Cookie Settings
Cookie Settings
Always Active

Necessary cookies are required to enable the basic features of this site, such as providing secure log-in or adjusting your consent preferences. These cookies do not store any personally identifiable data.

Functional cookies help perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collecting feedback, and other third-party features.

Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics such as the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.

No cookies to display.

Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.

Advertisement cookies are used to provide visitors with customized advertisements based on the pages you visited previously and to analyze the effectiveness of the ad campaigns.

Other cookies are those that are being identified and have not been classified into any category as yet.

No cookies to display.

Kiterjesztett valóság az ipar 4.0-ban

Avatar photo

Az egyre inkább összekapcsolt iparágban számos folyamat virtuálisan leképezhető. A „vegyes valóság” az ipari gyártás minden területe számára érdekes – az üzemtervezéstől az ügyfélkapcsolatig. Ezért a kiterjesztett valóság (AR) nemcsak a játék-, szórakoztató- és távközlési iparágak számára fontos, hanem az Ipar 4.0 számára is.

Vegyes valóság, virtuális valóság és kiterjesztett valóság

Amikor az ipar 4.0 digitális eszközeiről van szó, a kiterjesztett és virtuális valóság alkalmazások rendszeresen szerepelnek az említett lehetőségek között. Sok más technológiával összehasonlítva azonban hatásuk csekélynek tekinthető.

A Deloitte Insights Readiness Report 2020-as eredményeit áttekintve kiderül, hogy mely technológiák bírnak nagyobb jelentőséggel a vállalatok számára:

  • A Dolgok internetét (IoT), a mesterséges intelligenciát (MI), a felhőinfrastruktúrákat, valamint a big data rendszert vagy big data elemzéseket nemzetközileg az ipar 4.0 legfontosabb pilléreinek tekintik.
  • Ezt követi a nanotechnológia, a fejlett robotika és az érzékelők.
  • A jelentés szerint a kiterjesztett valóság a 3D nyomtatással, a kvantum- és a peremhálózati számítástechnikával együtt a kevésbé releváns technológiák közé tartozik.

A virtuális eszközök használata azonban számos lehetőséget kínál a teljes ipari termelés számára.

Kiterjesztett valóság – mi ez?

A Pokémon Go játékalkalmazás sikere óta a kiterjesztett valóság a legtöbb ember számára ismerőssé vált. Az AR népszerű eszköz a valós világ és a digitális információ összekapcsolására, és gyakran használják számítógépes vagy videojátékokban, a közösségi média alkalmazások fotó- és videószűrőiben, illetve oktatási és tanulási projektekben.

A kiterjesztett valóság a következő lényeges feladatot teljesíti: Segítségével a valós környezetet digitális (vizuális vagy hang) elemekkel lehet kiegészíteni, illetve átfedni. Csak a szükséges felszerelésre van szükség. Mivel az alkalmazások speciális AR-szemüveggel, valamint mobileszközökkel, például okostelefonokkal és táblagépekkel is használhatók, a rendszer nagyon felhasználóbarát.

Az alapvető követelmények a következők:

  • virtuális és valós tárgyak kombinációja valós környezetben,
  • interaktív működés és
  • a virtuális és valós tárgyak valós idejű regisztrálása egymással.

Különböző AR módszerek a vizualizációhoz

A jelölőket általában az AR-rendszerek működéséhez használják. Ezek segítenek a virtuális objektumok helyzetének és tájolásának helyes megítélésében a valós környezetben. Vannak olyan módszerek is, amelyek nem igényelnek jelölőket, mint például a Natural Feature Tracking (Természetes Tereptárgy-követés, NFT) vagy a Simultaneous Localisation and Mapping (szimultán helymeghatározás és térképezés, SLAM).

