Wirtualna rzeczywistość pomaga w kształceniu przyszłych przedsiębiorców
Technologie AR i VR wspierają przemysł na 7 sposobów
Widoczność fabryk, szkolenia pracowników i rozwiązywanie bieżących problemów to dziedziny, które czerpią najwięcej korzyści z technologii rozszerzonej rzeczywistości (AR) i wirtualnej rzeczywistości (VR), wykorzystywanych w produkcji, przetwarzaniu oraz innych aplikacjach przemysłowych. Technologie te mogą wpłynąć pozytywnie na projektowanie, montaż i jakość wyrobów oraz bezpieczeństwo pracy.
Wynikiem wykorzystania technologii rozszerzonej rzeczywistości (ang. Augmented Reality – AR) i wirtualnej rzeczywistości (ang. Virtual Reality – VR) jest osiągnięcie wielu kluczowych korzyści, ponieważ producenci uzyskują wgląd w stan techniczny sprzętu, modele produktów oraz inne obszary. Wynikające z tego zwiększenie efektywności operacji realizowanych w fabryce powoduje wzrost jakości produktów i skraca czas ich wprowadzenia na rynek. Technologie te wykorzystują czujniki, kamery, urządzenia inteligentne, urządzenia ubieralne urządzenia elektroniczne noszone na sobie) oraz inne narzędzia Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT). Szkolenia kadry stają się łatwiejsze, ponieważ pracownicy, stojąc przed maszynami, otrzymują wizualne informacje opracowane na podstawie praktycznych doświadczeń, co prowadzi do ulepszenia procesów montażu wyrobów oraz konserwacji sprzętu.
Na przykład przy montażu samolotów urządzenie AR wyświetla obraz podzespołów, na który nałożone są renderowane obrazy specyfikacji, śrub, kabli, części i numerów części. Ułatwia to technikom montaż ciężkich maszyn, gdyż wykonują oni po prostu wyświetlane instrukcje. W ośrodku szkoleniowym pewnego producenta samolotów AR umożliwiła technikom wzrost wydajności pracy o 30%.
Programy szkoleniowe wykorzystujące symulację VR pomagają nowym pracownikom nauczyć się wykonywania złożonych procesów, gdy „zanurzają się” oni w cyfrowej rzeczywistości (tzw. immersja), odtwarzającej animowaną replikę 3D fizycznie istniejącej fabryki i poszczególnych jej stanowisk, maszyn. W wyniku tej metody uzyskano większe wskaźniki retencji pracowników w porównaniu do metod opartych na wykładach i czytaniu, szczególnie w przypadku nowej generacji pracowników, bardziej przyzwyczajonych do korzystania z nowoczesnych technologii wideo i środowiska VR. Pewna firma petrochemiczna zaoszczędziła 2 mln USD na logistyce, wykorzystując symulację VR do szkolenia pilotów helikopterów w zakresie bezpiecznego lądowania na platformie wiertniczej na morzu. Ponadto pracownicy tej firmy zachowali w pamięci 75% z informacji przekazanych w programie takiego szkolenia.
Technologie AR i VR: 7 korzyści
Technologie AR i VR mogą zrewolucjonizować metody szkoleń w przemyśle produkcyjnym. Ponieważ firmy z tej branży przewidują, że w ciągu następnej dekady utracą 2,7 mln wykwalifikowanych pracowników z powodu ich odejścia na emeryturę, muszą one wdrożyć AR i VR, aby utrzymać swoje fabryki w ruchu.
Producenci mogą wdrożyć funkcje technologii AR/VR w wielu działaniach operacyjnych na hali fabrycznej, a w szczególności wykorzystać je w siedmiu omówionych dalej obszarach.
Ulepszenie projektowania wyrobów
Technologie AR i VR mogą ułatwić przestawienie się na produkcję zindywidualizowaną i zorientowaną na klienta przez przyśpieszenie procesu ulepszania projektowania wyrobów. W połączeniu z technologiami cyfrowych bliźniaków (ang. digital twins) oraz IIoT, funkcje technologii AR nakładania świata cyfrowego na rzeczywisty oraz możliwości technologii VR symulacji za pomocą wizualizacji, efektów akustycznych i doznań dotykowych, umożliwiają inżynierom projektującym wyroby generowanie, badanie i testowanie prototypów wirtualnych.
