Вітання! AR і VR - штуки модні, зараз додатки з їх використанням не зробив тільки лінивий (або той, кому воно просто не потрібне). Від Oculus до MSQRD, від простих іграшок, що тішать дітлахів появою динозавра в кімнаті, до прикладних додатків виду «Розстав меблі в своїй двійці» від IKEA та інше. Варіантів застосування тут безліч.
А ще є не найпопулярніша порівняно з ними, але насправді корисна галузь — навчання людини новим навичкам та спрощення її щоденної роботи. Тут як приклад можна навести тренажери для медиків, пілотів і навіть правоохоронних органів. Ми ж у СІБУРі застосовуємо ці технології у рамках цифровізації виробництва. Основний споживач — безпосередній співробітник виробництва у рукавичках та касці, що знаходиться на підприємстві, на об'єктах підвищеної небезпеки.
Мене звуть Олександр Леус, я Product Owner Індустрії 4.0, і я розповім про те, які тут виникають особливості.
Промисловість 4.0
Загалом, у сусідній Європі прийнято вважати індустрією 4.0 все, що пов'язане з діджиталом на підприємстві в загальному розумінні. У нас 4.0 це цифрові продукти, які так чи інакше пов'язані з hardware. Насамперед, звичайно ж, це індустріальний інтернет речей, IIoT, плюс напрямок, пов'язаний з відеоаналітикою (на заводі величезна кількість камер, і зображення з них потрібно аналізувати), а також напрямок під назвою XR (AR+VR).
Головне завдання IIoT – підвищити рівень автоматизації на виробництві, знизити вплив людського фактора на процес управління некритичними технологічними процесами, знизити витрати на експлуатацію установок.
Відеоаналітика у СІБУРі складається з двох головних частин – технологічне спостереження та ситуаційна аналітика. Технологічне спостереження дозволяє контролювати самі параметри виробництва (як ми писали ось , наприклад, або контроль якості брикетів каучуку зображення його крихти). А ситуаційна, як зрозуміло з назви, відстежує настання певних подій: хтось із співробітників опинився в тій зоні, де її бути не повинно (або де взагалі нікого не повинно бути), з труби раптово стали вириватися струмені пари тощо.
А ось навіщо нам XR.
Термін придумали наприкінці позаминулого року в консорціумі Khronos Group, який займається створенням стандартів роботи з графікою. Сама літера «Ікс» тут не розшифовується, справа ось у чому:
У XR входить все, що так чи інакше пов'язане з інтерактивною комп'ютерною графікою, CGI, напрямки AR+VR, а також супутній всьому добру стек технологій. У нашій роботі XR дозволяє вирішувати низку важливих завдань.
По-перше, ми даємо людині новий інструмент, який спрощує йому життя (принаймні, у робочий час). Пропонуємо цілу платформу на базі відеотехнологій та AR, яка дозволяє безпосередньо з'єднувати співробітника виробництва (оператора) на заводі та віддаленого експерта - перший ходить по підприємству в AR-окулярах, транслюючи все, що відбувається по відео (мало чим відрізняється від туристичної прогулянки з GoPro, крім антуражу ), другий у себе на моніторі бачить те, що відбувається від імені оператора і може виводити на екран першому необхідні підказки. Наприклад, у якій послідовності розбирати агрегат, які параметри встановити і таке інше.
По-друге, ми прокачуємо навички співробітників. Тут загалом історія про постійне оновлення знань. Наприклад, приходить до нас співробітник новий, і на початок роботи його кваліфікація має якесь певне значення, якщо він після технікуму він пам'ятати майже все, чому його вчили. Принаймні так має бути. Пропрацювавши кілька років, він може або підвищити свою кваліфікацію, або трохи розгубити навички, тут все залежить від того, чим саме він займався, тому що навіть великий багаж корисних знань щоденна рутина може засунути в дальній кут.
