IT.UA - home page

У статті «Віртуальна реальність (VR)» було зроблено огляд численних і досить неоднорідних технологій VR, які вже використовуються у багатьох сферах діяльності. Перш за все, це, звісно, відеоігри, за ними слідує торгівля, продаж нерухомості, охорона здоров’я, освіта, армія, трансляція видовищ, демонстрація фільмів та серіалів, віртуальний туризм, проектування в усіх його різновидах – від меблів до архітектури і містобудування. У подальшому рівень проникнення VR у ці сфери буде збільшуватись і до них будуть додаватись нові. У цій статті ми розглянемо найбільш вдалі практики використання VR у промисловості.

Віртуальна реальність у промисловості

У промисловості технології віртуальної реальності можуть використовуватись на усіх стадіях життєвого циклу виробу: починаючи із оформлення замовлення, продовжуючи етапом проектування і завершуючи продажем і післяпродажним обслуговуванням. Виріб можна подати замовнику ще до того, як він буде виготовлений. Продукцію виробництва, завдяки використанню VR, можна ефектно і ефективно демонструвати на виставках, в офісах продажів і просто в багатолюдних місцях. Навчання фахівців з використанням VR пристрою є набагато дешевшим, ніж за допомогою спеціалізованих навчальних стендів; деякі експерти вважають цю сферу найбільш перспективною. Інші вважають, що найбільший економічний ефект підприємство може отримати за рахунок віртуального прототипування майбутніх виробів, організації спільного проектування і віддаленої взаємодії фахівців.¹

Віртуальне прототипування

Використання центрів віртуального прототипування дозволяє вирішити наступні задачі:

• скоротити строк розробки виробу (за різними оцінками, на 15-30%);
• знизити кількість помилок при розробці як всередині компанії, так і серед субпідрядників;
• підвищити якість виробу за рахунок більш ретельного опрацювання ергономіки, ремонтних та експлуатаційних характеристик;
• підвищити задоволеність клієнта виробом за рахунок залучення його до процесу компонування;
• знизити ремонтні та екплуатаційні витрати за рахунок опрацювання і прототипування не лише самого виробу, але і процесів його виробництва і подальшої екплуатації.²

Компанія Ford використовує VR-проекти на стадії проектування автомобілів. У дизайн-центрі команії, розташованому у Кельні (Німеччина) обладнана студія,  у якій інженери-проектувальники можуть всебічно оцінити автомобіль, не маючи фізичного прототипу. Це дозволяє їм швидше та ефективніше працювати над компонуванням і зовнішнім виглядом автомобілю, а також детально опрацьовувати елементи оздоблення. Працюючи у цій студії, дизайнери Ford зуміли обрати найкраще розташування панелі приладів, крісел і механізмів управління для нової моделі Ford Fiesta.³

Компанія Lockheed Martin Corporation для програми створення винищувача F35 Lighting II побудувала центр віртуального прототипування Ship/Air Integration Lab (SAIL).⁴

Витрати на нього склали приблизно $6,7 млн., а віддача — близько $75–100 млн., тобто ефективність інвестиції вийшла 1 до 13-15. Цей показник ефективності інвестицій у центри віртуального прототипування корелює з даними по автомобільній і нафтовидобувній галузям.

Компанія Lockheed Martin Corporation провела також приблизну оцінку вартості виправлення помилки, допущених при проектуванні виробу, і вартості корегування технології виробництва виробу на різних етапах розробки. Якщо помилку не помітили одразу і не виправили у перший рік, то вартість такого корегування виростає одразу на другому році виконання проекту у 2-5 разів, а через 5 років – у 10 разів. На думку експертів компанії, віртуальне прототипування дозволило правильніше скомпонувати і відпрацювати програму F35 на ранніх стадіях, уникнувши значної кількості коригувань і виправлень на завершальних етапах її виконання.⁵

Компания Nvidia у кінці 2017 повідомила про розробку віртуальної реальності, призначеної  для спільної роботи інженерів і проектувальників.

Система VR, що отримала назву Holodeck, дозволяє декільком учасникам з інженерних центрів, розташованих в різних містах або різних країнах, зібратися у загальному віртуальному просторі. Тривимірні об'єкти відображаються в ньому з високим ступенем деталізації і можуть представлятись у натуральну величину.

