在2019年，日本汽車巨頭日產宣布了下一代汽車制造概念“日產智能工廠”，繼續致力于引入創新制造技術。2021秋天，栃木工廠的一條全新電動汽車動力總成生產線投入運營，主要生產和組裝豪車和跑車。為了指導這一過程，日產推出了一個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所需的技能，并且減少教員的工作量。

　　目前，日產正在測試利用數字技術來提高其生產基地的效率和員工操作技能。

　　1. 迫切需要創建一個能夠在當今不確定時代蓬勃發展的汽車制造系統

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

　　本文討論的IOSS是圍繞第三支柱進行突破的第一步。

　　為了應對全球對零排放汽車日益增長的需求，日產于2020年7月推出了全新風格的電動汽車Ariya。在栃木工廠，日產為這款電動汽車建造了一條全新的動力總成生產線，并已開始引入10種不同的數字解決方案。其中之一正是基于微軟HoloLens 2和Microsoft Dynamics 365 Guides的“IOSS”，通過全息技術來向工人提供技能熟練度培訓。

　　負責日產動力總成生產的公司副總裁兼動力總成生產工程與開發部部長村田和彥解釋道，日產智能工廠的起源可以追溯到一系列的社會和市場重大變化，以及日產應對新冠疫情等突發事件的目標。

　　他表示：“日本制造業目前正面臨勞動力萎縮，以及如何轉移和傳授有經驗工人技能的相關挑戰。新冠疫情令我們意識到，危機隨時都有可能在沒有任何預警的情況下發生。在當今這個充滿不確定性和不安全性的時代，汽車制造商建立能夠確保高質量產品持續生產且不受任何波動影響的系統非常重要，而我們在這一領域的新舉措之一正是IOSS。”

　　在這樣的背景下，日產Ariya生產線被選為引入IOSS的場所十分自然。

　　負責監督生產線的動力總成生產工程與開發部副部長村井勇一表示，IOSS是利用數字技術解決村田和彥部長發現的問題的一個新用例。

　　他表示： “目標不是數字化或自動化，而是提高生產的輸出質量。另外，由于人類技能最終決定成敗，我們認為生產中數字化利用的挑戰是如何改進和提高人員技能。IOSS允許操作員能夠在查看實際產品的同時看到MR工作說明，從而實現技能培訓。在這方面，我們對所述開創性的實驗感到非常自豪。”

　　2.因 “成本和易用性”而決定使用微軟產品

　　日產于2016年開始全面致力于將數字技術應用于生產現場。動力總成生產工程與開發部的加藤実千子回憶道，最初是從研究物聯網和其他基本技術開始，而自2017年以來的每一年都會開發并引入新項目。

　　她解釋道：“基于這一經驗，我們在2019年啟動了一項將IOSS納入至我們最新電動總成系統的項目。在另一方面，負責開發懸架的部門已開始研究基于虛擬現實的解決方案，而在2021年3月以來，他們已經將其用于評估焊接設備虛擬模型的工作性能。”

　　在開發IOSS時，團隊考慮了數個方案。除了HoloLens 2和Dynamics 365 Guides之外，日產同時有比較了其他公司的AR解決方案。生產技術部的清水一樹表示，“成本和易用性”是選擇微軟產品的主要原因。

　　他指出： “第一個決定因素是它提供了非常合理的訂閱費用。第二個決定因素是創建用于培訓工作程序的指導內容非常容易。后者是選擇產品的最重要因素。原因是，由于IOSS是用于生產現場，所以在那里工作的人員需要能夠修改和創建新內容。要做到這一點，至關重要的是提供一個允許用戶輕松創建或修改內容的用戶界面。在這方面，我們發現Dynamics 365 Guides的效果非常好。”

　　清水一樹補充道，在日產采用Dynamics 365 Guides后，由于HoloLens 2的固有集成性和與軟件的高兼容性，團隊自然而然地選擇了HoloLens 2。

　　另外，日產在2019年下半年正式決定在栃木工廠部署IOSS。根據動力總成生產工程和開發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，然后與相關各方進行了一系列的討論。

