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La réalité augmentée se met au travail dans l'usine
La réalité augmentée aide les travailleurs dans les environnements de fabrication à assembler, réparer et entretenir des machines et des produits complexes plus rapidement et avec plus de précision – et ils ne font que commencer.
Faire n'importe quel avion est un processus complexe qui implique de nombreuses pièces, de nombreux travailleurs et de nombreuses possibilités d'erreur – et absolument aucune marge d'erreur.
GE Aviation fabrique les moteurs et l'avionique pour les compagnies aériennes mondiales, y compris ceux qui propulsent les avions Boeing et Airbus. Pour aider ses employés qui assemblent ces moteurs à minimiser les erreurs et à travailler plus rapidement, GE Aviation a testé la réalité augmentée portable (AR). Les lunettes intelligentes fournissent des informations d'assemblage mains libres, mettant les instructions juste devant les yeux des travailleurs, littéralement – plus besoin de s'arrêter ou de détourner le regard de leurs tâches pour vérifier les documents de référence imprimés ou un écran d'ordinateur.
Le pilote de GE Aviation était prévu. pour aider les mécaniciens à utiliser une clé dynamométrique Wi-Fi pour mieux serrer les boulons, ce qu'il a fait. Mais l'entreprise a également découvert que les mécaniciens travaillaient plus rapidement et terminaient leurs travaux plus rapidement, car ils n'avaient plus besoin de détourner le regard de leur tâche ou de monter et descendre des escaliers pour vérifier un manuel imprimé ou ramasser des outils et des pièces.
Et c'est là que réside le promesse de réalité augmentée dans la fabrication : assembler de meilleurs produits, les rendre plus rapides et créer un environnement de travail plus sain. La technologie, ainsi que d'autres comme l'apprentissage automatique, l'IA et la robotique, modifient le fonctionnement des usines et aident les humains à mieux faire leur travail, de manière plus sûre et plus rapide. Faisant partie de la prochaine révolution de la productivité, la RA peut apporter aux travailleurs une expertise qui prendrait normalement des années d'expérience et d'éducation à acquérir. Pour les organisations, AR pourrait tirer parti d'une archive numérique de connaissances humaines et fournir des environnements de formation virtuels permettant aux travailleurs d'acquérir de nouvelles compétences et de collaborer.
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Les utilisations les plus prometteuses améliorent l'efficacité des processus commerciaux, notamment les travaux d'assemblage, les réparations et le service sur site, ainsi que la conception de nouveaux espaces de fabrication. L'utilisation de la RA pour la fabrication peut aider les techniciens à effectuer des réparations plus rapidement en les guidant vers le problème et en fournissant des informations sur les réparations et les pièces nécessaires.
Le processus d'assemblage de GE Aviation en est un exemple. Au-delà de la chaîne de production, les restrictions de voyage et de contact de la pandémie ont incité de nombreuses entreprises à s'intéresser à la maintenance à distance et à utiliser la RA pour guider les correctifs, comme l'a noté Le Wall Street Journal . Dans certains contextes, tels que les plates-formes pétrolières et gazières, cette technologie est justifiée parce qu'elle est moins chère que les 10 000 $ US ou plus qu'il en coûte à chaque voyage pour envoyer une personne sur une plate-forme, souvent sur un hélicoptère, explique Inderpreet Shoker, analyste principal chez Groupe consultatif de l'ARC. Au lieu de cela, un employé déjà présent sur la plate-forme peut utiliser un appareil alimenté par RA pour recevoir des instructions et des conseils d'un expert hors site.
Plutôt que d'envoyer une personne sur le terrain, ces entreprises se tournent vers la réalité augmentée. "Ils disent:" Tout d'abord, utilisons un casque AR et essayons de résoudre ce problème avec des conseils pratiques pour l'équipage sur une plate-forme "", explique Shoker.
