Warum brauchen wir AR und VR in der Produktion?

Hallo! AR und VR liegen im Trend; mittlerweile haben nur noch die Faulen (oder diejenigen, die es einfach nicht brauchen) keine Anwendungen damit erstellt. Von Oculus bis MSQRD, von einfachen Spielzeugen, die Kinder mit dem Aussehen eines Dinosauriers im Raum begeistern, bis hin zu Anwendungen wie „Ordnen Sie die Möbel in Ihrer Zweizimmerwohnung“ von IKEA und so weiter. Hier gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten.

Und es gibt auch einen weniger beliebten, aber eigentlich nützlichen Bereich: einem Menschen neue Fähigkeiten beizubringen und seine tägliche Arbeit zu vereinfachen. Als Beispiel können wir hier Simulatoren für Ärzte, Piloten und sogar Strafverfolgungsbehörden nennen. Bei SIBUR nutzen wir diese Technologien im Rahmen der Digitalisierung der Produktion. Der Hauptverbraucher ist ein direkter Produktionsmitarbeiter mit Handschuhen und Helm, der sich im Unternehmen in Hochrisikoeinrichtungen befindet.

Mein Name ist Alexander Leus, ich bin Product Owner von Industrie 4.0 und ich werde darüber sprechen, welche Features sich hier ergeben.

Industrie 4.0

Generell gilt im benachbarten Europa alles, was mit der Digitalisierung in einem Unternehmen im allgemeinen Sinne zu tun hat, als Industrie 4.0. Unser 4.0 sind digitale Produkte, die irgendwie mit Hardware zu tun haben. Zuallererst ist dies natürlich das industrielle Internet der Dinge, IIoT, sowie eine Richtung im Zusammenhang mit der Videoanalyse (es gibt eine große Anzahl von Kameras im Werk, und Bilder von ihnen müssen analysiert werden) und auch eine Richtung genannt XR (AR + VR).

Das Hauptziel von IIoT besteht darin, den Automatisierungsgrad in der Produktion zu erhöhen, den Einfluss des menschlichen Faktors auf die Verwaltung unkritischer technologischer Prozesse zu verringern und die Betriebskosten von Anlagen zu senken.

Die Videoanalyse bei SIBUR besteht aus zwei Hauptteilen – technologischer Überwachung und Situationsanalyse. Durch die technologische Beobachtung können Sie die Produktionsparameter selbst steuern (wie wir hier geschrieben haben). hier zum Extruder, zum Beispiel oder Qualitätskontrolle von Gummibriketts anhand des Bildes seiner Krümel). Und der situative überwacht, wie der Name schon sagt, das Eintreten bestimmter Ereignisse: Einer der Mitarbeiter befand sich in einem Bereich, in dem er nicht sein sollte (oder in dem sich überhaupt niemand aufhalten sollte), aus dem plötzlich Dampfstrahlen austraten das Rohr und dergleichen.

Aber warum brauchen wir XR?

Der Begriff wurde Ende letzten Jahres vom Konsortium Khronos Group geprägt, das Standards für die Arbeit mit Grafiken erstellt. Der Buchstabe „X“ selbst ist hier nicht zu entziffern, der Punkt ist dieser:

XR umfasst alles, was auf die eine oder andere Weise mit interaktiven Computergrafiken, CGI, AR + VR-Trends zusammenhängt, sowie den Technologie-Stack, der all diese Vorzüge begleitet. In unserer Arbeit ermöglicht uns XR die Lösung einer Reihe wichtiger Probleme.

Erstens geben wir einem Menschen ein neues Werkzeug, das ihm das Leben erleichtert (zumindest während der Arbeitszeit). Wir bieten eine komplette Plattform auf Basis von Videotechnologien und AR, die es Ihnen ermöglicht, einen Produktionsmitarbeiter (Operator) im Werk und einen Remote-Experten direkt zu verbinden – der erste läuft mit einer AR-Brille durch das Unternehmen und überträgt alles, was passiert, per Video ( (bis auf die Umgebung nicht viel anders als bei einem Touristenspaziergang mit GoPro), sieht der zweite auf seinem Monitor, was im Auftrag des Betreibers passiert, und kann auf dem Bildschirm des ersten die nötigen Tipps anzeigen. Zum Beispiel, in welcher Reihenfolge das Gerät zerlegt werden soll, welche Parameter eingestellt werden müssen usw.

