(Русский) Виртуальная реальность в промышленности: возможности и ограничения

Sorry, this entry is only available in Russian. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Технологиям виртуальной и дополненной реальности больше полувека. Мы привыкли видеть в них вотчину индустрии развлечений. На самом деле, VR и AR уже приспособили под свои нужды ведущие промышленные предприятия по всему миру. Проблема в том, что узкопрофильных решений для производственников на рынке нет, компании вынуждены под каждый проект собирать свой конструктор, самостоятельно решать задачи интеграции, конвертации и масштабирования.

 

Тенденции на рынке VR и AR

Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR) стали мейнстримом. Приложения на базе этих технологий задействованы в маркетинге, образовании, здравоохранении, индустрии моды, искусстве и прочее.
В 2014 году зафиксировано меньше миллиона пользователей «виртуальной реальности», в текущем году цифра перевалила за 150 миллионов. Аналитики из Zeon Market Research подсчитали, что в 2016 году объем рынка в денежном выражении составил порядка 2 миллиардов, к 2022 году он достигнет отметки в 26,8 миллиардов долларов.
d

 

Если посмотреть на распределение затрат в сегменте VR и AR, увидим, что сейчас это по большей части технология, ориентированная на конечных пользователей (в основном геймеров). Сегмент B2B здесь занимает миниатюрную долю от всех потребителей.

Промышленные предприятия вынуждены осваивать технологии виртуальной реальности, если хотят вписаться в историю «Индустрии 4.0.», встать на путь цифровизации и полной автоматизации производственных процессов. «Интернет вещей», VR и AR – важные составные части новой организации бизнес-моделей.

Согласно исследованию PwC, почти треть предприятий в США, вне зависимости от специализации, уже используют технологии VR в своей работе или планирует развивать подобные проекты в ближайшие три года.

Тест: Готово ли ваше предприятие к «Индустрии 4.0»?

 

Варианты приложений VR и AR для промышленности

Виртуальная и дополненная реальности могут использоваться на производственных стадиях, которые не требуют глобальной перестройки процессов, для оптимизации производственных цепочек и увеличения производительности.

 

Дизайн и прототипирование

Самый очевидный вариант приложений технологий VR и AR для производственников – дизайн новых продуктов. Сегодня дизайнеры и инженеры используют продвинутый софт для 3D графики, позволяющий визуализировать модели в трех измерениях.

Виртуальная реальность делает шаг вперед. Специалисты конструкторского бюро могут взаимодействовать с голографической моделью в реальном времени, симулировать разные варианты использования, примерять различные сценарии применения продукта и предсказывать потенциальные ошибки дизайна. Пионером данного направления стала компания Ford Motors.

 

Сборка продукции

Технологии «смешанной» реальности могут значительно облегчить сборку конечной продукции, состоящей из множества элементов. Здесь, опять же, в качестве примера можно привести кейс автогиганта Volvo. Компания в коллаборации с Microsoft HoloLens запустила проект, в котором рабочие конвейера используют очки смешанной реальности. В процессе сборки они получают гайды по правильной комплектации и тестированию работы деталей автомобиля.

hololens_storygrid3

Источник

Проверка качества

Ни один товар в цивилизованном мире не дойдет до полки магазина без стадии проверки качества продукции на заводе-изготовителе. Процесс довольно сложный и отнимающий много времени. Промышленники давно ищут варианты, чтобы сделать его более эффективным и производительным.

Немецкий университет прикладных наук недавно провел эксперименты, в которых продемонстрировал, как технологии дополненной реальности помогут упростить процесс проверки качества.

 

Сервисное обслуживание

Сложные промышленные товары нуждаются в регулярной сервисной поддержке. Специалисты сервиса должны обладать фактически теми же знаниями и навыками, что и инженеры на производстве: как техника работает, какие части, за что отвечают, как их правильно демонтировать и заменить.

Один из крупнейших производителей лифтов в мире, компания thyssenkrupp недавно выпустила инструкцию для сервисных служб на базе технологии Microsoft HoloLens, помогающую в реальном времени проводить ремонт и замену аппаратов.

 

Виртуальные тренажеры

Самый востребованный на сегодня вариант применения VR в промышленности – обучение персонала (операторов и специалистов поддержки). Уровень автоматизации производства требует высоких навыков от сотрудников, умения реагировать на нештатные ситуации. Для компаний со множеством офисов и площадок по всему миру это еще и вопрос унификации производственных операций.

Незапланированный простой оборудования, связанный с ошибкой, сбоем, может стоить предприятию серьезных финансовых потерь. Согласно исследованию Aberdeen Research, 82% производственных организаций по всему миру за последние три года сталкивались с подобной проблемой. Для крупных высокотехнологичных предприятий цена такого блэкаута может достигать 260 000 долларов в час. Средняя стоимость простоя по всем отраслям, по оценкам аналитиков, составляет 30-50 тысяч долларов в час.