Ezeket a különböző rendszereket használják a megjelenítéshez:

  • A fejre szerelt kijelzők (HMD) a híres szemüvegek vagy sisakok. Ezeket jellemzően teljesen virtuális környezetű VR-alkalmazásokhoz használják, de a kiterjesztett valósághoz is használhatók.
  • A mobil kijelzők, azaz az okostelefonok és a táblagépek az ipari kontextuson kívül is ismertek. Néhány alkalmazásukról már az elején említést tettünk. A termelésben a mobil eszközök segítenek az összetett termékek vagy folyamatok egyszerű módon történő feltérképezésében.
  • A Spatial Augmented Reality (térbeli kiterjesztett valóság, SAR) rendszerek másképp működnek, mivel projektorokat használnak. A virtuális elemeket közvetlenül a valós tárgyakra vetítik.

A térbeli számítástechnika az AR-alkalmazásokkal összefüggésben különböző virtuális rétegek egymásra helyezését jelenti. A szükséges adatokat például egy AR-felhőben kell tárolni. Így a vizuális ábrázolás összekapcsolható az érzékelőkből származó valós idejű adatokkal, a termelési mutatószámokkal vagy más IoT-objektumokból származó információkkal.

Előnye, hogy a vizualizáció ezen formája lehetővé teszi a kéz nélküli megoldásokat, ami azt jelenti, hogy a kézi munkafolyamatokat digitális információkkal ellátva vagy távoli asszisztensi rendszerek által irányítva lehet elvégezni.

Munka a vegyes valóságban

A kiterjesztett valóság a vegyes valóság része. A valós és a virtuális környezetek összekapcsolását írja le; a valósak a gyárcsarnokok, a gépek és a személyzet, a virtuálisak pedig a legkülönbözőbb forrásokból származó adatok.

Az AR-alkalmazások megmutatják, hogyan néz ki ez a kapcsolat a gyakorlatban. A kiterjesztett virtualitás a vegyes valóság egyik alkategóriája. Bár a kiterjesztett virtuális alkalmazások és eszközök a virtuális valósághoz hasonlóan a virtuális szintre összpontosítanak, mégis kapcsolódnak a valós környezethez.

Ezek fontos tényezőt jelentenek a tervezésben, mert például az új perifériák (például a kesztyűk) segíthetnek az ergonómiai és teljesítménymérések rögzítésében a munkahelyek tervezéséhez. A kiterjesztett valóság alkalmazási területei elsősorban a gyártás területén találhatók.

Az AR erősségei és gyengeségei a termelésben

Az ipari vállalatok szkepticizmusa az AR-alkalmazások gyártásban történő alkalmazásával kapcsolatban abból fakad, hogy nem lehetett kellőképpen felmérni a hatásukat. A kiterjesztett valóság nem valósítható meg a megfelelő technikai felszerelés nélkül, így a szükséges beruházásoknak pozitív hatást kell kifejteniük.

Együttműködő kutatási projekt vizsgálja az AR hatását

A Müncheni Műszaki Egyetem (TUM), a Wisconsin-Madison Egyetem és a mainzi állami kórház kutatócsoportja az AR hatását vizsgálta az ipari gyártásra (Seeing the Bigger Picture? Ramping up Production with the Use of Augmented Reality. Manufacturing & Service Operations Management 2022) közös terepkísérletekben. A projekt kérdései, amelyet egy technológiai vállalat végzett:

  • Milyen gyorsan tanulnak meg a munkavállalók új feladatokat végezni AR-támogatással és anélkül?
  • Számít a feladat összetettsége?
  • Hogyan befolyásolják az AR-alkalmazások az alkalmazottak azon képességét, hogy javaslatokat tegyenek a folyamatok optimalizálására?

Az AR-alkalmazások termelékenységre gyakorolt hatása a legnyilvánvalóbb. A kutatók megfigyelték, hogy az AR-szemüveg segítségével még az összetett feladatokat is jelentősen gyorsabban lehetett elvégezni (átlagosan 44 százalékos időmegtakarítás). Még az egyszerűbb feladatok elvégzése is körülbelül 15 százalékkal kevesebb időt vett igénybe az AR-támogatással.

