Руководители Autodesk, Dassault, PTC, Siemens и Trimble говорят о развитии AR/VR

Цифровизация выручила сотрудников, работающих со знаниями. Сегодня AR поддерживает деятельность 75% тех, кто по определению не мог бы работать из дома.

Vuforia Chalk предоставляет таким сотрудникам возможности, равносильные средствам Zoom. С помощью Vuforia Expert Capture вы выбираете из Youtube руководства, а с помощью Vuforia Studio — соответствующий pdf-документ, однако вместо того чтобы вывести цифровую информацию на плоский экран, Vuforia разместит её в наиболее подходящем месте рабочего пространства.

AR предоставляет возможности удаленного мониторинга и оптимизации работы сотрудников. Это важно потому, что в производственные процессы большинства предприятий вовлечены и машины, и люди.

Мне нравится говорить, что AR — это «Интернет вещей для человека». AR-устройство типа телефона или очков HoloLens преобразует облачные цифровые биты и байты в изображения и звуки, воспринимаемые сотрудником. И это работает в обоих направлениях, позволяя мониторить рабочий процесс и оптимизировать его.

Объединяя концепции AR, VR, IoT и AI, вы получаете пространственные вычисления (spatial computing). А вот это уже становится по-настоящему захватывающим. Пространственные вычисления позволяют в полной мере использовать возможности цифрового опыта — как на производственной площадке предприятия, так и виртуально из офиса. Представьте себе возможность пройтись по всем этажам любой фабрики, не покидая вашего комфортного офиса. При этом всё происходит в реальном времени, включая доступ к живым данным и к аналитике. Этот день — не за горами, и к нему с помощью Vuforia Spatial Toolbox прокладывает путь компания PTC.

Позвольте мне также добавить, что AR преобразует стиль обучения. Теперь оно уже не «Заранее/На всякий случай», а «В нужный момент/С учетом всего контекста». Мы способны создать целую библиотеку знаний на основе процессов AR, так чтобы каждый рабочий в любой момент имел к ней доступ. Новичок сможет по мере необходимости обучаться, используя цифровое знание, накопленное экспертом. Кроме того, эксперт может удаленно заглядывать новичкам через плечо и в реальном времени помогать им. Экономия ресурсов и возможности повышения качества чрезвычайно высоки.

В ходе COVID-кризиса компании Philips, чтобы удовлетворить потребности в вентиляционных установках, потребовалось расширить их производство. И компания обучала рабочих, занятых в этом производстве на новой фабрике, которую срочно построили в Индии.

Несколько лет назад мы осознали, что AR, VR и смешанная реальность (mixed reality, MR) обладают потенциалом для того, чтобы изменить для наших пользователей процессы проектирования, создания и эксплуатации в сферах от машиностроения и строительства до обучения и развлечений. Наши пользователи применяют эти технологии для преобразования чертежей в интерактивные ёмкие цифровые модели, которые обогащают цифровую информацию пространственным контекстом. Тем более это важно в период COVID-19, когда нашим клиентам необходимо по-новому взглянуть на взаимодействие с пользователями, на посещение сайтов, спецификацию проектных планов, обучение и пр.: ведь мы стараемся обеспечить всеобщую безопасность и эффективную удаленную работу.

Для того чтобы ускорить развитие и поставку нашим клиентам ценных технологий AR/VR, мы вступили в партнерские отношения с такими лидерами, как Nvidia и Unity. Имея в виду предложения Autodesk рынку, я приведу несколько примеров.

Интеграция VR с Autodesk Construction Cloud способна на поздней стадии строительства уменьшить количество ошибок за счет тщательного рассмотрения проектов в ходе интенсивных координирующих совещаний. Удаленные пользователи могут совещаться фактически внутри 3D BIM модели, пройтись по стройке, внести нужные аннотации и скорректировать модели на любом уровне подробности с любой перспективы. Пользователи имеют доступ к инструментам рисования, измерения и добавления замечаний, используя преобразование речи в текст. В такой виртуальной обстановке доступны BIM-метаданные, поэтому пользователи могут без труда рассматривать любые детали.

