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最新消息| 日本南紀白浜機場用HoloLens2助力實現數字化轉型 | 2023-01-04 |
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查看引用信息源請點擊：映維網Nweon“機場數字化轉型”（映維網Nweon?2022年10月18日）南紀白浜位于日本和歌山縣南部地區，面向太平洋。這里是日本著名的旅游景點，包括千畳敷,三段壁和圓月島等自然美景觀，綿延600m的美麗海灘白良浜，以及飼養著熊貓和海豚等動物的白浜野生動物園。這里同時是日本著名的溫泉療養勝地，每年大量的游客都會來這里盡情享受位于海邊的崎之湯，牟婁之湯，白良湯，松乃湯和白砂等多個熱門溫泉。受疫情和工作方式的多樣化影響，公共設施所要求發揮的作用正在發生重大的變化。為了提高機場來訪者的便利性和提高機場職員的業務效率等，南紀白浜機場正在積極進行機場數字化轉型，并通過機器人，Microsoft?Azure和HoloLens?2等技術和服務來支持這一舉措。下面這篇博文將介紹日本電氣株式會社NEC與南紀白浜機場、THK、微軟日本等共同致力實現的“機場數字化轉型”項目。1.以“機場型地方創生”為目標推進機場數字化轉型（地方創生是指，每個地區利用自己的特點建立一個自主和可持續發展的社會）隨著數字化的進展和社會和經濟方式的巨大變化，鐵路、道路、機場等公共基礎設施提供的價值正在進行重新評估。例如，鐵路車站不僅作為支撐人員流動的基礎設施，同時作為人和物聚集的場所被活用。但是，鐵路車站近年來提供了用于遠程工作的辦公室功能等。另外，在電動汽車和自動駕駛車的利用擴大中，道路正在為收集傳感器信息的設備進化。將道路本身作為支持電動汽車一邊行駛一邊能充電的研究正在進行之中。在這種情況下，南紀白浜機場和日本電氣重新將機場作為地域活性化和地方創生的據點，為提供新的價值而努力。兩家公司與THK、微軟等一起成立了通過5G實現機場運營業務數字化轉型的共同項目，推進機場設施維護業務的智能化和面向機場利用者的新顧客服務。經營南紀白浜機場的池田直隆表示：“本公司以‘機場型地方創生’理念進行事業運營。我們的使命不僅是管理機場，同時要將其轉變為一個樞紐，通過向世界傳達本機場提供的所有景點并吸引眾多游客，為和歌山縣紀南地區注入活力。所以，數字化轉型和數字技術至關重要。機場運營具有許多不同的任務，例如空中交通管制、跑道管理或票務。對于像我們這樣的地區性機場來說，雇用和培訓能夠勝任相關工作的人員一直是一個挑戰。我們必須立即提高工作效率和多任務能力。我們同時想向來到機場的人們展示最新的數字技術所能取的成就，特別是當地的孩子，這樣他們就可以為自己的社區感到自豪和充滿希望。我們雄心勃勃，而這個項目是實現所述目標的第一步。”自2021與日本電氣和其他合作伙伴啟動這一聯合項目以來，團隊已經建立了一個高速本地5G網絡。然后自2022年以來，重點轉移到引入數字維護計劃和改進基于微軟HoloLens2和云服務（包括MicrosoftAzure）的客戶服務。2.同時致力于“維護管理業務的效率化”和“顧客服務的提高”南紀白浜位于日本和歌山縣南部地區，面向太平洋。這里是日本著名的旅游景點，包括千畳敷,三段壁和圓月島等自然美景觀，綿延600m的美麗海灘白良浜，以及飼養著熊貓和海豚等動物的白浜野生動物園。這里同時是日本著名的溫泉療養勝地，每年大量的游客都會來這里盡情享受位于海邊的崎之湯，牟婁之湯，白良湯，松乃湯和白砂等多個熱門溫泉。這一聯合項目的議程之一是在項目團隊推動機場數字化轉型以實現機場型地方創生的目標時，融入所述的區域特征。日本電氣的山中淳史說到：“為了引入新的機場運營方式，改善客戶服務，我們需要在為客戶服務創造資源的同時對現有流程進行全面審查。考慮到這一點，我們決定并行開展兩項活動，一項是提高工作效率，另一項是改善客戶服務。即，為前者引入數字維護程序，另一個是為客戶服務改進引導機器人。我們的目標是提高工作效率和改善客戶服務。”團隊圍繞HoloLens2設計了數字維護程序，從而幫助一線員工可視化飛機跑道檢查歷史，并有效檢查機場周圍的樹木和結構是否超過其高度限制。同時，機器人引導計劃旨在通過移動機器人向機場游客展示周圍的路線。正如山中淳史所解釋的一樣，這兩項舉措都有相同的主要目標：即提高現有工作的效率和機場工作人員的生產力，同時提供新的價值觀，例如更好地為當地人和機場用戶服務，以及培訓和培養數字化人才。