IT.UA - home page

Меню
Aside section
Назад к Медиа

Виртуальная реальность (VR): лучшие практики

2018.11.06
Статьи
Виртуальная реальность (VR): лучшие практики

В статье «Виртуальная реальность (VR)» был сделан обзор многочисленных и весьма неоднородных технологий VR, которые уже используются во многих сферах деятельности. Прежде всего это, конечно, видеоигры, за ними следуют торговля, продажа недвижимости, здравоохранение, образование, армия, трансляция зрелищ, демонстрация фильмов и сериалов, виртуальный туризм, проектирование во всех его разновидностях — от мебели до архитектуры и градопланирования. В дальнейшем степень проникновения VR в эти области будет увеличиваться и к ним будут добавляться новые. В данной статье мы рассмотрим наиболее удачные практики использования VR в промышленности.

Виртуальная реальность в промышленности

В промышленности технологии виртуальной реальности могут использоваться на всех стадиях жизненного цикла изделия: начиная с оформления заказа, продолжая этапом проектирования и заканчивая продажей и послепродажным обслуживанием. Изделие можно представить заказчику еще до того, как оно будет изготовлено. Продукцию предприятия, благодаря использованию VR, можно эффектно и эффективно демонстрировать на выставках, в офисах продаж и просто в людных местах. Обучение специалистов с использованием VR-устройств обходится намного дешевле, чем с помощью специализированных обучающих стендов; некоторые эксперты считают эту сферу наиболее многообещающей. Другие полагают, что наибольший экономический эффект предприятие может получить за счет виртуального прототипирования будущих изделий, организации совместного проектирования и удаленного взаимодействия специалистов.1

Виртуальное прототипирование

Использование центров виртуального прототипирования позволяет решить следующие задачи:

  • сократить срок разработки изделия (по различным оценкам, на 15–30%)
  • снизить количество ошибок при разработке как внутри компании, так и среди субподрядчиков
  • повысить качество изделия за счет более тщательной проработки эргономики, ремонтных и эксплуатационных характеристик
  • повысить удовлетворенность клиента изделием за счет вовлечения его в процесс компоновки
  • снизить ремонтные и эксплуатационные издержки за счет проработки и прототипирования не только самого изделия, но и процессов его производства и последующей эксплуатации.2

Компания Ford использует VR-проекты на стадии проектирования автомобилей. В дизайн-центре компании, расположенном в Кёльне (Германия), оборудована студия, в которой инженеры-проектировщики могут всесторонне оценить автомобиль, не имея в своем распоряжении физического прототипа. Это позволяет им быстрее и эффективнее работать над компоновкой и внешним видом автомобиля, а также детально прорабатывать элементы отделки. Работая в этой студии, дизайнеры Ford смогли выбрать наилучшее расположение приборной панели, кресел и механизмов управления для новой модели Ford Fiesta.3

Компания Lockheed Martin Corporation для программы создания истребителя F35 Lighting II построила центр виртуального прототипирования Ship/Air Integration Lab (SAIL).Затраты на него составили примерно $6,7 млн., а отдача — порядка $75–100 млн., т. е. эффективность инвестиций получилась 1 к 13–15. Этот показатель эффективности инвестиций в центры виртуального прототипирования коррелирует с данными по автомобильной и нефтегазовой отраслям.

Компания Lockheed Martin Corporation провела также приблизительную оценку стоимости исправления ошибки, допущенной при проектировании изделия, и стоимости корректировки технологии производства изделия на различных этапах разработки. Если ошибка не была замечена сразу и не исправлена в первый год, то стоимость такой корректировки возрастет на втором году выполнения проекта в 2–5 раз, а через 5 лет — в 10 раз. По мнению экспертов компании, виртуальное прототипирование позволило правильнее скомпоновать и проработать программу F35 на ранних стадиях, избежав большого количества корректировок и исправлений на завершающих стадиях ее выполнения.5

Компания Nvidia в конце 2017 г. сообщила о разработке виртуальной реальности, предназначенной для совместной работы инженеров и проектировщиков. Система VR, получившаяся название Holodeck, позволяет нескольким участникам из инженерных центров, расположенных в разных городах или разных странах, собраться в общем виртуальном пространстве. Трехмерные объекты отображаются в нем с высокой степенью детализации и могут представляться в натуральную величину.

Благодаря этим особенностям дизайнеры могут совместно работать над внешним видом разрабатываемого объекта, будь то автомобиль или здание (в подобных случаях на столе отображается виртуальная модель объекта в соответствующем масштабе, которую можно осматривать, поворачивать и представлять в различных разрезах).6 Как и в случае с программой создания истребителя F35, за счет разработки дизайна в виртуальной реальности компания, обратившаяся к этой технологии, сэкономит средства, которые ушли бы на моделирование нового изделия в физическом мире.