Наш софтвер помогает автомобильным компаниям и стартапам на этапе концептуального проектирования, когда требуется наглядно представить себе такие продукты будущего, как беспилотные автомобили. Сценарии работы с AR/VR в рамках продуктов Alias и VRED помогают нашим пользователям более эффективно создавать формы и поверхности, уточнять пропорции в процессе реализации дизайнерских замыслов, поддерживать коллективную работу и принятие решений в рамках единого виртуального пространства.

Мы трактуем развитие VR и AR как часть естественного развития визуализации и как ключевой компонент продвинутого цифрового двойника. Когда-то 3D-объекты было принято представлять рисунками в перспективе. С появлением CAD 3D-объекты отображались в каркасах, со скрытыми линиями, телами, штриховкой. Затем стали доступны фотореалистичные 3D-представления, включающие рендеринг виртуальной обстановки.

Сегодня технология VR от Siemens переводит визуализацию цифровых двойников на более высокий уровень, обеспечивая возможности работы с распределенной полномасштабной виртуальной 3D-обстановкой, а AR от Siemens обогащает физический мир цифровой информацией. Эти средства драматически повышают возможности проектирования и устраняют неопределенности проектов, что уменьшает число ошибок на всех этапах создания и жизни продукта, и в конечном счете вносят вклад в повышение качества продуктов и уменьшают время вывода их на рынок.

Все наши VR-решения предназначены для коллективного использования. Разумеется, коллаборативность всегда была важным качеством, но сегодня в период COVID-19 она особенно важна. Мы много поработали, чтобы облегчить применение VR. Представьте себе Zoom-совещание в 3D-пространстве, когда все участники имеют возможность одновременно иметь доступ к продуктам и средствам производства. Это касается рассмотрения и рецензирования концептуальных решений на ранних стадиях, моделирования человеческого фактора, моделирования производственных линий и обсуждения аспектов CAE. Подобные возможности весьма эффективны, экономичны и тем самым повышают производительность, устраняют расходы на передвижения и позволяют каждому участнику находиться в безопасной домашней обстановке.

Каждый шаг развития визуализации способствовал лучшему проектированию продуктов и средств производства. VR переводит нас на недостижимый ранее более высокий уровень надежности и полезности продуктов, так как обеспечивает реалистическое взаимодействие с виртуальным 3D-продуктом. Другими словами, пользователь имеет возможность взаимодействовать с виртуальным продуктом, как будто он представляет собой реальный физический продукт. С использованием VR цифровой двойник теперь можно использовать для оценки влияния человеческого фактора и анализа эргономики, что ранее потребовало бы создания полного физического прототипа.

Например, используя VR, инженер, проектирующий автомобиль, может присесть на любое сиденье будущего автомобиля, проверить обзор, систему вентиляции и кондиционирования, а также эргономику кабины. Всё это невозможно реализовать с использованием традиционных CAD, мыши и клавиатуры, поэтому ранее потребовало бы создания дорогостоящего физического прототипа.

Мы полагаем, что создание всеобъемлющих цифровых двойников в сочетании с замкнутым циклом обратной связи, включающим данные о производительности, — это ключ к цифровой трансформации. Наш набор решений, составляющий Xcelerator, включает средства, необходимые для построения и визуализации всеобъемлющего цифрового двойника, который соответствует полному продукту и циклу производства. Без таких технологий визуализации, как VR, серьёзное применение цифровых двойников потребовало бы огромных затрат времени и дополнительных усилий для интерпретации, анализа и применения цифровых моделей и данных. Визуализация критически важна для быстрого понимания проблем и поиска их решений.

Наша стратегия состоит в том, чтобы предлагать VR и AR решения, адаптированные к каждой фазе жизненного цикла. Другими словами, мы предлагаем нужную визуализацию в нужное время. Каждое отдельное решение плотно интегрировано в портфолио Xcelerator и обеспечивает как легкий доступ без специальной подготовки данных, так и присущие жизненному циклу специфические возможности и средства взаимодействия. Интегрированный доступ без подготовки данных означает, что сегодня Siemens Virtual Reality является практичным решением для высокоэффективных сценариев проектной и инженерной работы, рецензирования проектов и обучающих сценариев сборки и сопровождения.

