Jak rozszerzona rzeczywistość może zrewolucjonizować produkcję?
Adobe Stock – zapp2photoWśród zaawansowanych technologii, które w ostatnich latach szturmem podbiją różne obszary, także w sektorze przemysłowym, uwagę zwraca m.in. rozszerzona rzeczywistość (augmented reality – AR). To wciąż stosunkowo młoda technologia, która stale się rozwija i znajduje coraz więcej zastosowań. Czy jest w stanie zrewolucjonizować pracę zakładów produkcyjnych?
Coraz więcej firm odkrywa możliwe zastosowania i zalety rozszerzonej rzeczywistości w sektorze przemysłowym. Dzięki technologii AR rzeczywiste obrazy można uzupełnić wirtualnymi informacjami, napisami, schematami i innymi detalami, a użytkownicy swobodnie poruszają się w tak stworzonej przestrzeni – np. w hali fabrycznej. Żeby uzyskać dostęp do dodatkowych wirtualnych informacji, wystarczy wyposażyć się w tablet lub smartfon. Obraz z kamery urządzenia uzupełniany jest o pożądane detale – np. powiększone okno podglądu. Szczególną zaletą jest to, że urządzenie przenośne można zabrać ze sobą wszędzie. Dlatego AR szczególnie nadaje się do takich obszarów zastosowań, w których wymagana jest duża swoboda ruchu, takich jak montaż, zapewnienie jakości czy konserwacja.
Wirtualna rzeczywistość skrywa prawdziwe otoczenie
Zbliżona technologia, jaką jest wirtualna rzeczywistość (virtual reality – VR), różni się tym, że zaprezentowany w niej użytkownikowi obraz zwykle jest alternatywną wersją prawdziwego środowiska. W tym celu konieczne jest noszenie specjalnych okularów, które całkowicie zakrywają oczy. Ogranicza to jednak znacznie mobilność, bo swobodne poruszanie się nie jest możliwe ze względów bezpieczeństwa.
Trzeci wariant, który stanowi połączenie technologii AR i VR, nosi nazwę mieszanej rzeczywistości (mixed reality – MR). W tym rozwiązaniu naturalne postrzeganie otoczenia miesza się ze sztucznie stworzoną rzeczywistością. Użytkownik musi mieć założone okulary, podobnie jak ma to miejsce w przypadku korzystania z VR. Soczewki są jednak częściowo przezroczyste, więc użytkownik zawsze może zobaczyć także prawdziwe otoczenie. Dzięki temu zastosowanie technologii MR jest znacznie elastyczniejsze niż pełnej rzeczywistości wirtualnej. Okulary MR są jednak obecnie wciąż bardzo drogie, dlatego ta technologia cieszy się mniejszą popularnością.
Szerokie obszary zastosowań rozszerzonej rzeczywistości
Z powyższych powodów rozszerzona rzeczywistość jest zazwyczaj najczęściej wybieraną metodą przez firmy produkcyjne. Technologia ta szczególnie nadaje się do prac montażowych, a także we wszelkiego rodzaju czynnościach związanych z zapewnieniem jakości lub konserwacją maszyn i urządzeń. Realizowane w tych obszarach zadania są często bardzo złożone – podobnie jak instrukcje pracy dla specjalistów, którzy wykonują daną pracę. Niestety, treści teoretyczne nie zawsze pomagają w praktyce.
Dzięki AR pracownicy mogą być prowadzeni bezpośrednio, krok po kroku w nowym dla nich środowisku pracy. Poszczególne etapy pracy można rzutować na komponent lub maszynę, dzięki czemu można łatwiej zrozumieć zasadę ich działania i jak z nimi postępować. Co ważne, instrukcja obsługi z zastosowaniem technologii AR może zostać użyta do praktycznie każdego rodzaju maszyny.
