Как создавать приложения дополненной реальности для промышленного iot

Корпоративная дополненная реальность (AR) имеет приложения для широкого спектра 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 AR для получения данных о пациенте и наложенных диаграмм на дисплее, оставляя руки свободными во время процедур. Но для предприятий с тяжелыми производственными операциями наиболее изменяющий игру сценарий использования AR находится в промышленном Интернете вещей (IoT).

Полевые работники и технические специалисты на производственных площадках могут использовать трехмерное моделирование AR в сочетании с данными в реальном времени от датчиков IoT различными способами. Используя приложение AR на смартфонах, планшетах или корпоративных гарнитурах AR, работники могут отслеживать подключенные устройства на наличие проблем и выполнять плановое обслуживание гораздо проще, чем осматривать машины, которые иногда могут быть трудными или опасными для доступа. На гарнитурах AR, таких как Google Glass Enterprise и Microsoft HoloLens, также могут отображаться интерактивные пошаговые обучающие курсы и руководства по сборке и эксплуатации оборудования, для которых в противном случае потребовалось бы прочтение толстых технических руководств и инструкций. Для инженеров, руководителей предприятий или тех, кто работает со сложным оборудованием - будь то автомобильная сборочная линия, трубопроводы для нефти и газа или реактивный двигатель - предприятие AR переосмысливает то, как промышленные рабочие выполняют свою работу.

Сложной задачей для бизнеса является создание опыта AR для удовлетворения уникальных потребностей своих сотрудников и промышленных устройств IoT, с которыми они работают каждый день. Корпоративная компания-разработчик программного обеспечения PTC имеет богатый опыт в этой области. PTC владеет как Vuforia, популярной платформой разработки AR, ранее принадлежавшей Qualcomm, так и ведущей платформой IoT-разработки ThingWorx.

Последние несколько лет PTC строит и интегрирует две платформы в ряд инструментов, составляющих 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 о том, как ThingWorx и Vuforia работают вместе. Кэмпбелл объяснил, как компании могут включать все свои существующие данные и устройства в приложения AR. Он также продемонстрировал, как недавно компания ThingWorx Studio объединила возможности разработки AR в Vuforia с инструментами 3D-моделирования для промышленного IoT.

• 1 Доведение AR до IoT

  В недавно выпущенной версии ThingWorx 8, последней версии промышленной IoT-платформы PTC, компания привнесла больше возможностей разработки приложений AR для Vuforia непосредственно в ThingWorx. Благодаря бесплатной пробной программе ThingWorx Studio PTC предоставила более 2000 участвующим компаниям доступ к среде разработки и публикации AR на собственной территории в ThingWorx. В число пилотируемых компаний входят такие производители автомобилей, как Tesla, Toyota и Volkswagen, производители тяжелой техники, в том числе Caterpillar и John Deere, технические и консалтинговые гиганты, а также NASA и армия США.

  «Это возможность, которую может использовать каждый, - сказал Кэмпбелл из PTC. «Мы настроили это прямо в Thingworx Studio. Поэтому, если вы используете AR для штативов, вы можете создать цель для штатива, которая будет выглядеть как каркасный вид, а затем написать все, что вы хотите, против этого. Перетащите и отпустите, boom, у тебя есть AR."

• 2 Гибкость данных

  Thingworx Studio специально разработана для AR, но позволяет предприятиям повторно использовать существующие 3D-ресурсы, что позволяет легко подключить все существующее оборудование их фабрики к экосистеме IoT. Платформа также может работать с существующими облачными источниками данных и объединяет собственные облачные IoT-интеграции с Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure и GE Predix.

  «Каждая машина и деталь на заводе была смоделирована в САПР до того, как она была изготовлена. Мы можем взять эти САПР и повторно использовать каталоги компонентов заказчика. Любые трехмерные данные, независимо от того, откуда они, мы можем использовать повторно», - сказал Кэмпбелл.