![Manager debout dans le hall de l'usine regardant à travers des lunettes VR [19659014]De la fantaisie à l'usine</h2>
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laboratoire à Harvard dans les années 1960, et au fil des ans, elle a été utilisée pour des applications de défense, de sport, de divertissement et de jeu, parmi autres. Mais ces nouvelles applications industrielles ne concernent pas la capture de Pokémon. Les appareils portables AR apparaissent comme une option viable pour les travailleurs en raison de meilleurs matériaux, de batteries et d'une puissance de calcul réduite.Ces systèmes fonctionnent en superposant une interface graphique connectée via un logiciel AR sur la réalité, ainsi, par exemple, les une ligne de production portant des lunettes AR verra le composant sur lequel elle travaille, ainsi qu'un diagnostic d'instruction ou une vidéo leur montrant quoi faire. La RA peut également être utilisée avec des smartphones et des tablettes (comme le montre cette brève vidéo), qui sont tenus devant une machine, un composant ou un autre objet.
Pour les produits complexes, la RA est particulièrement utile car un humain peut avoir du mal à se souvenir des nombreuses pièces et spécificités d'assemblage requises. Une application AR peut leur fournir cela pendant qu'ils travaillent.
Le groupe consultatif ARC prévoit que les applications AR pour l'industrie augmenteront de 21,2% entre 2019 et 2023, tirées par les industries de la défense, du pétrole et du gaz et de la chimie. Les cas d'utilisation les plus importants sont désormais la collaboration et la formation, déclare Shoker. La pandémie a poussé de nombreuses entreprises à suspendre leurs investissements technologiques, mais il y a eu des exceptions, dit Shoker, et l'une d'entre elles était la RA.
La RA est particulièrement utile car un humain peut avoir du mal à se souvenir des nombreuses pièces et spécificités d'assemblage requises. Une application de RA peut leur fournir cela pendant qu'ils travaillent.
« Avec la réalité augmentée, une chose intéressante que nous avons vue est que, parce que l'une des principales applications de cette technologie est la collaboration à distance, beaucoup d'entreprises qui faisaient des les projets pilotes ont rapidement voulu faire évoluer la technologie », dit-elle. Un exemple est la société allemande d'impression 3D industrielle EOS et son Additive Minds Academy, qui a développé une plate-forme de formation utilisant la RA pour ses machines d'impression 3D, explique Volker Kunze, chef d'équipe pour les solutions numériques.
La RA de l'Additive Minds Academy L'application permet à un client de parcourir une machine virtuelle, d'ouvrir des portes et de vérifier sous le capot, pour ainsi dire, et de tout savoir sur son fonctionnement sans toucher réellement à une machine physique. La formation AR de l'Académie guide un nouvel utilisateur étape par étape. Il est évolutif et les débutants ne peuvent jamais endommager l'équipement.
« Vous pouvez faire apparaître une machine partout, et même un client peut le faire. Ils peuvent pré-éduquer les employés et avoir une idée de la machine », explique Kunze.
EOS l'utilise également pour faire des démonstrations de vente, ce qui a été particulièrement utile pendant la pandémie.
« Pendant [the pandemic]nous avons eu un client à 2 000 kilomètres et ils ont dit : « Hé, je ne peux pas venir chez vous, vous ne pouvez pas venir chez moi, je ne peux pas entrer dans votre salle d'exposition et vous ne pouvez pas m'expliquer votre machine. Que pouvons-nous faire ?’ », dit Kunze. La solution : EOS a diffusé la présentation en direct via HoloLens 2 et Microsoft Teams directement au client, qui a pu signaler de manière interactive les domaines importants.
La RA peut également apporter de la clarté aux réparations et à l'entretien. En règle générale, un technicien avait besoin d'une commande de service, puis s'approchait d'une machine pour identifier les différentes pièces qui devaient être remplacées et commandées. Mais une approche basée sur la RA visuelle est plus conviviale. Un modèle 3D peut être superposé à l'objet physique, une fonctionnalité appelée suivi visuel.
Dans ce scénario, un technicien peut scanner un code QR ou un identifiant de machine, puis sélectionner n'importe quel composant, jusqu'à chaque vis et rondelle, avec un tactile sur une tablette ou une commande vocale. Étant donné que les informations proviennent du modèle 3D, il existe un niveau élevé de confiance que la pièce est la bonne pièce. D'autres informations sont également accessibles, comme le temps qu'il faudra pour qu'une pièce soit livrée. Ensuite, il y a les conseils visuels pour effectuer les réparations réelles. C'est également disponible dans la vue AR. un complément à leurs produits actuels et à leur logiciel en tant que service (SaaS), selon Shoker d'ARC.
