Дополненная реальность в российской промышленности: бесполезна или необходима

Директор по развитию компании по разработке эксплуатационной и ремонтной документации Иторум Сергей Полиненко — о применении AR-технологий на производстве.

В России в «нефтянке» ежегодно происходит в среднем около 20 тыс. аварий. Финансовые потери в год составили в денежном выражении - до 500 млрд руб. Человеческий фактор, а именно он в 80% случаев становится причиной происшествия, только в одной отрасли обошелся стране в почти равную образовательным тратам сумму. Чтобы решить эти проблемы, крупные компании, в том числе, транснациональные структуры стали внедрять в свои рабочие процессы дополненную реальность.

Технологии дополненной реальности (AR, Augmented Reality) на пике популярности последние несколько лет. На реальное окружение с помощью очков, смартфона или планшета накладываются виртуальные элементы или подсказки (геометки, адреса, рекомендации, указатели). Аналогично дополненная реальность может работать на производстве, только вместо зданий и улиц здесь – механизмы и схемы, которые дополняются данными, помогающими принимать решения операторам, техническим сотрудникам, обслуживающему персоналу.

Если не вдаваться в технические подробности, такие решения состоят из аппаратной и программной частей. К первой относятся средства обеспечения виртуального присутствия удаленного специалиста на месте – таким средством может быть планшет, смартфон или специальные очки. Сюда же стоит отнести прочую ИТ-инфраструктуру вместе с корпоративным сервером и любым другим оборудованием, участвующим в передаче данных. В то же время, программная часть может значительно различаться в зависимости от конкретного производителя. Программная часть, как правило, уникальна для каждого проекта, в настоящее время не существует единой или хотя бы нескольких основных платформ, принятых разработчиками в качестве стандарта.

Очки, смартфон или планшет проецируют на реальное изображение те данные, которые необходимы технику в данный момент, будь то схемы либо порядок сборки, место возможной неисправности или серийный номер детали под замену.

Кроме того, существует вариант реализации, когда все подсказки технику выводит удаленный специалист. Ключевая деталь в таком взаимодействии заключается в том, что основной компетенцией обладает удаленный эксперт, находящийся «на базе» и дистанционно руководящий техником. В таком случае значительный эффект достигается за счет, экономии на командировках дорогостоящих специалистов и их поиске, сокращении времени простоя оборудования, - всё это, в зависимости от масштабов предприятия, может достигать десятков и сотен миллионов рублей.

Говоря в целом о рынке следует заметить, что некоторые компании заявляют о широких мультимедийных возможностях своих решений, другие – регламентируют минимально необходимую функциональность.

Один из первых известных проектов запущен в 1992 году компанией Boeing, тогда за счет визуализации проводов по корпусу самолета и отображения схем сборки жгутов проводов удалось ускорить монтаж и снизить вероятность ошибок. Сам термин «дополненная реальность» как раз и появился во время реализации данного проекта.

В девяностых годах для разработчиков таких решений главными проблемами были большие габариты устройств, низкая вычислительная способность и малая автономность. Хорошим подспорьем для распространения дополненной реальности на производстве послужил скачок в развитии мобильных гаджетов. С начала 2000-х годов сразу несколько крупных компаний из разных сфер – от производителей газировки до автогигантов, внедрили элементы AR.

Одним из самых ярких актуальных примеров стал RE'FLEKT - немецкий стартап, родившийся в стенах Мюнхенского технологического института. Он специализируется на разработке решений для устройств с возможностью проецирования графики, ассоциированной с реальным изделием. Среди заказчиков решения уже появились такие бренды, как Audi, BMW, Boch и Hyundai.

По оценке аналитической компании Digi-Capital, рынок только дополненной реальности к 2020 году достигнет объема в $120 млрд. При этом, по данным за прошлый год, он уже преодолел барьер капитализации в $2,3 млрд, что более чем в три раза превзошло результаты 2015 г (около $700 млн). Взрывной рост инвестиций связан, прежде всего, с решением “детских болезней” технического характера, которые неизбежно проявляются у любой новой технологии. Сегодня внедрение AR-решений - это “понятный” бизнес-процесс с просчитываемыми рисками, затратами и выгодой. Характерным индикатором готовности технологии к тиражированию в реальном секторе является приход крупных инвесторов. На мировом рынке промышленного AR представлены такие компании, как Alibaba, Warner Bros, Google, Qualcomm, J.P. Morgan, Morgan Stanley и многие другие.

Конечные устройства, которые и отображают ту самую дополненную реальность для пользователя на производственном объекте, сильно различаются в зависимости от разработчика. Это может быть и смартфон, и планшет, в наиболее технологичных проектах их роль выполняют специальные очки.

К числу тех, кто пошел самым простым путем с точки зрения использования аппаратных средств, относятся, например, HyperIndustry и EON Reality. Эти компании в качестве пользовательского устройства используют планшет или смартфон под управлением Android. Плюсы такого метода в том, что современные мобильные устройства обладают достаточными вычислительными ресурсами для отрисовки сложной трехмерной графики (например, при демонстрации какого-либо узла механизма). Они с легкостью и практически без задержек накладывают на реальное изображение механизма схемы и метки, что облегчает работу техника и снижает требования к его знаниям.