Xcelerator включает несколько AR и VR решений. Например, продукты виртуальной реальности NX позволяют на основе 3D модели NX одним кликом создать полномасштабную 3D-обстановку для разнообразного применения. Интуитивно понятные средства управления в сочетании с опытом работы с NX позволяют без труда переключаться между CAD и виртуальным миром, тем самым совершенствуя проектные решения.

NX VR обеспечивает подробную визуализацию цифрового двойника — даже более подробную, чем в жизни, — что упрощает естественный и внимательный осмотр деталей до уровня, недоступного обычной десктопной визуализации. Многопользовательские VR-сессии на основе NX включают возможности удаленного аудио общения и позволяют проводить проектные обсуждения на более высоком уровне совместного погружения в проблемы. Участники совещаний могут безопасно располагаться в любых точках мира и экономить на командировках.

Для погружения в обстановку CAE-симуляции у нас есть решение STAR CCM+ Virtual Reality. Оно позволяет рассматривать результаты в любой точке модели и в любой временной точке процесса симуляции. Подобные возможности едва ли можно реализовать практически с помощью мыши, клавиатуры и традиционных отчетов. STAR CCM+ VR позволяет пользователям всесторонне общаться с изделиями, даже такими, которые работают в недружелюбной и опасной среде.

Наше решение Process Simulate Virtual Reality предоставляет возможность одним кликом перейти к рассмотрению и модификации планов в насыщенной 3D обстановке. Вы можете наглядно рассмотреть все подробности размещения предприятия, запустить реалистическое моделирование процессов, организовать обучение операторов и решать проблемы до того, как начнется реальное производство. Это особенно важно для обеспечения безопасности.

Предположим, вам нужно установить ворота безопасности, чтобы предотвратить проход человека в рабочую камеру, когда она находится под напряжением. Ворота должны располагаться в том месте ограждения, откуда будет хорошо просматриваться вся камера. Нужно обеспечить обзор в направлении от ворот внутрь камеры, и это является идеальным применением технологии VR.

Решение Teamcenter Visualization VR предоставляет пользователям доступ к подробной 3D обстановке на основе моделей в формате JT. Применяя уже знакомые средства навигации Teamcenter Visualization, пользователь теперь может рассматривать и анализировать 3D модель в подходящем масштабе, учитывая человеческий фактор и эргономику, что невозможно в рамках 2D. Кроме того, VR делает более ясными традиционные цифровые операции моделирования, такие как измерения пересечений и зазоров, секционирование, размещение и разметка.

Что касается AR, у нас есть продукт AssistAR. Это решение предназначено для поддержки работ по электронике и разработано специально в качестве руководства по сложным сборкам. AssistAR получает из Teamcenter цифровые компоненты и информацию по последовательности сборки (BOP, bill of process) и применяет это к реальным процессам сборки. При этом сокращается время сборки, повышается качество и снижаются требования по подготовке операторов.

Процедуры ручной сборки, для которых использование AssistAR в качестве рабочего руководства наиболее целесообразно, содержат сложные и объемные сценарии. Например, сборка корпуса самолета, состоящего из нескольких сотен деталей, занимает несколько часов. Даже опытные сборщики должны следовать подробным рабочим инструкциям, и с помощью AssistAR они могут быстро решить, что нужно собрать на текущем этапе, и легко выполнить последовательность сборки для остальной части процесса.

Все наши AR и VR продукты интегрированы с Xcelerator, легко доступны и не требуют ручной подготовки данных. Все VR решения обеспечивают работу в режиме многопользовательской сессии, проходящей в виртуальном пространстве. Управление всеми данными AR и VR выполняется в Teamcenter, включая: повторное использование, создание отчетности и поддержание целостности.

