xùn)。”

      3. 縮短了學(xué)習(xí)技能的時(shí)間,大大減少了教員的時(shí)間和精力

      清水一樹透露,團(tuán)隊(duì)決定在栃木工廠的一條新生產(chǎn)線應(yīng)用IOSS是出于一系列的挑戰(zhàn),例如紙質(zhì)手冊(cè)的不便和教員提供一對(duì)一教學(xué)所需的時(shí)間,所以他們希望通過數(shù)字化過程一次解決所有問題。

      他解釋道:“在過去的培訓(xùn)中,沒有辦法避免在接受教員指導(dǎo)或處理紙質(zhì)手冊(cè)時(shí)觸摸實(shí)物的繁瑣方法。但在使用IOSS時(shí),手冊(cè)和說明能夠疊加在HoloLens 2的視場(chǎng)中。這使得用戶能夠以高效、免手操作的方式學(xué)習(xí)。所述系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能是,所有視頻都可以錄制,從而允許用戶通過查看視頻進(jìn)行自學(xué)回顧。”

      即使是現(xiàn)在經(jīng)過一年的使用,團(tuán)隊(duì)依然在根據(jù)用戶反饋每天進(jìn)行改進(jìn)。Dynamics 365 Guides能夠輕松創(chuàng)建和修改內(nèi)容,無需任何編程或其他特殊IT技能。

      清水一樹表示:“當(dāng)然,要?jiǎng)?chuàng)造出易于使用的優(yōu)秀內(nèi)容,我們需要自己進(jìn)行大量思考和設(shè)計(jì)。要做到這一點(diǎn),我們必須考慮如何讓工廠工人更容易使用。因此,我們從零開始,在收集用戶反饋的同時(shí)確定屏幕布局、按鈕位置和所提供的信息量。”

      工廠的一線工人認(rèn)為這種持續(xù)審查和改進(jìn)“減少了學(xué)習(xí)所需的時(shí)間,因?yàn)槲覀兛梢宰约簩W(xué)習(xí)。”

      清水一樹同時(shí)提到了教員的積極反饋,因?yàn)樗麄?ldquo;希望減少培訓(xùn)所需的工時(shí),不必一直在現(xiàn)場(chǎng)授課有助于騰出時(shí)間。”

      他解釋說:“作為效率提高的一個(gè)例子,我們的培訓(xùn)時(shí)間已從10天減少到5天(減少50%)。我們同時(shí)希望能夠?qū)⒔虇T培訓(xùn)時(shí)間從10小時(shí)減少到1小時(shí)(減少90%)。盡管這只是估計(jì),因?yàn)槟壳霸圏c(diǎn)時(shí)間不是非常長,但我們相信所述數(shù)字完全可以實(shí)現(xiàn)。”

      就IOSS的好處而言,另一個(gè)重要方面是它如何促進(jìn)“提高講師自身的技能”

      千代田正義表示:“教員不僅可以查看受訓(xùn)者自學(xué)的視頻并指出問題,并且可以客觀地審視自己的教學(xué)方法,反思自己的教學(xué)是否恰當(dāng)。因此,隨著員工不斷學(xué)習(xí),教員同樣可以獲得更多的洞察力和專業(yè)知識(shí),這是傳統(tǒng)的‘紙面’培訓(xùn)方法所無法實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)好處。”

      4. 將IOSS的應(yīng)用擴(kuò)展到其他工廠

      據(jù)村井勇一介紹,日產(chǎn)計(jì)劃在未來積極將IOSS擴(kuò)展到培訓(xùn)以外的領(lǐng)域。

      他解釋道:“IOSS最初設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了各種用例,不單單只是培訓(xùn),而是作為一個(gè)系統(tǒng)并使用MR以三維方式傳達(dá)和顯示工作指導(dǎo)。為了充分利用這一多功能性,我們打算將所述系統(tǒng)推廣到日產(chǎn)汽車廠,以及雷諾和三菱汽車。”

      據(jù)栃木工廠第三車軸課的井手正人介紹,團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在計(jì)劃將系統(tǒng)擴(kuò)展到其他部門。

      他指出,“除了組裝電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng),栃木工廠同時(shí)有其他數(shù)個(gè)生產(chǎn)區(qū)域。未來,我們希望能夠積極主動(dòng)地向這些工作區(qū)域進(jìn)行演示。當(dāng)我們首次推出HoloLens 2時(shí),一些經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師對(duì)嘗試它猶豫不決,但在反復(fù)使用之后,我們開始聽到這樣的評(píng)論:‘這太棒了’。“基于這一經(jīng)驗(yàn),我們希望在未來擴(kuò)大其使用范圍,將系統(tǒng)帶到盡可能多的地方。”

      回顧這個(gè)項(xiàng)目,村井勇一認(rèn)為最重要的變化是日產(chǎn)智能工廠概念能夠以IOSS的形式實(shí)現(xiàn),而這標(biāo)志著一個(gè)全新的開始。

      他說道: “展望未來,我們需要積極主動(dòng)地自動(dòng)化可以被系統(tǒng)和機(jī)器取代的事物,同時(shí)專注于只能由人類完成的核心任務(wù),例如傳授更先進(jìn)的技能,以及研究和引進(jìn)新技術(shù)。除非我們擁抱數(shù)字化,否則我們永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。我們希望繼續(xù)專注于這一領(lǐng)域,同時(shí)尋求微軟日本的幫助。”

      基于日產(chǎn)智能工廠概念,這家公司將不懈地加快應(yīng)對(duì)下一代汽車制造業(yè)的挑戰(zhàn),同時(shí)整合公司廣泛的尖端數(shù)字解決方案。

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