Zweitens verbessern wir die Fähigkeiten unserer Mitarbeiter. Im Allgemeinen handelt es sich hier um eine Geschichte über die ständige Aktualisierung des Wissens. Wenn zum Beispiel ein neuer Mitarbeiter zu uns kommt, haben seine Qualifikationen zu Beginn der Arbeit eine bestimmte Bedeutung; wenn er von einer technischen Schule kommt, erinnert er sich an fast alles, was ihm beigebracht wurde. Zumindest sollte es so sein. Nach mehrjähriger Berufstätigkeit kann er seine Qualifikationen verbessern oder seine Fähigkeiten ein wenig verlieren; es hängt alles stark davon ab, was er genau getan hat, denn auch eine große Menge an nützlichem Wissen kann durch die tägliche Routine in die hinterste Ecke gedrängt werden.

Während seiner Schicht ereignet sich beispielsweise ein ungeplantes Ereignis, eine Notbremsung. Und hier ist es wichtig, über welche Kenntnisse der Mitarbeiter in diesem Moment verfügt, ob er in einer Notfallsituation alle erforderlichen Aufgaben sofort ausführen kann oder nicht. Es ist eine Sache, wenn Sie durchschnittlich alle 3 Jahre mit geplanten Reparaturen arbeiten, dann können Sie Ihr Wissen ein paar Monate vor der geplanten Arbeit selbst (oder mit unserer Hilfe) auffrischen, aber eine andere Sache ist eine solche Produktionsüberraschung. Aber Sie haben Ihren Tee noch nicht ausgetrunken und Ihre Qualifikationen sind auf einem niedrigeren Niveau als derzeit erforderlich.

In solchen Fällen hilft unsere AR-Plattform – wir geben sie einem Mitarbeiter, und es stellt sich heraus, dass er in Kombination mit einem Remote-Spezialisten schnell die notwendigen Entscheidungen unterwegs treffen kann.

Ein weiterer Einsatzbereich von XR sind Trainingsgeräte und Simulatoren, mit denen man die richtige Reaktion auf mögliche Situationen am Arbeitsplatz üben kann. Jetzt haben wir einen Steuerungssimulator für die Arbeit mit Kompressoren und werden bald einen weiteren für die Arbeit mit gefährlichen Reagenzien auf den Markt bringen.

Neben Simulatoren erstellen wir auch ausführliche virtuelle Tipps. Zu den Aufgaben unseres Betriebspersonals gehört beispielsweise das Schalten von Schaltschränken, wenn verschiedene Bereiche mit Strom versorgt werden müssen. Der klassische Ansatz zur Erstellung solcher Anleitungen sind Fotoanleitungen oder Anwendungen mit interaktiven 360-Grad-Fotopanoramen. Und mit Hilfe von Brillen, tragbaren Videokameras und von uns entwickelten Materialien können wir eine detaillierte Wissensbasis zu Wartungs- und Reparaturtechnologien aufbauen.

Übrigens ist eine solche Basis selbst bereits ein vollwertiges digitales Produkt mit großer Abdeckung, auf dessen Grundlage neue Simulatoren gebaut werden können. Außerdem kann dieses Wissen über die Plattform transportiert werden, um den Menschen vor Ort bei operativen Entscheidungen zu helfen. Die Jungs bauen bereits einen Datensee, über den Sie lesen können hier.

Die AR-Plattform dient hier als Schnittstelle zur Visualisierung von Ratschlägen – beispielsweise kann Ihnen ein erfahrenerer Kollege (oder eine KI) mitteilen, dass die Temperatur in diesem Bereich erhöht werden muss. Das heißt, Sie müssen sich nur dem Kompressor nähern – und schon erscheinen Ratschläge in der Brille.