Il existe des applications de réalité augmentée en plus de l'assemblage, de la maintenance et de la réparation. Par exemple, la technologie peut aider à déterminer si un nouvel équipement s'intègre dans un espace d'usine particulier, une application d'essai avant d'acheter appelée mise en service virtuelle. C'est à ce moment qu'une machine est validée en pré-achat. Le client peut interagir avec une représentation virtuelle d'une machine pour voir si elle s'adaptera à l'espace dont il dispose et si elle peut se connecter à son système backend existant – et pour évaluer comment la machine interagit avec d'autres systèmes.
En utilisant la RA. , une entreprise peut éviter de créer des prototypes physiques, qui sont souvent coûteux et longs à réaliser.
Un autre cas d'utilisation de la RA est la conception de produits. En utilisant la RA, une entreprise peut éviter de créer des prototypes physiques, qui sont souvent coûteux et longs à réaliser. Au lieu de cela, ils peuvent utiliser les données des modèles 3D du produit dans un système de CAO. Les concepteurs et les ingénieurs peuvent ensuite se promener dans leur prototype virtuel, le voir sous différents angles et interagir avec lui.
Ça a l'air amusant, non ? Mais tout débutant en RA doit soigneusement réfléchir à ce qu'il faut faire pour son premier projet, qu'il s'agisse d'une nouvelle conception de produit ou d'un assemblage de machine existante. Commencez par choisir un projet pilote simple comme un petit module de formation (comme le cas d'un processus d'assemblage). Une fois qu'une équipe a terminé ce pilote et l'a étendu plus largement, les connaissances acquises peuvent être utilisées dans un cas plus complexe. Pour quelque chose comme une ligne de production, commencez par des pièces plus simples ou plus petites. Mais pas trop petites – les pièces mesurées en millimètres ou moins sont trop petites. Les bords arrondis et les câbles peuvent également être plus difficiles, mais pas impossibles, à suivre.
AR nous y sommes encore ?
Avant que la réalité augmentée dans la fabrication ne devienne omniprésente dans chaque usine et innovation laboratoire, la technologie nécessite quelques améliorations. Dans certains endroits, il devra également surmonter la résistance organisationnelle à l'adoption.
Pour commencer, nous avons besoin de meilleurs appareils. Les modèles portables actuels sont trop volumineux et inconfortables pour être portés toute la journée. Ils ont besoin de meilleures batteries. Et ils sont chers. Du point de vue des performances, les tablettes sont meilleures, mais elles ne sont bien sûr pas mains libres, ce qui dans certaines situations les rend moins utiles. Et dans certains sites, il y a des inquiétudes au sujet de la contamination. Poser un iPad ou le toucher après avoir manipulé autre chose risque de le salir, ainsi que d'autres parties de l'environnement, ce qui pour certains, comme la société d'impression 3D EOS, n'est pas négociable.
« Nous avons besoin d'une installation mains libres sur une machine. », déclare Kunze d'EOS. « Sinon, vous pourriez avoir une contamination. »
Plusieurs entreprises s'efforcent de fabriquer des appareils portables meilleurs et plus portables mais un modèle sophistiqué pourrait être dans une décennie, dit Shoker. Bien que, souligne-t-elle, le choix d'un objet portable ou d'un objet portable dépende beaucoup de la façon dont il sera utilisé ; toutes les situations ne nécessitent pas un appareil portable toute la journée.
« Même Microsoft appelle le HoloLens situationnel », dit-elle. "Vous ne l'utilisez pas tout le temps."
Cependant, Kunze dit que les appareils n'ont pas autant d'importance que la mise en service du backend, car il s'attend à ce que les appareils finissent par se mettre à jour tous les deux ou trois ans, comme la plupart des appareils. fais maintenant.
« Ma vision est à moyen terme avec chaque machine ; nous envoyons à un client des lunettes intelligentes pré-remplies avec la mise en service de la machine, la formation de la machine, la maintenance du service et l'assistance à distance », dit-il.
