打破現(xiàn)實(shí)的規(guī)則
——制造業(yè)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

打破現(xiàn)實(shí)的規(guī)則
——制造業(yè)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

編者按

本文發(fā)表于2016年3月的《質(zhì)量世界》，作者娜塔莎·考恩（Natasha Cowan）是英國(guó)特許質(zhì)量協(xié)會(huì)和國(guó)際審核員注冊(cè)協(xié)會(huì)的一名內(nèi)容創(chuàng)建者。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)迅速成為2016年最搶眼的數(shù)字化趨勢(shì)，被標(biāo)榜為產(chǎn)品創(chuàng)造的未來(lái)，并進(jìn)入到我們的日常生活之中。虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)制造業(yè)的影響也非常巨大，但到目前為止，大多數(shù)企業(yè)都未能最大限度地發(fā)揮其潛力。本文以羅爾斯·羅伊斯公司為例，介紹了其如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，徹底改變公司的運(yùn)營(yíng)方式。

各種跡象表明，突破常規(guī)將成為產(chǎn)品創(chuàng)新的發(fā)展方向，這一理念已經(jīng)滲透到我們的日常生活之中。

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)快速成為2016年最熱門的電子發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)這項(xiàng)未來(lái)技術(shù)的體驗(yàn)正風(fēng)靡全球。在谷歌公司的虛擬現(xiàn)實(shí)校園體驗(yàn)中，學(xué)生可以進(jìn)行很多體驗(yàn)，包括秘魯馬丘比丘古城旅游和美國(guó)橄欖球聯(lián)盟的美式橄欖球比賽等。在不同的領(lǐng)域，都引發(fā)了虛擬現(xiàn)實(shí)的熱潮。

虛擬現(xiàn)實(shí)在制造業(yè)中的應(yīng)用有著巨大的潛力，但是目前大多數(shù)企業(yè)還沒(méi)有將這種潛力發(fā)揮到極致。這項(xiàng)技術(shù)的好處無(wú)窮，意味著企業(yè)能提前對(duì)設(shè)計(jì)和方案進(jìn)行測(cè)試，從而在實(shí)際生產(chǎn)之前進(jìn)行產(chǎn)品體驗(yàn)。

羅爾斯·羅伊斯公司（以下簡(jiǎn)稱羅羅公司）已經(jīng)在使用這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。在該公司位于英國(guó)德比市的核設(shè)施中心有一個(gè)隔音房間，運(yùn)營(yíng)、生產(chǎn)、質(zhì)量方面的專家戴上一副光滑的黑色護(hù)目鏡后，就會(huì)感覺(jué)自己被帶到了生產(chǎn)車間。

他們可以把復(fù)雜機(jī)器的某一顆螺絲釘放大或是看穿墻壁去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，與設(shè)計(jì)部門一起即時(shí)研究出解決辦法。更不用說(shuō)，這些都可以在產(chǎn)品未生產(chǎn)或是車間未建成之前，坐在舒適的辦公室里完成，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

從高管到員工，人人都可以帶上耳機(jī)來(lái)感受，也就是說(shuō)，所有員工都可以密切關(guān)注生產(chǎn)車間的質(zhì)量問(wèn)題。

一場(chǎng)虛擬革命

2014年，羅羅公司開(kāi)始使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從此革新了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式。在其一項(xiàng)利用核能業(yè)務(wù)中，正在使用由虛擬現(xiàn)實(shí)專業(yè)公司Vertalis設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，來(lái)改進(jìn)精益原則的運(yùn)用，減少生產(chǎn)瓶頸，應(yīng)對(duì)設(shè)施建造、產(chǎn)品搬運(yùn)及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

羅羅公司是英國(guó)首家投資引進(jìn)4K投影系統(tǒng)的公司，4K投影系統(tǒng)的分辨率更高、圖像更明亮，并在一年后就為公司節(jié)約了180萬(wàn)英鎊的質(zhì)量成本，證明了這次投資物超所值。

羅羅公司預(yù)生產(chǎn)交付經(jīng)理、英國(guó)特許質(zhì)量協(xié)會(huì)CQP MCQI級(jí)會(huì)員威廉·羅德（William Lord）指出：“現(xiàn)在，我們可以看到產(chǎn)品的樣子，了解工廠內(nèi)產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的過(guò)程，以及我們?cè)撊绾翁幚砗捅４娈a(chǎn)品，我們可以看到全部流程，決定是否需要增加設(shè)備。”

羅德是羅羅公司最早使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)成員之一，現(xiàn)在他領(lǐng)導(dǎo)著來(lái)自不同職能部門的三個(gè)團(tuán)隊(duì)，共有30人，負(fù)責(zé)這項(xiàng)技術(shù)設(shè)施的運(yùn)作，并運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)改善這個(gè)核電廠的商業(yè)實(shí)踐。