Przemysł motoryzacyjny inwestuje obecnie znaczne kwoty w technologie AR i VR w celu ulepszania projektowania wyrobów. Oprogramowanie do wizualizacji 3D, wykorzystujące technologię VR, pomaga producentom OEM zarówno zmniejszyć koszty prototypowania, jak i ulepszyć proces analizowania projektów oraz proces ulepszania projektów na podstawie recenzji (ang. feedback loop). To z kolei skraca czas opracowania produktu i przyspiesza jego wprowadzenie na rynek.
2. Realizacja złożonego montażu
Poza szkoleniami z montażu samolotów, inżynierowie mogą także usprawnić opracowywanie produktów dostosowanych do potrzeb klienta w inteligentnych fabrykach, stosując oparte na technologii AR systemy instrukcji dla pracowników. Taki system wykorzystuje sztuczną inteligencję oraz inne systemy detekcji, wraz z projektorami przemysłowymi o dużym strumieniu świetlnym i wkrętakami dynamometrycznymi do zapewnienia, że produkty są już za pierwszym razem montowane zasadniczo bez błędów. W sektorze aeronautyki inteligentne gogle, wykorzystujące technologię rozszerzonej rzeczywistości, umożliwiają technikom precyzyjny montaż oraz instalowanie kabin w samolotach transportowych. Zakładane na głowę urządzenie jest wyposażone w kamerę, która potrafi skanować kody kreskowe wykorzystywane przez techników do odczytu informacji na temat elementów kabiny. Ponadto dzięki tej kamerze technicy widzą układ konstrukcji z oznaczeniami wyświetlonymi jako „rozszerzone” pozycje. Proces oznaczania pozwala technikowi potwierdzać lokalizację oznaczeń i weryfikować poprawność ich pozycjonowania z dokładnością co do milimetra.
3. Zapewnienie jakości
Technologia AR odgrywa integralną rolę w umożliwieniu kontroli jakości wyprodukowanych lub zmontowanych wyrobów. Przemysł motoryzacyjny i lotniczy rozpoczął już wdrażanie gogli i tabletów z technologią AR do kontroli jakości części dostarczanych przez firmy zewnętrzne oraz poprawności umieszczania różnych podzespołów na linii montażowej.
Systemy interaktywnych instrukcji dla pracowników, wykorzystywane przy montażu podzespołów, są także używane do zapewniania jakości wyrobów. Narzędzie z technologią AR łączy kamery przemysłowe z projektorami o dużej mocy w celu wyświetlania niezbędnych informacji bezpośrednio na powierzchni roboczej. Otrzymane „płótno cyfrowe” (ang. digital canvas) pozwala technikom na weryfikowanie i zatwierdzanie sekwencji montażowych oraz części używanych do produkcji. Niektóre firmy produkcyjne z branży motoryzacyjnej typu OEM i Tier 1 (dostawcy podzespołów na pierwszy montaż do firm typu OEM), które zaadaptowały systemy LGS (ang. Light Guide System, system wyświetlania instrukcji dla pracowników na miejscu pracy) w miejsce tradycyjnych instrukcji roboczych doniosły, że nastąpiła znacząca redukcja liczby błędów o 90% oraz skrócenie czasu cyklu o 40–50%.
4. Utrzymanie ruchu
Działy utrzymania ruchu w fabrykach wykorzystują wyświetlacze z technologią AR do sprawdzania stanu technicznego maszyn, ułatwiając sobie wykrycie problemów jeszcze przed podjęciem działań w celu ich rozwiązania. W pewnej aplikacji zestaw nagłowny AR wykorzystywał określoną technologię do dostarczania technikowi instrukcji na linii wzroku. To pomogło zwiększyć jego wydajność pracy przy oprzewodowaniu skrzynki sterowniczej turbiny wiatrowej o 34%.
Niedawna innowacja w opartym na technologii AR oprogramowaniu wspomagającym procedury utrzymania ruchu jeszcze bardziej wspomaga techników w śledzeniu położenia nakładki, tak że treść nie przemieszcza się, gdy użytkownik przesuwa tablet w różne strony.