池田直隆補充道：“例如，新的數字維護計劃將以HoloLens2等新方法為基礎，利用它們來提高我們的工作效率，并鼓勵在這里工作的人們通過掌握最新技術來享受他們在這里所做的工作。機器人指南是我們客戶服務的新方法。我們同時希望機器人能夠與人類員工一起工作，為現有服務增加新價值。”3.采用HoloLens2簡化檢查作業，利用錨定和點云數據實現高速開發為了滿足南紀白浜機場對機場區域振興的要求，日本電氣在選擇充分利用微軟設備和云服務的潛力之前研究了不同的方法和途徑。日本電氣負責使用HoloLens2開發數字維護程序的北村真奈美回憶道：“數字維護程序基于兩個用例。一個是跑道表面檢查記錄的可視化，另一個是零檢查樹高度的任務更加高效。每一天，工作人員都會檢查跑道表面是否有損壞或凹痕，并使用文本和圖片記錄結果。由于工作人員無法訪問檢查歷史記錄，所以這個過程效率不高，因為你很難區分受損表面和健康表面。至于樹木高度檢查，工人們不得不依靠雙筒望遠鏡進行目視檢查，并確保樹木不會高于允許的高度。確保準確度一直非常困難，如果工人們過于關注準確度，他們將需要花費太多的時間才能完成工作。為了提高檢查作業的效率，我們研究了許多不同的選項，并決定采用MR眼鏡是最好的解決方案。”如果這僅僅是為了檢查跑道表面損壞情況和機場周圍樹木的高度，用于設施外部檢查的其他方法可能同樣有效，如固定攝像機、機器人或無人機。但這對團隊而言尚遠遠不夠，因為機場檢查人員必須仔細檢查缺陷，并在需要時立即修復，而所有這一切都高度依賴于工作人員的經驗和技能。北村真奈美指出：“當我和檢查人員一起外勤時，我發現工作時的雙手自由非常重要。因此，我們開始考慮允許你自由使用雙手的智能眼鏡。另一個挑戰是正確判斷損壞或孔洞，以及你面前每棵樹的高度。我們意識到在虛擬空間內顯示檢查歷史可以極大地提高工作效率效率，所以我們決定使用MR眼鏡。HoloLens2是最佳候選。員工可以直觀地使用這一設備，它可以直接連接到網絡，其標準功能豐富到足以促進開發過程。”事實上，HoloLens2允許項目團隊在演示階段就非常高效地開發了相關的系統，從而實現了工人可以立即使用的應用程序。任何人都可以使用AzureSpatialAnchors空間錨定功能訪問和管理檢查記錄，并共享名為“錨定”的坐標。對于高度檢查，使用空間映射生成的點云數據可以在HoloLens2顯示樹木和其他超高對象的高度。4.實現兩臺機器人的協調動作和遠程監控和操作，并支持將來的多種工作方式機器人向導開發存在兩個關鍵議程。首先是支持多個機器人一起工作。今天，人們一般認為機器人向導是放置在店面的機器，它可以檢測到新來的客戶，問候他們，解釋提供的服務，或者提供簡單的游戲。機器人只會呆在一個地方。它們無法站起來并一路帶領人們到達目的地。在這個項目中，機器人向導將在設施內漫游。每當機場旅客問路時，它們都會跟著游客，為他們指路。根據游客的目的地，特定區域的另一個機器人將接管向導服務。這個過程將由數個機器人一起重復，直到游客達到目的地。負責機器人引導程序的山中淳史表示：“這一次，我們通過本地5G網絡的服務器控制兩個機器人，測試它們是否能夠一個接一個地協同工作，帶領游客一路到達目的地。如果它們能夠協同工作，我們就可以允許更多的機器人協同執行復雜的任務。例如，一個機器人可以把游客帶到電梯。當游客離開電梯時并達到另一層時，下一個機器人可以接管。機器人同時可以有許多不同的功能。他們可以在漫游時作為移動數字標牌。當他們發現游客在尋找方向時，他們可以轉換為向導機器人。我們可以為每個機器人分配多個角色。將來，當它們不忙于引導游客或在晚上時，它們可以作為清潔工和保安。”第二個議程是機器人的遠程監控和操作。機器人的攝像頭圖像通過本地5G網絡發送，這樣機器人可以遠程實時地共享和監控所看到的內容。機器人同時可以接收命令，并在遠程進行控制。山中淳史說到：“我們的控制器不必在機器人所在的地方，因為它們可以遠程監控和操作。另外，操作團隊可以很小，因為幾個機器人可以集中控制。一個經驗豐富的工作人員團隊使用相關功能來提供高質量的客戶服務，即使在家工作都是如此。這個系統是一個非常好的工具，可以幫助他們后疫情時代更好地完成管理工作。”5.模塊化機器人平臺可在短時間內加速開發每個機器人向導都有一個自主驅動單元和一個大型LCD面板。所述機器人由THK的高級創意制作人永塚正樹開發。他說到：“我THK主要開發，生產并且向世界提供包括LM滾動導軌、滾珠花鍵、滾珠絲杠、電動智能組合單元等在內的機械元件，它們可以提高工業機械的性能。