Rzeczywistość rozszerzona (Augmented Reality, AR) jest wciąż stosunkowo nową technologią, która stale się rozwija i ma coraz więcej zastosowań w różnych sektorach, w tym także w przemyśle. Jakie są korzyści związane z jej wykorzystaniem i jakie obszary zakładów produkcyjnych może ona zrewolucjonizować? Na pytania te odpowiadamy w pierwszym z cyklu artykułów poświęconych tematyce Augmented Reality.

Rzeczywistość rozszerzona to, w uproszczeniu, połączenie obrazów rzeczywistych z  generowanymi komputerowo. Najczęściej wykorzystuje się tu widok z kamery zamontowanej w urządzeniu (okulary, tablet), na który następnie nakładana jest grafika 3D oraz inne  informacje, w tym zwykle pochodzące z systemów IT. Technologia ta zmienia sposób  funkcjonowania wielu branż, takich jak medycyna, architektura czy sektor rozrywkowy, a dodatkowo coraz śmielej wkracza do świata przemysłu i automatyki.

Wykres: Rzeczywistość rozszerzona stanowi połączenie rzeczywistości wirtualnej i przedstawiania świata rzeczywistego

Możliwości AR w przemyśle

Połączenie systemów wizyjnych, przetwarzania obrazu, wymiany danych z z systemami IT oraz wyświetlania złożonych informacji – a to wszystko składa się na technologię rzeczywistości rozszerzonej – pozwala zarówno na wdrażanie nowych procesów w zakładach przemysłowych, jak też zwiększanie efektywności tych istniejących.

Rzeczywistość rozszerzona – przykłady wykorzystania w zakładzie produkcyjnym (USA)

W szczególności możliwe jest:

  • Uproszczenie wymiany informacji – dzięki AR pracownicy działów produkcji mogą bezpośrednio zgłaszać problemy inżynierom i zespołom obsługi technicznej, wyświetlać KPI w czasie rzeczywistym oraz analizować informacje – wszystko bez zakłócania produkcji,
  • Skrócenie czasu przestojów – wdrożenie systemów rzeczywistości rozszerzonej pozwala na szybsze reagowanie na występujące problemy z maszynami i instalacjami technologicznymi;
  • Wyświetlanie bieżących danych – operatorzy mogą wyświetlać informacje dotyczące maszyny lub przebiegu procesu; dodatkowo – np. skanując kody QR – można na bieżąco mieć dostęp do materiałów wideo, grafik, itp. w celu obsługi bądź naprawy urządzenia. Na przykład obiekty wirtualne mogą być pokazywane jako dołączone do tych rzeczywistych, obrazując, jak dana część ma być zmontowana lub zdemontowana. W ten sam sposób klipy wideo mogą pokazywać procedurę trudną do opisania w formie tekstowej. Zobacz przykład firmy Lockheed Martin, która eksperymentowała z wykorzystaniem AR podczas montażu samolotów F-35.
  • Dostęp do zasobów i wiedzy – mobilne technologie AR umożliwiają pracownikom łatwiejszy dostęp do zasobów, instrukcji obsługi czy podręczników użytkownika w celu rozwiązywania codziennych problemów. Pozwalają one także na zdalną pracę ze specjalistami, w tym w oddalonych geograficznie lokalizacjach.
  • Zarządzanie raportami i KPI – osoby odpowiedzialne za produkcję mogą łatwo dodawać zdjęcia czy filmy do bieżących raportów. Dodatkowo poprawie ulega komunikacja pomiędzy członkami zespołu.

W kolejnych rozdziałach przyglądamy się dokładniej trzem obszarom zastosowań AR: serwisowi i utrzymaniu ruchu, projektowaniu oraz szkoleniom pracowników.

Wykorzystanie Augmented Reality w montażu i organizacji produkcji

Inteligentny serwis

Dzięki zastosowaniu rzeczywistości rozszerzonej w przemyśle możliwe jest zupełnie nowe podejście do tematyki przeglądów, serwisowania i utrzymania ruchu. Przykładem jest prezentowanie instrukcji serwisowych na fizycznym urządzeniu. Wirtualne instrukcje nałożone na rzeczywisty obraz przyspieszają serwisowanie, dodatkowo zmniejsza się prawdopodobieństwo popełniania błędów. Technik może też zeskanować kod na części zamiennej i zweryfikować, czy  prawidłowo ją montuje, a także zobaczyć wizualizację docelowego systemu.

AR i wymiana danych ze SCADA (dużo narracji, ale warto pooglądać)

Dodatkowo dzięki możliwości wymiany danych online i komunikacji z innymi osobami z zespołu, możliwe staje się rozwiązywanie trudnych problemów przez osoby nie będące ekspertami w danej dziedzinie. W praktyce dzięki AR serwisanci mogą dokonywać napraw praktycznie bez konieczności uprzedniego szkolenia.

