Jste zde

Smíšená a rozšířená realita pro průmysl

Antonín Vojáček, 8. Duben 2023 - 16:38

Smíšená, rozšířená i plná virtuální realita přestává být jen hračkou pro zábavu a různé nezvyklé zážitky, ale začíná si razit cestu do různých praktických aplikací. Na blížícím se veletrhu HANNOVER MESSE 2023 si návštěvníci mohou vyzkoušet různé její praktické aplikace v živých ukázkách.

Rozšířená realita (XR) označuje všechna kombinovaná skutečná a virtuální prostředí a interakce mezi člověkem a strojem, a je proto zastřešujícím termínem pro reprezentativní formy, jako je rozšířená realita (AR) a virtuální realita (VR), jakož i oblasti mezi nimi interpolované. Aktuálně tyto technologie aouhrně již přestávají být jen hračkou pro zábavu a různé nezvyklé zážitky, ale začíná si razit cestu do různých praktických aplikací.

Pro všechny úrovně a oblasti průmyslu, včetně oblastí vývoje, testování, montáží, údržby i logistiky, se již nabízejí specializovaná provedení softwarů a jejich napojení nejen na různé typy brýlí, ale i běžné prostředky, jako jsou chytré telefony nebo tablety. Pojďme se podívat na některé z nich, které budou i k vidění a vyzkoušení na stáncích příslušných výrobců letošního veletrhu Hannover Messe 2023.

Příklady oblastí s možností použití smíšené či rozšířené reality - prakticky všechny obasti průmyslu.

AR pro průmyslovou údržbu

Aplikace AR (Augmented Reality) pro průmyslovou údržbu umožňuje pracovníkům používat mobilní zařízení, jako jsou chytré telefony nebo tablety, k prohlížení a interakci s digitálními překryvnými vrstvami zařízení, dílů a příruček nad fyzickým světem. Tento přístup má pomáhat pracovníkům údržby snadněji diagnostikovat a řešit problémy či efektivněji a přesněji provádět opravy. AR aplikace využívá kameru k zachycení pohledu na zařízení nebo stroje v reálném čase a poté jeho obraz na displeji překrývá digitálními informacemi, jako jsou 3D modely, štítky nebo instruktážní videa. Pracovníci údržby pak následně mohou používat gesta, hlasové příkazy nebo dotykové obrazovky k interakci s informacemi, přibližování nebo oddalování konkrétních dílů a přístup k dalším údajům, jako jsou záznamy o údržbě nebo technické specifikace.

Konkrétně mohou aplikace smíšené či rozšířené reality pro průmyslovou údržbu poskytovat výhody v následujících oblastech:

Vylepšené školení: AR lze použít k poskytování interaktivního, praktického školení pro pracovníky údržby, které jim umožní učit se a procvičovat na virtuálních modelech zařízení, než budou pracovat na skutečných strojích.
Rychlejší diagnostika a oprava: AR může pomoci pracovníkům údržby rychle identifikovat hlavní příčinu problému a poskytnout podrobné pokyny pro opravy, zkrátit prostoje a zvýšit dobu provozuschopnosti zařízení.
Lepší komunikace: AR lze použít k usnadnění komunikace mezi pracovníky údržby, vedoucími a inženýry tím, že poskytuje přístup k digitálním informacím v reálném čase a umožňuje vzdálenou spolupráci.
Zvýšená bezpečnost: AR může pomoci zlepšit bezpečnost při průmyslové údržbě tím, že pracovníkům poskytuje virtuální varování a výstrahy, upozorňuje na možná nebezpečí a poskytuje pokyny pro bezpečné pracovní postupy.

Celkově mohou aplikace AR pro průmyslovou údržbu pomoci zlepšit efektivitu, přesnost a bezpečnost v procesu údržby, v konečném důsledku snížit náklady a zlepšit výkon zařízení. Systém "AR application for Industry Maintenance" je konkrétně softwarové řešení společnosti DigitalTwin Technology GmbH, které bude tato společnost prezentovat na veletrhu HANNOVER MESSE 2023.

Montážní pracoviště s AR

Montážní pracoviště s podporou AR je systém pro uživatelsky řízenou montáž komplexních produktových konfigurací, který využívá technologie rozšířené reality a strojového učení v úzké kombinaci. V tomto procesu může být lidský operátor veden CAD konfigurací digitálního produktu v procesu montáže v reálném světě. Kromě překrývání obrysů CAD modelu může systém také detekovat sekvenci montáže a tak poskytovat pracovníkovi přímou vizuální zpětnou vazbu o správnosti montážního kroku a také o přesném umístění a orientaci součásti. To nejen podporuje proces montáže, ale také umožňuje simultánní ověření podle CAD výkresu.

