Rzeczywistość Wirtualna w Przemyśle 4.0

Racjonalne podejście do wdrażania wybranych koncepcji w firmie, wpływa nie tylko na efektywność pracy, ale przekłada się na jej realne zyski. W niektórych obszarach optymalizacja produkcji zaczyna się od 1% w skali roku. Czy to sporo? W dużych przedsiębiorstwach to kilkadziesiąt milionów oszczędności. Optymalizacja pracy pracowników może sięgać nawet 90%. Brzmi niewiarygodnie, prawda? Warto się zatem zastanowić, na jakim etapie obecnie znajduje się nasze przedsiębiorstwo i jak wyobrażamy sobie jego dalszy rozwój i budowanie przewagi konkurencyjnej?

Na załączonej grafice widzimy wiele spośród narzędzi, które wchodzą w skład przemysłu 4.0. Tworzenie dedykowanych rozwiązań dla obszarów skupionych wokół 3D, augmented reality i symulacji oraz częściowo IoT, mieszczą się w kompetencjach firm pracujących z wirtualną i rozszerzoną rzeczywistością. Przyjrzyjmy się im nieco bliżej.

Jakie mamy możliwości?

Jeżeli zgodzimy się na twierdzenie, że doskonalenie procesów produkcji jest kluczowym zadaniem przedsiębiorstwa, wymaga to wielu działań, które w realnym środowisku mogą skutkować nieplanowanymi przestojami lub dezorganizacją samego procesu. Przedsiębiorstwa bazujące na starych, ale wypróbowanych metodach i procesach, choć widzą potrzebę usprawnień w całym łańcuchu rozwojowo-produkcyjnym, nie podejmują kluczowych i pożądanych w tym obszarze działań. Powodem jest ryzyko wprowadzania nie przetestowanych wcześniej rozwiązań, które w praktyce mogą okazać się nieodpowiednie i spowodować straty materialne i wizerunkowe przedsiębiorstwa.

Jak sektor VR odpowiada na te potrzeby?

Jest to na przykład realizacja koncepcji tzw. „Cyfrowego Ekwiwalentu” (ang. Digital Twin), czyli Wirtualnej Fabryki. Narzędzie to umożliwia dokładne odwzorowanie fabryki lub jej koncepcji, zaplanowanie, przetestowanie i optymalizację procesu produkcji na każdym jej etapie. Zwłaszcza jeżeli optymalizacji podlega działanie ludzi, robotów i całego parku maszynowego oraz całej sieci partnerów (odpowiedzialnych na przykład za dostarczanie części i materiałów), od których zależy utrzymanie ciągłości produkcji. To nie tylko wizualizacja i symulacja 3D, ale przede wszystkim pobieranie i przetwarzanie danych z urządzeń w czasie rzeczywistym z możliwością optymalizacji procesów, poprzez symulację zmian w modelu wirtualnym. Natomiast wizualizacje i symulacje 3D obejmują zarówno czytelne przedstawianie danych, jak również wizualizację rzeczywistych obiektów w fabryce. Pozwalają na planowanie, projektowanie i testowanie koncepcji i rozwiązań produkcyjnych oraz redukcję błędów, czyli wypełnianie “białych plam” w całym łańcuchu działań. Dzięki dokładnie odwzorowanym urządzeniom oraz ich roli w wybranych procesach produkcyjnych, otrzymujemy wirtualny obraz rzeczywistej fabryki, wzbogacony o dane na temat efektywności procesu. Istotą symulacji 3D jest relatywnie łatwe wprowadzanie zmian w modelu wirtualnym, pod kątem poprawy wydajności i obniżenia kosztów samej produkcji, które z powodzeniem można zastosować w rzeczywistych warunkach.

Apple prezentuje swoje pierwsze okulary AR

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem są narzędzia rzeczywistości rozszerzonej (augmented reality). To technologia, która pozwala na lepsze kontrolowanie maszyn i urządzeń w firmie oraz sprawne przeprowadzenie prac konserwacyjnych, nawet dla mało doświadczonej załogi. Pracownik, wyposażony w tablet lub telefon (współcześnie można to również osiągnąć dzięki okularom Microsoft Hololens), może zeskanować wybrane urządzenie i dostać informację na temat wynikłych nieprawidłowości oraz otrzymać instrukcję o potrzebnych naprawach. Więcej, możemy poznać schemat budowy urządzenia, prawidłowe ustawienia jego parametrów oraz kolejność wykonywania czynności konserwacyjnych. Pracownik może dodatkowo otrzymać informacje o potencjalnych niebezpieczeństwach związanych z obsługą konkretnego urządzenia lub miejsca pracy. Ma również wgląd w dokumentację techniczną i możliwość natychmiastowego zgłoszenia poważnego problemu czy zagrożenia.

Doskonałym uzupełnieniem narzędzi AR jest Internet of Things (IoT) – koncepcja, wedle której przedmioty (maszyny) mogą pośrednio albo bezpośrednio gromadzić, przetwarzać lub wymieniać dane za pośrednictwem instalacji elektrycznej lub sieci komputerowej. Zastosowania Internetu Rzeczy w przemyśle obejmują inteligentne maszyny, które wyposażone w zestaw czujników same wiedzą, w jakim są stanie i kiedy poszczególne podzespoły wymagają konserwacji czy wymiany.

Co poprawiamy w praktyce?

• Optymalizujemy proces planowania w zakresie serwisu parku maszynowego oraz zaopatrzenia w części zamienne
• Redukujemy koszty związane z nieprzewidzianymi zdarzeniami
• Poprawiamy wskaźnik OEE (ang. Overall Equipment Effectiveness)
• Zapewniamy utrzymanie ruchu w zakładzie przemysłowym
• Wspomagamy procesy zarządzania produkcją
• Integrujemy narzędzia na wszystkich etapach planowania i produkcji
• Poprawiamy koordynację procesów produkcyjnych
• Optymalizujemy rozkład hali produkcyjnej

Modernizujemy proces zarządzania produkcją i zakładem produkcyjnym. Pozwala to na realną kontrolę i pomiar wyników na każdym etapie złożonych działań. Dodatkowo gromadzimy i przetwarzamy informacje, które dają jasne przesłanki, co do poprawności estymacji oraz kontroli całego procesu. 

Jak wygląda przyszłość?

Wspomniane rozwiązania sprzężone z obszarami Big Data, Internet of Things oraz Sztuczną Inteligencją (AI), na podstawie danych zebranych z urządzeń stanowiących elementy łańcucha produkcji, potrafią przewidzieć, kiedy może nastąpić awaria, zmęczenie elementu maszyny czy nawet zminimalizować ryzyko popełnienia błędu przez człowieka – regulując jego aktywność (jak praca w określonej pozycji, przez określoną ilość czasu wpływa na stopień koncentracji i wydajność pracownika). Potrafią same zamawiać części zapasowe, aby maksymalnie zmniejszyć czas przestoju, potrzebnego na działania konserwacyjne.

To oczywiście tylko pobieżna charakterystyka możliwych zastosowań VR w przemyśle. Mimo, że przedstawione rozwiązania są stosunkowo nową technologią, jesteśmy już w stanie odpowiedzieć na kluczowe pytanie, które zadaje sobie każdy przedsiębiorca: czy inwestycja w innowacyjne narzędzia z obszaru wirtualnej rzeczywistości i przemysłu 4.0 przekłada się na realne zyski? Odpowiedź brzmi: tak!