Дополненная реальность в промышленности

Владимир Макеев 2
               
                1.  Введение

  Всякий обычный человек,  работающий на  заводе, фабрике или ином предприятии обычно желает, чтобы у него работа шла хорошо,  без ошибок  и быстро. То есть работать производительно, получать премии и быть на хорошем счету у начальства.
В этом деле поможет – дополненная реальность!
  Существующие решения уже охватывают множество сфер: инструменты для автоматизации процессов и повышения производительности, обучение сотрудников, сокращение брака продукции, обеспечение безопасности труда.

  Например, с помощью дополненной реальности рабочие могут оперативно получать доступ к инструкциям и руководствам. Информацию они получают в виде видео, аудио, фотографиях, картинках или графиках. Такой подход позволяет снизить требования к квалификации специалистов, и уменьшить время на изучение и просмотр рабочих инструкций. Причём сама система способна, например, распознать форму детали для сборки и вовремя подсказать, если техник предпринял ошибочные действия по её монтажу.

              2.  Иностранные решения дополненной реальности

 Компания Boeing – одна из крупнейших аэрокосмических компаний на планете, которая строит самолеты для 150 стран мира. В бортовых системах самолёта содержится множество компонентов, связанных между собой системой проводов. Укладка и соединение кабелей производится по специальному шаблону, после чего их скрепляют в жгуты, а на концы кабелей устанавливают разъемы. Процесс работы занимает длительное время и требует особого внимания и ответственности. Последние 20 лет Boeing искала систему, способную сократить время на производство и устранение ошибок. В начале 2014 года компания внедрила решение дополненной реальности на платформе очков Google Glass. С помощью приложения оператор отдает голосовую команду: «Ок, Skylight. Начать создание жгута. Сканировать заказ 0447» и видит в очках дополненной реальности визуальную  карту по сборке жгута № 0447.
  Другой пример – компания Lockheed Martin, где внедрением проекта занималась компания NGRAIN. Инженеры завода используют дополненную реальность для получения визуальной подсказки по сборке самолёта F-35. В качестве основной платформы в компании используются очки дополненной реальности Epson Moverio BT-200, оборудованные специальными датчиками движения и глубины. Когда техник монтирует деталь тормоза на шасси, в очках дополненной реальности он видит все данные о том, где и в каком порядке нужно проводить сборку и подсоединять кабеля. В итоге весь процесс работы напоминает сборку конструктора LEGO, когда от рабочего требуется лишь взять подходящую деталь и поместить её в нужное место.
Таким образом, «программное обеспечение позволяет инженерам работать на 30 процентов быстрее с точностью до 96 процентов».
Технология Augmented reality позволяет дополнять физический мир голограммами, инструкциями или дополнительными справками, помогает в производственных процессах. Сегодня для запуска AR разработаны разные устройства — от смартфонов и планшетов до специальных очков. Так, рабочий надевает smart-очки, а девайс выводит на экран необходимую информацию о продукте, сообщает пошаговую инструкцию для работы, или устанавливает видеосвязь с коллегой.
Но заводские условия накладывают на все девайсы существенные ограничения: они должны быть противоударными и взрывозащищенными
Первым сертифицированным AR-устройством для производственных целей стал HMT-1 от немецкой компании RealWear. Устройство эргономично: его можно прикреплять под каску, оно не мешает использованию защитных очков в промышленной среде. Девайс позволяет рабочим получать доступ к документам и выходить на связь с другими сотрудниками, помогает с навигацией по производству.
.Аэрокосмический концерн Boeing начал применять умные очки Google Glass, чтобы ускорить работу своих сотрудников. Один из трудоемких процессов в корпорации — соединение кабелей между компонентами бортовых систем самолетов. Рабочим необходимо сохранять концентрацию и внимательно следить, чтобы отрезки нужной длины были проведены по точному шаблону и скреплены между собой в жгуты. Приходилось следовать инструкциям по сборке, сверяясь с информацией на ноутбуке и постоянно переключаясь между непосредственной работой и поиском информации.
Чтобы ускорить работу, было разработано специальное приложение для Google Glass: пользуясь умными очками и QR-кодами, сотрудник получает пошаговую инструкцию по прокладке проводов, при этом у него свободны руки. В итоге время на сборку сократилось на 25%, количество ошибок существенно уменьшилось.
В американской корпорации Lockheed Martin во время сборки истребителя F-35 инженеры используют очки дополненной реальности модели Epson Moverio BT-200. Они оснащены фронтальной камерой и помогают техникам в процессе: Инженер может видеть и реальные компоненты, и 3D-модели деталей, которые нужно установить, и инструкцию дальнейших действий. Благодаря новациям скорость работы инженеров увеличилась на 30%, точность — до 96%.
В автомобильном концерне Fiat Chrysler Automobiles благодаря системе дополненной реальности также добились  впечатляющих результатов. Те рабочие, которые пользовались при сборке зубчатых передач и цепей специальной AR-программой, выполняли свою работу эффективнее по сравнению с группой, которая пользовалась бумажными инструкциями. Производительность в «AR-группе» выросла на 38%, качество – на 80%.

