Индустриальный AR: как корпорации используют дополненную реальность

Существуют различия между дополненной, виртуальной (virtual reality, VR) и смешанной (mixed reality, MR) реальностями. Виртуальная реальность создает новый, искусственный мир, куда может погрузиться человек с помощью специальных гаджетов, а дополненная добавляет виртуальные элементы в мир реальный. Получается, что VR взаимодействует лишь с пользователями, а AR –со всем внешним миром. Смешанная реальность объединяет оба подхода.

Способ создания дополненной реальности во всех случаях такой:

• камера AR-устройства фиксирует изображение реального объекта;
• программное обеспечение устройства идентифицирует полученное изображение и выбирает визуальное дополнение, ему соответствующее;
• программа объединяет реальное изображение с виртуальным и отображает конечное изображение на устройстве визуализации.
  
  

Рассмотрим процесс создания дополненной реальности более подробно на примере использования ее для диагностики или управления промышленным оборудованием.

Трехмерная цифровая модель создается с помощью системы автоматизированного проектирования или оцифровкой этого элемента оборудования. Цифровой близнец собирает информацию о состоянии объекта из информационных систем и внешних источников. Программное обеспечение дополненной реальности с его помощью масштабирует и точно размещает соответствующие данные на или вокруг изображения объекта.

Устройства, реализующие AR:

• мобильные (планшеты, смартфоны, очки, объективы и, в перспективе, линзы дополненной реальности)
• стационарные (телевизор, экран компьютера)
• специальные инструменты (например, специализированные шлемы военных летчиков).

По данным Statista, в 2019 году продажи VR-гарнитур достигнут около 7 млн единиц, а AR-гарнитур вырастут примерно до 600 тысяч. По прогнозам экспертов, к 2023 году обе технологии будут продавать более 30 млн единиц в год. Предполагается, что за период с 2017 по 2025 рынок вырастет с примерно $3,5 млрд до более $198 млрд.

Российский рынок промышленных VR и AR-решений пока что находится в стадии формирования и представляет собой одно большое пространство для экспериментов. В июне 2019 года аналитический центр TAdviser и бизнес-юнит ИТ-компании «Крок» CROC VR представили исследование российского рынка промышленных VR/AR-решений. Согласно оптимистичному сценарию, объем этого рынка за 4 года может увеличиться в 11,7 раз при среднегодовом темпе роста 85%.

В денежном эквиваленте пока невозможно объективно оценить российский рынок индустриального VR/AR. Сложность в том, что VR и AR-проекты представляют собой конгломерат самых разных компонентов (оборудование, ПО и услуги по его интеграции, контент VR/AR и сценарии его представления/использования), а стоимость каждого из них может очень сильно варьироваться в зависимости от типа проекта. Согласно данным исследования TAdviser и «Крок», почти все компании из промышленной, нефтегазовой, горнодобывающей, энергетической отраслей России интересуются и экспериментируют с технологиями VR/AR, просто многие пока никак не афишируют результаты этих экспериментов. Любые конкретные суммы, вкладываемые в проекты, пока стоит рассматривать как инвестиции, а не доход.

Дополненная реальность может быть реализована с помощью очков или простого дисплея, что подходит строителям, рабочим, инженерам и так далее. Работникам промышленных отраслей было бы не очень удобно, а то и небезопасно, передвигаться по цеху в VR-шлеме. С устройствами дополненной реальности всё происходит намного более естественно. И дело не только в этом – AR предлагает широкий функционал и множество сценариев для оптимизации производственных процессов.

В производстве, например, сталелитейном, можно применить приложения дополненной реальности для отображения цифровых символов и текста, изображений, статистики и любой другой информации, относящейся к текущей задаче. Глядя на печь или часть оборудования, рабочие увидят ее текущую рабочую температуру и другие технологические показатели.

В ряде индустрий технология уже стала «commodity» (биржевым товаром). Например, компания GE Oil & Gas использует AR-приложение для удаленного контроля за трубопроводами на предмет утечек нефти и газа в труднодоступных месторождениях. Концерн Lockheed Martin практикует применение технологии дополненной реальности на этапе сборки самолета F-35: перед глазами рабочих, занятых на сборочных операциях, последовательно всплывают подсказки, что сокращает время сборки на 30%. Проекты на основе технологий дополненной реальности также успешно реализованы в Boeing и на многих других предприятиях практически всех секторов экономики.

