عبور انقلاب صنعتی از مسیر واقعیت مجازی

دیجیتالی‌شدن صنعتی، تحولی به سوی اجرای کارخانه‌های هوشمند فوق‌العاده متصل است که در آن امکان دسترسی و اصلاح رفتار عناصر مختلف تشکیل‌دهنده سیستم در زمان واقعی وجود دارد.
در انقلاب صنعتی چهارم، فناوری برای بهبود کارایی، بهره‌وری، کیفیت و ایمنی فرآیندهای صنعتی در خدمت صنعت است.
واقعیت مجازی و واقعیت افزوده دو فناوری ضروری برای انتقال جهان ما به صنعت 4.0 هستند که به شرکت‌های گوناگون صنعتی این اجازه را می‌دهند که چنین مسیری را به سمت دیجیتالی شدن طی کنند.


 

هر دو  فناوری واقعیت مجازی و واقعیت افزوده از محیط‌های مجازی (واقعیت مجازی) استفاده می‌کنند یا عناصر مجازی را با واقعیت (واقعیت افزوده) ترکیب می‌کنند که دانش و اطلاعات مفیدی را برای بهینه‌سازی فرآیند ارائه می‌دهد. به طور مشخص، چهار حوزه کاربرد در این فناوری‌ها وجود دارد:

  • بهینه‌سازی طراحی/ نگهداری و کنترل کارخانه / دستورالعمل عملیات و آموزش پرسنل / کمک و حل و فصل حادثه

پیاده‌سازی انقلاب صنعتی چهارم از طریق واقعیت مجازی و واقعیت افزوده این مزایا را برای شرکت‌های صنعتی به ارمغان خواهد آورد:

  • بهبود فرایند / به حداقل رسیدن زمان توقف / افزایش ایمنی / صرفه‌جویی در هزینه

اکنون به تجزیه و تحلیل هر یک از راه‌حل‌های انقلاب صنعتی چهارم که واقعیت مجازی و واقعیت افزوده را شامل می‌شوند، می‌پردازیم.

بهینه‌سازی طراحی با واقعیت مجازی و واقعیت افزوده
  • نمونه‌سازی صنعتی با واقعیت مجازی

بخش‌های صنعتی وجود دارد که در آنها نمونه‌سازی محصول نیازمند هزینه‌های سرمایه‌‎گذاری بالایی است. باید محصولات را به صورت فیزیکی ایجاد کرد تا بتوان ویژگی‌های آنها را درک و طراحی آنها را به طور دقیق تجزیه و تحلیل کرد.

نمونه‌ای از صنعتی که نیازمند این فرآیندهای پرهزینه بوده، صنعت خودروسازی است. تا پیش از این لازم بود مدلی بسازند، اما با کیفیت پایین‌تر؛ مدلی که بعدا به بازار عرضه خواهد شد تا کاربرد واقعی آن تحلیل شود.

ولی ما تاکنون می‌گوییم، واقعیت مجازی ابزاری عالی برای کاهش هزینه‌های ناشی از کارهای نمونه‌سازی است. این فناوری امکان ایجاد شبیه‌سازی یک محصول تقریبا واقعی را فراهم می‌کند که در آن تمام ویژگی‌های محصول به گونه‌ای تجسم می‌شوند که گویی آن را به صورت فیزیکی در مقابل چشمان خود داریم. این ایجاد مجازی، همچنین امکان آزمایش گزینه‌های مختلف تکمیل را بدون سرمایه‌گذاری در نمونه‌سازی فراهم می‌کند.

شرکت BMW یکی از اولین برندهایی بوده است که از واقعیت مجازی برای تجسم، طراحی‌های داخلی خودروهای جدید و همچنین ویژگی‌های فیزیکی اضافی آن استفاده کرده است. این شبیه‌سازی‌ها برای بررسی جنبه‌هایی مانند دید داخلی خودرو یا اینکه داشبورد و کنترل‌ها به درستی از موقعیت راننده دیده می‌شوند، استفاده می‌شود. چنین فناوری به خودروساز آلمانی این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به استفاده از تونل‌های شبیه‌سازی گران‌قیمتی که پیش‌تر برای نمونه‌سازی از آن استفاده می‌شد، تصمیم‌هایی درباره خودروی طراحی‌شده خود بگیرد. بدین ترتیب می‌توان گفت که هزینه‌های تولید در این خصوص کاهش قابل ملاحظه‌ای خواهند داشت.

