Исследование, проведенное в Австралии, показало, что AR-очки, использующиеся в сочетании с коллаборативными роботами, могут значительно повысить эффективность электромонтажных работ.
Повышают эффективность производства, но не получают широкого распространения
Дополненная реальность (AR) уже давно перестала быть просто игрушкой и становится серьезным помощником на производстве. В отличие от виртуальной реальности, которая полностью создает цифровой мир, AR добавляет цифровые элементы к нашему реальному миру в реальном времени — это могут быть текст, картинки или 3D-модели.
AR часто используется в сборочных процессах, повышая точность сборки и уменьшая количество ошибок. Также технология помогает работать с коллаборативными роботами (коботами), облегчая жизнь операторам.
Компании вроде General Electric с помощью дополненной реальности повышают эффективность обслуживания оборудования. Работники видят перед собой схемы и инструкции, благодаря чему выполняют задачи точнее и на 34% быстрее. Boeing применяет AR для сборки сложных компонентов самолетов — инженеры получают визуальные подсказки в реальном времени. В результате время сборки сокращается на 25% и количество дефектов уменьшается на 40%. BMW и Volkswagen тоже не отстают — они используют AR для обучения сотрудников и в процессе проектирования. Детальные 3D-модели автомобилей и их компонентов помогают работникам быстрее понять конструкцию и ускоряют процесс разработки.
Но, несмотря на свою простоту и доступность, накладывающие виртуальные инструкции на реальные объекты AR-очки пока не стали привычным инструментом на производстве.
Давайте обратимся к австралийскому исследованию, где ученые пытаются разобраться в причинах и смотрят, как AR-технологии встраивают в производственные процессы. Отметим, что австралийцы знают, о чем говорят: у них внедрение технологий Индустрии 4.0 в промышленном секторе идет, скажем так, не очень быстро.
Что показало исследование?
AR — это недорогая технология, упрощающая сложные процессы в промышленности. Однако на этапе интеграции этой технологии в рабочие процессы возникают трудности. Исследователи оценивали, как на качество и скорость электромонтажных работ влияют AR-очки с цифровыми рабочими инструкциями, коботы и видеоконсультации.
Коботы (коллаборативные роботы) — это роботы, предназначенные для совместной работы с человеком. В отличие от традиционных промышленных манипуляторов, которые обычно работают в изолированных зонах из соображений безопасности, коботы безопасно взаимодействуют с людьми, выполняя рядом с ними различные задачи.
Коботы оснащены датчиками и программным обеспечением, которые позволяют им чувствовать присутствие человека и снижать скорость или останавливать движение при контакте. Установка и настройка коботов обычно проще и быстрее, чем у традиционных роботов.
В эксперименте приняли участие 36 работников тяжелой промышленности, преимущественно судостроителей, в возрасте от 18 до 62 лет. Все они имели опыт в производстве или строительстве, причем 90% из них имели высшее образование.
Участники выполняли монтаж проводки в электрическом шкафу, получая цифровые инструкции и голограммы через AR-очки (Hololens 2). Они могли общаться с удаленным наставником через видеозвонки. После завершения работы кобот проверял качество монтажа с помощью машинного зрения.
Результаты
По шкале удобства использования (SUS) AR-очки получили оценку 69,8 («приемлемо»), а в сочетании с коботом — 79,2 («очень хорошо»). Интересно, что работать с коботом и очками оказалось проще и удобнее, чем просто в очках.
Физическая нагрузка при использовании AR-очков была низкой (25,8), но умственная нагрузка была выше (37,1), так как работа требовала концентрации и обработки информации. Некоторые участники испытывали дискомфорт при использовании AR-очков, но это не мешало выполнению задач. 48% участников сообщили о проблемах с распознаванием жестов, а 25% отметили ограниченное поле зрения.
97% участников чувствовали себя безопасно рядом с движущимся коботом. Большинство из них нашли систему интуитивно понятной после некоторого времени использования.
Основные замечания касались точности камеры кобота и необходимости точного размещения меток. Участники предлагали улучшить навигацию и интерфейс для повышения удобства использования. Некоторые из них отмечали барьеры для внедрения AR-очков, включая их стоимость, стресс и требования к обучению.
Выводы
Исследование показало, что интеграция AR-очков и кобота может значительно повысить точность и эффективность электромонтажных работ, несмотря на некоторые технические и эргономические проблемы. Участники отметили, что система, включающая AR-очки и кобота, требует базовых навыков, минимальных усилий и предлагает большую функциональность.
Основные проблемы AR-очков связаны с высоким уровнем умственной нагрузки из-за необходимости обрабатывать множество источников информации. Однако все участники успешно завершили испытание с минимальным обучением, что потенциально снижает барьеры для внедрения технологии в производственной среде.
Заключение
Можно сделать промежуточный вывод, почему очки дополненной реальности до сих пор не используют на каждом производстве. Оказывается, что сами по себе они не становятся философским камнем. Очки работают только в тандеме с человеком, а ему должно быть удобно.
Нужен удобный интерфейс, нужно налаживать взаимодействие с виртуальными объектами, нужно повышать эргономику оборудования. И нужен хотя бы базовый курс обучения. То есть, необходимы подготовительные работы, к которым готово не каждое, прямо скажем, производство.
Никто не отрицает, что технология дополненной реальности крайне перспективна. Она обещает преобразовать производство, поднять до космических высот его гибкость, оперативность и эффективность. Но AR не заменяет человека, а помогает ему. И только при условии, что это мотивированный человек. То есть, проблему кадрового голода дополненная реальность не снимает, но может снизить ее остроту.
