AR技术为飞机制造中最基础的工艺带来的变革

航空制造业需要大量的技巧型知识，并且极端依赖基于人的工艺流程，而随着航空系统日渐复杂，设计和培训过程变得越来越短，这就使得基于人的工艺出现更多出错的可能。因此，在这个竞争激烈的环境中，利用可用的大数据实现更简便、更快速和更安全的操作，从而节省时间、成本和能耗，将是一个关键的制胜因素。

现在就算是十分先进的飞机，也离不开“铆接”这一最基础、最古老、最枯燥的工艺，就算是空中客车这样的庞大的企业，也无法从打铆钉这个工作中抽身。为了及时对飞机进行交付，在传统的飞机总装线上，工人往往需要使用1100多种不同的工具，来安装40万个铆钉、螺栓或其他紧固件，工作量繁重且由于人的因素使安装质量难以统一。

在这样的情况下，增强现实（AR）技术是少数能够开启业界新视角的解决方案之一，移动、轻量、廉价的AR技术将使工人连接并访问相关的大数据，按需访问相关的数字化内容以执行日常工作。

AR技术其实早已进入到制造业当中。

空客公司现在就正在研究让这个过程更加智能的工具，整套系统由AR设备以及钻孔、测量、上紧和质量验证4个工具组成，例如采用装有摄像头平板电脑或头戴式AR眼镜，摄像头捕获的视频图像显示在显示屏上，并叠加了额外的数据信息，并且由于信息恰好就出现在需要它的地方，因此可极快且经济地提供参考，这个技术对于飞机装配中的“打铆钉”步骤具有十分重大的意义。

在更深一步的研究中，空客提出了其“未来工厂”（FOF）的计划，在这个计划中AR技术和物联网继续作为基础性应用技术被应用到飞机总装线上，其主要目的之一就是提高工人们安装飞机紧固件的效率。而对于“未来工厂”，空客公司信息与通信技术（ICT）部门负责研究及创新的负责人认为“未来工厂”与“自动化工厂”并不相同，所谓“自动化工厂”往往由大量的机器人来取代工人，但飞机总装线上过去并没有在其精密生产过程中大规模使用机器人的传统，在可见的未来也很可能不会有。因此，空客公司需要一个解决方案实现“未来工厂”。

虚实结合的飞机未来工厂。

目前这个解决方案由PTC公司提供，PTC公司擅长于计算机辅助设计（CAD）软件、产品生命周期管理 （PLM）软件、服务管理软件（SLM）和物联网 （IoT）解决方案等，很适合为空客提供“未来工厂”的解决方案。而PTC公司中国区国防及北方区技术总监陈继忠先生表示，这种被称为CPS“赛博-物理”的方法就是空客称之为“未来工厂”的解决方案，可以帮助飞机总装线上数以万计的工序实现高效率生产。

总装线车间现场（上）和基于RFID技术形成的数字化工厂监控（下）。

空客基于“未来工厂”的理念引进了全新的“铆钉工罗茜2.0”（Rosie the Riveter 2.0）的业务场景。整个计划就是特指在AR技术协助下扭矩类工具的使用，以此定义未来铆钉工人的应用场景。这一技术是指可以利用平板电脑或智能眼镜扫描飞机表面，识别孔深及正确的安装位置，将所需的铆钉、螺栓或其他紧固件的规格及安装要求显示在屏幕上，并通过物联网传递给智能工具。然后由工具根数据自动安装相应的紧固件。

“铆钉工罗茜”其实已经具有悠久的历史了。

虽然由于飞机的复杂性，其总装线上要实现完全的自动化比较困难，但这项工作仍然会为飞机总装带来革命性的进步，并能够提升装配的精度和质量。空客要建立的这个物联网平台基于PTC的ThingWorx构建，集成了PLM/ERP/MES软件、工人和工具，拥有方便获取和浏览的三维数据、标准和工卡，拥有即插即用式的开放式平台和基于角色的用户体验等。未来由于这些工具实现联网，整个流程不仅仅更快了，紧固件安装后的可靠性也比全手工安装更高，同时积累了坚固件安装的规范化知识库。另外，采用这一技术也可以随时随地快速地执行质量检查，安装错误可以在早期发觉和修正，以此大规模减少返工成本。

除打铆钉和装螺栓以外，AR技术应用的另一个主要方向是协助安装飞机上长达数百千米的线缆和管路，AR系统可一步步地指导工人如何安装水管、如何布线、在哪里连接电缆，比传统指导安装的方法快30%，精准度提高90%。图中就是空客的“月亮”（以装配为导向授权增强现实）系统指导A400M电线安装。