Az AR előnyeinek és hátrányainak helyes értékelése

Hátránya: a technikai segítségnyújtás csökkenti a tanulási hatást. A feladat elvégzéséhez szükséges információ nem szívódik fel olyan mélységben, mint az analóg munkavégzés során. Ez viszont az innovációs potenciálra is hatással van – a tanulmány eredményei szerint több hasznos fejlesztési javaslat érkezett attól a csoporttól, amelyik AR-technológia nélkül dolgozott.

A kutatók szerint az AR-alkalmazások a legnagyobb pozitív hatást azokon a területeken fejtik ki, ahol a folyamatok optimalizálása nagyrészt vagy teljesen befejeződött. Az AR olyan termelési területeket is támogat, ahol rövid ütemidőre van szükség, így növelve a termelékenységet.

Sok vállalat azonban rendkívül különböző felhasználási módokat talál az AR technológiákra az ipari gyártáson belül.

Az AR technológia alkalmazási területei az Ipar 4.0 területén

Bár az AR-alkalmazások az Ipar 4.0 más kulcsfontosságú iparágaihoz képest némi lemaradásban vannak, sok gyártó már használja a kiterjesztett valóságban rejlő lehetőségeket. Az alkalmazási területek nagyon változatosak, és korántsem korlátozódnak a jól koordinált termelési folyamatok még gyorsabbá tételére.

Támogatás összetett összeszerelési feladatokkal

Ahogy a Prof. Dr. David Wuttke által vezetett kutatócsoport fenti tanulmánya már megmutatta, az AR az összetett feladatok jelentős megkönnyítését jelenti. Ez a helyzet az összeszerelősorok esetében is, mivel a termékek és folyamatok egyre összetettebbé válnak.

Az alkatrészek sokaságát rendkívül precízen és időnyomás alatt kell összeszerelni. A kihívás ugyanaz marad, függetlenül a késztermék méretétől.

Az új termékek azonban megnehezítik az összeszerelést, ami késlelteti a folyamatokat. Ennek oka többek között az új összeszerelési útmutató és annak bemutatása. A PDF dokumentumok, amelyeket gyakran használnak a szükséges információk megszerzésére, túl sok időt vesznek igénybe.

AR-támogatással azonban az információ könnyen hozzáférhetővé és jól láthatóvá tehető. Az AR-támogatás hangvezérléssel történő használata szintén segít felgyorsítani a folyamatot, mivel a dolgozóknak szabad a kezük, és nem kell megszakítaniuk az összeszerelést a szükséges információk megszerzéséhez.

Az AR használatának ez a módja nem új, azonban a technológiai fejlődésnek köszönhetően a szükséges berendezések és a kapcsolódó szoftverek sokkal olcsóbbak, mint 20 évvel ezelőtt. Ennek eredményeképpen az ilyen AR-alkalmazásokat ma már szélesebb körben használják. A repülőgép-technológiában például, ahol az összeszerelés lényegesen nagyobb méretekben történik, kivetítőket használnak az egyes alkatrészek pontos helyzetének bemutatására.

A karbantartási folyamatok egyszerűsítése

A termelési létesítmények karbantartása gazdasági szempontból kritikus tényező. Az Ipar 4.0 célja a váratlan termelési leállások csökkentése a termelési létesítmények automatizálásával és karbantartásuk megtervezésével.

A nagyrészt vagy teljesen automatizált gépkarbantartás lehetőségei nélkül is központi szerepet játszik az idő. Ha a karbantartási eredményeket és célokat kézikönyvekbe kell átvinni, a folyamatok késnek, és a szükségesnél tovább tartanak.

Az AR technológiával a célok és eredmények összehasonlítása párhuzamosan történhet egy AR kijelzőn. Ebben az esetben a hangvezérlés is segít a kézikönyv egyszerű használatában, miközben a kezek szabadon maradnak.

A HoloLens technológia egyesíti a karbantartási szolgáltatást, a virtuális modelleket és a modern kommunikációs csatornákat. Így a karbantartó technikusok hozzáférnek minden lényeges információhoz (például műszaki adatok stb.), ezeket összehasonlíthatják a virtuális modellekkel, és a karbantartást szabad kézzel végezhetik.

