AR в промышленном производстве: что нужно знать о технологии
Инженеры американской корпорации Boeing уже несколько лет, приходя на работу, первым делом…надевают AR-очки. Дополненная реальность помогает сотрудникам разобраться в сложной электронике, обеспечивающей безопасность пассажирского самолёта, а компании — повысить надежность воздушного судна, практически исключить риск человеческой ошибки и ускорить процесс сборки.
Бизнес сегодня внедряет AR в производственные процессы для решения конкретных существующих задач. Например, для того, чтобы упростить и оптимизировать рабочий процесс, удешевить и ускорить его, минимизировать производственные риски, а также, чтобы сэкономить время сотрудников и средства компании.
Технология при этом демонстрирует рынку всё большие и большие возможности.
Так, согласно прогнозам аналитиков ABI, уже к концу следующего, 2020 года рынок дополненной реальности принесет около 122 млрд. долларов дохода.
Эксперты уверены — AR сейчас находится на пороге быстрого взлёта и вскоре получит колоссальную популярность на самых разных рынках, а для промышленного производства в ближайшие годы откроет новые возможности. При этом кто-то всё ещё настроен скептически и не верит в результативность такого приобретения, предпочитая использовать проверенные годами методы.
Ниже разберемся, когда актуально дополнять реальное пространство виртуальными объектами в промышленном производстве, выясним как технологии повышают производительность сотрудников, обучают их сложной работе, помогают сократить производственный брак и обеспечивают безопасность труда.
Сложно ли предприятиям внедрить AR-технологию?
AR — технология новая, а потому с ней связаны очень большие ожидания со стороны компаний и некоторые риски.
При внедрении нового продукта важно определить целевые показатели производства, просчитать экономическую эффективность. Как правило, компания-разработчик осуществляет поддержку своего внедрения на местах, что позволяет снизить вероятность неэффективности технологического внедрения.
AR, как и другие цифровые инструменты, может создать для компании условия конкурентного преимущества на рынке. Обеспечить эффективность работы удаётся обеспечить, когда разработка обеспечивается сбором и систематизацией внутренних данных. Без этого условия у AR-разработчика не будет возможности дополнить необходимой информацией реальную жизнь, так как саму эту информацию необходимо откуда-то получать. Ряд подобных нюансов следуют соблюдать, чтобы сделать AR-формат доступным для профессий, имеющих определенную специфику работы: инженеров, конструкторов, сотрудников предприятий, занимающихся ремонтом, обслуживанием сложного оборудования.
Кто, где и как сегодня использует AR?
Capgemini Consulting и MIT Sloan School of Management проанализировали более 400 крупных компаний из разных отраслей, чтобы понять, как внедрение новых технологий отразилось на их работе и прибыли. Результаты исследования выявили,что финансовые показатели компаний, в том числе, зависят от решений компаний внедрять технологии в производственные процессы. Так компании, которые не пренебрегают технологиями, в том числе AR и VR, оказались, в среднем на 26% прибыльнее своих конкурентов. Перевод исследования можно прочитать здесь.
AR-технологии сегодня, в основном, используются для того, чтобы помочь сотрудникам разобраться в промышленных процессах, деталях производства, повысить информированность персонала.
Одним из таких примеров является проект RE’FLEKT, разработали который в Мюнхенском технологическом институте. Платформа создана для промышленных AR-решений и позволят при помощи портативных устройств проецировать дополненную графику на реальные изделия.
Внедрять дополненную реальность в реальные бизнес-процессы первыми стали мировые компании-гиганты, которые производят высокотехнологичные продукты для авиации, автомопрома, оборонной промышленности.
Ещё в начале 2014 года авиастроительная американская корпорация Boeing при помощи AR решила проблему установки компонентов бортовых систем самолетов, связанных между собой сложной системой проводов. Сотрудники компании ускорили процесс сборки жгутов и снизили риск совершить ошибку благодаря использованию технологии. До сих пор AR-система подсказывает сотрудникам производства последовательность установки и соединения электроники в самолетах Boeing. При помощи приложения оператор производства или электрик отдает голосовую команду: «Начать создание жгута. Сканировать заказ» и видит в очках дополненной реальности визуальные подсказки по сборке. В результате внедрения технологии, Boeing сократил время производства электропроводки на 25% и снизил уровень человеческих ошибок почти до нуля.
