Как создавать приложения с дополненной реальностью для промышленного Интернета вещей

Корпоративная дополненная реальность (AR) имеет приложения для самых разных предприятий и отраслей. Маркетологи и продавцы могут использовать AR как инструмент электронной коммерции в 3D для моделирования продуктов для клиентов в реальном пространстве. Хирурги могут носить очки с дополненной реальностью, чтобы получать данные о пациентах и ​​накладывать диаграммы на экранный дисплей, сохраняя руки свободными во время процедур. Но для предприятий с тяжелыми производственными операциями наиболее радикальным вариантом использования AR является промышленный Интернет вещей (IoT).

Полевые работники и технические специалисты в производственных цехах могут использовать 3D-моделирование AR в сочетании с данными в реальном времени с датчиков Интернета вещей разными способами. Используя приложение AR на смартфонах, планшетах или корпоративных гарнитурах AR, работники могут отслеживать подключенные устройства на предмет проблем и выполнять плановое обслуживание намного проще, чем осматривать машины, доступ к которым иногда бывает трудным или опасным. Гарнитуры с дополненной реальностью, такие как Google Glass Enterprise и Microsoft HoloLens, также могут отображать интерактивные пошаговые обучающие материалы и руководства по сборке и эксплуатации оборудования, которые в противном случае потребовали бы чтения подробных технических руководств и инструкций. Для инженеров, руководителей заводов или всех, кто работает со сложным оборудованием – будь то конвейер для сборки автомобилей, трубопроводы для нефти и газа или реактивный двигатель – предприятие AR меняет определение того, как промышленные рабочие выполняют свою работу.

Сложнее всего для бизнеса создать среду дополненной реальности, которая бы соответствовала уникальным потребностям своих сотрудников и промышленных устройств Интернета вещей, с которыми они работают каждый день. Компания-производитель программного обеспечения для предприятий PTC имеет богатый опыт в этой области. PTC владеет обоими Вуфория, популярная платформа разработки дополненной реальности, ранее принадлежавшая Qualcomm, и ведущая платформа разработки Интернета вещей. ThingWorx.

PTC потратила последние несколько лет на создание и интеграцию этих двух платформ в ряд инструментов, которые составляют сквозной конвейер AR IoT. Решение полностью настраивается в зависимости от потребностей компании в оборудовании, программном обеспечении и облачной инфраструктуре. PCMag встретился с Майком Кэмпбеллом, исполнительным вице-президентом платформы ThingWorx в PTC, чтобы рассказать, как ThingWorx и Vuforia работают вместе. Кэмпбелл объяснил, как компании могут включить все свои существующие данные и устройства в приложения AR. Он также продемонстрировал, как недавно запущенная компания ThingWorx Studio объединяет возможности разработки AR Vuforia с инструментами 3D-моделирования для промышленного Интернета вещей.

Рекламное объявление

1. Использование дополненной реальности в Интернете вещей

В недавно выпущенной ThingWorx 8, последней версии промышленной платформы IoT PTC, компания добавила больше возможностей разработки приложений AR Vuforia непосредственно в ThingWorx. Через бесплатная пробная программа ThingWorx Studio, PTC предоставила более 2000 компаний-участниц доступ к собственной среде разработки и публикации AR в ThingWorx. Компании, использующие эту возможность, включают таких производителей автомобилей, как Tesla, Toyota и Volkswagen, производителей тяжелой техники, включая Caterpillar и John Deere, технических и консалтинговых гигантов и даже НАСА и армию США.

«Это возможность, которую сможет использовать каждый», – сказал Кэмпбелл из PTC. «Мы исправили это в Thingworx Studio. Итак, если вы создаете возможности дополненной реальности для штатива, вы можете создать цель для штатива, которая будет выглядеть как каркасный вид, а затем создать все, что захотите, в соответствии с этим. Перетащите и отпустите и, бум, у вас есть AR “.

2. Гибкость данных

Thingworx Studio специально создан для AR, но позволяет предприятиям повторно использовать существующие 3D-ресурсы, что упрощает подключение всего существующего оборудования их фабрик в экосистему IoT. Платформа также может обрабатывать существующие облачные источники данных и объединяет встроенные облачные IoT-сервисы с Amazon Web Services (6415 долларов США в Amazon) (AWS), Microsoft Azure (14 300 долларов США в Microsoft Azure) и GE Predix.