羅德說(shuō)道：“回想我最初在豐田公司工作時(shí)，我們就實(shí)施了精益方法，但是每件事都要在紙面和卡片上去做。精益方法的確很好，但是虛擬現(xiàn)實(shí)為你打開(kāi)了另一扇門。它讓你親眼看到產(chǎn)品或親身體驗(yàn)服務(wù)。你有了一個(gè)1：1的模型，因此可以容易地轉(zhuǎn)換不同的場(chǎng)景?！?/p>

羅德稱：“我們正運(yùn)用質(zhì)量管理相關(guān)的所有工具和方法，圍繞如何使用這項(xiàng)技術(shù)，打造一個(gè)包括政策、流程、檢驗(yàn)方法在內(nèi)的完整框架?！?/p>

圖1為投影墻 。

目前，最多可以有20 人匯集在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中。也就是說(shuō)，來(lái)自企業(yè)各個(gè)部門的員工都可以帶上護(hù)目鏡，進(jìn)入同一個(gè)虛擬世界。

現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)之間的隔閡不復(fù)存在。這項(xiàng)技術(shù)有助于突破羅羅公司原有的固定模式，有利于激發(fā)不同部門的跨界合作。羅德指出：“這意味著我們可以做到不同職能部門的愉快合作，而不是固守自己的一畝三分地?，F(xiàn)在，上到部門總監(jiān)，下到車間操作員，都可進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，人人都可以有相同的體驗(yàn)，我認(rèn)為這一點(diǎn)很重要。”

制造業(yè)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能分析具體細(xì)節(jié)。羅羅公司的一個(gè)典型會(huì)議，可能是通過(guò)觀看一個(gè)車間來(lái)了解產(chǎn)品被如何處理，如員工在車間從不同路徑繞過(guò)某一臺(tái)機(jī)器導(dǎo)致的細(xì)微差別等。自2014年以來(lái)，羅德團(tuán)隊(duì)已辨識(shí)出約30個(gè)問(wèn)題，節(jié)約了近200萬(wàn)英鎊的質(zhì)量成本。

羅德說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)極大地改進(jìn)了車間常規(guī)操作流，以及我們處理和銜接不同流程的方式，它有助于我們維護(hù)和運(yùn)轉(zhuǎn)工廠，以及留意人力資源和設(shè)備的負(fù)荷，因此，現(xiàn)在我們很容易看出哪里有問(wèn)題阻礙了發(fā)展?！?/p>

憑借這項(xiàng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)幾乎同時(shí)探索無(wú)限多的場(chǎng)景。羅德說(shuō)：“我們可以呈現(xiàn)不同的場(chǎng)景，甚至可以融合這些場(chǎng)景，來(lái)找出最有利于我們的狀態(tài)。傳統(tǒng)方法則需要準(zhǔn)備大量的樣圖草案來(lái)進(jìn)行評(píng)估。虛擬技術(shù)的偉大在于，大量來(lái)自不同部門的員工可以同時(shí)研究這些場(chǎng)景?！?/p>

創(chuàng)新的下一階段

虛擬現(xiàn)實(shí)看似科幻影片，實(shí)則不然。這種里程碑似的設(shè)備正使羅羅公司走在創(chuàng)新前沿，降低了生產(chǎn)成本，推動(dòng)產(chǎn)品有效發(fā)展。

這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)格不盡相同，羅羅公司使用的是價(jià)值35萬(wàn)英鎊的高端的先進(jìn)版本。羅德強(qiáng)調(diào)：“這項(xiàng)技術(shù)的作用顯而易見(jiàn)，我們不必耗費(fèi)大量的精力去實(shí)際畫圖和做實(shí)物模擬就可以了解將要研發(fā)的新一代產(chǎn)品，還可以進(jìn)行虛擬體驗(yàn)。通過(guò)創(chuàng)造簡(jiǎn)單的環(huán)境，它一步步地幫助我們?cè)谛枰獣r(shí)交付每件事情。它也能讓我們能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，確保每個(gè)任務(wù)都有序進(jìn)行，并確保我們一次就做對(duì)?！?/p>

圖1　投影墻

同時(shí)，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，利益相關(guān)者可以親身體驗(yàn)、了解新產(chǎn)品能帶來(lái)的利益。這一點(diǎn)同樣重要。羅德說(shuō)：“我們可以馬上說(shuō)服人們，也就是說(shuō)，我們可以很快地通過(guò)一個(gè)方案，我們已經(jīng)在用這個(gè)設(shè)備處理企業(yè)的改善事宜?！?/p>

工程師2.0

這項(xiàng)前沿技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)變了羅羅公司核能部門的業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)方式。但是，管理團(tuán)隊(duì)也面臨著巨大挑戰(zhàn)，其中之一就是讓250多名員工適應(yīng)全新的工作模式，這也意味著企業(yè)文化的轉(zhuǎn)變。