Vereinfacht ausgedrückt besteht die AR-Plattform aus einer Medienressource mit einer Datenbank und einem Medienserver, mit dem sich Spezialisten mit AR-Brillen verbinden und bestimmte Aktionen im Werk ausführen können. Und Spezialisten können bereits von ihren Computern aus eine Verbindung zu ihnen herstellen; das können entweder unsere internen Experten oder externe Experten sein – Anbieter und Ausrüstungslieferanten. Der Ablauf sieht etwa so aus: Ein Mitarbeiter einer Anlage führt einen bestimmten Vorgang aus und benötigt für die Entscheidungsfindung Informationen, es werden Aufsichts- oder Inbetriebnahmearbeiten durchgeführt. Ein Bild von der Brille des Mitarbeiters wird auf den Monitoren an die Spezialisten übertragen, diese können ihm von ihren Computern „Tipps“ senden, sowohl in Textform, indem er einfach Ratschläge an die Brillenschnittstelle sendet, als auch in Grafik – der Mitarbeiter sendet ein Foto von der Brille , fügen die Spezialisten schnell Infografiken auf dem Bildschirm hinzu und senden Informationen zurück, um Klarheit zu schaffen und die Kommunikation zu beschleunigen.

Und um es noch einfacher zu machen, besteht die Möglichkeit, einen automatischen Zugriff auf die Datenbank zu erstellen, sodass ein Mitarbeiter durch einen Blick auf die Markierung auf dem Gehäuse des Geräts sofort Informationen darüber und die erforderlichen Maßnahmen erhalten kann.

Umsetzung und Hindernisse

Es ist eine Sache, sich das alles auszudenken und es unter normalen Bedingungen sogar auf Hardware umzusetzen. Nun, im Ernst, was ist so kompliziert, ich habe die Umgebung bereitgestellt, die AR-Brille an den Laptop angeschlossen, alles funktioniert und alles ist cool.

Und dann kommst du in die Fabrik.

Übrigens enden viele ähnliche Geschichten über „Wir haben großartige Industrieprodukte“ schnell, wenn das Produkt tatsächlich industrielle Bedingungen erreicht. Wir haben hier viele Einschränkungen. Das drahtlose Datennetzwerk ist nicht sicher = es gibt kein drahtloses Netzwerk. Es besteht eine Kabelverbindung, über die die Kommunikation mit dem Internet erfolgt.

Aber (Sie haben es schon verstanden, oder?) Das Internet ist auch unsicher = zum Schutz wird ein Proxy verwendet und die meisten Ports sind geschlossen.

Daher reicht es nicht aus, eine coole Lösung für die Branche zu finden, die den Benutzern hilft; Sie müssen sofort darüber nachdenken, wie Sie all dies unter den bestehenden Einschränkungen in die Branche bringen können. Derzeit ist die Situation jedoch so, dass ein solcher Ansatz in der Branche noch nicht umgesetzt wurde.

Wir können nicht einfach einen Server mit allem Notwendigen bauen, damit die Plattform funktioniert, ihn im Werk zurücklassen und erhobenen Hauptes gehen – niemand wird sich mit diesem Server verbinden. Es macht auch keinen Sinn, einen dedizierten Laptop nebeneinander zu platzieren, das verdirbt die ganze Idee – wir machen das alles, um sowohl den Standortmitarbeiter in Nischnewartowsk als auch die Person aus dem Werk in Pyt miteinander verbinden zu können -Yakh (und wir haben dort ein Werk, ja) und ein Deutscher von der Verkäuferseite. Und damit sie die Reparatur einer Pumpe oder eines Kompressors in der Regel gemeinsam besprechen können, jeder von seinem Arbeitsplatz aus (oder auch alleine, wenn ein Mitarbeiter vor Ort ist). Und niemand muss irgendwohin fliegen, Geschäftsreisen koordinieren, Visa besorgen, Zeit und Geld verschwenden.

Ich habe eine Verbindung hergestellt – ich habe alles gesehen – ich habe alles entschieden, oder ich habe eine Lösung vorgeschlagen und bin losgefahren/geflogen, um zu helfen.

Eine weitere Besonderheit, die zusätzliche Grenzen setzt, ist unsere Arbeit mit Gas. Dabei ist es immer eine Frage des Explosionsschutzes und der Anforderungen der jeweiligen Räumlichkeiten. Bei der Erstellung eines Gerätes sollte man sich immer die Frage stellen: Wer wird es unter welchen Bedingungen nutzen? Manche von uns arbeiten in der Reparaturwerkstatt, wo sie Wartungen und Reparaturen durchführen, manche direkt in der Produktion, manche in Serverräumen, manche in Umspannwerken.