Хочу отметить нашего клиента — компанию BAR Technologies, которая широко внедряет наши технологии визуализации, включая VR. BAR — компания, которая выпускает инновационные продукты и технологии в области судостроения. Перед ними была поставлена задача разработать высококлассное судно для перевозки техников, работающих на морских ветряных турбинах. Они хотели повысить комфорт и безопасность пассажиров и экипажа при резком снижении потребности в топливе. В результате получилось по-настоящему новое судно, которое снижает вертикальные ускорения на 35–70 процентов и экономит топливо на 30–50 процентов. В ходе разработки нового судна в BAR широко использовали Xcelerator для создания всеобъемлющего цифрового двойника. Чтобы спроектировать и проанализировать проект в полном масштабе, использовалось решение NX Virtual Reality. Это предоставило BAR уникальные возможности для проведения анализа многих критически важных инженерных задач за гораздо меньшее время, чем при использовании традиционных методов.

Портфель решений Trimble для смешанной реальности (MR) включает надеваемые на голову устройства с прозрачными экранами, портативные устройства и интегрированный набор периферийных и облачных программных решений. Наше портфолио MR интегрировано с Trimble GNSS, BIM и облачными технологиями, что обеспечивает контекстную визуализацию 3D-контента и тесную интеграцию сквозного рабочего процесса. Соединение цифрового и физического мира является основным фактором повышения производительности, качества и безопасности.

Смешанная реальность оказалась жизнеспособным решением во время пандемии, поддерживая удаленное сотрудничество и позволяя осуществлять удаленный мониторинг деятельности на местах.

На этапе проектирования для удаленной совместной работы участники проекта используют Trimble Connect с HoloLens. Приложение позволяет нескольким пользователям в реальном времени совместно погружаться в 3D реальность. В этой среде проектные группы могут видеть друг друга как аватары, общаться в режиме реального времени, решать проблемы проектирования и согласовывать дизайн, не выходя из дома или домашнего офиса.

[в июне количество пользователей Trimble Connect превысило 10 миллионов, при этом 1,2 миллиона пользователей подписались в марте и апреле, что можно связать с COVID-19.]

Сотрудники, работающие на объекте, используют Trimble XR10, единственное решение HoloLens 2, сертифицированное для использования в среде, где установлены правила техники безопасности. Оно обеспечивает визуальную демонстрацию проблем, возникающих на площадке, и потоковую передачу гибридной физической/цифровой информации сотрудникам в офисе.

Используя Trimble XR10 вместе с приложением Microsoft Dynamics 365 Remote Assist, эксперты имеют возможность подключаться к членам группы в любой точке мира и эффективно контролировать несколько строительных площадок, отмечать проблемы и вносить инструкции в виртуальном пространстве и давать рекомендации работникам на площадке, находясь у себя дома.

Для использования вне помещений Trimble SiteVision позволяет командам на объектах размещать и просматривать трехмерные модели с привязкой к географическому контексту, включая подземную инфраструктуру. SiteVision, оснащенный технологией Trimble Catalyst и EDM, обеспечивает высокоточную контекстную визуализацию и позволяет выполнить визуальный осмотр, выявить проблему и передать всю нужную информацию. Пользователи, работающие на площадке, могут передавать данные сотрудникам в офисе, документировать условия на месте и удаленно консультироваться с экспертами, не вызывая их на объект и тем самым обеспечивая безопасность команды.

Когда Dassault Systèmes объявила стратегию «возрождения отрасли», мы заявили, что виртуальные миры — это и наши новые источники расширения знаний, и новая мастерская, в которой нужно создавать инновации и реализовывать их. Виртуальные миры призваны помочь представить реальный мир и сделать его более устойчивым.

Этот подход лежит в основе нашей стратегии в области AR/VR. Мы называем AR/VR иммерсивной виртуальностью, чтобы лучше отразить развивающийся континуум технологий и устройств, которые сегодня соединяют реальное с виртуальным.