Завдяки цим особливостям дизайнери можуть спільно працювати над зовнішнім виглядом об'єкту, що розробляється: чи то автомобіль, чи то будинок (у подібних випадках на столі відображається віртуальна модель об'єкта у відповідному масштабі, яку можна оглядати, повертати і представляти в різних розрізах).⁶ Як і у випадку з програмою створення винищувача F35, за рахунок розробки дизайну в віртуальній реальності, компанія, яка звернулась до цієї технології, заощадить кошти, що пішли б на моделювання нового виробу у фізичному світі.

Компанія Airbus, починаючи з 2007 року використовує технологію VR RAMSIS (Realistic Anthropological Mathematical System - реалістична антропологічна математична система) для моделювання внутрішнього дизайну кабін. Ця система, з огляду на ергономіку, дозволяє максимізувати простір усередині кабін повітряних суден і поліпшувати комфорт для пасажирів, але, в той же час, враховувати такі фактори, як простота обслуговування і установки устаткування салону. В обмеженому просторі літаків навіть невеликі зміни можуть мати великі наслідки. Досвід занурення в VR допомагає виробникам всебічно розглянути можливі зміни, звертаючи особливу увагу на важливі функції безпеки, такі як доступність кисневих масок і рятувальних жилетів.⁷

Компанія BluePrint Automation (BPA) займається автоматизацією пакувальних машин і розробкою індивідуальних рішень для харчової промисловості. Розроблюване обладнання стає все більш складним, статичні 3D-моделі вже не дозволяють досить наочно оцінити можливий результат. Тому було прийнято рішення перейти на технологію VR. Це дозволило проводити візуалізацію складних моделей САПР в реальному часі та у віртуальній реальності. За допомогою технології VR конструктори компанії BPA отримали можливість більш наочно анімувати різні механізми, а також перевіряти їх ергономічність, оцінювати розробку ще до початку її виробництва і економити час і гроші. Віртуальні моделі дозволили інженерам компанії ще на етапі проектування переглянути такі ключові показники, як працездатність і ремонтопридатність. А клієнти BPA отримали змогу залишати відгуки про розробку ще до початку виробництва обладнання.⁸

Віртуальне навчання

Виробництво стає дедалі більш автоматизованим, зростає потреба у персоналі високої і дуже високої кваліфікації - операторах, технологах, ремонтниках і навіть складських робітниках. Навчання персоналу всіх рівнів - нетривіальне завдання. З одного боку, воно повинно бути максимально наближене до реальних умов, з іншого - практикуватися на діючому дорогому обладнанні ніхто не дозволить. Але вартість навчальних стендів може виявитися рівною вартості самого устаткування, тому віртуальні тренажери стають найбільш привабливою альтернативою (хоча на їх створення теж доведеться витрачати час і гроші).⁹

Компанія Lincoln Electric використовує віртуальну систему, призначену для навчання зварювальників. Крім VR-шолома зварювальника, у ній використовуються зварювальний апарат, стенд для зварювання, зварювальний пістолет і зразки для зварювання. Все це добре імітує справжнє зварювальне обладнання – тому дії того, хто навчається у  віртуальній реальності, є дуже схожими на реальні.¹⁰

Компанія HP влітку 2017 року представила виріб HP Z VR - рюкзак віртуальної реальності.¹¹ У ньому розміщений високопродуктивний комп'ютер, що працює від двох зовнішніх, легкозамінних батарей. Людина з таким рюкзаком (масою всього 4,6 кг) за спиною і шоломом VR на голові може відносно вільно переміщатися в реальному і одночасно у віртуальному середовищі. На думку розробників, HP Z VR - відмінна система для навчання людей, в першу чергу військових. Але з цим рюкзаком можуть працювати також лікарі, працівники промислових підприємств, співробітники техпідтримки, водії, космонавти і представники інших профессій.¹²

Компанія UPS, що спеціалізується на експрес-доставці й логістиці, використовує технологію віртуальної реальності для навчання водіїв вантажівок. Автопарк UPS налічує понад сто тисяч машин, тому навчання керуванню - дуже важлива область діяльності для компанії. Її фахівці розробили навчальну програму, при роботі з якою водії вчаться реагувати на візуальні і звукові сигнали, що повідомляють про потенційну небезпеку.^13,14

Не лише прототипування і навчання

Як ішлося на початку статті, у промисловості технології віртуальної реальності можуть використовуватися на всіх стадіях життєвого циклу виробу.