Если в случае с виртуальной реальностью происходит полное погружение в созданный мир, то дополненная реальность (англ. augmented reality, AR — «расширенная реальность») – это технология, позволяющая дополнить окружающую нас действительность новой информацией. Этот эффект может быть полезен как для частного потребления, так и для использования на промышленном рынке.
Microsoft Hololens – это компактный компьютер в виде шлема, который пользователь надевает на голову. Устройство полностью автономное, то есть не привязано к сторонним гаджетам (смартфону, ноутбуку, камере и т.д.), и работает под управлением операционной системы Windows 10 без какого-либо проводного подключения.
Устройство построено на основе собственного уникального процессора Holographic Processing Unit (HPU), имеет встроенную акустическую систему, камеру, видеоускоритель и сенсоры. HoloLens оборудован двумя камерами, аналогичными тем, которые используются в Microsoft Kinect: одна работает в обычном спектре, другая – в инфракрасном. Они считывают и анализируют окружающее пространство. Это – база устройства.
Посредством API обрабатывается голография и выводится на экран из полупрозрачного стекла, которое не мешает воспринимать настоящий мир. Такое взаимодействие и создает эффект дополнительной реальности. HoloLens распознает жесты и следит за тем, куда смотрит человек. В зависимости от направления взгляда изменяется положение голограмм на экране. Помимо этого, устройство полностью совместимо с Microsoft Cortana, поэтому поддерживает управление голосом.
Скорость развития AR-технологии, а также глубина ее проникновения в реальные потребности предприятий, несомненно, будет интенсивно расти в ближайшие пять-десять лет. Поэтому те компании, которые начнут освоение технологии дополненной реальности уже сейчас, создадут нужный темп ее развития у себя для решения своих прикладных задач и, в конечном счете, обеспечат себе значительное конкурентное преимущество, обеспечивают  столь  необходимый  шаг  для  того,  чтобы  сделать  огромные улучшения общей практики и стандартизации сложных процессов. Упрощая
шаги  и  используя  различные  визуальные  подсказки,  а  также  систему
подтверждения качества, система дополненной реальности может обеспечить
большую  гибкость  в  производстве  без  дополнительного  риска  совершения
ошибок. Её  сила является в уникальной способности упрощать разнообразные
сложные задачи, связанные с современными  производственными и сборочными
процессами,  снизить  риски ошибок.
Система управления в дополненной реальности может быть мобильной, а
также в состоянии перемещаться и интегрироваться с оборудованием, которое
уже имеется в работе на производстве. Производственные инструменты, такие
как программируемые камеры машинного зрения, лазерные трекеры, роботы и
крутящиеся  пушки  могут  плавно  внедряться  для  обеспечения  точности
выполнения задачи, например, при выравнивании труб, закручивании болтов
или  последовательной  сборке  устройства.  Система  контроля  на  основе
проекции  может  иметь  проекты  и  чертежи,  обучающие  видео,  а  также
виртуальные измерительные приборы для ключевых шагов непосредственно на
рабочем столе. При этом все это располагается  прямо перед глазами оператора.
Инспектора могут подключать систему дополненной реальности  к своим
мобильным  телефонам  и  получать  обновления  при  возникновении  ошибок.
Таким  образом,  система,  в  свою  очередь,  сможет  эффективно  выявлять
проблемные  места.
Пожалуй,  самый  интересный  аспект  использования  технологии
дополненной реальности в производстве заключается не только в том, что она
уменьшает количество ошибок и повышает эффективность, но также то, что это
она делает рабочих более производительными, дает работу людям и сохраняет
их рабочие места.