A műszaki támogatásnak ehhez még csak nem is kell a helyszínen tartózkodnia: az összes szükséges vizsgálati lépés a HoloLens segítségével továbbítható a helyszíni technikusnak. Az AR-szemüveg két irányban működik:

  • A helyszínen lévő szakember a kijelzőn keresztül látja a pontos utasításokat a szakszerű karbantartáshoz, és pontos, lépésről lépésre történő utasításokat kap.
  • A központban lévő támogató csapat a szemüvegen keresztül közvetlen rálátással rendelkezik, és távolról is elvégezheti a karbantartást.

A modellekből származó adatokkal együtt az ilyen beavatkozásokat előre meg lehet tervezni és sokkal gyorsabban be lehet fejezni.

Az együttműködésen alapuló munkamódszerek előmozdítása

A HoloLens alkalmazás az AR-alkalmazások egy másik lehetőségét vetíti előre: a kollaboratív megoldások javítását és a szakértői tudáshoz való könnyebb hozzáférést. Ez megkönnyíti a karbantartási és szervizmunkák koordinálását és elvégzését, még nagyobb termelési környezetben is.

Az AR-technológia célja a szakképzett munkaerő hiánya miatt sok vállalatnál meglévő munkaerőhiány megszüntetése. Az AR-alkalmazásoknak köszönhetően a szakértők bárhonnan hívhatók anélkül, hogy a helyszínen kellene lenniük. Ezért már nem szükséges, hogy a szükséges szakértelem házon belül álljon rendelkezésre.

Az alkalmazottakat a szakemberek a távjelenlétnek és az üzemi helyzet közvetítésének köszönhetően irányíthatják. Az együttműködésnek ezen formája osztályokon, részlegeken és üzemeken átívelő lehet. Ez a tudásátadás akár képzési célokra is felhasználható – egyfajta „cselekedve tanulásként”, képzett műszaki személyzet közvetlen felügyelete mellett.

Az ügyfélkapcsolatok javítása

Hasonlóan a gyártók is használhatnak AR-alkalmazásokat az ügyfelek támogatására. Különösen akkor, ha olyan tanácsadásról van szó, amelyet a gép- és berendezésgyártóknak kell nyújtaniuk a bonyolult termékekhez.

Az AR technológia sokkal jobb vizualizációt tesz lehetővé – magukról a termékekről, az egyes alkatrészekről vagy a gépek és rendszerek működésbe való integrálásáról. Ezért a vásárlók nem csak arról kapnak képet, hogyan működik egy termék, hanem annak térbeli méreteiről is a kívánt helyen.

Ezenkívül a módosítási kéréseket közvetlenül az ügyféllel lehet megvitatni és átvinni a virtuális modellekbe.

Segítség a minőségbiztosításban

A termékek és alkatrészek virtuális modelljei az AR-eszközökkel együtt a minőségbiztosításban is használhatók. A kijelzők segítségével az eredeti és a modell összehasonlítható az átfedésen keresztül. Ha vannak eltérések a gyártó előírásaitól, ezeket közvetlenül az átfedésen lehet jelölni.

Ez a nagyobb projektekre is vonatkozik. Az Airbus vállalatnál például a vegyes valóság alkalmazásokat arra használják, hogy a technikusok számára teljes digitális modelleket és vázlatokat biztosítsanak, hogy a gyártás során ellenőrizni tudják a szerkezeti szerelvényeket. Ez segít jelentősen lerövidíteni az akár 80 000 konzol ellenőrzését.

A termelési területek jobb tervezése

Az AR-technológia segítségével a gyártási területek vagy teljes gyártóüzemek modelljei kivetíthetők a valós környezetre. Ily módon lehetőség nyílik a gépek, a raktárterületek, a szállítás, a közlekedés és a menekülési útvonalak tervezésének ellenőrzésére az üzembe helyezés előtt – és ezek optimalizálására, ha a helyszínen utólagos fejlesztések szükségessége merülne fel.