  • طراحی مونتاژ و نصب با واقعیت افزوده

واقعیت افزوده یا در این مورد واقعیت ترکیبی (Mixed Reality) نیز نامیده می‌شود، برای مونتاژ و طراحی تاسیسات مفید است. این اطلاعات اضافی که در این دستگاه‌های هندزفری برای تکنسین ظاهر می‌شود، برای دانستن اینکه آیا پروژه آینده با ابعاد واقعی کارخانه‌ای که قرار است در آن نصب شود تطبیق می‌یابد، ضروری است.

به عنوان نمونه یک شرکت نوشابه‌سازی در اسپانیا به طور کاملا خاص، یک اپلیکیشن برای مایکروسافت هولولنز (Microsoft Hololens)، عینک واقعیت ترکیبی مایکروسافت طراحی کرده است که این دستگاه را به ابزاری ضروری برای طراحی امکانات قبل از مونتاژ تبدیل می‌کند. از طریق این نرم‌افزار، دستگاه با واقعیت افزوده، تصویری در اندازه واقعی از دستگاهی که باید نصب شود را طراحی می‌کند و به تکنسین‌های مونتاژ اجازه می‌دهد تا بررسی کنند که نصب آینده با فضا و مشخصات فنی کارخانه مشتری مطابقت دارد یا خیر.

واقعیت مجازی ابزاری عالی برای کاهش هزینه‌های ناشی از کارهای نمونه‌سازی است. این فناوری امکان ایجاد شبیه‌سازی یک محصول تقریبا واقعی را فراهم می‌کند که در آن تمام ویژگی‌های محصول به گونه‌ای تجسم می‌شوند که گویی آن را به صورت فیزیکی در مقابل چشمان خود داریم

نگهداری و کنترل با واقعیت افزوده

یکی دیگر از کاربردهای واقعیت افزوده بر نگهداری و تعمیر ماشین‌آلات متمرکز است. به طور معمول، هنگامی که یک خرابی رخ می‌دهد، اپراتور دفترچه راهنمای دستگاه مورد نظر را برای ادامه تعمیر در اختیار ندارد. او باید به دنبال آن یا متخصصی باشد که می‌دانند ماشین‌آلات چگونه کار می‌کنند که با از دست دادن زمان و توقف تولید کارخانه توام است.

واقعیت افزوده برای حل این مشکلات آماده است. اپراتور، هنگامی که خرابی رخ می‌دهد، عینک واقعیت افزوده را می‌گذارد و از طریق آن، مراحلی را که در دستورالعمل‌های مجازی که روی لنز نمایش داده شده است را دنبال می‌کند تا مشکل را حل کند. این عینک قسمت‌های مختلف دستگاه را تشخیص می‌دهد و به صورت بصری به اپراتور نشان می‌دهد که کجا برای حل مشکل اقدام کند.

در این زمینه از عینک‌هایی مانند Epson’s Moverio استفاده می‌شود که پیش‌تر پروژه‌ای از این دست را انجام شده است. سایر شرکت‌های بین‌المللی مانند کاترپیلار یا بوش نیز از این فناوری، البته از طریق تبلت‌ها، برای پشتیبانی در حین تعمیر با دستیار مجازی استفاده کرده‌اند.

فناوری واقعیت افزوده نیز می تواند در کنترل تاسیسات کمک کند. مدیران نقره‌ای می‌توانند از طریق تبلت یا عینک هوشمند به داده‌های هم‌زمان در مورد هر یک از فرآیندهای تولید دسترسی داشته باشند. هنگام نزدیک شدن به هر دستگاه، دستگاه آن را تنها از طریق تصویر خود تشخیص می دهد و اطلاعات پروژه در مورد کارایی و بهره وری را نشان می دهد. داده های ضروری برای تکنسین برای تصمیم گیری با هدف بهبود عملکرد کل کارخانه.

آموزش عملیات و آموزش اپراتور با واقعیت مجازی

آموزش تکنسین‌های متخصص در جابجایی ماشین‌آلات صنعتی یکی دیگر از کاربردهای فناوری واقعیت مجازی است. همانطور که می‌توانیم محیط‌هایی را ایجاد کنیم که بتوانیم ماشین‌ها را به روشی واقعی تجسم کنیم، می‌توانیم به کاربران اجازه دهیم تا برای حل عیوب یا حوادث با آنها تعامل داشته باشند.

به سادگی با عینک واقعیت مجازی می‌توان یک اپراتور را در یک محیط مجازی قرار داد که در آن ماشینی که متوقف شده است، نمایش داده می‌شود تا بتواند عملکرد آن را بررسی کند و حادثه را حل کند، گویی در محیط واقعی کارخانه است.