5. Wsparcie ze strony ekspertów
Zdalna pomoc przy wykorzystaniu rozwiązań AR i VR może połączyć ludzi znajdujących się w różnych miejscach świata w celu wspólnego rozwiązywania problemów. Np. problem techniczny w USA może być rozwiązany dzięki współpracy z inżynierem w Chinach przy wykorzystaniu technologii Internetu Rzeczy (IoT) oraz gogli AR z mikrofonem i słuchawkami. Dzięki temu oszczędza się na kosztach podróży i przyśpiesza proces rozwiązania problemu.
Ponadto technologia AR, dostarczająca wrażenia wzrokowe i dotykowe, może być wykorzystana do zdalnego wykonywania zadań za pomocą robotów w niezamieszkałym środowisku. Takie systemy zdalnych operacji umożliwiają inżynierom immersję w interfejsie VR, a następnie sterowanie ruchami robotów przy takich pracach, jak spawanie czy montaż części.
6. Poprawa bezpieczeństwa pracy
Zdalny monitoring warunków panujących w niebezpiecznym środowisku jest realizowany za pomocą technologii VR, zaś protokoły utrzymania ruchu są wdrażane za pomocą tabletów wspierających tę technologię. To pozwala inżynierom bezpiecznie wdrażać standardy bezpieczeństwa. Pewna wiodąca firma z branży węgla kamiennego wdrożyła system AR do planowania konserwacji kombajnów, przenośników taśmowych i ładowarek górniczych. System ten wykorzystywał symulowane obrazy 3D do wirtualnego odtwarzania warunków panujących w kopalni oraz takich scenariuszy, jak zawalenie się skał pod ziemią. Jego użytkownicy dzięki immersji uzyskują informacje opracowane na podstawie doświadczeń i rzeczywistych sytuacji z przeszłości. Ułatwia to poprawienie metod prowadzenia prac, warunków BHP i przestrzegania norm bezpieczeństwa.
W innym przypadku producent OEM z branży motoryzacyjnej wdrożył technologie produkcji wirtualnej w celu zaprojektowania bezpiecznego i wydajnego środowiska pracy. Wykorzystano immersyjną technologię VR wraz z drukiem 3D i przechwytem ruchów całego ciała. Pozwoliło to na zmniejszenie wypadków przy pracy połączonych ze zranieniem ludzi o 70% oraz ograniczyło problemy ergonomiczne o 90%.
7. Ulepszanie operacji realizowanych w magazynach
Inteligentne magazyny zrewolucjonizowały praktyki stosowane w logistyce i dystry-
bucji, w efekcie przyczyniając się do zwiększenia precyzji i szybkości realizacji zamówień. Wykorzystują one technologię AR do bardziej efektywnego oznakowania, kodowania i zarządzania towarami.
Ponieważ ceny niezbędnych w takich aplikacjach czujników wynoszą obecnie poniżej 10 USD za sztukę, zaś wszechobecność telefonii komórkowej rozszerza możliwości technologii IoT, to proces obsługi towarów stał się bardziej systematyczny, umożliwiając precyzyjne ich pobieranie z półek i pakowanie. Raporty sugerują, że pracownicy magazynów wykorzystujący technologię AR poprawili swoją dokładność wybierania towarów nawet o 300% oraz przyśpieszyli swoje działanie o 30%.
Przyszłość technologii AR i VR
Rozszerzona i wirtualna rzeczywistość są obecnie poddawane konwergencji z technologią Internetu Rzeczy, tworząc tzw. mieszaną rzeczywistość (ang. mixed reality – MR), która ma zapewnić w przyszłości bardziej płynne i realistyczne doświadczenia. Działy badawczo-rozwojowe firm z branży są w trakcie prac nad miniaturyzacją urządzeń AR, VR i MR, tworzeniem układów zasilania, pozwalających na przedłużone używanie tych urządzeń przed kolejnym ładowaniem baterii oraz zwiększaniem elastyczności komponentów w celu umożliwienia ich użytkowania w różnych środowiskach, takich jak w niskich lub wysokich temperaturach albo pod wodą.