Наприклад, під час його зміни трапляється якась подія, незапланована, аварійна зупинка. І тут важливо, який на цей момент у співробітника багаж знань, здолає він прямо зараз виконати всі необхідні в екстреній ситуації завдання чи ні. Одна річ, якщо ти працюєш із запланованими ремонтами в середньому раз на 3 роки, тут можна освіжати знання самостійно (або з нашою допомогою) за пару місяців до запланованих робіт, інша річ — ось така виробнича несподіванка. А ти чай не допив і в тебе кваліфікація на нижчому рівні, ніж потрібно зараз.
У таких випадках і допомагає наша AR-платформа — ми даємо її співробітнику, і виходить, що в парі з віддаленим фахівцем вони швидше приймають потрібні рішення прямо на ходу.
Ще одна сфера застосування XR - це тренажери та симулятори, які дозволяють відпрацювати правильну реакцію на можливі на виробництві ситуації. Зараз у нас є контрольний тренажер по роботі з компресорами, незабаром запускаємо ще один по роботі з небезпечними реагентами.
Окрім тренажерів створюємо і докладні віртуальні підказки. Наприклад, наш оперативний персонал має завдання перемикання електрощитків, коли електрику треба подавати на різні ділянки. Класичний підхід створення подібних інструкцій – це фотоінструктаж або додатки з інтерактивними 360-градусними фотопанорамами. А за допомогою окулярів, що носяться відеокамер і розроблених нами матеріалів, ми зможемо формувати докладну базу знань з технологій обслуговування та ремонту.
До речі, така база — це вже повноцінний цифровий продукт широкого охоплення, на основі якого можна будувати нові тренажери, плюс ці знання можна транспортувати через платформу, допомагаючи людям на місцях приймати оперативні рішення. Діти вже будують озеро даних, про яке можна почитати .
AR-платформа тут використовується як інтерфейс для візуалізації порад - наприклад, досвідченіший колега (або ІІ) може підказати тобі, що температуру вооооон на тій ділянці треба зробити більше. Тобто потрібно просто підійти до компресора — і в окулярах з'явиться порада.
Якщо спрощено, то AR-платформа складається з медіаресурсу з базою даних та медіасервера, до якого можуть підключатися фахівці в AR-окулярах, які виконують на заводі певні дії. А до них уже можуть підключатися спеціалісти зі своїх комп'ютерів, це можуть бути як наші внутрішні експерти, так і зовнішні — вендори та постачальники обладнання. Процес виглядає приблизно так: співробітник на заводі виконує певну операцію, і для ухвалення якогось рішення йому потрібна інформація, або проводяться шеф-монтажні або пуско-налагоджувальні роботи. До фахівців на монітори транслюється картинка з окулярів співробітника, вони зі своїх комп'ютерів можуть надсилати йому «підказки», як у тексті, просто надсилаючи поради в інтерфейс окулярів, так і графікою – співробітник відправляє фото з окулярів, спеці швидко на скрині додають інфографіку та відправляють інфо назад для наочності та прискорення комунікації.
А щоб було ще простіше, є можливість створення автоматичного доступу до бази даних, щоб співробітник по мітці на корпусі пристрою одразу отримував інформацію та необхідні дії.
Впровадження та бар'єри
Одна річ — вигадати все це і навіть реалізувати на залозі у звичайних умовах. Ну, серйозно, чого складного, розгорнув середу, підключив AR-окуляри до ноуту, все працює і все круто.
А потім ти приходиш на завод.
До речі, багато подібні історії про «У нас є чудові індустріальні продукти» швидко закінчуються, коли продукт потрапляє в індустріальні умови. У нас тут купа обмежень. Бездротова мережа для передачі даних небезпечна = бездротової мережі немає. Є провідна, за якою здійснюється зв'язок з інтернетом.
Але (ви вже зрозуміли, так?) Інтернет теж небезпечний = для захисту застосовується проксі, і більшість портів закрита.