Konserwacja i serwis maszyn
Rzeczywistość rozszerzona może ułatwić wykonanie wielu procesów pracy, zwłaszcza w inżynierii mechanicznej i przemysłowej. Maszyny są często wykonywane na zamówienie i charakteryzują się dużym stopniem zróżnicowania – zwłaszcza w przypadku średnich przedsiębiorstw zamówienia są często bardzo specyficzne dla klienta. Ponadto wykwalifikowani pracownicy znajdują się zwykle pod dużą presją czasu. Dlatego należy szybko identyfikować i korygować błędy.
Na przykład aby uzyskać dostęp do uszkodzonego silnika, często trzeba zdemontować niektóre elementy, a następnie po naprawie ponownie je zamontować. Technologię AR można wykorzystać do pokazania, które elementy należy kolejno demontować – krok po kroku – aż do zakończenia całego zadania. Szczególnie zyskać mogą na tym MŚP, które wcześniej nie miały odpowiedniego know-how lub brakowało im specjalistów, aby samodzielnie przeprowadzić kompleksową konserwację. Wsparcie AR zmniejsza złożoność – a tym samym zależność od wsparcia zewnętrznego.
Wcześniejsza analiza konstrukcji maszyny
Zastosowanie rozszerzonej rzeczywistości jest korzystne też dla pracowników utrzymania ruchu. Mogą przygotowywać się na spotkania z klientami, ponieważ dzięki cyfrowej dostępności danych mogą z wyprzedzeniem dokładnie przeanalizować strukturę maszyny. Oznacza to, że z góry będzie wiadomo, jakie komponenty i narzędzia będą potrzebne do wykonania danych czynności serwisowo-naprawczych. Nie ma więc potrzeby przeprowadzania kilku spotkań.
Zapewnienie wysokiej jakości
Technologia AR ma również ogromny potencjał w zapewnieniu odpowiedniego poziomu jakości produkcji, np. przy porównywaniu stanu rzeczywistego i docelowego. Pozwala określić, czy uzyskany stan końcowy odpowiada zamierzonemu, czy wszystkie części zostały prawidłowo zmontowane, a także czy konieczne są poprawki.
System za pomocą szybkiego skanowania sprawdza, czy wszystko się zgadza i np. czy wszystkie komponenty mają prawidłowe wymiary. Dane projektowe nanoszone są na obiekt rzeczywisty – niczym swego rodzaju szablon – i identyfikowane są wszelkie odchylenia. Czasochłonne kontrole ręczne można w ten sposób ograniczyć do absolutnego minimum. Za pomocą tej metody można również szybko sprawdzić części dostarczone z zewnątrz.
Wewnętrzne audyty jakości podczas produkcji można również przeprowadzać i ulepszać przy wsparciu rozszerzonej rzeczywistości. Jeżeli system zarejestruje błąd, może on być sygnalizowany na każdym etapie procesu produkcyjnego.
Oznacza to, że każdy specjalista ds. produkcji potencjalnie zostaje inspektorem jakości, a wady można wyeliminować na długo przed końcową kontrolą jakości. Jeżeli błędy pojawiają się częściej, istnieje możliwość przesłania ich bezpośrednio do działu rozwoju produktu w celu zidentyfikowania problemów w oryginalnym produkcie.
Technologia, która będzie stanowić przyszłość produkcji
Technologie, takie jak rzeczywistość rozszerzona, znacznie ułatwiają pracę pracownikom. Nie ma potrzeby wyszukiwania dokumentów, które często są nieaktualne, a złożone zlecenia można realizować szybko i łatwo dzięki wsparciu cyfrowemu.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Oznacza to, że użytkownicy mogą rzeczywiście doświadczyć często abstrakcyjnej koncepcji cyfryzacji. Promuje to nie tylko kompetencje, ale także satysfakcję i akceptację nowych technologii.
Innowacje techniczne takie jak sztuczna inteligencja dodatkowo będą w przyszłości wspierać właściwości AR – np. poprzez współdziałanie inteligentnego systemu kamer. Widzenie komputerowe to dziedzina sztucznej inteligencji, która umożliwia komputerom i systemom wydobywanie znaczących informacji z obrazów cyfrowych lub innych wizualnych danych.