Alkalmazási példák AR-ra: Gyakorlati meglátások

Az AR-technológia fent leírt alkalmazási területei sok vállalatnál már nem csak elméleti megfontolások. Valójában már a mindennapi munka szerves részének tekintik őket.

Új gyártósorok telepítése a Toyota Motor Corporationnél

A Toyota Motor Corporation AR-alkalmazásokat használ az új és meglévő gyártósorok és gyárépületek karbantartásának és telepítésének egyszerűsítésére a globális telephelyein. A technológia több szinten is segít.

Kihívások

  • Szakértők jelenléte: A munka ellenőrzése, a potenciálisan veszélyes problémák megoldása, bonyolult munkák elvégzése, például nagy gépek mérése – számos ilyen folyamat általában szakértők és/vagy engedéllyel rendelkező technikusok jelenlétét igényli, akiknek kifejezetten e célból kell a nemzetközi helyszínekre utazniuk.
  • Szigorú kommunikációs irányelvek: A bizalmas adatok kezelésére szigorú szabályok vonatkoznak a Toyota valamennyi tevékenységében, a központoktól a helyi kirendeltségekig. Ez magában foglalja a szoftvereket, kamerákat és egyéb végberendezéseket is, amelyek lehetséges biztonsági réseket nyitnak. Ez megnehezíti a távoli helyszínek közötti kommunikációt.

Megoldások

  • Biztonságos felszerelés: A kommunikáció és az információáramlás javítása érdekében a Toyota biztonságos eszközökre támaszkodik. Ezek közé tartozik például a Vuforia Chalk (a PTC vállalattól) a távoli segítségnyújtáshoz.

Az eszköz számos funkcióval rendelkezik, mint például élő videó és hang, valamint digitális megjegyzések hozzáadásának lehetősége a valós idejű nézethez. A biztonság érdekében az eszközt a Toyota számára testre szabták, és előre telepítették a vállalatoknál kölcsönözhető mobileszközökre.

  • Távoli szakértők AR segítségével: Az AR-technológia használata a Toyotánál klasszikus példája annak, hogyan lehet egy adott problémára vonatkozó szakértői tudást nagy távolságokra is elérhetővé tenni. Így a telepítés és karbantartás során végzett összes munkafolyamat közvetlenül kísérhető távolról mobiltelefonon vagy táblagépen keresztül. A helyszínen lévő technikus pontos utasításokkal van ellátva.

Nemcsak az utazások számát csökkenti, hanem azt az időt is, amely egyébként a gépi mérésekhez szükséges lenne. Ezenfelül ezzel az eljárással elkerülhetők a végrehajtási hibák.

Kiterjesztett valóság képzési célokra a BMW Csoportnál

A TUM tanulmányának az AR hasznos alkalmazásáról szóló eredményeivel ellentétben a BMW Csoport talált egy olyan megközelítést, amely a technológia alkalmazottainak képzésére használja a technológiát. Valójában a logisztikai és minőségbiztosítási (például a festőműhelyben végzett) komissiózási műveletek koordinálása mellett ez az AR-alkalmazások legfontosabb felhasználási területe.

Az üzemi környezetbe helyezett videók és utasítások segítségével számos összeszerelési lépést kell bemutatni. A videók az adott munkavállalóhoz igazíthatók, és tetszés szerint előre- és visszatekerhetők.

A gyakorlatokat egy oktató kíséri élőben. Olyan konkrét kérdésekre tudnak válaszolni, amelyek túlmutatnak a videón és az oktatási tartalmon. Az AR-technológia lehetővé teszi, hogy egyszerre több alkalmazottat képezzenek ki.

A vállalat szerint a képzési ajánlatot jól fogadják. Összességében a képzési videók biztosítják a kívánt tanulási célok gyorsabb elérését. Az összeszerelés esetében az értékelés eltérő: Itt a BMW Csoport nem lát hozzáadott értéket az AR-alkalmazásokban, bár kétségtelenül vannak alkalmazási lehetőségek. A hangsúly azonban ezen a területen is a lean folyamatokra helyeződik.