Стоимость обучения «вживую» равна стоимости соответствующего оборудования и отдельного помещения, никто не позволит новичку тренироваться на действующей линии. Внедрение VR-тренажеров позволяет повысить квалификацию специалистов, качество продукции, снизить брак, свести риски ошибок и аварий к минимуму.

 

Кейсы «Газпром нефть»: плюсы и минусы технологии виртуальной реальности

Массовое внедрение в производство технологий виртуальной и дополненной реальности пока могут себе позволить лишь крупные игроки. Подобные проекты требуют серьезных инвестиций, порог захода навскидку можно оценить в миллионы долларов.

Профильных приложений для промышленности на рынке фактически нет. Компаниям приходится собирать свой конструктор из имеющихся гаджетов и софта. Настроенный технологический стек под текущие задачи сложно масштабировать, интегрировать или использовать для другого сценария.

Эти проблемы хорошо видны на примере проектов с VR ПАО «Газпром нефть». О них детально рассказал руководитель направления кроссблоковых проектов департамента систем управления блока логистики, переработки и сбыта компании Владимир Воркачев на одном из акселераторов ФРИИ (Фонд развития интернет-инициатив) в пошлом году.

«Газпром нефть» уже несколько лет создает цифровые двойники технологических цепочек на основе математического моделирования и виртуальной реальности. Моделируется установка (например, ГФУ), задаются ее характеристики и требования, отрабатывается реакция на штатные и нештатные ситуации. Это также позволяет формировать разные сценарии производства и с помощью аналитической модели предлагать оптимальные варианты решений.

Кейс 1: Разработка VR-тренажеров для обучения нового персонала

Технологический стек состоит из Unity + Oculus Rift DK1.

Обучение проходит в виртуальной модели. Виртуальные тренажеры похожи на игру. Запускается программа, она показывает объект, с которым взаимодействует оператор, те же приборы, все те же данные от реальной системы (давление, температура, подача сырья). Идет взаимодействие с конкретным производством, но без физического вмешательства. Здесь же можно поменять параметры: смоделировать отказ задвижки, покрутить вентили и т.д.

Плюсы: высокая детализация модели, эффект присутствия.

Минусы: низкое разрешение очков, отсутствие взаимосвязи с технологической моделью через очки, сложность формирования интерактивного контента и расширения текущего сценария использования.

По словам представителя компании кейсы, то есть модель отработки навыков, приходится создавать каждый раз с нуля, нет возможности масштабировать. Соответственно, нужны большие инвестиции.

 

Кейс 2: Разработка тренажера, направленного на повышение производственной безопасности

Технологический стек: Samsung Gear VR.

Плюсы все те же – возможность наглядно отработать с персоналом сценарии поведения на производстве.

Минусы: высокая стоимость съемки в формате 360, отсутствие возможности взаимодействия с пространством и перемещения в нем.

 

Кейс 3: Виртуальная переговорная комната

Была проведена серия совещаний топ-менеджеров компании из Москвы, Санкт-Петербурга, Омска в виртуальной комнате. Задача для подобного проекта очевидна – сэкономить на командировках.

Технологический стек: Samsung Gear VR.

Плюсы: высокая достоверность происходящего, сокращение коммуникационных барьеров, увеличение рабочей зоны переговорной комнаты за счет вывода данных на любую из стен.

Минусы: низкая эксплуатационная готовность очков (надо каждый раз преднастраивать). Несмотря на то, что сама технология показала себя хорошо, каждый раз подготовка к переговорам требовала длительной подготовки оборудования.

 

Кейс 4: VR в проектировании

В крупной производственной компании, связанной с разработкой и строительством новых установок, оборудования обращается огромное количество чертежей в виде 3D контента, которые нужно согласовывать, утверждать. «Газпром нефть» для строительства одной нефтеперерабатывающей установки выпускает порядка 200 тысяч документов только в финальной редакции.

Гораздо проще ссылаться на 3D модель, для которой делаются все чертежи. Если она верна, то и все документы по ней верны. Работать с такой моделью на обычном мониторе не эффективно. Виртуальная реальность позволяет подгрузить в модель несколько участников.

Подобная модель была разработана и работает безупречно. Недостатки ее в том, что нет инструментов ее упрощения, в 3D формате высокая точность чертежей не всегда удобна. Нет готовых конвекторов, чтобы регулярно загонять в модель текущие изменения, все делается вручную.

Потенциал применения технологий виртуальной и дополненной реальности в промышленном производстве огромен:

  • обучение и тренажеры;
  • виртуальные совещания;
  • интерактивное проектирование;
  • диагностика, обслуживание и ремонт оборудования;
  • машинные сенсоры в помощь человеческим органам зрения;
  • совместная приемка 3D моделей объектов;
  • удаленный контроль хода строительства.

Однако текущее состояние технологических решений VR и AR, удовлетворяющих в основном потребности индустрии развлечений, накладывает на внедрение их в производство ряд ограничений.

Имеющиеся на рынке устройства пока обладают низким разрешением и низкой автономностью в работе. Отсутствуют механизмы интеграции с инфраструктурой компаний. Нет отработанных процессов конвертации контента из инженерного формата в «игровой».