Idealerweise sollten Sie für jede Aufgabe und jeden Anwendungsfall ein eigenes Gerät erstellen.

Es gibt keine Probleme mit der Verfügbarkeit von AR-Brillen im XR-Bereich. Bei ihrem Einsatz in der Industrie gibt es Probleme. Nehmen Sie das gleiche Google Glass, als es 2014 getestet wurde, stellte sich heraus, dass es mit einer Ladung 20 Minuten lang funktioniert und während des Betriebs das Gesicht recht gut aufheizt. Es ist natürlich gut, wenn es am Standort in Tobolsk -40 °C ist und man etwas Warmes im Gesicht hat. Aber immer noch nicht dasselbe.

Ein japanisches Unternehmen kam näher; es verfügte bereits 2014 über Industriemuster für den Einsatz in Kraftwerken. Im Prinzip ist die Idee, AR-Geräte auf den Markt zu bringen, schon lange auf dem Markt und hat sich im Großen und Ganzen kaum verändert. Zum Beispiel Helme für Piloten – jetzt ist fast alles beim Alten, nur die Systeme sind kleiner geworden, die Leistung hält länger und die Auflösung von Mikrodisplays und Videokameras hat sich deutlich verbessert.

Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass es sich bei solchen Geräten um Monokulare und Binokulare handelt. Und es macht Sinn. Wenn Sie bei Ihrer Arbeit Informationen lesen, Dokumente ansehen und dergleichen müssen, benötigen Sie ein Fernglas, um ein Bild für beide Augen gleichzeitig zu erstellen. Wenn Sie nur einen Videostream und Fotos übertragen und gleichzeitig Informationen in Form von kurzen Tipps und Parametern erhalten müssen, reichen die Fähigkeiten eines monokularen Geräts aus.

Von Monokularen gibt es sogar ein Muster mit Explosionsschutz, RealWear HMT-1z1, das im deutschen Werk der Firma iSafe hergestellt wird, aber das ist im Allgemeinen das einzige Muster von Serienprodukten. Ein gutes Monokulargerät mit Explosionsschutz und kleinem Monokularbildschirm. Aber manchmal wird auch ein Fernglas benötigt. Beispielsweise benötigt ein Energietechniker, der an betrieblichen Schaltvorgängen beteiligt ist, einen größeren Bildschirm, um den gesamten Schaltkreis sehen zu können. Wichtig sind hier auch die Standardeigenschaften der Videokamera in Bezug auf Aufnahmequalität und Komfort – damit nichts den Blickwinkel blockiert, damit ein normaler Autofokus vorhanden ist (etwas Kleines mit Handschuhen verdrehen oder kleine Chips an Teilen untersuchen ist ein erhebliches Minus, Fokussierung, das ist so ein Vergnügen für Sie selbst).

Doch für Werkstattmitarbeiter ist alles etwas einfacher: Es gelten unterschiedliche Anforderungen an den Explosionsschutz, sodass Sie Geräte aus einer größeren Modellpalette auswählen können. Hier kommt es vor allem auf die Qualität an – dass das Gerät funktioniert, nicht langsamer wird, gut verarbeitet ist, im Industriedesign, damit es bei mechanischer Beanspruchung usw. nicht kaputt geht. Im Allgemeinen handelt es sich um eine normale Serienhardware und nicht um einen Prototyp.

Infrastruktur

Und noch etwas, ohne darüber nachzudenken, ist es unmöglich, eine Lösung in die industrielle Welt zu bringen – die Infrastruktur. Es gibt so etwas wie eine digitalfähige Infrastruktur. Einerseits ist dies derselbe Marketing-Hype wie eine Windows 7-fähige Maus für einen Computer. Andererseits gibt es hier eine ziemlich wichtige Bedeutung. Sie werden doch kein Mobiltelefon benutzen, wenn keine Basisstation in Reichweite ist, oder? Nun gut, Sie können es verwenden, ein Buch lesen, Fotos ansehen usw., aber Sie können nicht mehr anrufen.

