AR技术赋能航空制造：开启智能装配新时代

在航空制造业的精密装配车间，工程师们佩戴着AR眼镜，眼前呈现出虚拟引导信息与真实飞机部件的完美融合，曾经复杂繁琐的装配流程如今变得直观高效。这并非科幻场景，而是当下航空制造领域正在发生的深刻变革。

一、项目聚焦：航空装配的精度难题与AR破局

在西安交通大学一场项目启动会上，“基于增强现实的可视化智能辅助装配技术”青年科学家项目备受瞩目。该项目直击我国先进航空装备装配效率低下、产量不足的痛点，致力于借助AR技术实现高效、高质、低人因的智能辅助装配，为航空制造业带来突破。

飞机装配是一项复杂精细的系统工程，其质量关乎飞机的安全性和可靠性。传统装配模式下，工人面对海量零部件和复杂系统网络，依靠二维图纸和纸质工艺文件作业，极易出错。飞机线缆数量庞大、连接关系复杂，连接器种类繁多且插孔距离近，机体大部件对接、发动机安装等关键环节又易因二维图纸与工装夹具引发累积误差。提高装配精度、减少人为失误，成为航空制造业的核心挑战。

二、技术革新：AR提升装配精度的三大机制

（一）虚实叠加，直观指导

AR技术将虚拟引导信息与真实装配环境结合，创建虚实叠加的装配环境。通过基于二维平面标识的识别与定位技术实现连接器标定，光学字符识别进行线缆导线识别，最终现场实时定位追踪。工程师佩戴智能眼镜，可实时查看零部件三维结构模型、装配视频、作业工具选择及具体装配图纸等指导信息。

（二）精准定位，误差可控

在飞机装配人工环节，AR技术的虚实融合功能将装配指令叠加显示，这依赖AR系统精确的空间定位能力。有研究提出基于平面标志物信息的高精度增强现实辅助装配空间定位方法，实际应用中，AR技术可将装配误差控制在0.1毫米以内，实现超精确装配。

（三）实时反馈，纠错防错

AR系统提供实时视觉反馈，一旦操作者出现错误或偏差，系统会立即通过特定视觉效果提示错误。研究通过分析绩效表现与主观体验评分数据，找到合适的显示渲染方式和反馈体验更好的错误提示效果。

三、场景突破：AR在关键装配环节的应用

（一）线缆连接器装配

飞机线缆连接器装配复杂度高、易出错，基于AR的辅助装配方法相比传统纸质表格装配，效率更高，能减少现场操作人员且提高装配质量。

（二）大部件对接

在机体大部件对接、机翼 - 机身对接等关键环节，AR技术优势显著。空客A350总装线应用该技术辅助机翼 - 机身对接，系统实时比对激光跟踪仪数据与设计模型，生成修正投影引导。实践表明，关键对接孔的同轴度误差平均下降52%，装配时间缩短30%。

（三）狭小空间装配

飞机装配中存在狭小空间装配难题，工人无法看到零件与装配区域相对位置，仅依靠触觉反馈。有研究提出面向狭小空间的增强现实装配引导方法，通过穿戴式设备解决这一难题。

四、实践成效：AR装配精度的实质性飞跃

AR技术在飞机装配的应用已从概念走向实际，并在精度和效率上取得飞跃。以谷东科技的AR可视化装配指导系统为例，工程师通过智能眼镜实时查看装配指导信息，提高装配准确性，减少人为失误导致的返工和延误。具体数据显示，使用AR技术可使飞机维修效率提升60%，故障返工率下降85%，单次维修成本节约超40%。在装配引导方面，研究通过用户实验探索了高亮显示方式和错误提示视觉效果对装配操作及用户体验的影响，为优化AR装配系统的视觉设计提供依据，进一步提升装配精度。

五、未来展望：智能融合与精度新边界

随着光场显示、实时渲染等底层技术的突破，AR技术在飞机装配领域的应用潜力将进一步释放。

（一）智能算法融合

AR技术与AI算法融合是未来趋势。谷东科技自研的边缘计算盒子自带AI算法功能，让现场作业人员在无网环境下也能快速准确完成装配作业。

（二）数字孪生集成

数字孪生与AR技术结合将开创飞机装配新范式。通过配备摄像头的无人机捕捉飞机表面高清图像，转换为精确3D模型生成数字孪生，美国军方和行业服务提供商可使用该数字孪生在360度扩展现实环境中远程查看和管理飞机维护工作。

（三）用户体验优化

未来的AR装配系统将更注重用户体验。从用户研究角度考虑增强现实视觉呈现方式，基于用户需求优先级排序，优化视觉要素和错误提示设计，让AR技术在航空制造领域发挥更大价值，推动行业迈向更高精度、更高效率的智能装配新时代。