Dzięki sieciom komórkowym 5G, które mają być wprowadzone w okresie najbliższych dwóch lat, organizacje mogą wkrótce oczekiwać redukcji swoich kosztów łączności mobilnej, poniesionych w celu masowego wdrożenia technologii AR i VR. Urządzenie realizujące doznania VR, takie jak HMD (ang. head mounted display, wyświetlacz nagłowny), wyświetlające obraz o wysokiej rozdzielczości i kącie widzenia 360 stopni, wymaga strumieni danych o natężeniu od 80 do 100 Mbit/s, co oznacza, że do szybkiego uruchamiania aplikacji AR i VR konieczne są bezprecedensowe ilości danych przesyłanych w sieci.
O ile ceny samych urządzeń wynoszą obecnie do 3000 USD, to aktywny ekosystem innowacji ostatecznie pomoże doprowadzić do spadku cen urządzeń i technologii, czego wynikiem będzie ich masowa adaptacja w fabrykach.
Ramkumar V jest szefem grupy zajmującej się aplikacjami inżynierskimi i rozwiązaniami testującymi w firmie L&T Technology Services.
Wykorzystanie technologii symulacji w wirtualnej rzeczywistości VR w szkoleniu pracowników
Wykorzystanie technologii symulacji w wirtualnej rzeczywistości VR w szkoleniu pracowników
Korzystanie z technologii VR do szkolenia pracowników szybko nabiera tempa. Ta metoda pozwala zanurzyć się w każdą sytuację, którą pracownicy mogą napotkać na swojej drodze.
Tylko jeden błąd pracownika może wyrządzić szkodę całej firmie, jej finansom albo jej reputacji. Konsekwencje mogą być różne: od negatywnej opinii o pracy firmy w sieciach społecznościowych po śmierć osoby w pracy. Dalej dowiesz się, w jaki sposób technologia VR może zapobiegać przed takimi sytuacjami.
Należy zauważyć, że firmy na całym świecie coraz częściej korzystają z rzeczywistości wirtualnej (VR), aby zapewnić znaczną poprawę procesu uczenia się. To pozwala stworzyć dokładną symulację sytuacji, z jakimi spotyka się personel.
Największe zainteresowanie VR wykazano w branżach z wysokim ryzykiem: energetyka, budownictwa, produkcja przemysłowa.
Technologia VR jest bardzo popularny w medycynie dla szkolenia specjalistów. Amerykańskie szpitale już teraz aktywnie korzystają z urządzeń wirtualnej rzeczywistości, aby szkolić lekarzy. W szczególności, zarówno początkujący, jak i praktycy uczą się za pomocą rozszerzonej rzeczywistości pracować w sytuacjach trudnych do symulacji w prawdziwym życiu.
Nowe umiejętności są asymilowane nawet o 500% szybciej, a korzystanie z urządzeń wirtualnej rzeczywistości VR może tworzyć prawdziwe wspomnienia, a nie abstrakcyjną wiedzę, którą następnie trzeba nauczyć w praktyce.
Wirtualna rzeczywistość jest również skutecznie wykorzystywana do szkolenia w przemyśle lotniczym i morskim. Wcześniej szkolenie wymagało drogiego sprzętu i intensywnego nadzoru, ale technologia symulacji VR upraszcza ten proces i minimalizuje koszty.
Trend uczenia się VR rośnie szybko, pomimo faktu, że technologia wciąż znajduje się na początku swojej drogi. Wiele programów szkoleniowych znajduje się na wczesnym etapie wdrażania i istnieje ogromny potencjał do rozszerzenia szkoleń dla przedsiębiorstw w takich dziedzinach, jak turystyka i marketing.
Nowoczesne technologie VR umożliwiają projektowanie nowego świata, naśladowanie standardowych i nietypowych sytuacji z pełnym zanurzeniem człowieka w trakcie wydarzeń, co jest szczególnie ważne podczas opracowywania sytuacji kryzysowych.
Podczas szkoleń i kursów w technologii VR, akcje w sytuacjach awaryjnych są przetwarzane i niezawodnie przechowywane w pamięci pracownika. Ze względu na efekt obecności, osoba głęboko przyswaja informacje i zyskuje prawdziwe praktyczne doświadczenie.
