Nowoczesne technologie w przemyśle: wirtualna i rozszerzona rzeczywistość. Czym się różnią i do czego są wykorzystywane?
Szybsze wprowadzenie nowego produktu na rynek, zminimalizowanie ryzyka błędów na etapie projektowym czy osiągnięcie szybszego zwrotu nakładów inwestycyjnych – to tylko kilka z wielu innych korzyści, jakie można uzyskać, stosując rozwiązania wykorzystujące wirtualną lub rozszerzoną rzeczywistość.
Spis treści
- Co nazywamy wirtualną rzeczywistością?
- Czym jest rozszerzona rzeczywistość?
- Jak i gdzie stosuje się wirtualną i rozszerzoną rzeczywistość w przemyśle?
- Jak wykorzystać VR i AR w rozwijaniu kompetencji?
- Jak wykorzystać AR do zdalnej obsługi serwisowej maszyny?
- Technologia AR do planowania rozbudowy czy modernizacji obiektu
- Technologia AR może też pomóc w dotarciu do celu
Wirtualna rzeczywistość (Virtual Reality – VR) i rozszerzona rzeczywistość (Augmented Reality – AR) należą do grona nowoczesnych i zaawansowanych technologii, które stanowią o sile czwartej rewolucji przemysłowej. Pozwalają na symulowanie i prezentowanie modeli przyszłych produktów, usług, a nawet całych obiektów. Ich rola – wraz z postępującą digitalizacją różnych procesów, a przede wszystkim dalszym rozwojem tych technologii – z całą pewnością będzie rosła i niewykluczone, że już niebawem rozwiązania VR i AR staną się standardowym narzędziem w wielu branżach przemysłowych.
Co nazywamy wirtualną rzeczywistością?
Wirtualną rzeczywistość większość kojarzy ze specjalnymi goglami i grami VR, ewentualnie jako pomoc w nauczaniu szkolnym (choć to też wciąż melodia przyszłości). Jednak potencjalne zastosowanie tej technologii, i to w wielu różnych obszarach, jest znacznie szersze.
Wirtualna rzeczywistość to stworzony przy użyciu technologii informatycznych cyfrowy obraz sztucznego świata, ale również konkretnego produktu czy procesu. Może być on całkowicie fikcyjny, ale może też stanowić odzwierciedlenie istniejącego świata. Dzięki goglom VR (które odcinają całkowicie wszystkie zewnętrzne bodźce świetlne) użytkownik może się w nim zagłębić i poczuć się niemal jak w świecie rzeczywistym.
Dwa oddzielne ekrany, które wyświetlają obrazy osobno na każdym oku, uzyskiwany jest efekt obrazu trójwymiarowego. Poza efektami wizualnymi możliwe jest również oddziaływanie na inne zmysły, a to dzięki generowanym dźwiękom, zapachom, a nawet działaniom sił dynamicznych.
Dzięki specjalnym kontrolerom (dżojstikom lub padom) użytkownik może w świecie VR dokonywać różnych interakcji, np. poruszać się, otwierać drzwi, przekładać z miejsca na miejsce różne przedmioty, składać lub demontować je.
- Przeczytaj także: Smart Factory. Jak będzie wyglądać fabryka przyszłości?
Czym jest rozszerzona rzeczywistość?
Nieco odmienną technologią kreowania sztucznego świata jest rozszerzona rzeczywistość. W tej technologii dzięki komputerowym technikom cyfrowy obraz realnego świata zostaje uzupełniony o wirtualne elementy 2D lub 3D. W rzeczywistości mamy więc tu połączenie świata realnego ze światem wirtualnym.
Niezbędnym elementem takiego systemu jest kamera, która nagrywa obraz realnego świata i znajdujące się w nim rzeczywiste obiekty i przedmioty. Następnie przy użyciu odpowiedniego programu komputerowego do zarejestrowanego obrazu dodaje się wirtualne elementy, którymi mogą być napisy, animacje, schematy, dodatkowe przedmioty czy inne obiekty, a nawet filmiki.
Rozwój technologii AR sprawia, że połączenie obu światów jest coraz bardziej płynne i coraz trudniej dostrzec różnice w prezentowanym obrazie. Podobnie jak w przypadku wirtualnej rzeczywistości również w tej technologii użytkownik ma możliwość wykonywania różnego rodzaju interakcji.
- Przeczytaj także o możliwościach, jakie w logistyce magazynowej daje sztuczna inteligencja.
Jak i gdzie stosuje się wirtualną i rozszerzoną rzeczywistość w przemyśle?
Obszar zastosowania obydwu technologii w różnych gałęziach przemysłu stale się powiększa. W każdym przypadku celem jest jednak zwiększenie wydajności danego procesu lub ograniczenie związanych z nim kosztów operacyjnych, a także usprawnienie pracy personelu.
Wirtualna rzeczywistość pozwala przede wszystkim na testowanie różnych projektów jeszcze przed ich wdrożeniem, a tym samym przed poniesieniem często bardzo dużych nakładów inwestycyjnych. Przykładem może być planowanie całkowicie nowych obiektów (m.in. hal produkcyjnych czy magazynowych).