Avant que la réalité augmentée dans la fabrication ne devienne omniprésente dans chaque usine et laboratoire d'innovation, la technologie nécessite certains améliorations. Ils devront capturer et mettre à jour tous leurs modèles 3D de produits dans un système backend. De plus, leurs machines doivent être Industrial Internet of Things (IIoT) capables pour ce flux de données. Et ces modèles 3D doivent être chargés dans une application de RA.
Certains attendent simplement qu'un peu de nos perturbations actuelles s'installent avant d'investir dans une technologie émergente comme la RA. Avoir besoin de soutenir l'investissement et un délai de retour sur investissement inconnu est difficile à vendre, explique Shoker. « Surtout avec les nouvelles technologies, il est difficile de justifier les coûts », dit-elle.
L'adhésion organisationnelle des directeurs d'usine et des employés est un autre défi d'adoption. Les managers et les cadres supérieurs peuvent ne pas apprécier l'idée de former tout leur personnel de production.
Les clients recherchent un produit mature qu'ils peuvent utiliser dès la sortie de la boîte et qui fait exactement ce dont ils ont besoin. Ils veulent également des intégrations de planification des ressources d'entreprise (ERP) afin qu'ils n'exécutent pas un produit autonome. Ce qu'il faut, c'est une approche holistique de la soupe aux noix qui couvre, par exemple, tout ce dont un technicien de terrain utilisant la RA a besoin, du guidage visuel d'une réparation pendant qu'il travaille à la signature de la commande de service une fois qu'elle est terminée.[19659004] Shoker voit un avenir dans lequel les casques sophistiqués sont suffisamment confortables – et utiles – pour être portés tout au long d'une journée de travail ou d'un quart de travail. Ce sera comme porter de vieilles lunettes ordinaires, avec l'AR activé en cas de besoin. « La majeure partie de la journée, ils portent des lunettes ordinaires. Et puis de temps en temps, lorsqu'ils ont besoin des applications AR pour les aider dans leur travail, ils obtiennent ce genre de capacité », dit-elle. façons de créer des produits et de faire des affaires. Dans des domaines tels que la formation d'une nouvelle génération de travailleurs et la réimagination du développement de produits, la réalité augmentée offre une nouvelle perspective qui contribuera à rendre les avions plus sûrs, à faciliter la formation et à accélérer la production.
Au Rochester Institute of Technology , le professeur assistant Yunbo Zhang et ses collègues travaillent sur une plateforme de formation qui utilise la réalité augmentée.
Le but de la plateforme, qui utilise également la réalité virtuelle, est d'aider à pallier une pénurie de compétences manufacturières (qui, selon Deloitte, pourrait laisser plus de deux millions d'emplois vacants d'ici 2030) en offrant une formation virtuelle à distance plus rapide à terminer que la formation conventionnelle. La plate-forme rend également la formation accessible à ceux qui ne disposent pas d'installations locales pour le faire.
Par exemple, explique Zhang, l'usinage est une partie importante de la fabrication. Les outils de coupe sont utilisés pour couper la matière première en pièces très précises pour des industries comme l'aérospatiale. Cependant, il faut beaucoup d'habileté et d'expérience pour bien le faire, et les erreurs sont coûteuses. La formation des travailleurs, généralement effectuée par apprentissage, est également coûteuse et chronophage. «Ces machines sont précises et nécessitent une utilisation très prudente», explique Zhang. « Les nouveaux travailleurs se trompent constamment, et il est même parfois dangereux pour eux d'utiliser la machine pour certaines tâches complexes. »
Avec un programme de formation basé sur la RA, le danger est éliminé et les erreurs ne sont que des expériences d'apprentissage. De plus, c'est plus efficace : les formateurs n'ont pas besoin de s'absenter de leur travail pour enseigner aux débutants, et les stagiaires peuvent suivre la formation à leur propre rythme, où qu'ils se trouvent.
Selon Zhang, les prochaines étapes consistent à déterminer l'haptique. rétroaction afin que les stagiaires « sentent » ce qu'ils font et comment la machine se comporte, comme lorsqu'elle vibre. « Je cherche comment rendre ce type d'activités pratiques aussi réel que possible », dit-il. ) pour l'entreprise intelligente."
Thomas Eckert
est consultant en innovation et design thinker chez SAP.
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