Это все потому, что, в отличие  от  многих  автоматизированных  систем,  дополненная реальность  интегрирует человеческий интеллект  с  программным обеспечением, действуя в сотрудничестве с реальным живым человеком.
Система  дополненной  реальности  может  устранить  необходимость
письменных  рабочих  инструкций,  позволяя  персоналу  держать  все  задачи  в удобном  компактном  формате  перед  глазами  без  поиска  громоздких
инструкций. Умная и интуитивно понятная система контроля с дополненной
реальностью  предлагает  повышенный  уровень  участия  в  ручном  процессе
сборки  и  хорошо  работает  с  человеческой  изобретательностью  и  точностью
технологии,  и  это  именно  то,  что  нам  нужно  для  того,  чтобы  заставить
производственный сектор работать как надо на благо страны.

                3. Российские решения  дополненной реальности

 Первое российское приложение дополненной реальности было выпущено
компанией  VR  CORPдля  электромонтажного  производства. 
  Руководство компании  «Технологии  Энергосбережения  Сибири»  столкнулось  с  текучкой кадров, в результате чего много средств и усилий тратилось на обучение вновь  приходящих сотрудников. Для офисного персонала было создано приложение,
с  помощью  которого  любой  сотрудник  мог  навести  смартфон  на
электротехническую схему и рассмотреть в подробностях 3D модель готового
изделия, включая все её комплектующие. Особо это приложение актуально для
молодых  специалистов  без  опыта  работы Сокращение числа ошибок. Сокращение времени  рабочего цикла.
Навёл  на  электротехническую  схему  и  рассмотрел  все  подробности об изделии в его готовом виде.
Похожее  по  функционалу  приложение  было  разработано  для  рабочих
сборочного  цеха.  Вместо  электромонтажной  схемы  специалист  получает
информацию о размещении деталей и кабелей в будущем изделии, а подсветка
каждой  детали  вовремя  предупреждает,  если  используются  неправильные
комплектующие. Применение  дополненной  реальности  в  промышленности  даёт  компаниям  новое  конкурентное  преимущество.
               
   Дополненную реальность можно, я думаю, вполне сделать заводским рационализаторам.  Закрепив смартфон на козырьке легкой фирменной фуражки на откидном кронштейне, как очки у сталеваров, можно смотреть через камеру смартфона на собираемое изделие. С помощью специального  приложения  можно видеть инструкции  по сборке изделия, еще не закреплённые детали, на изделии совмещённые с реальным ещё не собранным изделием, на экране смартфона. Общение  техника с программой через голосовые команды. Дополнительная информация  поступает с заводского компьютера через  Vi-Fi.  С помощью этого приспособления можно в любой момент вызвать мастера, позвонить в нужную службу пообщаться визуально на расстоянии. Руки при этом свободные. Главное в этой рационализации -  составить  программу-приложение под  конкретное дело, ведь работа может быть разная.     Дополненная реальность не фантастика, а реальность наших дней!
   
                4. Заключение

Таким  образом,  дополненная  реальность  все  больше  проникает  в повседневную   жизнь,   внедрение   её может   увеличить   скорость производственного процесса, помогает легко получать доступ к необходимым  данным,  сокращает  время  простоя  производства,  снижает  до  минимума количество  ошибок  сотрудников  и  способствует  быстрому  их  выявлению.
 Технологии  дополненной  реальности  несут  в  себе  большой  потенциал  для
использования  в  сфере  корпоративного  обучения.



Июнь  2018 год