В России наиболее продвинутыми пользователями индустриального AR выступают нефтегазовые компании, нефтехимические и энергетические предприятия, фармацевтическое производство.

Российская компания КРОК с 2014 года предлагает решения в AR и VR для нефтегазовой, энергетической, строительной, атомной отрасли, для агрохолдингов, фармацевтических компаний и учреждений культуры. По словам Ильи Симонова, основной сценарий промышленного применения AR – удаленная поддержка специалистов в «поле», например, при проведении работ на буровой платформе или на производственной площадке.

Для фармкомпании «Валента Фарм» компания КРОК разработала AR-приложение, которое показывает механизм действия фармацевтических препаратов: от момента попадания лекарственного средства в организм человека до его воздействия на пораженный участок. Это помогает качественно изменить подходы к коммуникациям с потребителями за счет более глубокого взаимодействия с цифровым контентом.

В ходе проекта для компании «ДеЛаваль» – производителя промышленного оборудования для оснащения и автоматизации молочных ферм – КРОК разработал AR-приложение для демонстрации продукции потенциальным покупателям и агроинвесторам на деловых встречах и сельскохозяйственных выставках.

«ДеЛаваль: дополненная реальность» – это мобильное приложение, которое позволяет просматривать 3D-модели продуктов компании в реальном окружении с помощью технологии дополненной реальности, используя камеру мобильного устройства.

Руководитель команды AR-разработки Bell Integrator Александр Сенченко утверждает, что кейсы успешного внедрения технологии AR – не редкость. Компания разработала мобильное приложение по подбору колесных дисков для американской компании IconMedia.

«Представьте себе, что вы хотите приобрести второй комплект сезонной резины на дисках и хотите понять, насколько хорошо они будут смотреться на вашем авто. Наше приложение позволяет решить эту задачу. При этом вы просто наводите камеру смартфона на автомобиль, нейронная сеть распознает модель и марку и предлагает имеющиеся в наличии диски, подходящие по типоразмеру. И это еще не все. Вы просто будете смотреть на свое авто через камеру смартфона и примерять все диски онлайн», – поясняет Александр Сенченко.

Оптимизированная логистика – важный фактор успешной работы предприятия. Когда приходит заказ, работник должен проверить информацию, найти необходимый товар, отсканировать и сообщить данные, доставить их в погрузочный док, а затем подписать заказ. На это уходит много времени и сил. AR-технологии будут точно показывать, где находится тот или иной товар. Кроме того, можно просто сканировать необходимую информацию с помощью AR-устройства. Всё, что остаётся сотруднику, – это получить продукт и доставить его нужной стороне.

В «Славнефть-Мегионнефтегазе» успешно опробовали новый цифровой инструмент контроля за состоянием оборудования. Система основана на базе отечественного программного обеспечения – платформы «ИКСАР» (XR) для устройств и технологий дополненной реальности – и используется в комбинации с «умными» очками и мобильными планшетами.

«ИКСАР» (XR) встраивается в существующую ИТ-архитектуру для проектирования и визуализации различных операций в режиме реального времени. В качестве пилотного проекта в цифровой формат перевели две основных задачи процесса подготовки и перекачки нефти: оперативный контроль эксплуатации оборудования и учет состояния контрольно-измерительных приборов и автоматики.

При обслуживании оборудования применяются технологии и устройства дополненной реальности. На дисплеи «умных очков» и планшетов транслируются наглядные пошаговые инструкции. Также можно управлять процессами с помощью голосовых команд, идентифицировать оборудование по нанесенным на него штрих-кодам, а при необходимости обеспечивать коммуникационный онлайн-канал связи специалистов цехов с профильными службами предприятия.

AR до сих пор не стала массово применяемой технологией. Руководитель команды AR-разработки Bell Integrator Александр Сенченко объясняет это технологическими сложностями.

Директор CROC VR Илья Симонов называет такие причины: сложность кейсов по применению и не всегда прозрачный экономический эффект. Поэтому нередко такие проекты сложно защищать на инвесткомитетах по цифровым инициативам. Кроме того, не на всех предприятиях есть развитые системы коммуникаций для стабильной поддержки AR. Коммерческий запуск сетей 5G ускорит распространение приложений дополненной реальности в индустриальном секторе.