«Каждая машина и деталь на заводе были смоделированы в САПР до того, как они были изготовлены. Мы можем использовать эти САПР и перепрофилировать каталоги компонентов заказчика. Любые трехмерные данные, независимо от их происхождения, мы можем использовать повторно», – сказал Кэмпбелл.

«Мы также можем упростить получение данных от всех контроллеров, датчиков и шлюзов. У каждой машины есть свои собственные протоколы и языки, поэтому мы приобрели и интегрировали технологию, позволяющую нам общаться со всеми этими машинами. Мы поддерживаем больше более 150 различных протоколов, используемых тысячами машин, поэтому мы можем прийти на завод и начать передачу данных на Thingworx менее чем за час. У нас есть устройство, которое выглядит как небольшая металлическая хоккейная шайба, которую вы можете прикрепить к машине , и он начинает передавать данные, такие как вибрация, температура и т. д., прямо в ThingWorx “.

3. Пошаговые инструкции

Управляемые инструкции дополненной реальности для сборки и разборки, проверки и обслуживания сложных систем – это основное приложение для промышленного Интернета вещей. Это также задача, которую можно повторить и стандартизировать. В ThingWorx 8 компания PTC также выпустила три готовых приложения – ThingWorx Controls Advisor, ThingWorx Asset Advisor и ThingWorx Production Advisor – для типичных промышленных задач, таких как удаленный мониторинг активов и управление производительностью в реальном времени.

Кэмпбелл объяснил, как создавать повторяемые пошаговые инструкции, соблюдая при этом уникальную механику любой конкретной машины. Он также сказал, что ThingWorx работает над развертыванием отслеживания на основе CAD в ближайшие несколько месяцев, чтобы исключить необходимость размещения физических маркеров перед линзой AR для закрепления модели.

«Мы можем повторно использовать пошаговые инструкции, включающие данные IoT, и сделать их доступными через облако с помощью инструментов, которые немного похожи на анимацию PowerPoint», – сказал Кэмпбелл. «Возьмите что-нибудь, перетащите его туда, куда хотите, и сделайте снимок. Затем при создании инструкций вы можете указать такие вещи, как« открутите это »с предварительно упакованной анимацией, которая вращает винт против часовой стрелки и выдвигает его».

«В нем встроен интеллект, так что это не просто перетаскивание», – продолжил Кэмпбелл. «Есть также уважение к кинематике. Поэтому, когда вы что-то проектируете, вы указываете, что это определенный вид сустава или слайдера, и он также будет уважать это. В среде обучения мы используем те же концепции – много изготовление и осмотр – и сборку таким образом, чтобы вам не нужно было смотреть на схему, потому что вы видите накладку перед собой, говорящую «эти три провода необходимо подключить здесь, здесь и здесь» ».

4. Обнаружение собственных аномалий

Обнаружение собственных аномалий означает аналитику в реальном времени на устройстве IoT, которая может помочь инженеру или инспектору выполнять профилактическое обслуживание. Например, приложение ThingWorx Asset Advisor удаленно контролирует физические активы в режиме реального времени, чтобы автоматически обнаруживать аномалии и запускать оповещения для повышения эффективности и качества.

«Итак, вы подключили свою машину на заводе, – сказал Кэмпбелл. «Что вы можете сделать, так это сказать Thingworx:« Узнай, что такое нормально », и тогда, когда что-то не в порядке, оно запускает какое-то событие, выдавая предупреждение в приложении AR или непосредственно в одной из ваших интегрированных бизнес-систем».

5. Создайте цифровых двойников

Концепция внутреннего обнаружения аномалий также влияет на идею «цифрового двойника» для машин на заводе или в производстве. Одна из самых мощных возможностей внедрения дополненной реальности в промышленный Интернет вещей – это возможность создавать цифровые представления ваших физических машин. Кэмпбелл объяснил, как создать цифрового двойника в ThingWorx Studio, который извлекает данные IoT в режиме реального времени для этой машины, демонстрируя 3D-модель мотоцикла.

«У меня на фабрике есть физическая машина, – сказал Кэмпбелл. «Что ThingWorx позволяет вам сделать, так это создать цифровой эквивалент этого, который вы затем можете синтезировать, анализировать и получать информацию для стимулирования действий, либо организуя бизнес-системы, например запуск действия в системе CRM, либо инициируя что-то, что влияет на сам продукт “.