Symulator VR – Centrum Nowych Kompetencji (CNK) w Gdańsku
Zalety technologii szkoleń opartych o technologię VR:
większe zaangażowanie pracowników w proces, możliwość zmiany scenariuszy, wpłynięcia na bieg wydarzeń;
pełna koncentracja na uczeniu się z powodu braku zewnętrznych bodźców;
wysoka widoczność – za pomocą technologii VR możesz pokazać dowolny proces, zarówno holistyczne postrzeganie, jak i symulować dowolny stopień szczegółowości;
elastyczność aplikacji – rozwój dla konkretnych zadań dydaktycznych.
Jednym z najlepszych zastosowań VR są szkolenia i kursy dla operatorów specjalistycznego sprzętu np.: portowego, budowlanego lub logistycznego oparte na scenariuszach. Osoba jest całkowicie zanurzona w atmosferze pracy, w której może napotkać trudności i rozwiązać problem, zanim stanie się rzeczywistością.
Podobnie jest z weryfikacją kwalifikacji pracownika. Technologia VR pozwala na gromadzenie i przetwarzanie danych zebranych podczas kursu weryfikującego umiejętności i ich ocenę, co ułatwia pracodawcy podejmowanie decyzji personalnych.
Jak donoszą media branżowe, technologia VR jest coraz częściej używana, ponieważ oszczędza dużo czasu, stwarza przewagi konkurencyjne, obniża ryzyka wypadków przy pracy i kosztów z tym związanych, a także ogranicza zaangażowanie fizycznego sprzętu.
Korzystanie z wirtualnej rzeczywistości jest więc jednym z najbardziej udanych sposobów na poprawę umiejętności pracowników i obniżenie ryzyk pracodawcy w krótkim czasie.
Zapraszamy do zapoznania się z aktualną ofertą szkoleń i kursów zawodowych oraz kursów weryfikujących umiejętności prowadzonych z pomocą technologii symulacji w wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości VR+AR
Wirtualna rzeczywistość pomaga w kształceniu przyszłych przedsiębiorców
Wykorzystuje wirtualną rzeczywistość. Symuluje realne fabryki, magazyny i sklepy – Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu uruchomił Centrum Symulacji Procesów Biznesowych. W tym pionierskim na skalę światową obiekcie studenci już się uczą podejmowania decyzji biznesowych. Z Centrum korzystać mogą też pracownicy uczelni. Będą w nim bowiem prowadzone także badania naukowe i realizowane różnego rodzaju projekty. Centrum dydaktyczno-badawcze wybudowano i uruchomiono dzięki wsparciu funduszy unijnych.
Centrum Symulacji Procesów Biznesowych (CSPB) jest interaktywną pracownią komputerową, służącą do projektowania, modelowania, wizualnej symulacji i doskonalenia procesów biznesowych z wykorzystaniem najnowszych technologii komputerowych, audiowizualnych (w tym zintegrowanych systemów zarządzania sygnałem AV oraz technologii Virtual Reality – VR) oraz zintegrowanego systemu kontroli dostępu i wirtualnej recepcji. Głównym zadaniem CSPB jest wsparcie procesów kształcenia na wszystkich formach studiów oraz w ramach szkoleń i kursów organizowanych przez Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu.
Pomysłodawcą i kierownikiem CSPB jest dr hab. Krzysztof Nowosielski, prof. UEW, naukowiec i dydaktyk, pasjonat wykorzystania nowoczesnej technologii w procesach kształcenia oraz badaniach naukowych. – Nasze centrum to wysoce zaawansowane środowisko symulacyjne, w którym dzięki nowoczesnym rozwiązaniom technologicznym możemy w pełni uczestniczyć w przebiegu dowolnych procesów realizowanych w przedsiębiorstwach, instytucjach czy tych zachodzących w gospodarce. Jako uczelnia o profilu ekonomicznym zajmujemy się m.in. procesami produkcyjnymi, logistycznymi, zarządczymi, usługowymi, handlowymi czy administracyjno-biurowymi. Gry symulacyjne zaimplementowane w centrum z pewnością podniosą jakość procesów kształcenia na naszej uczelni – mówił portalowi wyborcza.pl prof. Krzysztof Nowosielski.
Jak to działa?