Мировой лидер по разработке, производству и распространению буровых и ремонтных установок итальянская компания Drillmec, внедрила дополненную реальность в повседневную работу сотрудников, выполняющих задачи по техническому обслуживанию, контролю и ремонту оборудования в удалённых от предприятия районах. В комплексе с технологиями, дополняющими зрение человека, Drillmec использует VR для обеспечения полевых техников аудио-и видеосвязью в режиме реального времени, а также для привлечения экспертов. Таким образом, AR помогает решать полевым работникам текущие задачи, а технология VR дополняет её и, в случае необходимости, связывает с реальными людьми — опытными консультантами.
Modum Lab разработали консультанта для промышленного производства, который оказывает сотрудникам сопровождение при проведении типовых ремонтных работ оборудования. Сейчас на крупных производствах для решения ремонтных задач сотрудникам необходимо вызывать сервисных инженеров. После внедрения AR-проекта сервисный инженер получает возможность работать с типовыми поломками удаленно и решать часть задач без необходимости выезда к месту происшествия. При помощи приложения и портативного устройства сотрудник ремонтной бригады может подсвечивать отдельные узлы в системе и указывать на них в пространстве, прокладывать маршрут до определенных узлов оператору, наблюдая за процессом починки дистанционно. Процесс ремонта сложнейшего оборудования, благодаря AR-помощнику, напоминает сборку конструктора, когда от сотрудника потребуется лишь взять необходимый инструмент, соединить детали и, согласно подсказкам, поместить их в нужное место.
При помощи технологии AR сотрудники биотехнологической компании BIOCAD могут изучать регламенты работы с лиофильной сушилкой и отрабатывать действия при типовых ошибках системы. Технология оказывает помощь в проведении типовых ремонтных работ при отказе оборудования.
Кроме того, при помощи несложных в использовании AR-приложений проводятся экскурсии по производству для новых сотрудников компаний: так процесс адаптации проходит быстрее, а необходимость в отвлечении опытных специалистов от работы отпадает. Технология, например, знакомит стажёров компании с генеральным директором, помогает разобраться в расположении и назначении департаментов и узнать о направлениях работы. Экскурсия с элементами AR позволяет быстро и без выездов узнать о деятельности компании.
В отличие от множества IT-изобретений, AR не работает самостоятельно, но отлично сотрудничает с человеком, дополняет его разум ценной и точной информацией, запомнить которую и воспроизвести безошибочно бывает под силу лишь высококвалифицированным специалистам с огромным опытом работы.
Не обошлось без применения AR-технологий и в разработке космических летательных аппаратов. NASA и авиастроительная американская компания Lockheed Martin используют AR для конструирования и строительства. В NASA заявили, что их специалисты используют AR-гарнитуры для проектирования космического корабля, который должен будет отправиться со специальной миссией на Марс.
Сегодня при помощи дополненной реальности крупные компании решают не только задачи, связанные с поломкой оборудования или работой со сложными устройствами, но и решают кадровые вопросы. Как правило, «текучесть» персонала влечет за собой еще ряд неприятностей для бизнеса: при недостаточной подготовленности новых работников компании тратят много времени и средств на их обучение, теряя миллионы рублей из-за простоя оборудования, отвлечения квалифицированных специалистов.
С целью уменьшения «текучести» персонала, экономии времени и денег AR внедрила российская компания «Технологии Энергосбережения Сибири». Дополненная реальность облегчила задачу не только работникам цехов, но и офисному персоналу. При помощи корпоративного приложения и смартфона сотрудники компании могли рассмотреть детали и схемы изделий, разобраться без особого труда в комплектующих. Внедрение упростило и разнообразило рутинную многим сотрудникам без опыта, существенно сократило число увольнений.
В журнале Behavior and social networking в этом году вышло исследование, посвященное эффективности VR технологий. Авторы сравнили виртуальную реальности с дополненной и пришли к выводу, что, хотя VR и является более вовлекающим механизмом нежели AR, дополненная реальность позволяет интегрировать виртуальные объекты в физическое пространство. VR же практически полностью блокирует информацию из физической среды, что делает невозможным или неудобным её использование в случаях, когда необходимо прямое взаимодействие с реальным миром.
Другими словами, AR позволяет пользователям взаимодействовать как с виртуальными предметами, так и с объектами в реальном пространстве, что делает AR незаменимым помощником при работе со сложным оборудованием.
Как устроена технология AR?
AR — технологии, которые дополняют реальное пространство виртуальным слоем.