Как рассказали нам в пресс-службе ПАО «Северсталь», на предприятии создали прототип интерактивного помощника для Дирекции по ремонтам на основе технологии дополненной реальности, но пока эту работу приостановили. «В ходе работы над прототипом выяснилось, что устройства отображения дополненной реальности, а именно "умные" очки, пока не совсем готовы для применения на реальном производстве. Они достаточно хрупкие, обладают крайне ограниченной емкостью батареи, не интегрируются со средствами индивидуальной защиты. Мы ожидаем прорыва в части подобных устройств в течение ближайших 2-3 лет».

Слабое звено этой технологии – качественный контент и высокий порог входа, считает эксперт iCluster, IT business analyst, компании MOBIS Виктория Журавишкина: «Мало придумать ходовую идею – ее надо реализовать, а для этого нужны не только финансовые возможности крупного бренда, но и грамотные специалисты, которые рассчитают математические модели, сумеют корректно построить 3D-объекты, смогут транспонировать идею в код. Технология уже массово внедрена за рубежом, но не для всех бизнес-проектов подходит. Однако всё больше компаний делают AR-проекты, а это значит, что в ближайший год можно ждать интересных новостей».

«AR может быть востребован буквально в любой сфере бизнеса. Вопрос лишь в том, чтобы в каждой индустрии найти реальную насущную проблему у потребителя и решить ее. Игры, на мой взгляд, пока вне конкуренции, но большой потенциал видится в образовании, рекламе, ритейле, спорте, инженерии и архитектуре. Например, в образовании технология может применяться на заводах, где дешевле один раз написать приложение для обучения, нежели отправлять персонал на курсы. Этот метод уже применял Lockheed Martin для ускорения конструирования космических аппаратов. Пока невозможно предсказать конкретный отрезок времени массового внедрения AR, но учитывая перспективы развития технологий, очередной виток популярности и развития AR, скорее всего, произойдет в ближайшие 10 лет».

Реальное повседневное применение AR-технологий в нефтегазовой и нефтехимической промышленности напрямую связано с выполнением требований и стандартов в отрасли. Александр Леус рассказывает, что речь идет о создании DigitalReady-инфраструктуры: каналов связи, соответствующих требованиям информационной безопасности для опасных производственных объектов, серверных и компьютерных мощностей, обеспечивающих необходимый функционал для подключения AR-устройств, а также о самих AR-устройствах, удовлетворяющих требованиям взрывозащиты и промышленной безопасности.

«Этот список можно дополнять достаточно долго. Таким образом, проект по внедрению AR-технологий превращается из демонстрации 3D-агрегата в дополненной реальности на iPad в кабинете директора завода в масштабный интеграционный проект, объединяющий специалистов из IT-среды, бизнеса, производства, консалтинга и многих других сфер. Этот процесс и называется цифровизацией. Можно точно сказать, что успешные кейсы появятся в первую очередь на предприятиях, сделавших ставку на будущее инфраструктуры уже вчера. Очень большую роль в этом сыграет и вовлеченность непосредственных пользователей, их "цифровая" образованность и открытость к изменениям».

«В будущем все приложения и устройства будут обладать режимом AR. Приходя в магазин и осматривая полки с продуктами, человек сможет при наведении на них мобильного или специализированного AR-устройства видеть стоимость, состав, количество калорий и так далее. В течение 5 лет можно рассчитывать на массовое внедрение AR в промышленности, в течение 10 лет – на все остальные рынки. Этому будет способствовать развитие 5G, существующих технологий вывода изображений, форм-фактора устройств (стандарта, задающего габаритные размеры технического изделия) и снижение их стоимости. Также интересно наблюдать, как будет развиваться история со смешанной реальностью. Пока таких устройств нет. Однако идет гонка среди ИТ-гигантов по созданию полноценного MR-устройства для массового применения. Тема интересна и актуальна. Думаю, в ближайшие 5 лет эта технология также будет активно развиваться».

В первую очередь, поддержка вектора на цифровизацию от крупного бизнеса и государства будет способствовать массовому внедрению AR, считает Александр Леус: «Нужно развивать новые направления в вузах, ставить сложные задачи на предприятиях и доверять молодым людям, готовым взять на себя флаг первопроходцев. Массовое внедрение технологий – сложный процесс, обычно такие комплексные изменения происходят не быстрее, чем за 5 лет. Для тех, кто озадачился этим вопросом 5 лет назад, будущее уже наступило».