Budynek ma konstrukcję modułową, którą tworzy zbiór dziewięciu połączonych ze sobą kontenerów − mobilnych systemów przestrzennych, stanowiących jeden poziom. Projektując ten obiekt, przyjęto założenie o możliwej rozbudowie budynku w przyszłości o kolejne dwie kondygnacje, z zachowaniem dotychczasowej technologii.
W obecnym kształcie w obiekcie CSPB wydzielone zostały dwie strefy użytkowe: strefa projektowania procesów oraz strefa VR. Pierwsza z nich służy tworzeniu modeli procesów z wykorzystaniem systemów klasy Business Process Modeling Software, ich wizualnej symulacji 3D oraz prowadzeniu prac o charakterze doskonalącym i optymalizacyjnym. CSPB korzysta w tym zakresie z amerykańskiego oprogramowania do projektowania symulacji FlexSim. W głównej sali projekcyjnej znajduje się stanowisko trenerskie oraz 12 stanowisk uczestników zajęć. Wszystkie stanowiska zostały wyposażone w specjalne monitory umożliwiające wyświetlanie wielowątkowej treści modelowanego procesu, w tym m.in.: modelu 3D procesu, process-flow, kokpitów menedżerskich – dashboards, tabel wejściowych i wynikowych. Treść zajęć, pochodząca zarówno ze stanowiska trenerskiego, jak i uczestników zajęć, może być wyświetlana na głównym ekranie projekcyjnym. O wyborze źródła sygnału decyduje trener przy użyciu specjalnego panelu sterującego.
Wirtualne gry decyzyjne
Druga strefa (VR) umożliwia spacery po procesach oraz interaktywny udział w wirtualnych grach decyzyjnych w różnych rolach. W tej strefie zorganizowano sześć boksów VR, gdzie po nałożeniu specjalnych gogli uczestnik może wziąć aktywny udział w symulacji.
W pierwszej fazie wdrożenia projektowanych rozwiązań do dyspozycji użytkowników jest 20 gier z obszarów: produkcji, logistyki transportowej i magazynowej, a także z obszaru procesów administracyjnych i handlowych. Użytkownik CSPB będzie mógł stanąć w roli m.in.: menedżera wielkopowierzchniowego obiektu handlowego branży budowlanej czy hurtowni spożywczej; będzie mógł podjąć się roli kierownika produkcji czy dyrektora zakładu gospodarki odpadami. Będzie także mógł nauczyć się podejmować decyzje w obszarze finansów i rachunkowości (w tym w zakresie: zarządzania płynnością, oceny opłacalności inwestycji, identyfikacji zużycia zasobów i jej wyceny czy rachunku kosztów wytwarzanych wyrobów/świadczonych usług), bazując na danych wynikowych symulacji.
Przyjęta technologia umożliwia swobodną rozbudowę wdrożonych gier, a także projektowanie i implementację kolejnych.
Współpraca z biznesem i uczelniami
Centrum Symulacji Procesów Biznesowych służyć ma jednak nie tylko celom edukacyjnym. Jako jednostka specjalizująca się w obszarze szeroko rozumianego zarządzania procesami z wykorzystaniem najnowszych rozwiązań informatycznych oraz audiowizualnych, w tym technologii VR, ma wspierać działania rozwojowe, zgodne z wizją, misją i strategią Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, do których należy aktywna współpraca z otoczeniem społeczno-gospodarczym.
Do zadań Centrum należało będzie inicjowanie i udział w realizacji prac badawczo-rozwojowych na rzecz biznesu oraz uczelni, w tym w zakresie identyfikacji, mapowania, analizy i doskonalenia procesów. Udział w tworzeniu koncepcji modeli procesów dla nowych aktywności gospodarczych oraz ich interaktywnej symulacji i badań wspieranych technologią VR. Planowana jest też organizacja i współudział zespołu Centrum w seminariach i konferencjach naukowych.
Powstanie Centrum Symulacji Procesów Biznesowych było możliwie, dzięki środkom projektu „PORTAL – Zintegrowany Program Rozwoju Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Programu Operacyjnego Wiedza Edukacja Rozwój. CSPB działa od początku roku akademickiego 2021/2022.
Opr. Agnieszka Krupska
Źródło: wyborcza.pl
