Inżynier z wirtualną asystą

fot. OSRAM OS

Wirtualna oraz rozszerzona rzeczywistość tworzą wspólnie rynek, który zdaniem analityków Digi-Capital, do końca dekady osiągnie wartość 120 mld dolarów. Eksperci IDC przedstawiają jeszcze bardziej optymistyczną prognozę, przekonując, że będzie to wartość rzędu 160 mld $. Oczywiście, wszystko zweryfikuje czas, jednak już dzisiaj pewne jest jedno – znaczny wpływ na jego kształtowanie wywierać będzie branża produkcyjna.

Argumentów przemawiających za powyższą hipotezą nie brakuje, zaś wśród przedsiębiorstw nie tylko informujących o wykorzystaniu technologii VR/AR w procesach produkcyjnych, ale także dzielących się korzyściami z ich wdrożenia, bez problemu można natrafić na takie marki jak Ford, Lockheed Martin, BMW czy Airbus.

Trendsetter od ponad 100 lat

Fabryka otwarta przez Henry’ego Forda przed ponad stu laty, niejednokrotnie wzbudzała ogólnoświatową sensację przełomowymi wdrożeniami technologicznymi – dość wspomnieć o rewolucyjnym rozwiązaniu z taśmą montażową, bez której nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej, hali produkcyjnej. Na miano trendsettera należy jednak widocznie pracować nieustannie. Amerykański producent przewodzi w globalnym wyścigu graczy rynku automotive pod względem adaptacji rozwiązań wykorzystujących AR i VR. Inżynierowie firmy są w stanie tworzyć w wirtualnym środowisku kompletne modele aut, począwszy od układu napędowego na tapicerce kończąc. Autorski system FIVE (Ford Immersive Vehicle Environment), bazujący na okularach typu Oculus Rift czy HTC Vive, pozwala im przekładać projekty CAD na wirtualne samochody generowane w bardzo wysokiej rozdzielczości, przez co są oni w stanie dokonywać szczegółowych pomiarów auta z dokładnością co do milimetra, a nawet zająć miejsce w jego kabinie.

Technologia okazuje się również pomocna w międzykontynentalnej łączności poszczególnych fabryk Forda – specjaliści z Azji czy Australii mogą wspólnie z zespołem z Dearborn w stanie Michigan „zwiedzać” wnętrze nowego samochodowego konceptu. Znaczne przyspieszenie procesów produkcyjnych oraz wsparcie łączności umożliwiającej realizację wspólnej, międzynarodowej debaty wewnątrz nowoopracowanego auta, to jedynie zalążek korzyści z technologii VR. Kolejnym słowem kluczem jest tutaj także bezpieczeństwo – symulacja procesów produkcyjnych i różnych konfiguracji linii montażowych umożliwia identyfikację niebezpiecznych manewrów oraz potencjalnych zagrożeń zanim inżynierowie rozpoczną pracę „w realu”. Według informacji dostępnych na portalu TestDriven TV, Fordowi udało się w ten sposób zmniejszyć liczbę wypadków w fabrykach o 70%.

Pozostając w branży motoryzacyjnej, nie sposób pominąć BMW, które także ceni sobie brak konieczności budowania rzeczywistych, pełnoskalowych modeli koncepcyjnych. Ich miejsce, zdaniem specjalistów z Monachium, znajduje się w wirtualnej rzeczywistości. Producent zaaranżował nawet osobne „VR-Roomy”, w których symulowana jest podróż aktualnie opracowywanym modelem – środowisko testowe uwzględnia monitory otaczające testera, odgłos silnika zależny od osiąganej prędkości oraz hałasy docierające z zewnątrz po to, by ocenić m.in. wyciszenie wnętrza samochodu bez konieczności użycia prawdziwego konceptu. Ponadto, eksperci BMW przyznają, że dzięki wykorzystaniu technologii VR oszczędza się nie tylko czas, ale także pieniądze, gdyż tworzenie fizycznych modeli wielokrotnie okazywało się kłopotliwe, ze względu na pojawiające się wraz z rozwojem projektu zmiany czy konieczność uwzględniania wielu wersji wyposażenia, którymi dzisiaj można zarządzać w wirtualnym środowisku, za pośrednictwem kilku kliknięć.

Nastroje na naszym podwórku

To, jakie podejście do wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości mają wytwórcy, postanowiła zbadać firma DSR, dostarczająca zaawansowane rozwiązania IT dla przemysłu. Na pytanie, czy inteligentne okulary mogą mieć znaczenie dla firm, aż 64 proc. badanych uznało, że to rozwiązanie jest bardzo ważne, z tego 35 proc. uważa, że masowe wdrażanie tej technologii będzie miało miejsce za około 2 lata. Za nieistotne cyfrowe okulary uznało zaledwie 5,9 proc. respondentów. Co ciekawe, obecnie jedynie 6 proc. ankietowanych posiada w swojej firmie zespół, który testuje tę technologię, a 24 proc. planuje powołanie takiego zespołu w najbliższym czasie. – Choć technologia wirtualnej czy też rozszerzonej rzeczywistości wciąż jest rynkową nowością, to jej zastosowanie w obszarze produkcji jest bardzo obiecujące. Połączenie okularów z takimi rozwiązaniami informatycznymi jak Shop Floor Control, pozwala pracownikowi uzyskać pełen obraz sytuacji na linii produkcyjnej – widzi on wszystkie niezbędne informacje bez konieczności sięgania po nie do systemu IT. To nie tylko ułatwia i przyśpiesza pracę, ale umożliwia identyfikację  „wąskich gardeł” – zwraca uwagę Piotr Rojek z DSR.