羅德解釋道：“虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該確保我們準(zhǔn)時(shí)研發(fā)出好的產(chǎn)品。這樣說(shuō)說(shuō)很簡(jiǎn)單，實(shí)際操作起來(lái)則需要對(duì)所有員工進(jìn)行培訓(xùn)，讓他們熟悉這個(gè)領(lǐng)域，以確保質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)都能到位，支持企業(yè)達(dá)成預(yù)定目標(biāo)。過(guò)去，我們一直在2D 模式下工作，總是依靠制圖人。我們花費(fèi)了六到八個(gè)月的時(shí)間才轉(zhuǎn)變了所有員工?！?/p>

現(xiàn)在，羅德正在使用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)培訓(xùn)新的員工。作為新員工培訓(xùn)方案的一部分，羅羅公司要確保這些躊躇滿志的未來(lái)工程師們能很好地適應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)將成為未來(lái)設(shè)計(jì)和制造不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。

新員工們要花三個(gè)月體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，以確保他們從概念到實(shí)物的每個(gè)環(huán)節(jié)都了解這項(xiàng)技術(shù)，掌握這種設(shè)備的每個(gè)細(xì)微之處。

“我們的新員工是這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展者?！绷_德解釋說(shuō)，“我們是實(shí)務(wù)專家，所以，我們所做的就是讓新員工在職業(yè)生涯初期就了解這項(xiàng)技術(shù)，讓他們有機(jī)會(huì)接觸和了解這項(xiàng)技術(shù)本身及其發(fā)展進(jìn)程?！?/p>

將改變未來(lái)

羅羅公司虛擬現(xiàn)實(shí)的未來(lái)發(fā)展前景一片大好，這項(xiàng)技術(shù)不僅是管理手段，也是企業(yè)的一次體驗(yàn)。

企業(yè)正在調(diào)研各種不同的方法，來(lái)保證日常工作中更多地用到這種設(shè)備，以節(jié)約寶貴的時(shí)間和減少資金的投入。雖然羅羅公司已開(kāi)始使用大型投影墻的微縮臺(tái)式版Z Space One，但是羅德希望企業(yè)能把這項(xiàng)技術(shù)大量運(yùn)用到其他領(lǐng)域。

將虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)用到日常工作中的想法反映了行業(yè)發(fā)展的方向。隨著大眾越來(lái)越關(guān)注這種設(shè)備的功能，很快會(huì)出現(xiàn)低于50英鎊的設(shè)備，將使這項(xiàng)技術(shù)從科幻小說(shuō)走向日常生活。

虛擬現(xiàn)實(shí)的屏幕會(huì)變得更小，如小到32英寸，這意味著產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)是可以隨時(shí)在辦公室使用。因此，質(zhì)量管理團(tuán)隊(duì)可以用小屏幕進(jìn)行簡(jiǎn)短交流，大屏幕則專用于大型集體討論。

“我的目標(biāo)是盡可能提高效率?！绷_德解釋道，“我希望更小的屏幕能大量投入使用，讓人們?cè)谧约旱陌割^就能使用這種設(shè)備。工程師可以與質(zhì)量管理者、質(zhì)量經(jīng)理進(jìn)行合作，分享思想，以推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的更廣泛應(yīng)用?！?/p>

羅羅公司正在研究如何將虛擬現(xiàn)實(shí)與另一新興技術(shù)3D打印結(jié)合起來(lái)，來(lái)改變大家對(duì)制造的固有理念，并大幅縮短生產(chǎn)周期。

如果此技術(shù)研發(fā)成功，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，就能做到在幾天內(nèi)甚至幾小時(shí)內(nèi)完成視覺(jué)設(shè)計(jì)并直接用電腦系統(tǒng)打印出零部件。

羅德透露道：“我們可以在完成產(chǎn)品視覺(jué)設(shè)計(jì)后用3D打印來(lái)快速成形，這樣，我們可以快速縮短產(chǎn)品從概念到生產(chǎn)的周期。這無(wú)疑會(huì)是制造業(yè)的下一個(gè)大熱門。關(guān)于是否使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，我最初是猶豫的，因?yàn)槟菚r(shí)我不知道它能帶來(lái)多少利益。如今，我顧慮全消，建議所有企業(yè)都使用這項(xiàng)技術(shù)?！?/p>

虛擬現(xiàn)實(shí)的多功能性的確驚人，顯而易見(jiàn)它將改變未來(lái)，對(duì)羅羅公司來(lái)說(shuō)，一切皆有可能。

虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展歷程

1838年

虛擬現(xiàn)實(shí)的第一次創(chuàng)舉——惠斯通立體鏡。

1984年

加隆·拉尼爾（Jaron Lanier）創(chuàng)建了VPL Research公司，首次提出了“虛擬現(xiàn)實(shí)”一詞。

2014年

臉書(shū)（F a c e b o o k）收購(gòu)Oculus VR公司，Oculus Rift是一款沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器。

2015年

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓羅羅公司一年節(jié)約了180萬(wàn)英鎊。

2016年

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已被國(guó)防軍工企業(yè)采用。

2020年，虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)價(jià)值將超千億英鎊。

（王蕓 編譯）