Тому мало придумати круте рішення для індустрії, яке допоможе користувачам, ти маєш відразу думати про те, як протягнути все це в індустрію в умовах обмежень, що існують в ній. А ситуація зараз така, що такого підходу в рамках індустрії ще не впроваджували.
Ми не можемо просто зробити сервак з усім необхідним для роботи платформи, залишити його на заводі і піти з гордо піднятою головою — цього сервака ніхто не підключиться. Ставити поруч виділений ноутбук теж немає сенсу, це псує всю витівку - ми ж і робимо все це для того, щоб мати можливість пов'язувати один з одним і співробітника майданчика в Нижньовартівську, і людину із заводу в Пить-Яху (і там у нас завод, так), і німця з боку вендора. І щоб вони змогли разом нормально обговорити ремонт насоса або компресора кожен зі свого робочого місця (або своїх двох, коли співробітник на майданчику). І не доведеться нікому нікуди літати, погоджувати відрядження, отримувати візи, витрачати час та гроші.
Підключився — все побачив — усе вирішив, чи запропонував рішення і поїхав/полетів допомагати.
Інша специфіка, яка виставляє додаткові рамки, — наша робота з газом. А це завжди питання вибухозахисту та вимог конкретних приміщень. Створюючи пристрій, потрібно завжди ставити собі питання — хто взагалі ним користуватиметься і в яких умовах? Хтось у нас працює у ремонтному цеху, де проводить обслуговування та ремонт, хтось безпосередньо на виробництві, хтось у серверних, хтось на підстанціях.
В ідеалі під кожну задачу і кожен сценарій використання треба робити свій девайс.
З наявністю у сфері XR AR-окулярів проблем немає. Є проблеми з їх застосуванням у промисловості. Взяти ті ж Google Glass, коли в 2014 їх тестували, з'ясувалося, що працюють вони 20 хвилин на одній зарядці, а в процесі роботи непогано так нагрівають обличчя. Воно, звісно, добре, коли на майданчику в Тобольську -40, а в тебе на обличчі щось тепле. Але все-таки не те.
Одна японська компанія підійшла ближче, у неї для впровадження на енергооб'єктах у тому ж 2014 році були вже індустріальні зразки. В принципі, сама витівка з AR-обладнанням на ринку давно і за великим рахунком мало змінюється. Наприклад, шоломи для пілотів - сьогодні все майже те ж саме, просто системи стали меншими, живлення вистачає на більш тривалий час, та й дозвіл мікродисплеїв і відеокамер значно покращився.
Тут ще треба враховувати, що такі девайси роблять монокулярними та бінокулярними. І це має сенс. Якщо у твоїй роботі тобі треба читати якусь інформацію, розглядати документи і таке інше — то потрібен бінокулярний девайс, щоб формувалася картинка одразу для двох очей. Якщо треба просто передавати відеопотік і фото, при цьому отримуючи інформацію у форматі коротких порад і параметрів, то тут вистачить і можливостей монокулярного пристрою.
У монокулярок навіть існує зразок з наявністю вибухозахисту RealWear HMT-1z1, що виробляється на німецькому заводі компанії iSafe, але це взагалі єдиний зразок із серійних продуктів. Добротний монокулярний девайс із вибухозахистом та невеликим монокулярним екраном. Але іноді потрібні й бінокулярки. Скажімо, енергетику, який задіяний в оперативному перемиканні, потрібен більший екран, щоб бачити всю схему перемикання цілком. Ще тут важливі й стандартні характеристики відеокамери в плані якості зйомки та її зручності — щоб нічого не загороджувало кут огляду, щоб був нормальний автофокус (крутити щось дрібне в рукавичках або розглядати дрібні сколи на деталях у неслабкий мінус, ловлячи фокус, це так собі задоволення).
А ось для працівників ремонтних цехів все трохи простіше, тут інші вимоги щодо вибухобезпеки, що дозволяє вибирати девайси з ширшого модельного ряду. Тут уже головна просто якість — щоб пристрій працював, не гальмував, був зроблений добротно саме в індустріальному виконанні, щоб не ламався при механічному впливі та інше. Загалом нормальна серійна залізка, а не прототип.