Платформа 3DEXPERIENCE разработана для поддержки очень большого набора устройств, которые выходят на рынок иммерсивной виртуальности, и мы выпустили несколько приложений, чтобы помочь нашим клиентам создавать опыт, представляющий ценность для их бизнеса.

Пользовательские сценарии, поддерживаемые платформой 3DEXPERIENCE, охватывают спектр от создания идеи до разработки, производства, маркетинга и эксплуатации продукта или услуги.

У нас есть шесть категорий иммерсивных виртуальных приложений.

Позвольте мне проиллюстрировать каждое из них и связанные с ними бизнес-результаты, которые делают иммерсивную виртуальность настолько привлекательной.

1. Дизайн, ориентированный на пользователя. Сюда входят приложения от эргономики сборочной линии до расположения органов управления внутри автомобиля. Здесь лучшим подходом является полная виртуальная реальность, позволяющая уменьшить количество прототипов и упростить получение обратной связи от всех возможных заинтересованных сторон. Этот подход особенно эффективен на этапе порождения идей.
2. Анализ сложности. Включает приложения для многопрофильных обзоров, анализа сложных сценариев моделирования или виртуальной навигации по всем предприятиям, существующим или планируемым. Дополненная реальность позволяет «накладывать» метаданные или вычислительный анализ на реальные объекты, чтобы выявить то, что неочевидно или доступно только в корпоративных базах данных. Решения принимаются быстрее, количество ошибок сокращается.
3. Обучение и образование. Приложения снижают стоимость и риски для многих учебных занятий, проводимых в реальной обстановке: от эксплуатации и технического обслуживания машин до создания аварийных ситуаций. Возникает совершенно новая область получения знаний, их хранения, а также возможности демократизации доступа к мировому культурному наследию посредством иммерсивной виртуальности.
4. Операции добавленной реальности. Приложения могут поддерживать операторов в полевых условиях, снижая когнитивную нагрузку и стресс, повышая безопасность и качество. Подробные инструкции могут быть предоставлены в режиме реального времени операторам любого уровня подготовки в любом месте. Интересной новой областью применения является направление в медицине, связанное с виртуальным планированием сложной хирургии, которое стало возможным благодаря быстрой оцифровке органов тела пациента.
5. Применение в рекламе. Существуют бесконечные возможности использовать виртуальную среду с эффектом присутствия для запуска новых потрясающих продуктов, создающих «вау»-фактор, столь необходимый для передачи сообщения и повышения привлекательности как в Интернете, так и в магазине.
6. Применение в торговле. Такие приложения, как конфигураторы продаж и виртуальные примерки, могут повысить вовлеченность клиентов, завоевать доверие и лояльность, облегчить принятие решения о покупке товаров, которые в противном случае потребовали бы личного присутствия или особого воображения.

Для поддержки применения одной или нескольких категорий упомянутых выше приложений мы реализовали некоторые ролевые сценарии работы с 3DEXPERIENCE. Каждая из таких ролей легко встраивается в иммерсивную виртуальность:

• Презентация использования продукта
• Иммерсивная визуализация
• Иммерсивная коллективная работа
• Иммерсивная эргономика
• Художник, сценарист, рецензент в области маркетинга
• Приложения типа Естественный Скетчер и Проектируй-дом-сам также адаптированы для работы в иммерсивной виртуальности

SOLIDWORKS поддерживает виртуальную реальность, начиная с релиза Visualize 2018. На пользовательские сценарии влияет растущий спрос в связи с переходом на удаленную работу — это совместная проверка проекта, обучение и послепродажное обслуживание. Обширная экосистема партнеров напрямую работает с клиентами над их конкретными рабочими процессами. Вот список партнеров с интересными приложениями: SimInsights, Cavrnus, Mindesk, Sphere, Exxar, Masters of Pie.

Мы в Dassault Systèmes считаем, что виртуальный двойник — это новый и более совершенный способ представления вещей и самой жизни. Мы думаем, что виртуальный двойник поможет лучше представить возможности отраслей и сбалансировать их с реальностью и потребностями общества и людей.