Компания Airbus начиная с 2007 года использует технологию VR RAMSIS (Realistic Anthropological Mathematical System — реалистичная антропологическая математическая система) для моделирования внутреннего дизайна кабин. Эта система, учитывая эргономику, позволяет максимизировать пространство внутри кабин воздушных судов и улучшать комфорт для пассажиров, но в то же время учитывать такие факторы, как простота обслуживания и установки оборудования салона. В ограниченном пространстве самолетов даже небольшие изменения могут иметь большие последствия. Опыт погружения в VR помогает производителям всесторонне рассмотреть возможные изменения, обращая особое внимание на важные функции безопасности, такие как доступность кислородных масок и спасательных жилетов.7

Компания BluePrint Automation (BPA) занимается автоматизацией упаковочных машин и разработкой индивидуальных решений для пищевой промышленности. Разрабатываемое оборудование становится всё более сложным, статичные 3D-модели уже не позволяют достаточно наглядно оценить возможный результат. Поэтому было принято решение перейти на технологию VR. Это позволило проводить визуализацию сложных моделей САПР в реальном времени и в виртуальной реальности. С помощью технологии VR конструкторы компании BPA получили возможность более наглядно анимировать различные механизмы, а также проверять их эргономичность, оценивать разработку еще до начала ее производства и экономить время и деньги. Виртуальные модели позволили инженерам компании еще на этапе проектирования пересмотреть такие ключевые показатели, как работоспособность и ремонтопригодность. А клиенты BPA смогли оставлять отзывы о разработке еще до начала производства оборудования.8

Виртуальное обучение

Производство все более автоматизируется, возрастает потребность в персонале высокой и очень высокой квалификации — операторов, технологов, ремонтников и даже складских рабочих. Обучение персонала всех уровней — нетривиальная задача. С одной стороны, оно должно быть максимально приближено к реальным условиям, с другой — практиковаться на действующем дорогостоящем оборудовании никто не позволит. Но стоимость обучающих стендов может оказаться сравнимой со стоимостью самого оборудования, поэтому виртуальные тренажеры становятся наиболее привлекательной альтернативой (хотя на их создание тоже придется тратить время и деньги).9

Компания Lincoln Electric использует виртуальную систему, предназначенную для обучения сварщиков. Помимо VR-шлема сварщика в ней используются сварочный аппарат, стенд для сварки, сварочный пистолет и образцы для сварки. Все это хорошо имитирует настоящее сварочное оборудование, поэтому действия обучаемого в виртуальной реальности получаются очень похожими на реальные.10

Компания HP летом 2017 года представила изделие HP Z VR — рюкзак виртуальной реальности.11 В нем размещен высокопроизводительный компьютер, работающий от двух внешних, легкозаменяемых батарей. Человек с таким рюкзаком (массой всего лишь 4,6 кг) за спиной и шлемом VR на голове может относительно свободно перемещаться в реальной и одновременно в виртуальной среде. По мнению разработчиков, HP Z VR — отличная система для обучения людей, в первую очередь военных. Но с этим рюкзаком могут работать также врачи, работники промышленных предприятий, сотрудники техподдержки, водители, космонавты и представители других профессий.12

Компания UPS, специализирующаяся на экспресс-доставке и логистике, использует технологию виртуальной реальности для обучения водителей грузовиков. Автопарк UPS насчитывает более ста тысяч машин, поэтому обучение безопасному вождению — очень важная область деятельности для компании. Ее специалисты разработали обучающую программу, при работе с которой водители учатся реагировать на визуальные и звуковые сигналы, сообщающие о потенциальных опасностях.13,14

Не только прототипирование и обучение

Как говорилось в начале статьи, в промышленности технологии виртуальной реальности могут использоваться на всех стадиях жизненного цикла изделия. Например, для представления результатов диагностики оборудования, проведения виртуальных деловых встреч, демонстрации проекта и т.п.

Компания Siemens разработала виртуальную модель газовой турбины, которая обеспечивает новое качество обслуживания оборудования.15 С датчиков, установленных на реальной турбине, в систему VR подаются данные, предварительно обработанные искусственным интеллектом. Система анализирует данные с датчиков и отображает их в удобной для оператора форме. В частности, температура отдельных частей турбины отображается в цветах. Кроме того, искусственный интеллект анализирует полный набор получаемых от датчиков данных и оценивает физический износ компонентов.