Wsparcie w utrzymaniu ruchu (Getac nie jest sponsorem tego filmu, w każdym razie nie u nas)

Jak  wyglądają takie rozwiązania w praktyce? Przykładowo Bosch oferuje technologie łączące Augmented Reality oraz live streaming w produkcji i serwisowaniu maszyn. Informacje cyfrowe otrzymywane przez pracowników (np. karty katalogowe, dane techniczne) są uzupełniane przez nagrania na żywo. Serwisant może oglądać wnętrze maszyny bez jej otwierania, zaś animacje z instrukcjami przeprowadzą go krok po kroku przez proces naprawy. Firma dostarcza też gotowe rozwiązanie dla branży motoryzacyjnej – Common Augmented Reality Platform CAP.

„Szkolenia rozszerzone”

Przedsiębiorstwa przemysłowe mogą wykorzystywać rzeczywistość rozszerzoną do organizacji  szkoleń. To zupełnie nowe podejście do kwestii przygotowania pracowników  do obsługi lub naprawy maszyn. Osoby uczestniczące w szkoleniu, dzięki nałożeniu wirtualnych modeli na obrazy rzeczywiste za pomocą urządzeń AR, dokładnie widzą jakie kroki  powinni podejmować aby np. wymienić uszkodzony komponent czy dokonać demontażu elementów maszyny. W tym samym czasie każda  czynność jest omawiana, a serwisant dostaje informację zwrotną o zagrożeniach związanych z niedopełnieniem procedury.

Branża motoryzacyjna – Mercedes-Benz

Rzeczywistość rozszerzona pozwala na wykonywanie  eksperymentów z założeniem różnych scenariuszy w wirtualnie wykreowanym laboratorium, co jest ważne dla firm, które nie posiadają zaplecza szkoleniowego. Warsztaty wykorzystujące rozwiązania rzeczywistości rozszerzonej to także możliwość redukcji kosztów – do ich przeprowadzenia wystarczy zwykła sala i okulary AR.

Jako przykład skuteczności tego typu szkolenia można wskazać na roadshow zorganizowany przez firmę Bosch w 2014 roku. Wtedy, w ramach Bosch Xperience Oculus Rift, samochód demonstracyjny odwiedził ponad 700 miejsc i około 10 tys. osób – głównie techników zajmujących się serwisowaniem pojazdów. Mogli oni korzystając z gogli Oculus Rift DK1 odbywać krótkie lekcje dotyczące m.in. silników i systemów hamowania. Przygotowanie całości wydarzenia zajęło około 4 miesiące.

Projektowanie i tworzenie modeli produktów

Rozwiązania w technologii AR coraz częściej wykorzystuje się także do tworzenia modeli  produktów i wizualizacji umożliwiających stworzenie wirtualnego produktu zanim zostanie on faktycznie wyprodukowany. Daje to możliwość oceny, czy będzie on spełniał  wszystkie założone kryteria i wymagania dotyczące ergonomii, bezpieczeństwa oraz funkcjonalności. Wielokrotne tworzenie i poprawianie prototypu przy zastosowaniu wirtualnej wizualizacji jest też szybsze.

Przykład montażu silnika z wykorzystaniem AR

Gdzie jesteśmy?

Rzeczywistość rozszerzona jest w stanie zrewolucjonizować pracę wielu firm. Choć na targach takich jak Hannover Messe regularnie oglądać można demonstracje gogli w zastosowaniach przemysłowych, wydaje się, że jesteśmy dopiero na początku drogi do jej powszechnego użycia w przemyśle. Powodem są zarówno kwestie technologiczne, jak też akceptacja omawianych rozwiązań w codziennej pracy projektowej czy serwisowej.

Boeing eksperymentujący z Google Glass w montażu wiązek kablowych do samolotów

Niezbędnym elementem jest posiadanie odpowiedniego sprzętu – urządzeń mobilnych do zastosowań przemysłowych – np. tabletów odpornych środowiskowo czy okularów/gogli, które są na tyle wygodne, aby nie utrudniały pracownikowi codziennej pracy. Dodatkowym wyzwaniem jest przyzwyczajenie zarówno ludzkiego organizmu do noszenia gogli AR i patrzenia na obraz, na który stale nakładane są informacje, jak też dostosowanie aplikacji i jej interfejsu do możliwości oferowanych przez urządzenie AR. Niezbędna jest też, o czym mówi wielu entuzjastów technologii AR, dalsza miniaturyzacja sprzętu.

Do tego wszystkiego konieczne jest posiadanie odpowiednich narzędzi IT (z obszaru CAD czy ERP), które będą źródłem danych dla inżynierów i techników wykorzystujących omawiane wcześniej urządzenia. Dopiero bowiem posiadanie tzw. „pętli cyfrowej”, a więc kompletnego systemu pozwalającego na wymianę danych w czasie rzeczywistym, pozwala na pełne skorzystanie z korzyści przynoszonych przez rzeczywistość rozszerzoną.

To dopiero początek

Bieżący artykuł stanowi wstęp do serii kilku publikacji poświęconych rozszerzonej rzeczywistości. W kolejnych przyjrzymy się rozwiązaniom oferowanym w tym zakresie przez kilka polskich firm , jak też spojrzymy na technologie AR szerzej, omawiając obszary jej zastosowań oraz rynek z nimi związany.

Produkty i firmy, które pojawiły się w artykule „Rzeczywistość rozszerzona w przemyśle” (lub materiałach źródłowych):