Dzięki temu rozwiązaniu można sprawdzić funkcjonalność nowej fabryki, zanim zostanie ona fizycznie wybudowana. Pozwoli to wykryć różnego rodzaju błędy związane z rozmieszczeniem maszyn, urządzeń czy robotów, zaplanowaniem linii produkcyjnej bądź wytyczeniem wewnętrznych dróg transportowych i ciągów komunikacyjnych dla pracowników. Bez przeprowadzenia takiej symulacji późniejsze procesy mogą być mniej wydajne, a pracownicy mogą wykonywać różne czynności w mało komfortowych warunkach lub być narażeni na niebezpieczeństwo.
- Technologia VR umożliwia również przetestowanie działania linii produkcyjnej czy gniazda roboczego przed rozpoczęciem rzeczywistej produkcji. Odzwierciedlenie przyszłych warunków pracy (np. różnych konfiguracji ustawień maszyn czy robotów) pozwoli stworzyć optymalne środowisko produkcyjne, które zapewni maksymalną wydajność procesu produkcyjnego i odpowiednią ergonomię pracy, a jednocześnie ograniczy do minimum ryzyko wypadku podczas takiego procesu.
- Koncerny produkujące samochody, samoloty czy nawet pociągi tworzą wirtualne projekty nowych modeli, dzięki którym są w stanie przetestować setki, jeśli nie tysiące różnych wariantów, co w przypadku fizycznych prototypów byłoby nierealne (a na pewno zajęłoby mnóstwo czasu i kosztowało dużo więcej). VR pozwala więc stworzyć optymalne pod względem aerodynamicznym czy ergonomii modele.
- Technologia VR może być pomocna jednak przy projektowaniu każdego niemal nowego produktu. Pozwala stworzyć wirtualny obraz takiego produktu w naturalnej skali i lepiej przyjrzeć mu się inżynierom z różnych perspektyw. Umożliwia także udział w procesie projektowania różnym specjalistom z przedsiębiorstwa, bez względu na ich lokalizację. Również potencjalny klient podczas wirtualnej prezentacji tworzonego produktu może już na tym etapie zgłosić swoje uwagi, co pozwoli znacząco skrócić cały proces projektowania.
Obszary zastosowania wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości również w świecie przemysłowym szybko się poszerzają i nie ulega wątpliwości, że rozwój tych technologii przyniesie przedsiębiorstwom już w niedalekiej przyszłości liczne korzyści, na czele z szybszym zwrotem nakładów inwestycyjnych, skróceniem czasu projektowania, możliwością przeprowadzania bardziej efektywnych prezentacji i zwiększeniem konkurencyjności rynkowej.
Jak wykorzystać VR i AR w rozwijaniu kompetencji?
Wirtualna rzeczywistość umożliwia także prowadzanie szkoleń z wykorzystaniem skomplikowanych symulacji różnych procesów. Pozwala m.in. zasymulować niebezpieczne warunki pracy, których podczas standardowych szkoleń nie dałoby się stworzyć. Podczas szkoleń VR uczestniczący w nich pracownicy nie blokują ponadto stoisk produkcyjnych, maszyn, urządzeń czy linii produkcyjnych.
Również rozszerzona rzeczywistość jest już z powodzeniem wykorzystywana podczas szkoleń. Technologia AR pozwala generować dodatkowe instrukcje podczas np. prezentowania działania rzeczywistej maszyny czy urządzenia. Zresztą z tych dodatkowych wirtualnych informacji mogą korzystać nie tylko uczestnicy szkoleń. Pracownik dzięki AR ma szybki dostęp m.in. do danych technicznych, schematów czy instrukcji obsługi maszyny bądź wymaganych parametrów danego procesu.
Jak wykorzystać AR do zdalnej obsługi serwisowej maszyny?
Rozszerzona rzeczywistość może być też wykorzystywana do zdalnej obsługi serwisowej maszyny. Serwisant może w ten sposób przekazywać konkretne wskazówki, które ułatwią wykonanie odpowiednich czynności operatorowi. W podobny sposób doświadczony pracownik może przekazywać nowo zatrudnionemu niezbędne informacje w przypadku wystąpienia ewentualnych problemów z obsługą maszyny lub urządzenia. Wizualizacja niektórych danych bezpośrednio przy maszynie pozwala natomiast śledzić zmianę parametrów pracy maszyny czy urządzenia i zapobiegać wystąpieniu awarii.
Technologia AR do planowania rozbudowy czy modernizacji obiektu
Technologia AR może służyć także do planowania rozbudowy czy modernizacji obiektu, który już fizycznie istnieje. Użytkownik może w ten sposób sprawdzić różne kombinacje ustawień maszyn, robotów czy regałów, a nawet symulować zmianę ustawienia całych ścian czy pomieszczeń.
Technologia AR może też pomóc w dotarciu do celu
Kolejnym potencjalnym zastosowaniem rozszerzonej rzeczywistości jest ułatwienie w dotarciu do celu czy znalezienie konkretnego przedmiotu. Przy użyciu różnych hologramów, wyświetlanych strzałek lub napisów pracownik na ekranie smartfona czy okularów AR otrzyma odpowiednie wskazówki, które usprawnią jego poruszanie się po zakładzie produkcyjnym lub magazynie.