Однако, минусы такого подхода весьма существенны. Далеко не всегда на производстве можно занять одну руку специалиста мобильным устройством, к тому же, изначально ни планшет, ни смартфон не предназначались для такого рода использования. Специализированный софт быстро расходует заряд батареи, да и стоят подходящие мобильные гаджеты недешево.

К другому типу решений относятся системы удаленного присутствия, где роль носимого устройства играют специальные «умные» очки, оборудованные дисплеем, камерой и микрофоном. Среди таких комплексов выделяются Skylight компании Upskill и российская разработка Itorum MR на основе очков дополненной реальности Vuzix M 300. Кроме того, такие комплексы могут быть оснащены устройствами пригодными для использования в сложных условиях, например, такими, как RealWear HTM-1.

По нашим оценкам именно данный тип устройств имеет наибольшие шансы получить широкое применение на предприятиях промышленности. Опыт применения подобных устройств показал, что они хорошо справляются со своей задачей вывести необходимую информацию здесь и сейчас и обладают относительно небольшим весом. Они достаточно удобны и дешевле бинокулярных решений. Кроме того, бинокулярные решения типа Hololens пока плохо предназначены для использования на производстве в первую очередь из за ограниченного времени работы, веса и чувствительности к условиям внешней среды.

Решения именно такого типа, то есть “умные”, но легкие и недорогие очки, пока показывают себя наиболее эффективно, что доказали проекты Boeing, Coca-Cola и General Electric. Первая компания в этом списке благодаря монокулярным очкам, смогла не только увеличить скорость сборки некоторых узлов самолетов, но и двое снизить частоту ошибок технического персонала.

Казалось бы, Coca-Cola в этом списке технологических гигантов выглядит лишней, однако, как следует из их отчета о тестовом проекте внедрения AR, гарнитуры дополненной реальности позволили кардинально сократить время обслуживания оборудования, т.к. зачастую специалистам приходилось путешествовать от завода к заводу, а они расположены практически по всему миру. Наконец, одна из самых инновационных промышленных компаний в мире - General Electric - подробно отчиталась о результатах внедрения системы удаленного присутствия на основе дополненной реальности в рамках цеха турбин на американском заводе в Цинциннати. В зависимости от конкретных операций экономия времени сборщиков составляла от 8 до 25% времени, и всё это достигается при сопутствующем снижении вероятности ошибки. Примечательна реакция самих инженеров-сборщиков: несмотря на устоявшиеся производственные привычки, 85% из них подтвердили, что гарнитура дополненной реальности помогает снизить количество ошибок, а 60% всех участников хотели бы использовать гарнитуру в повседневной работе.

Показатели красноречивые, но опытные ИТ-директора знают не понаслышке, что экономический эффект какого-либо нововведения в бизнес-процессе может быть “съеден” не всегда просчитываемыми затратами на интеграцию. На ранних стадиях развития технологии AR это же относилось отчасти и к ней, но сегодня, спустя не одно десятилетие развития, дополненная реальность не является “дорогой игрушкой” бизнеса. Обратимся к цифрам: стоимость одного комплекта очков, используемых в решении Itorum MR, равна 1500 евро, а год абонентского обслуживания решения от 100 до 150 тыс. руб. в зависимости от комплектации.

При разработке своего решения инженеры нашей компании учли многолетний международный опыт в создании систем поддержки эксплуатации. Основной барьер на пути полномасштабного внедрения технологий AR в промышленности - это автоматизация создания контента, экспертам Itorum MR удалось решить данную задачу. Думаю, крупные компании оценят то, что контент системе может быть импортирован из различных систем предприятия, например, таких как система управления техническим обслуживанием и ремонту (MRO - система), система управления предприятием (ERP - система), и другими системами обеспечивающими создание последовательности выполнения действий и управления потоками работ.

В ближайшие 3-5 лет мы увидим в мире еще не один реализованный проект по интеграции дополненной реальности в процессы производства и технического обслуживания плюс к тем, которые уже воплощены в различных отраслях - от пищевой до авиационной промышленности. Правда, имея в виду условия, в которых работают российские компании, не будем забывать и о таких нюансах, как необходимость надежного покрытия беспроводной связью и соответствующая защита каналов передачи данных от взлома, однако, непреодолимыми эти препятствия назвать нельзя. При всем том существенным плюсом технологии AR для российского рынка является то, что технические проблемы, характерные для инноваций, уже решены зарубежными компаниями-интеграторами.

В сложных экономических условиях и при обостряющейся конкуренции в глобализирующейся промышленности любое заметное повышение эффективности внутренних процессов может дать существенное преимущество на рынке. Отстать сегодня от технологий четвертой промышленной революции значит добровольно отдать рынок конкурентам уже в ближайшем будущем.