Основная составляющая систем дополненной реальности — это графика, которая бывает дополнена звуковым сопровождением. Графика может выводиться в виде интерактивной истории, подсказок и много другого, поэтому дополненная реальность может просто представлять некую информацию, а может быть полностью интерактивной.
Человек может взаимодействовать с AR с помощью различных команд: жестов, контроллеров, маркеров, голоса или же путём правильного соблюдения последовательности действий.
При построении виртуального пространства относительно реального приложение может ориентироваться по маркерам или по реальным объектам (изображениям), которые распознаёт программа. Она определяет плоскости или некоторые элементы в реальном пространстве, относительно которых располагается виртуальный объект.
Распознование реальных объектов — сложный процесс, ведь для эффективной работы, устройства должны безупречно отличать реальные предметы друг от друга и в отдельных случаях даже их детали и текстуру.
Гораздо более распостранён сегодня первый вариант с маркерами, которые служат триггерами для запуска виртуальных объектов.Чаще всего под маркерами сегодня подразумевают обычные изображения-картинки, но также это могут быть маркеры, которые строятся по определенным правилам: ArUco-маркеры или VuMark.
Маркерами могут быть и некие реальные трехмерные объекты, которые сканируются устройством, затем сохраняются данные о сканируемом объекте и уже их распознает приложение. Программа анализирует элементы на полученном с камеры изображении, с помощью которых определяет положение маркеров, объектов в пространстве и выводит дополненную слой.
Самые популярные инструменты для разработки AR-приложения — Vuforia, ARCore и ARKit. Также существуют специализированные инструменты для разработки под такие устройства, как Magic Leap и HoloLens.
Какие устройства нужны для AR?
Для интеграции дополненной реальности с реальным миром необходимы, как минимум, простейшие устройства: подойдёт смартфон, позволяющий получить данные об окружающей среде, или планшет.
В случае, когда руки пользователя должны быть свободны, используют видео- или оптико-прозрачные шлемы, очки дополненной реальности. Популярны очки смешанной реальности HoloLens, разработанные Microsoft. Это первый шлем смешанной реальности и, вместе с тем, первый продукт Microsoft, операционной системе Windows 10 и подсистеме Windows Holographic. Устройство, правда, достаточно дорогое и покупка одного такого шлема может обойтись компаниям примерно в 300 тысяч рублей.
Другое аналогичное устройство — Magic Leap One с контроллерами, которые позволяют взаимодействовать с виртуальными объектами, стоит порядка 2700$ (180 тысяч рублей). Подробно об этом устройстве, его возможностях и эргономике мы писали в одной из прошлых статей блога. Приобрести устройство в России, правда, пока что не получится.
Интересно, что Citibank спрогнозировал, резкий скачок продаж очков дополненной реальности через несколько лет: AR-устройства начнут уменьшать продажи смартфонов с 2025 года, причём этот прогноз обусловлен долгосрочными инвестициями в ДР, в частности, от Apple и Google.
Вывод
Технология AR уже активно применяется в самых сложных процессах крупнейших промышленных компаний, упрощая задачи, которые требуют от человека выверенной точности, внимательности и большого количества времени.
Показателями скорого массового выхода технологии в сектор производства является прирост инвестиций в сферу AR, растущая заинтересованность технологией со стороны бизнеса и простота работы с дополненной реальностью, что важно для персонала, не имеющего большого объёма специальных знаний.
Кроме того, AR остаётся для пользователей интересным и вовлекающим инструментом, который ещё и способен увеличивать производительность компаний, повышать их привлекательность на рынке и превращать сложнейшие процессы на предприятиях в доступные и понятные сотрудникам.
В отчёте Layered о тенденциях и выводах исследования Mindshare Futures, проведённого совместно с Zappar, которое изучает технологию дополненной реальности, описывается нейробиологический эксперимент.
Ученые выяснили, что часть мозга, ответственная за кодирование памяти, показывает почти троекратное (2,9 раза) увеличение уровня активности при использовании дополненной реальности, по сравнению с приложением без AR. А это значит, что технология оказалась невероятно мощным и хорошо запоминающимся способом доставки сложной информации.
AR-решения сегодня становятся вполне понятными частями бизнес-процессов компаний, с рассчитываемыми затратами на производство и оборудование, предполагаемой экономической эффективностью. При этом технология развивается активными темпами, становится совершеннее, точнее, что даёт ей реальный шанс в скором времени стать незаменимым инструментом для компаний, чья деятельность связана со сложными производственными процессами.