«В ThingWorx Studio у нас есть ресурсы здесь, палитра посередине и свойства справа. Я могу разместить 3D-модель велосипеда, а затем создать для нее наш опыт дополненной реальности», – продемонстрировал он. «Я размещаю виртуальные датчики, применяю пошаговые инструкции и делаю их доступными с помощью кнопки здесь, с помощью которой я могу переключаться между 3D-видом и 2D-средой, которую вы видите на экране iPad. Затем, вместо того, чтобы показывать датчик без цифр, мы фактически связываем показанное значение с данными, поступающими из ThingWorx, чтобы создать этого цифрового двойника, в котором вы видите данные об аккумуляторе, уровне масла, давлении в шинах, температуре – все в реальном времени. “

6. Создание контента смешанной реальности

Для разработчиков и создателей контента AR ценность Vuforia – это возможность создавать приложения для любого форм-фактора. Платформа, доступная через ThingWorx Studio, теперь поддерживает приложения AR IoT для Android, iOS, Windows 10, Microsoft HoloLens и более широкую экосистему Windows Mixed Reality, а также другие устройства цифровых очков, такие как корпоративные очки AR, предлагаемые ODG и Vuzix.

Кэмпбелл рассмотрел Microsoft HoloLens, в частности, как мощную среду для корпоративного контента и приложений Интернета вещей, созданных с помощью ThingWorx и Vuforia. Когда я надел HoloLens, чтобы посмотреть на себя (это было показано несколькими слайдами ранее), я увидел перед собой ту же модель мотоцикла AR с элементами управления жестами и визуальными инструкциями, характерными для HoloLens. Кэмпбелл также загрузил демо, которое позволило мне собрать и разобрать все компоненты в генераторе.

«Мы хотим раскрыть возможности 3D-контента промышленного предприятия на HoloLens и всех этих устройствах», – сказал Кэмпбелл. “Взгляните на расширенные рабочие инструкции по замене воздушного фильтра в генераторе Caterpillar. Эти виды интерактивного обучения и вариантов использования услуг варьируются от маркетинга и продаж (как выглядит этот генератор и как он подходит для моего рабочего места) до того, как работать его, отремонтировать и построить этот генератор впервые. Вы можете разобрать его и собрать обратно с помощью воздушного крана ».

«Люди в Microsoft рады тому, что мы делаем, потому что у них есть проблема. У них есть эти потрясающие новые устройства, но проблема по-прежнему заключается в создании контента для них», – продолжил Кэмпбелл. «Вот почему они представили 3D Paint и все эти вещи. С точки зрения PTC, это всего лишь оборудование. Мы все стремимся предоставить программное обеспечение и платформу для поддержки этого программного обеспечения, поэтому нам все равно, что вы хотите потреблять. он включен; iPhone, iPad, Android-устройство, это не имеет значения. Мы все стремимся сделать так, чтобы этот контент был простым и глупым. “

7. Собираем все вместе

Одна из самых больших проблем промышленного Интернета вещей – стандартизация данных в масштабе предприятия. Крупным корпорациям и производственным предприятиям необходимо подключить эти конечные точки Интернета вещей ко всем своим существующим системам и настроить конвейер данных, чтобы принимать меры со всеми этими данными. В противном случае опыт AR не привязан к материальной ценности и не может обеспечить рентабельность инвестиций для бизнеса.

Для такой платформы, как ThingWorx, это означает объединение аппаратных средств, программного обеспечения и интеграции данных в целостное решение, которое каждая компания может настроить в соответствии со своими потребностями. Чтобы промышленный Интернет вещей и дополненная реальность работали вместе, вам нужны инструменты, которые избавят предприятия от всей ручной сложности.

«Если у вас ничего нет, у нас есть стек сверху вниз», – сказал Кэмпбелл. «Если у вас есть машины, которые уже были обработаны, устройство с телематикой или у вас уже есть данные о продукте в облаке с помощью Azure или AWS, мы можем помочь вам сделать что-то с этим, чтобы получить представление о бизнесе и конкретных сценариях использования. . “

«Мы обнаружили, что AR – это новый способ общения, новый язык, новое средство общения», – продолжил Кэмпбелл. «Мы знаем, как создавать настольные приложения, веб-приложения и мобильные приложения, но никто не знает, как создавать приложения AR. Это совершенно новый мир. Вы должны иметь возможность быстро выполнять итерации. И тратить тысячи долларов и людей -часы только на то, чтобы получить что-то не совсем то, довольно болезненно. Инструмент ThingWorx Studio позволяет вам быстро проверять эти вещи, тестировать и оптимизировать их ».