增強現實(AR)系統提供了一個技術平臺，允許真實世界和虛擬世界的和諧集成，在其應用程序中具有無窮無盡的功能。隨著信息技術的興起，增強現實技術在醫學、航空、制造業等工業應用領域做出了重大貢獻。

本文旨在通過調查制造業中AR技術的使用現狀，包括質量控制和維護，提供關于AR技術的深刻見解。它描述了AR技術如何集成到質量控制和維護，目前和可用的AR設備在使用，以及未來的研究方向。

創新已成為制造業的基本特征，其目的是提高質量、控制污染和消除浪費。工業革命以數字革命和互聯網、智能組件、機器人和技術的廣泛應用為特征。

機器學習(ML)、人工智能(AI)、云技術等技術近年來，全球制造業發展迅速。在這個行業中，質量控制和維護在產品中起著不可或缺的作用。質量控制是生產過程中的一個重要環節，它直接影響著制造成本。缺陷件的生產降低了企業的利潤率，增加了企業的生產成本。

客戶檢測到的不合格品可能會導致兩倍于原產品的生產成本。同樣，維護也是一個關鍵方面，因為產品的質量取決于生產線上機器的健康狀態。技術、物聯網(IoT)、虛擬現實(VR)等技術被用于支持制造業活動，包括生產質量控制和維護在各個行業。

裝配

在現代制造業中，復雜的裝配是不可避免的。不管你是在組裝智能手機還是飛機引擎，許多零部件都必須放在a中盡可能快地排序。這可能是一項挑戰，因為在這個過程中，執行任務的人有時被迫走到一個工作站，查看pdf或視頻手冊。通過AR技術，組裝產品所需的指令被整合到AR眼鏡中，從而簡化了工作，節省了時間。因此，工人可以一直把手放在工作上，而不需要走進工作站查看其他指示。隨著HMD眼鏡的使用，開發人員使用的開發軟件，視頻流指令組裝過程。當三維指令與增強現實技術相結合時，學生可以學習交互式地加入技術。在視頻中擴展了機械部件的拆卸方法;其他視頻效果，如動畫，可以結合顯示現實世界的實際情況。在整個培訓過程中，學生可以按照各自的順序查看實際的裝配零件。必要的工具和技術，幫助組裝也顯示。然后，該系統引導學生進入一個逐步組裝和拆卸過程。增強現實技術使學習過程更具吸引力和實用性。下圖演示了執行組裝任務的工作人員。應用AR裝配過程中的某些特性來增加用戶舒適度和提高裝配過程中的質量，有三個關鍵領域。?

1. 音頻支持-當裝配機器時，開發人員可能會由于模糊的視覺而犯錯誤。AR應用中的音頻支持可以消除裝配錯誤。音頻可以被記錄為短音符信息輸入或蜂鳴聲信號，在裝配過程中發現錯誤時發出鈴聲。音頻支持在組織培訓課程時更有幫助，因為學生肯定會犯錯誤。這是更好的讓他們在第一次嘗試時糾正錯誤，而不是重新做這個過程。?

2. 增強文本- AR應用程序中信息的質量決定了裝配過程的質量。因此，加強文本在虛擬裝配環境中的整合至關重要。文本顯示在交互式菜單中，允許用戶導航附加信息。?

3.交互性-在裝配過程中使用的AR應用程序允許用戶與3D功能進行實時交互。這給了用戶舒適感。

維修

在過去，當一個行業的機器出現故障時，用戶必須呼叫服務技術人員，但是，使用基于知識的AR和維護輔助系統的力量，用戶現在能夠自己執行必要的服務過程。用戶通過掃描帶有AR顯示設備的機器，就可以發現缺陷。

此外，顯示器可以實時地向用戶指示如何修復機器中的故障。將顯示與下一個修復步驟相對應的增強。眼鏡上顯示的增強效果有助于工作人員識別要采取的行動。該技術可以使用動畫等亮點來指導工人的維修程序。該技術還可以在執行任務前將機器上的缺陷可視化。

閱讀冗長的pdf和文檔來執行復雜的修復任務，既耗時又費力。為了解決這個問題，Neumann等人提出了一個維修AR應用程序，可以幫助飛機上的維修人員測試電路[23]。該系統不僅可以對任務進行指導，而且可以檢測過程的各個階段，還可以檢測異常對象。此外，它還能探測到隱藏的物體，比如灰塵里的東西。要檢查制造業中的供水系統，建議使用支持語音的AR。用戶使用語音指令與系統相關。承擔這項任務的工人使用PDA來幫助系統定位他的位置。該位置激活了與水交互的當前視圖的增強。

系統。例如，技術人員可以通過聲音查詢閥門的壓力。該系統將聲音傳輸到管理設備的軟件，從而檢查閥門的狀態。這種集成對技術人員是有益的，因為他總是有可用的信息。此外，AR系統可以讓執行維護任務的工作人員訪問專家。有時是一個工人在表演

維修任務在發現問題時可能會遇到困難，而專家可能會有所幫助。該系統可以實時掃描問題并將圖形發送給專家。

兩者之間的音頻通常通過視頻饋送進行增強。工作人員需要實時按部就班地聽從專家的指導。

有些維護程序很復雜，需要專家的注意。Lipson等人的建議行業使用在線產品維護系統，以填補的差距

這個領域的專家。這避免了將專家運送到現場以建立或修復問題的額外成本。

相反，專家可以同時支持不同地點的許多維修。通過增加，該系統可以幫助現場工作人員進行維修。這對于需要經常維護的制造廠來說是很有價值的。該系統還可用于培訓多名受訓人員執行維護過程。來自不同地點的受訓人員與一名專家有聯系。通過HMD，它們可以實時訪問增強，并且可以像典型的電話會議一樣相互交互。除了降低成本和節省時間外，這些系統還能讓學員從彼此的錯誤中學習。

自動化

糾正不同生產階段的缺陷產品的成本可能是不經濟的。例如，修復客戶檢測到的缺陷的成本可能與生產相同產品的兩個單元一樣高。因此，行業需要通過質量控制程序來減少產品缺陷。在工業生產的各個階段，增強現實技術都是一種經濟有效的質量控制選擇。AR應用程序可以在檢查階段使用，在這個階段，應用程序會顯示圖形說明，指導用戶如何進行檢查。用戶進行檢查時，眼睛并沒有離開程序。因此，這節省了時間并減少了可能發生的錯誤。智能眼是博世公司新研發的質量控制AR設備。工人可以將成品與AR設備中的成品進行比較。操作員按照音頻演練中的檢查指令，通過聲音指令批準或拒絕產品。智能眼可以對有缺陷的產品拍照，照片會自動發送到中央系統進行審核。使用該裝置，檢測時間減少80%，誤差顯著降低。下面是一名員工使用智能眼設備進行檢查的圖片。

最近德國保時捷裝配廠采用了AR進行質量控制。這里的AR系統是在質量控制的最后階段使用的，然后再把車運送給客戶。對裝配的零部件進行徹底的質量檢查。元素被掃描并保存在數字數據庫中;工人們已經能夠通過汽車上的AR顯示器實時反檢查他們的位置。因此，確保車輛符合標準。

lw