Alle digitalen Produkte sind auf Infrastruktur angewiesen. Ohne sie gibt es kein funktionierendes digitales Produkt. Und wenn man unter Digitalisierung sehr oft versteht, einfach alles vom Papier ins Digitale zu übertragen, zum Beispiel hatte jemand in einem Unternehmen einen Papierausweis – er hat ihn digital gemacht und so weiter, dann basiert das Ganze bei uns auf Aufgaben, auf was genau gemacht werden muss.

Nehmen wir an, es gibt einen einfachen Wunsch – eine Infrastruktur zur Bereitstellung der Kommunikation. Und die Werksfläche beträgt etwa 600 Fußballfelder. Lohnt es sich, hier Infrastruktur aufzubauen? Wenn ja, in welchen Bereichen, Quadraten? Die Standorte sind alle unterschiedlich und Sie müssen für jeden einzelne technische Spezifikationen verfassen. Und vor allem: Brauchen die Menschen, die hier arbeiten, diese Infrastruktur überhaupt?

Digitale Produkte in der Produktion sind immer ein schrittweiser Prozess, und die Sache ist, dass man erst dann versteht, wie und was man mit der Infrastruktur machen soll, wenn man das Produkt selbst einbringt. Sie haben ein Produkt mitgebracht, aber es gibt keine Infrastruktur. Ich habe drahtlose Netzwerke von verfügbaren Betreibern auf Krücken bereitgestellt, mir wurde klar, dass es funktioniert, aber ich möchte Stabilität – und ich mache einen Rollback, wie im guten alten sowjetischen Systemansatz beim Design. Und Sie beginnen mit dem Aufbau der Infrastruktur, die es noch nicht gab, und zwar genau in der Form, die die Benutzer benötigen.

Irgendwo reicht es aus, ein paar Zugangspunkte zu installieren, irgendwo gibt es eine Installation mit einer Reihe von Treppen und Durchgängen in der Höhe eines 20-stöckigen Gebäudes, und selbst hier wird man mit Punkten und Sendern behängt, aber man bekommt es nicht Die gleiche Netzwerkqualität wie in Innenräumen, daher ist es sinnvoll, die Installation freizulegen und tragbare Zugangspunkte zu verwenden, wie sie beispielsweise von Bergleuten verwendet werden (explosionsgeschützt!). Jedes Objekt hat seine eigenen Besonderheiten, die eine eigene Lösung erfordern.

Leute

Nachdem Sie die Infrastruktur geschaffen, die notwendigen Geräte in die Branche gebracht und alles technisch eingerichtet haben, denken Sie daran: Es gibt immer noch Menschen, mit denen Sie drei Phasen durchlaufen müssen, damit das Produkt verwendet werden kann.

1. Machen Sie sich im Detail vertraut, zeigen Sie Ihr eigenes Beispiel.
2. Bringen Sie sich selbst bei, wie man es benutzt, und testen Sie es anschließend, um zu sehen, wie gut jeder alles versteht.
3. Sichern Sie das Produktüberleben.

Tatsächlich geben Sie den Leuten etwas, das sie definitiv noch nie zuvor verwendet haben. Wenn Sie nun Verwandte von Druckknopf-Clamshells auf moderne Smartphones übertragen haben, ist es ungefähr die gleiche Geschichte. Zeigen Sie dem Gerät, wo sich die Videokamera befindet, wie Sie das Mikrodisplay anpassen und wo Sie drücken müssen, um zu kommunizieren – und so weiter, so weiter, so weiter.

Und hier gibt es einen Hinterhalt.

Man kommt zu den Leuten, bringt ein Produkt mit und redet darüber. Die Mitarbeiter können zustimmen, nicht zu viel streiten und von Ihnen lernen, wie man dieses neue Gerät mit Interesse und Begeisterung nutzt. Sie können sich sogar beim ersten Mal schnell an alles erinnern. Sie bestehen den Gerätewissenstest mit Bravour und nutzen das Gerät genauso sicher wie Sie.

Und dann stellt sich heraus, dass Sie nicht im Voraus festgelegt haben, welches Mitglied Ihres Teams diese Brille direkt auf dem Platz tragen würde. Und es stellt sich heraus, dass noch einmal ganz andere Menschen geschult werden müssen.

Aber Sie werden mehrere Mitarbeiter haben, die ein Produkt, das nicht verwendet werden soll, hervorragend verstehen.

Wir haben auch ein kurzes Video darüber, wie es funktioniert.

Source: habr.com