Компания WorldViz в конце 2016 г. объявила об испытаниях платформы Skofield, предназначенной для деловых коммуникаций. Год спустя эта система виртуальной реальности была переименована в Vizible.
«Современные коммуникационные технологии, такие как телефония, видеоконференции и рассылка презентаций PowerPoint, все равно не позволяют лицам, принимающим решения, как следует ознакомиться со сложными продуктами перед их покупкой, — считает генеральный директор и соучредитель компании WorldViz Эндрю Билл (Andrew Beall). — Чтобы обойти это ограничение, компании всего мира тратят огромные 1,25 триллиона долларов на деловые поездки, но поставщикам все равно приходится использовать 2D-проекты или дорогостоящие физические макеты, которые помогают им продавать свои продукты. Мы считаем, что Vizible — ответ на этот вызов».
Для использования Vizible не требуется практически никаких технических знаний, поскольку эта система была разработана в расчете на интуитивные методы создания виртуальных презентаций, а также на возможность быстрого и легкого импорта в нее 2D-контента, такого как PDF-файлы или слайды PowerPoint. «Для разработчиков VR было создано много разнообразного ПО, а Vizible — это виртуальная реальность для всех», — утверждается на сайте компании.
Участники Vizible-сессий могут вводить в виртуальность и проверять 3D-модели, выделять области пространства виртуальными карандашами, использовать лазерные указатели и многое другое. Программа Vizible может быть использована для деловых встреч, обучения/тренинга, оценки проектов, демонстраций, создания пошаговых руководств для онлайн-сотрудничества во всех его разновидностях.16

Компания Virtalis разработала приложение Visionary Render 2. Оно позволяет визуализировать сложные и объемные модели VR в стереоскопическом 3D-режиме в реальном времени.
Компания полагает, что ее продукт имеет достаточный потенциал для того, чтобы полностью революционизировать технологический процесс и стать именно тем программным обеспечением, которое необходимо для Индустрии 4.0.
«Мы используем Visionary Render 2 для виртуального прототипирования, для создания обучающих приложений, для подключения к Интернету вещей и для потоковой передачи данных в реальном времени в цифровой двойник изделия, поэтому мы рассматриваем возможность применения обновленного и ставшего ценным активом Visionary Render на протяжении всего жизненного цикла изделия» — пишет на сайте компании профессор Рэб Скотт, руководитель VR и моделирования в ассоциации AMRC.17

Компания Virtualitics18 создала виртуальную платформу, которая использует технологии машинного обучения, больших данных и смешанной реальности для визуализации данных на 3D-дисплеях и последующей интерактивной работы с ними. На платформе VIP (Virtualitics Immersive Platform™) пользователи могут просматривать свои данные, анализировать их и совместно работать с ними в пространстве VR. Считается, что инновационная презентация данных через VR является важным шагом в представлении информации о бизнес-процессах и будет полезной при поиске потенциальных заказчиков.19

Вместо заключения

Эксперты и аналитики VR-индустрии сходятся в одной рекомендации — VR-проект должен решать реально существующую проблему или серьезно облегчать/удешевлять существующий и работающий процесс. По состоянию на середину 2017 года рынок испытывал недостаток опубликованных данных о результативности внедрений VR в разных отраслях промышленности.1

Ссылки:
1. http://www.forbes.ru/tehnologii/343867-kak-ispolzovat-vr-tehnologii-dlya-biznesa
2. http://controlengrussia.com/perspektiva/virtual_reality/
3. http://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Виртуальная_реальность_(VR,_Virtual_Reality)
4. https://www.designworldonline.com/collaboration-in-virtual-reality/
5. http://controleng.ru/wp-content/uploads/6568.pdf
6. https://www.vrfocus.com/2018/08/nvidia-holodeck-launches-new-vr-tools-for-engineering/
7. https://disruptionhub.com/business-virtual-reality-5-uses/
8. https://ko.com.ua/virtualnaya_realnost_v_proektirovanii_125267
9. http://ect-center.com/blog/vr-training)
10. http://www.lincolnelectric.com/pl-pl/equipment/training-equipment/vrtex360/Pages/vrtex-360.aspx
11. http://www8.hp.com/us/en/campaigns/vrbackpack/overview.html?jumpid=va_42tr91qpzh
12. https://habr.com/post/405741/
13. https://pressroom.ups.com/pressroom/ContentDetailsViewer.page?ConceptType=PressReleases&id=1502741874802-243
14. https://medium.com/giant-lazer/virtual-reality-applications-for-industry-case-studies-6c12a6164cfa
15. https://medium.com/giant-lazer/virtual-reality-applications-for-industry-case-studies-6c12a6164cfa
16. https://learn.worldviz.com/article/overview
17. https://www.virtalis.com/visionary-render/
18. https://www.virtualitics.com
19. https://disruptionhub.com/business-virtual-reality-5-uses/

Статьи