　　他回憶道：“在我們開始實際工作后，我們用了大約4個月的開發出第一個版本。之后，我們繼續對其進行改進，同時納入用戶反饋。大約6個月后，它于2021年9月正式發布。在第一版本的開發過程中，我們重復了一個采訪和改進的過程，同時讓工廠領班、主管和實際在生產線上執行目視檢查的人員使用系統，然后讓他們最終決定什么內容可以在沒有教員的情況下提供足夠的培訓。”

　　3. 縮短了學習技能的時間，大大減少了教員的時間和精力

　　清水一樹透露，團隊決定在栃木工廠的一條新生產線應用IOSS是出于一系列的挑戰，例如紙質手冊的不便和教員提供一對一教學所需的時間，所以他們希望通過數字化過程一次解決所有問題。

　　他解釋道：“在過去的培訓中，沒有辦法避免在接受教員指導或處理紙質手冊時觸摸實物的繁瑣方法。但在使用IOSS時，手冊和說明能夠疊加在HoloLens 2的視場中。這使得用戶能夠以高效、免手操作的方式學習。所述系統的另一個重要功能是，所有視頻都可以錄制，從而允許用戶通過查看視頻進行自學回顧。”

　　即使是現在經過一年的使用，團隊依然在根據用戶反饋每天進行改進。Dynamics 365 Guides能夠輕松創建和修改內容，無需任何編程或其他特殊IT技能。

　　清水一樹表示：“當然，要創造出易于使用的優秀內容，我們需要自己進行大量思考和設計。要做到這一點，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。”

　　工廠的一線工人認為這種持續審查和改進“減少了學習所需的時間，因為我們可以自己學習。”

　　清水一樹同時提到了教員的積極反饋，因為他們“希望減少培訓所需的工時，不必一直在現場授課有助于騰出時間。”

　　他解釋說：“作為效率提高的一個例子，我們的培訓時間已從10天減少到5天(減少50%)。我們同時希望能夠將教員培訓時間從10小時減少到1小時(減少90%)。盡管這只是估計，因為目前試點時間不是非常長，但我們相信所述數字完全可以實現。”

　　就IOSS的好處而言，另一個重要方面是它如何促進“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者自學的視頻并指出問題，并且可以客觀地審視自己的教學方法，反思自己的教學是否恰當。因此，隨著員工不斷學習，教員同樣可以獲得更多的洞察力和專業知識，這是傳統的‘紙面’培訓方法所無法實現的另一個好處。”

　　4. 將IOSS的應用擴展到其他工廠

　　據村井勇一介紹，日產計劃在未來積極將IOSS擴展到培訓以外的領域。

　　他解釋道：“IOSS最初設計時考慮到了各種用例，不單單只是培訓，而是作為一個系統并使用MR以三維方式傳達和顯示工作指導。為了充分利用這一多功能性，我們打算將所述系統推廣到日產汽車廠，以及雷諾和三菱汽車。”

　　據栃木工廠第三車軸課的井手正人介紹，團隊已經在計劃將系統擴展到其他部門。

　　他指出，“除了組裝電動汽車動力系統，栃木工廠同時有其他數個生產區域。未來，我們希望能夠積極主動地向這些工作區域進行演示。當我們首次推出HoloLens 2時，一些經驗豐富的工程師對嘗試它猶豫不決，但在反復使用之后，我們開始聽到這樣的評論：‘這太棒了’。“基于這一經驗，我們希望在未來擴大其使用范圍，將系統帶到盡可能多的地方。”

　　回顧這個項目，村井勇一認為最重要的變化是日產智能工廠概念能夠以IOSS的形式實現，而這標志著一個全新的開始。

　　他說道： “展望未來，我們需要積極主動地自動化可以被系統和機器取代的事物，同時專注于只能由人類完成的核心任務，例如傳授更先進的技能，以及研究和引進新技術。除非我們擁抱數字化，否則我們永遠無法實現我們的目標。我們希望繼續專注于這一領域，同時尋求微軟日本的幫助。”

　　基于日產智能工廠概念，這家公司將不懈地加快應對下一代汽車制造業的挑戰，同時整合公司廣泛的尖端數字解決方案。