HoloLens kísérleti projekt a Skodánál

A Skodánál 2021-ben indult egy kísérleti projekt, amelynek célja az AR-szemüvegek különböző felhasználási lehetőségeinek tesztelése. Az alkalmazási területek többek között a következők:

  • a karbantartás optimalizálása a kézikönyvek, karbantartási ellenőrző listák és hasonló dokumentumok azonnali kivetítése révén, miközben a technikusok keze szabadon marad;
  • Képzések, amelyek kiegészíthetők például párhuzamos videokonferenciákkal.

Az AR-projekt céljai is eltérőek. Ezek a nagyobb munkabiztonságtól (például az alacsonyabb hibaarány révén) az osztályok és helyszínek közötti jobb kommunikáción át a rövidebb karbantartási folyamatokig terjednek.

A „játékos” elemeknek ösztönzőként is kell szolgálniuk a fiatalabb munkavállalók számára, és meg kell könnyíteniük a műszaki szakmákhoz való hozzáférést.

AR alkalmazása a Volvo Csoportnál a munkavállalók megtartásáért

A Toyota Motor Corporationhöz hasonlóan a Volvo Csoport is a PTC Vuforia eszközére támaszkodik AR-alkalmazásaihoz. A technológiát a vállalat különböző területein használják. Az egyik fontos cél, hogy a Volvót vonzó, innovatív munkáltatóként pozícionálják.

A kiterjesztett valóság ebben nagy szerepet játszik, mert a vállalat szerint különböző munkavállalói és pályázói csoportokat tud megszólítani:

  • A meglévő alkalmazottak aktívan részt vesznek az új folyamatokban, és így hozzájárulnak a tudásátadáshoz. Ez különösen a motorok minőségellenőrzése és minőségbiztosítása terén teszi lehetővé, hogy a régóta dolgozó szakemberek know-how-ját összegyűjtsék, és azt korszerű módon készítsék elő a fiatalabb munkatársak számára.
  • Az AR-technológiák általában nagy érdeklődésre tartanak számot a pályázók körében. A megfelelő eszközök használatával a Volvo Csoport kétféle előnyre is szert tesz.

Egyrészt erősítik a márkát, mint modern technológiai vállalatot, és ezáltal a munkáltatói vonzerőt. Másrészt az AR-alkalmazások jelentősen megkönnyítik és lerövidítik az új alkalmazottak szükséges képzését.

Összességében a kiterjesztett valóság célja, hogy csökkentse a munkavállalók kognitív terhelését, ugyanakkor elősegítse a tanulási képességet. Az AR technológiákat ezért egyre inkább olyan területeken alkalmazzák, amelyek nem automatizálhatók, és emberi képességekre és elemzésekre támaszkodnak.

Sokoldalú eszköztár a gyártáshoz

Az AR technológiákat számos üzleti és termelési területen használják. A minőség-, költség- és időbeli javulás elérésének támogatására szolgálnak.

Ehhez azonban az alkalmazásokat a különböző területek követelményeihez kell igazítani. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a kiterjesztett valóság nem képes minden gyártási folyamat esetében a kívánt optimalizálást biztosítani.

Mindazonáltal az esettanulmányok az AR-alkalmazások erejét mutatják, különösen a karbantartás, a szervizelés, az összeszerelés, a minőségellenőrzés és a képzés terén. Emellett olyan átfogó előnyökkel is jár, mint például a vállalaton belüli, valamint az ügyfelekkel és partnerekkel való kommunikáció javítása világszerte, a nap 24 órájában, megszakítás nélkül. Ebben a tekintetben az AR a lehetséges alkalmazások széles skáláját kínálja, ami hozzáadott értéket jelent az ipari termelés számára.

Total
0
Shares
Előző bejegyzés

Európa legkörnyezetbarátabb épületei

Következő bejegyzés

Termékismertető: Útmutató lépésről-lépésre a megfelelő oszcilloszkóp kiválasztásához

Kapcsolódó bejegyzések