Kromě toho může lidský operátor těžit z podpory poskytované dálkově připojeným odborníkem, který mu tak vzdáleně přímo asistuje na jeho pracovním místě. Odborník může operátorovi vysvětlit správnou akci v přímé virtuální přítomnosti a promítnout ji na samotný objekt buď pomocí pokynů pro přímou akci nebo virtuálních anotací. Moderní AR systémy jsou již škálovatelné a mohou nabídnout podporu operátorovi prostřednictvím mobilních a na hlavě namontovaných XR (eXtended Reality) zobrazovacích jednotek (brýlí). Systém tak může i zcela nahradit montážní návody, které jsou v současné době většinou ještě ve fyzické podobě a kladou vysoké nároky na obsluhu z hlediska přenosu kompetencí z 2D zobrazení do 3D světa. Díky nové formě vzdálené podpory lze rychle a levně provádět i velmi složité montáže. Následná přejímka sestavy pak probíhá plně automaticky a je ihned ověřena dle referenční CAD specifikace.

Takový systém, označený jako "MACHINE@HAND", je například produktem společnosti Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD. Jeho součástí je i funkce editoru, která umožňuje jak programátorům, tak odborníkům vytvářet obsah pro různá moderní AR školení a podpory sestavování AR. Mimo smíšené reality umožňuje realizovat také školení v kompletní virtuální realitě na PC nebo přímo ve VR brýlích. Bude jej možné také vidět a vyzkoušet na veletrhu HANNOVER MESSE 2023.

Vývoj s AR

Smíšená realita AR umožňuje podnikům i urychlit a zjednodušit vývoj produktů. Vývojáři produktů mohou vizualizovat, upravovat a spolupracovat na komplexních 3D návrzích v AR a tak překlenout propast mezi virtuálním CAD plánováním a realitou. Příkladem je produkt Augmented Reality Engineering Space AR 3S společnosti Holo-Light GmbH, který je navržen tak, aby podporoval inženýry a průmyslové designéry především prostřednictvím rychlejšího vyhodnocování konceptů, včasné detekce návrhových chyb a zrychlených procesů – od plánování přes návrh až po implementaci. Tímto způsobem lze nejen zkrátit dobu uvedení na trh, ale také eliminovat různé pracovní cesty a zdroje potřebné pro prototypování, čímž minimalizuje náklady a ekologickou stopu.

AR 3S je, dle informací výrobce, více než jen prohlížeč. Každý člověk zapojený do procesu vývoje produktu může jeho prostřednictvím pracovat na stejném digitálním dvojčeti a provádět kontroly návrhů v reálném čase, bez ohledu na místo své práce. Díky integrované technologii streamování neexistují žádná omezení pro úroveň detailů, velikost souboru a počet polygonů zobrazovaných 3D hologramů. AR 3S navíc může běžet jak v lokální síti (on-premise), tak v cloudu. Díky tomu by měl být Augmented Reality Engineering Space vhodný pro nespočet průmyslových případů použití, jako je prototypování, testování designu, tovární simulace nebo pohlcující školení. Různé společnosti z automobilového průmyslu, letectví a dalších oblastí strojírenství, jako například BMW, Bilfinger a Danfoss Climate Solutions, již s jeho pomocí optimalizují své pracovní postupy. Konkrétně například ve zmíněném BMW již spoléhají na AR 3S při zkrácení vývojových cyklů o 25 %, čímž ušetří až 12 měsíců při hodnocení konceptu. Implementací smíšené reality do procesů lze odhalit nedostatky v návrhu již v rané fázi a sloučit virtuální obsah se skutečnými komponentami, aby okamžitě ověřili koncepty a prototypy.

Z pohledu napojení na hardwarové prostředky pak AR 3S podporuje interakci s různými produkty 3. stran, jakými jsou například Microsoft HoloLens 2 (nyní podporuje VR brýle) nebo Meta Quest 2 při použití funkcí od zobrazení řezů a X-Ray režimu, až po detekci kolizí a značek přímo na objektu. Navíc poslední aktualizovaná verze AR 3S 1.4 přináší řadu dalších užitečných nových funkcí, jako je měření úhlu nebo rozložené zobrazení, a také optimalizované uživatelské prostředí. Rakouská společnost Holo-Light z Innsbrucku představí tento svůj produkt poprvé i na letošním veletrhu HANNOVER MESSE 2023. Firemní manažeři, inženýři a průmysloví designéři tak mohou využít návštěvu veletrhu i k vyzkoušení vizualizace složitých 3D CAD modelů v plné velikosti.

Závěr

Výrobci technologií smíšené (AR), rozšířené (XR) a virtuální reality (VR) představí své produkty také letos na veletrhu HANNOVER MESSE. Veletrh HANNOVER MESSE nabízí ucelený obraz technologických možností pro průmysl dneška i zítřka – od digitalizace složitých výrobních procesů a využití vodíku k provozu celých výrobních zařízení až po použití softwaru k evidenci a snižování emisí CO2. Viz stránky výstavy na www.hannovermesse.de/en/.