Інфраструктура
І ще одна річ, без продумування якої не протягнути рішення до індустріального світу — інфраструктура. Існує таке поняття, як digital ready інфраструктура. З одного боку, це такий самий маркетинговий хайп, як і Windows 7 ready мишка для комп'ютера. З іншого боку, тут є досить важливе значення. Ви ж не користуватиметеся мобільним телефоном в умовах відсутності базової станції в радіусі дії? Ну ОК, користуватись можна, книжку почитати, подивитися фото та інше, але зателефонувати ось уже немає.
Усі digital-продукти лягають на інфраструктуру. Немає її – немає робочого цифрового продукту. І якщо дуже часто під цифровізацією розуміють просто перенесення всього з паперу на цифру, наприклад, був у компанії паперовий пропуск у людини — зробили цифровий, та інше, то у нас ця справа відштовхується від завдань, від того, що саме треба робити.
Допустимо, є просте побажання — інфраструктура для забезпечення зв'язку. А площа заводу – близько 600 футбольних полів. Чи варто тут робити інфраструктуру? Якщо так, то на яких ділянках, квадратах? Ділянки всі різні, під кожну треба писати ТЗ. Ну і головне — а от людям, які тут працюють, чи взагалі потрібна ця інфраструктура?
Цифрові продукти на виробництві - це завжди поетапна робота, і штука в тому, що ти не зрозумієш, як і що потрібно робити з інфраструктурою, поки не притягнеш сам продукт. Ти приніс продукт, а інфраструктури немає. Розгорнув на милицях бездротові мережі від доступних операторів, зрозумів, що працювати працює, але хочеться стабільності — і відкочуєшся назад, як у старому доброму радянському системному підході при проектуванні. І починаєш будувати ту інфраструктуру, якої тут не було і саме у тому вигляді, в якому потрібно користувачам.
Десь досить поставити пару точок доступу, десь є установка з купою сходів і переходів заввишки з 20-поверховий будинок, і тут хоч увішайся точками та передавачами, але такої якості мережі, як у приміщенні, не отримаєш, тому є сенс засвічувати установку та використовувати переносні точки доступу, такі як використовують шахтарі (вибухозахисні!). Кожен об'єкт має свою специфіку, що вимагає свого рішення.
Люди
Створивши інфраструктуру, протягнувши в індустрію потрібні девайси і налагодивши все з технічного погляду, пам'ятай — є ще люди, з якими треба пройти три етапи, щоб продуктом стали користуватися.
- Докладно ознайомити, показати власний приклад.
- Навчити використовувати самостійно, протестувати після того, наскільки всі зрозуміли.
- Забезпечити приживання продукту.
Фактично ти даєш людям щось, яким вони до цього не користувалися. Ось якщо ви пересаджували родичів із кнопкових розкладачок на сучасні смартфони, там приблизно така сама історія. Показати девайс, де відеокамера, а як налаштувати під себе мікродисплей, а де чого натиснути для зв'язку - та інше, інше, інше.
І тут є одна засідка.
Ти приходиш до людей і приносиш продукт, розказуєш про нього. Співробітники можуть погоджуватися, не особливо сперечатися, з інтересом та ентузіазмом вчитися в тебе користуватися цим новим пристроєм. Можуть навіть швидко запам'ятати з першого разу. Можуть блискуче скласти тест на знання девайсу і використовувати його так само впевнено, як і ти.
А потім з'ясується, що ти заздалегідь не уточнив, хто саме з їхньої команди безпосередньо на майданчику ходитиме у цих окулярах. І вийде, що навчати знову треба зовсім інших людей.
Зате у тебе будуть кілька співробітників, які відмінно розібралися в продукті, який не застосовуватимуться.
А ще маємо невелике відео про те, як це влаштовано.
Джерело: habr.com