Na tej zasadzie działa interakcja pomiędzy widzeniem komputerowym a rozszerzoną rzeczywistością. Kamera przemysłowa działa jako interfejs między światem rzeczywistym i cyfrowym, rejestrując otoczenie, a stojąca za nią sztuczna inteligencja ocenia pozyskane dane obrazu.
Zalety tych obszarów zastosowań są oczywiste: procesy można przeprowadzić prawidłowo już za pierwszym razem. Zwiększa to znacznie produktywność i zmniejsza poziom błędów. Ulepszony proces pozwala również skrócić czas cyklu i przygotowania nawet o 80%.
Dzięki płynnemu i częściowo autonomicznemu zapewnieniu jakości gwarantowana jest również niezawodność i zgodność.
Rzeczywistość rozszerzona to technologia zmieniająca zasady gry, której firmy produkcyjne nie powinny ignorować. Uzupełnienie rzeczywistych scen wirtualnymi informacjami otwiera szerokie możliwości zastosowań.
Przede wszystkim takie wykorzystanie danych zmniejsza obciążenie pracowników w ich codziennej pracy. Wykorzystanie AR jest zrównoważone, wydajne i stawia ludzi w centrum uwagi.
Firmy, które integrują rozszerzoną rzeczywistość z innymi systemami produkcyjnymi, również czerpią korzyści ze zwiększonej produktywności, zmniejszonej podatności na błędy i zwiększonego zapewnienia jakości. Rzeczywistość rozszerzona może zatem trwale zmienić branżę produkcyjną.
Przykładowe zastosowanie rzeczywistości rozszerzonej
Pomoc w montażu: dzięki AR instrukcje są wyświetlane bezpośrednio na maszynie lub komponencie. Oznacza to, że pracownik wie, co, gdzie i jak zainstalować.
Pomoc w kontroli jakości: system kamer nakierowany jest na badany obiekt. System skanuje żądany obszar i pokazuje, nakładając go na obraz, czy wszystkie właściwości produktu spełniają wymagania. Jeśli tak nie jest, błąd zostanie wyświetlony na komponencie. W ten sposób można wykryć wady silników czy obudów, sprawdzić położenie elementów, takich jak czujniki czy wiązki kablowe, czy też sprawdzić otwory.
Pomoc w konserwacji i naprawie: pracownik serwisu otrzymuje na miejscu jasne instrukcje dotyczące konserwacji szafy sterowniczej lub maszyny. Wizualizacja AR pokazuje dokładnie, jakie operacje należy wykonać i w jakiej kolejności. Ponadto pracownik potwierdza podjęte działania i może udokumentować wszelkie wady zaobserwowane na miejscu.
Zautomatyzowana kontrola jakości: wykorzystuje się do tego tzw. cobota, który porusza się po testowanych częściach lub nawet po całym obszarze i wykrywa odchylenia dzięki czułym czujnikom – składającym się z kamer 2D i 3D. Następnie porównuje się to z wartościami docelowymi określonymi w modelu cyfrowym. Odchylenia są automatycznie rejestrowane i dokumentowane bez konieczności interwencji człowieka. Cobot, którego można umieścić bez urządzenia zabezpieczającego, automatycznie przemieszcza się wokół maszyny zgodnie z instrukcjami – niezależnie od tego, jak duża jest maszyna i jak trudno uzyskać dostęp do jej komponentów. Znajomość programowania robotów nie jest w takim przypadku konieczna. Informacje z wirtualnego bliźniaka można załadować bezpośrednio do systemu, a cobot „wie”, co ma robić
Autorzy: Björn Manderbach, dyrektor, Delmia Industry Consulting, Dassault Systèmes;
Dr. Darko Sucic, starszy dyrektor ds. doradztwa branżowego, Dassault Systèmes