我們同時利用我們作為機械元件頂級制造商之一的專業知識和經驗，開發工業機器人元件和服務機器人。由于勞動力短缺和多樣化的工作方式，服務機器人的需求每年都在增長。像這樣的自主和移動顯示機器人已經在大量應用中取得了成功。”自主移動顯示機器人通常有一個處理器和一個像標準PC一樣的顯示面板。你可以在面板顯示根據不同需求定制的廣告內容，同時可以根據需要安裝各種應用程序來控制機器人。日本電氣開發了控制一組機器人并使它們相互協作的軟件，同時開發了任務控制軟件和指示應用程序。THK則對程序進行了測試，檢查它們在到機器人后是否能夠按預期執行。山中淳史指出：“在服務機器人領域，我們通常只看到一個或兩個機器人一起工作。更多機器人協作的應用依然非常有限。如果不同供應商為不同目的制造的大量機器人能夠一起協作，我們可以期待進一步提高生產力，支持人們的多種工作方式。所以，我們需要快速可靠的以及控制機器人的本地5G網絡等網絡。對于機器人來說，擁有一個模塊化平臺同樣至關重要，它可以令開發任務更容易，并能夠響應廣泛的需求。”作為模塊化和通用平臺，THK服務機器人具有明顯的優勢。永塚正樹解釋道：“將各種元件組合在一起開發不同類型的機器人，這是THK最喜歡的概念。元件可以非常靈活地組合在一起。項目開發時間非常短，但我們依然可以很快構建機器人來滿足規定的需求。更換每個元件十分簡單。”6.將希望和夢想帶給成人和兒童，想把“白浜模型”擴展到其他公共設施多個機器人的協作控制系統是使用各種Azure服務進行構建。它們包括用于建模和仿真的AzureDigitalTwins、用于分析大型數據和日志文件的AzureDataExplorer、用于處理流式數據的AzureEventHubs、用于收集物聯網數據的Azure-IoTHub以及用于無服務器計算的AzureFunctions。所述系統不僅僅是關于云服務。機場內的本地5G網絡成為這種多接入邊緣計算（MEC）環境的基礎，為機器人、物聯網節點、平板電腦、智能手機和眾多其他設備提供了快速寬帶連接。北村真奈美說到：“MEC環境基于AzureIoTEdge，一個使用眾多iAzure功能構建本地邊緣計算環境的平臺。在硬件方面，我們有NECExpress5800服務器。所述解決方案已作為NECExpress5800forMEC提供給我們的客戶。MEC環境不僅適用于機器人協作控制系統。它同時是使用HoloLens2運行數字維護程序的平臺。通過將IoTEdge與云端IoTHub連接，并同時使用本地和云資源，我們可以以較小的延遲高效地處理海量數據。”機器人向導和其他設備收集的物聯網數據由本地IoTEdge（在MEC環境中）處理，然后通過云端IoTHub發送給DigitalTwins和DataExplorer進行進一步處理，最后發送給PC和智能手機前端。山中淳史表示：“MEC環境是協作機器人控制、處理機器人發送的圖像、以及處理數字維護項目點云數據的不可或缺的平臺，而所有這一切都需要快速寬帶網絡。另外還有IoTHub，DigitalTwins，DataExplorer和其他AzurePaaS服務，它們對于機器人狀態管理和控制必不可少。在Azure中，日本電氣無需從零開始構建，從而能夠釋放我們的資源，并專注于集成管理和協作控制系統。Azure允許我們能夠在短時間內高效地開發系統。另外，這個項目明確了一個主要目標，即利用IoTEdge構建一個MEC環境，并驗證與IoTHub之間的Azure服務的互操作性，展示基于本地5G網絡的基礎設施情況。接下來的步驟可以是機器人之間的協作、機器人與人一起工作、機器人基礎設施合作，以及許多其他使用本地5G網絡和機場和其他公共設施中提供的Azure的新服務。”所述聯合項目驗證了維護和指導服務在提高維護操作效率和客戶服務方面的用例。清潔和安全服務以及交付和其他運輸服務的用例驗證同樣可能包含在本項目中。池田直隆總結了這個聯合項目的成就和未來：“我認為我們在機場運營中提供了一個提升勞動力和改善客戶服務的解決方案，我們做得很好。但這并不是我們的唯一目標。我們的最終目標是幫助和歌山人民，尤其是兒童擁有夢想和希望。現在我們已經在南紀白浜機場建立了機場數字化轉向方法，我們可以推廣這種白濱模式，與其他地區機場以及任何其他公共設施共享，從而激勵整個日本。”日本電氣和微軟將繼續支持南紀白浜機場和其他組織，通過基于本地5G網絡構建MEC環境并提供多種解決方案，為區域社區注入活力。 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