Наприклад, для презентації результатів діагностики обладнання, проведення віртуальних ділових зустрічей, демонстрації проекту і т.п.

Компанія Siemens розробила віртуальну модель газової турбіни, яка забезпечує нову якість обслуговування обладнання.¹⁵

З датчиків, встановлених на реальній турбіні, в систему VR подаються дані, попередньо оброблені штучним інтелектом. Система аналізує дані з датчиків і відображає їх у зручній для оператора формі. Зокрема, температура окремих частин турбіни відображається в кольорах. Крім того, штучний інтелект аналізує повний набір одержуваних від датчиків даних і оцінює фізичний знос компонентів.

Компанія WorldViz в кінці 2016 р оголосила про випробування платформи Skofield, призначеної для ділових комунікацій. Рік по тому ця система віртуальної реальності була перейменована в Vizible.

«Сучасні комунікаційні технології, такі як телефонія, відеоконференції і розсилка презентацій PowerPoint, все одно не дозволяють особам, що приймають рішення, як слід ознайомитися зі складними продуктами перед їх покупкою,» - вважає генеральний директор і співзасновник компанії WorldViz Ендрю Біл (Andrew Beall). – «Щоб обійти це обмеження, компанії всього світу витрачають величезні 1,25 трильйона доларів на ділові поїздки, але постачальникам все одно доводиться використовувати 2D-проекти або дорогі фізичні макети, які допомагають їм продавати свої продукти. Ми вважаємо, що Vizible - відповідь на цей виклик».

Для використання Vizible не потрібно ніяких технічних знань, оскільки ця система була розроблена в розрахунку на інтуїтивні методи створення віртуальних презентацій, а також на можливість швидкого і легкого імпорту в неї 2D-контенту, такого як PDF-файли або слайди PowerPoint. «Для розробників VR було створено багато різноманітного ПЗ, а Vizible - це віртуальна реальність для всіх,» - стверджується на сайті компанії.

Учасники Vizible-сесій можуть вводити у віртуальність і перевіряти 3D-моделі, виділяти області простору віртуальними олівцями, використовувати лазерні покажчики і багато іншого. Програма Vizible може бути використана для ділових зустрічей, навчання/тренінгу, оцінки проектів, демонстрацій, створення покрокових посібників для онлайн-співпраці в усіх його разновідах.¹⁶

Компанія Virtalis розробила додаток Visionary Render 2. Він дозволяє візуалізувати складні і об'ємні моделі VR у стереоскопічному 3D-режимі в реальному часі.

Компанія вважає, що її продукт має достатній потенціал для того, щоб повністю революціонізувати технологічний процес і стати саме тим програмним забезпеченням, яке необхідно для Індустрії 4.0.

«Ми використовуємо Visionary Render 2 для віртуального прототипування, для створення навчальних програм, для підключення до Інтернету речей і для потокової передачі даних цифровому двійнику виробу у реальному часі, тому ми розглядаємо можливість застосування оновленого і такого, який став цінним активом Visionary Render протягом усього життєвого циклу виробу,» - пише на сайті компанії професор Реб Скотт, керівник VR і моделювання в асоціації AMRC.¹⁷

Компанія Virtualitics¹⁸ створила віртуальну платформу, яка використовує технології машинного навчання, великих даних і змішаної реальності для візуалізації даних на 3D-дисплеях і подальшої інтерактивної роботи з ними. На платформі VIP (Virtualitics Immersive Platform™) користувачі можуть переглядати свої дані, аналізувати їх і спільно працювати з ними в просторі VR. Вважається, що інноваційна презентація даних через VR є важливим кроком в забезпеченні інформацією про бізнес-процеси і буде корисною у пошуці потенційних замовників.¹⁹

Замість висновку

Експерти та аналітики VR-індустрії сходяться в одній рекомендації - VR-проект повинен вирішувати реально існуючу проблему або серйозно полегшувати/здешевлювати існуючий і працюючий процес. Станом на середину 2017 роки ринок відчував брак опублікованих даних про результативність впроваджень VR у різних галузях промисловості.¹

Посилання:

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/