بنابراین واقعیت مجازی نزدیک به حوزه آموزش است و به شرکت‌های صنعتی ابزاری بسیار بهینه‌تر و اقتصادی‌تر برای آموزش کارگران خود ارائه می‌دهد. به لطف آن، هزینه تکنسینی که باید هر کارگر را آموزش دهد حذف می‌شود، زمان‌ها بهینه می‌شود و از توقف تولید برای آموزش این کارگران یا اجازه دسترسی به ماشین‌ها برای تمرین استفاده از آنها جلوگیری می‌کند.

به این ترتیب کاربرد آن حتی برای تمرین در موقعیت‌های مخاطره‌آمیز مناسب‌تر است. یکی از شرکت‌هایی که پیش‌تر از این فناوری استفاده کرده، 3M است که از طریق یک شبیه‌سازی مجازی خطرات کار بدون اقدامات ایمنی صحیح را به کارگران ساختمانی نشان می‌دهد. در این مورد، علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌های ذکر شده در بالا، باید این مزیت را نیز اضافه کنیم که از به خطر انداختن بی‌مورد کارگران جلوگیری می‌کند.

کمک و حل معضل

برنامه‌های مراقبت از راه دور با واقعیت افزوده گامی فراتر در تعمیر و نگهداری ماشین آلات می‌گذارند. در این حالت اپراتور کارخانه در طول فرآیند عیب‌یابی توسط تکنسین متخصص راهنمایی می‌شود.

اپراتور کارخانه به طور زنده به خدمات فنی سازنده ماشین‌آلات متصل است. اینها، به لطف دوربین تعبیه‌شده در عینک‌های اپراتور، آنچه را که اپراتور در هر لحظه می‌بیند، تجسم می‌کنند. این دید، بی‌درنگ کلید حل معضل است، زیرا به آنها اجازه می‌دهد تا اپراتور را بدون خطا در هر مرحله‌ای که باید انجام شود، راهنمایی کنند.

این راه‌حل به‌صورت مستقیم زمان تولید را با اجتناب از توقف‌های طولانی تا رسیدن سرویس فنی بهینه می‌کند. اما استفاده از آن به معنای صرفه‌جویی در هزینه برای تامین‌کنندگان ماشین‌آلات صنعتی است، زیرا آنها مجبور نیستند با هزینه‌های سفر و ساعات کاری متخصصان مسئول خدمات فنی روبرو شوند.

تکنسین‌ها، هنگامی که خرابی رخ می‌دهد، عینک واقعیت افزوده را می‌گذارند و از طریق آن، مراحلی را که در دستورالعمل‌های مجازی که روی لنز نمایش داده شده است را دنبال می‌کنند تا مشکل حل شود

واقعیت مجازی و واقعیت افزوده برای صنعت 4.0

استفاده از این راه‌حل‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده برای شرکت‌های صنعتی یک رویکرد واقعی برای پیاده‌سازی  صنعت 4.0 در کارخانه‌ها است.

استفاده از فناوری برای صرفه‌جویی در زمان انتظار در صورت خرابی یا حل معضولات از طریق اتصال زنده با خدمات فنی، پیاده‌سازی واقعی صنعت متصل در کارخانه‌های تولید است. این یک گام دیگر به سمت دیجیتالی شدن صنعتی خواهد بود که با فناوری به دست می‌آید که بسیاری آن را به حوزه بازی‌های ویدیویی نزدیک‌تر می‌دانند، اما همانطور که دیدیم، این مهم، کاملا صنعتی است.

برای پیاده‌سازی AR و VR به روشی که واقعا مؤثر و متحول‌کننده باشد، باید نگاهی گسترده‌تر به نیازهای اساسی واقعی کسب و کار خود بیندازید؛ اینکه چه تغییرات دیگری ممکن است در کسب و کار (در کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلندمدت) ایجاد کنید و چگونه راه‌حل‌های واقعیت افزوده و واقعیت مجازی می‌توانند با همه این تغییرات تلاقی پیدا کنند تا مزایای مؤثر و قابل اعتمادی را در تحول شرکت شما برای رسیدن به اهداف صنعت 4.0 ارائه دهند.

هر تصمیمی برای استقرار فناوری‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده نیز باید با طرح کلی IT شرکت شما مطابقت داشته باشد. استقرار AR و VR ممکن است به عنوان یک طرح پایلوت مستقل یا یک آزمایش محدود در این زمینه شروع شود، اما برای استقرار در سطح شرکت، باید در برنامه‌ها و اهداف گسترده‌تر یک سازمان تولیدی قرار گیرد.