工业机械行业面临的头号挑战
最近，工业机械市场面临着一个关键问题–工程师短缺。市场该如何应对这一挑战？
工业机械市场的问题–工程师短缺，实际上可以说是熟练劳动力短缺。随着经验丰富的工人退休，年轻专业人员的涌入跟不上日益增长的需求，这使得制造商越来越难以填补关键职位的空缺。随着阿尔法一代的崛起，这一缺口将进一步扩大。阿尔法一代是当今最年轻的人口群体，预计他们的规模较小，更加数字化，对传统的工业职业兴趣不大。据估计，美国有 4600 万 Alpha 一代，与美国 6800 万 Z 一代和 7200 万千禧一代形成鲜明对比（资料来源：美国人口普查局《美国人口预测：2017-2060 年》）。
推动工业机械行业发展的一个解决方案
劳动力的转变促使工业界重新思考如何解决人力资源短缺的问题。许多制造商正在考虑的一种方法是转向扩展现实 (XR) 技术，如增强现实、虚拟现实和混合现实，以大幅提高生产率。随着 XR 的价格越来越低廉，越来越容易获得，大幅提高生产率的潜力将使制造商能够更好地应对未来可用劳动力减少的问题。此外，XR 技术在彻底改变工程师完成设计的方式方面尤其有用。
工业设计是如何随时间演变的
传统上，工程师依靠 2D 显示器和多屏幕设置来浏览复杂的 CAD 环境。 工程师最初使用的是相对较小的屏幕，这些屏幕昂贵、笨重而累赘。这就是我（Tim Yerby）之前担任工程总监时的经历：我刚开始工作时，我的设计团队使用相对较小的 20 英寸平板显示器和过时的计算机来完成 CAD 工作，很难快速完成任务，因为审查修改需要时间，而计算机渲染修改则需要更长的时间。
为了提高我们的工作效率，我通过正常的公司 IT 审批流程，为我的团队申请新的计算机和显示器。三年后，我们终于收到了新设备：27 英寸的大屏幕和新笔记本电脑。更大的屏幕使我们更容易看到机器上更大的区域，从而提高了工作效率；相对较低的成本使我们更有理由至少拥有三个屏幕，这样就可以同时在几个屏幕上查看设计的不同方面。如今，配备多个平面屏幕的办公桌非常常见。
尽管多年来屏幕空间确实有所改善，但仍然存在局限性，尤其是在处理大型装配或复杂组件时。工程师经常浪费宝贵的时间缩放、平移和切换视图，这可能导致效率低下甚至设计疏忽。在一个对精度和速度要求极高的领域，屏幕的物理限制会阻碍创造力和生产率的提高。这就是利用扩展现实技术的沉浸式工程提供令人信服的替代方案的地方。当时我和我的团队开玩笑说，当我们完成对一项新技术的游说时，我们最终会得到一个沉浸式工程耳机，类似于游戏玩家使用的耳机，而不是传统的电脑。
定义沉浸式工程
沉浸式工程利用扩展现实 (XR) 技术（如增强现实 (AR)、虚拟现实 (VR) 和混合现实 (MR)）来创建直观的人机交互。它实现了对空间的无限操控；提供了一个虚拟的可视化工作空间；并提供了一种在虚拟设计审查和最终质量检查期间与机器一起比较材料清单的方法。沉浸式工程通常在佩戴耳机的情况下进行。
设计师使用沉浸式工程功能创建产品
身临其境工程将为未来的工业机械带来革命性的变化，它提供了一个全面协作的工作空间，创造了一个身临其境的现实，所有学科都可以利用它来可视化、理解、分析和优化产品设计。
的价值 沉浸式工程
- 通过精简团队提高生产力： 沉浸式环境简化了设计和审查流程，使精干团队能够在更短的时间内完成更多工作。在面临劳动力短缺和劳动力成本上升的情况下，这一点尤为重要。
- 更快上市： 通过实现快速原型设计、虚拟测试和实时协作，沉浸式工程大大缩短了开发周期，在不牺牲质量的前提下更快地将产品推向市场。
- 减少错误和返工： 全尺寸三维可视化可帮助团队更早地发现设计缺陷，避免它们成为生产中代价高昂的问题。XR 还有助于跨职能部门更好地相互理解，减少可能导致错误的沟通失误。
- 降低原型设计和试运行成本： 虚拟原型可替代多轮物理构建，节省时间、材料和劳动力。同样，身临其境的环境可以在开始安装之前对自动化系统进行虚拟调试。
- 改善跨团队和跨地点的协作： 分布式团队无论身处世界何处，都能在同一虚拟空间内实时协同工作（审查、注释和修改设计）。
- 增强培训和知识保留： 基于 XR 的培训计划可在安全、可重复的环境中提供实践经验，加快入职速度并提高员工留任率，这在经验丰富的员工退休后尤为重要。
- 更大的创新和竞争优势： 沉浸式工程技术为复杂机械的概念化、测试和迭代开辟了新途径，推动了创新，使早期采用者在快速发展的市场中获得竞争优势。
- 提高装配和现场服务技术人员的能力： 沉浸式工程可以扩展到使用虚拟现实和增强现实技术培训车间装配技术人员和现场服务技术人员，技术人员可以实时看到实际机器和虚拟机器，并在虚拟工作区获得工程团队的远程协助。
西门子 NX 沉浸式工程解决方案
沉浸式工程解决方案都提供相同的基本 XR 原理。然而，正确的解决方案将提供必要的集成和功能，这对推动基本创新至关重要，而基本创新又能超越竞争对手，抢占宝贵的市场份额。
西门子的 NX 沉浸式工程正是这种解决方案。该技术是西门子 NX X CAD 产品的一部分，可让企业与物理机械和环境的数字复制品进行交互，并在进行实时变更之前收集数据，从而在工业元宇宙中发挥作用。NX Immersive Explorer 提供桌面模式，用户无需佩戴耳机即可进入虚拟环境，并在全屏沉浸模式下进行浏览，从而获得更多设计信息。
NX Immersive Engineering 与索尼屡获殊荣的硬件搭配使用，有望更好地改变工业机械市场。这是一款由工程师为工程师设计的耳机，其完全集成的设计工作流程使其易于采用，无需任何复杂的 IT 技术。
通过采用这种令人耳目一新的技术，机器制造商可望改善整个企业的决策，实现首次正确的工程设计，提高整个价值链的可持续性，并通过改进设计协作释放新的商机。
还在等什么？
关于作者
Tim Yerby 担任西门子数字工业软件公司工业机械解决方案总监。蒂姆拥有 20 多年的工程、产品和营销管理经验，其背景横跨多个行业和学科。
Kelvin Juarbe 是西门子数字工业软件公司的产品工程软件营销经理。Kelvin 拥有 18 年以上的工作经验，曾帮助客户利用尖端技术获得竞争优势，尤其是在 CAD 解决方案方面。