Wymierne oszczędności

Na pytanie o to, jaka może być skala oszczędności dzięki wsparciu produkcji technologią rozszerzonej, bądź wirtualnej rzeczywistości, odpowiada słynny koncern Lockheed Martin, informując, że oszczędza za sprawą wykorzystania VR i AR już 10 mln dolarów rocznie. Choć zdaniem menadżera produkcji Darina Bolthouse’a, to i tak dość ostrożne wyliczenie. Koncern pierwsze kroki w adaptacji wirtualnych środowisk stawiał jeszcze przy opracowywaniu projektów myśliwców F-22 i F-35, przez ten czas pokonał długą drogę, by zwiększyć zaawansowanie produktów przy wykorzystaniu technologii AR i VR.

Obecnie eksperci pracujący nad bieżącymi projektami używają obrazowania 3D w wirtualnym środowisku celem wychwycenia wszystkich błędów na każdym symulowanym etapie procesu produkcyjnego, zanim jeszcze rzeczywiste komponenty trafią na halę. Jak przyznaje cytowany już menadżer, rozszerzenie projektowania na środowiska 3D jest naturalnym, kolejnym krokiem ewolucji w produkcji, w którym jeszcze niedawno rysowane na deskach kreślarskich modele wraz z adnotacjami, zyskują dzisiaj nowy wymiar użyteczności.

Lockheed Martin, podobnie jak BMW, dysponuje wirtualnym „poligonem” treningowym, nazwanym jaskinią - CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), gdzie operatorzy mogą swobodnie manipulować hologramami samolotów oraz statków kosmicznych przemierzających wirtualne przestworza, badając w ten sposób rzeczywisty stopień zaawansowania projektu i konieczność wprowadzenia ewentualnych poprawek.

O przydatności VR i AR w procesach produkcyjnych zapewnia również firma Konica Minolta, która opracowała autorską technologię „HOE: Holographic Optical Element”, mającą rozwiązać dotychczasowe problemy z urządzeniami rozszerzonej rzeczywistości, związanymi choćby z ich rozmiarem, ciężarem czy jakością interfejsu. - Korzystając z rozwiązania, pracownik na linii produkcyjnej może cały czas wykonywać niezbędne czynności, bo za pośrednictwem okularów dostarczane są mu wszelkie potrzebne informacje. Mogą one pochodzić np. z systemu ERP. Doświadczenia producenta pokazują, że okulary mogą zwiększyć nawet o 50 proc. efektywność operacji kompletacyjnych – zauważa Piotr Rojek z DSR, firmy współpracującej z Konica Minolta w obszarze Wearable Communicator.

Bratnia firma koncernu – Airbus, chwali się natomiast tym, że w procesie wytwórczym znacznie pomaga jej tzw. rzeczywistość mieszana i aplikacja MiRA (Mixed Reality Application), integrująca cyfrowe makiety w systemie produkcyjnym, do którego dostęp ma każdy z pracowników hali. Idea? Wyeliminowanie konieczności szczegółowego sprawdzania integralności wszystkich komponentów ręcznie i przeniesienie tego procesu do wirtualnej rzeczywistości połączonej poprzez sensory z samolotami na linii produkcyjnej. Efekty? Nicolas Chevassus, szef procesów przemysłowych w Airbus Innovations przyznaje, że MiRA skróciła czas potrzebny do sprawdzenia 60 – 80 tysięcy wsporników w kadłubie modelu A380 z 3 tygodni do 3 dni.

Smart-fabryki dla gospodarki

Rozszerzona i wirtualna rzeczywistość rewolucjonizuje również proces serwisowania, zarówno maszyn wytwórczych, jak i finalnych produktów. Tutaj warto posłużyć się studium przypadku niemieckiego producenta wind ThyssenKrupp. Serwisanci urządzeń firmy rozwiązują problemy techniczne przy pomocy gogli rozszerzonej rzeczywistości, mając przed oczami zwizualizowaną instrukcję postępowania oraz identyfikując problem w mgnieniu oka. Ponadto, gdy naprawa okazuje się bardzo problematyczna, mogą za ich pośrednictwem nawiązać łączność z inżynierami w siedzibie przedsiębiorstwa, którzy obserwując ich poczynania, mogą udzielać im rad w przypadku awarii. Wszystko to bez odrywania rąk od pracy.