  «Мы также можем упростить получение данных со всех контроллеров, датчиков и шлюзов. Каждая машина имеет свои собственные протоколы и языки, поэтому мы приобрели и интегрировали технологию, позволяющую нам общаться со всеми этими машинами. Мы поддерживаем больше чем 150 различных протоколов, используемых тысячами машин, поэтому мы можем прийти на завод и начать передавать данные на Thingworx менее чем за час. У нас есть устройство, похожее на маленькую металлическую хоккейную шайбу, которую вы можете прикрепить к машине и он начинает передавать данные, такие как вибрации, температура и т. д., прямо в ThingWorx."



3 пошаговых инструкции

Руководствуясь инструкциями AR для сборки и разборки, проверки и обслуживания сложных систем является основным приложением для промышленного IoT. Это также задача, которая может стать повторяемой и стандартизированной. В ThingWorx 8 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 режиме реального времени.

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

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

«Там встроен интеллект, так что это не просто перетаскивание», продолжил Кэмпбелл. «Есть также уважение к кинематике. Поэтому, когда вы разрабатываете что-то, вы указываете, что это определенный вид соединения или слайдера, и это будет уважать это также. В обучающей среде мы принимаем те же самые концепции - много производство и проверка - и сборка таким образом, чтобы вам не приходилось смотреть на схему, потому что перед вами видна накладка с надписью «эти три провода должны быть подключены здесь, здесь и здесь» ».



4 Обнаружение собственной аномалии

Собственное обнаружение аномалий означает аналитику в реальном времени на устройстве IoT, которая может помочь инженеру или контролеру выполнить профилактическое обслуживание. Например, приложение ThingWorx Asset Advisor удаленно отслеживает физические активы в режиме реального времени, автоматически обнаруживая аномалии и вызывая оповещения для повышения эффективности и качества.

«Итак, вы подключили свою машину на заводском этаже», - сказал Кэмпбелл. «То, что вы можете сделать, это сказать Thingworx« узнать, что нормально », поэтому, когда что-то не так, оно запускает какое-то событие, выдает предупреждение в приложении AR или непосредственно в одной из ваших интегрированных бизнес-систем».



5 Создание цифровых близнецов

Концепция обнаружения собственных аномалий также учитывает идею «цифрового близнеца» для машин на вашем заводском цехе или в производстве. Одной из самых мощных возможностей внедрения AR в индустриальный IoT является возможность создавать цифровые представления ваших физических машин. Кэмпбелл объяснил, как создать в ThingWorx Studio цифрового близнеца, который извлекает данные IoT в реальном времени для этой машины, демонстрируя их с помощью 3D-модели мотоцикла.

«У меня на заводе есть физическая машина», - сказал Кэмпбелл. «То, что позволяет вам делать ThingWorx, - это создать цифровой эквивалент того, что вы можете затем синтезировать, проанализировать и получить представление для управления действиями, либо организовав бизнес-системы, такие как запуск действия в системе CRM, либо запустив что-то, что влияет сам продукт ".

«В ThingWorx Studio у нас есть ресурсы, палитра посередине и свойства справа. Я могу разместить трехмерную модель велосипеда и затем сопоставить с ней наш опыт AR», - продемонстрировал он. «Я размещаю виртуальные датчики, применяю пошаговые инструкции и делаю их доступными с помощью кнопки, чтобы я мог переключаться между 3D-видом и 2D-средой, которую вы видите на экране iPad. Затем, вместо того, чтобы показывать датчик без цифр, мы фактически связываем отображаемое значение с данными, поступающими из ThingWorx, чтобы создать этого цифрового близнеца, где вы видите данные о состоянии батареи, уровне масла, давлении в шинах, температуре - все в режиме реального времени."

• 6 Создание контента смешанной реальности

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

  Кэмпбелл рассматривал Microsoft HoloLens, в частности, как мощную среду для корпоративного контента и приложений IoT, созданных с помощью ThingWorx и Vuforia. Когда я пристегнулся к HoloLens, чтобы посмотреть на себя (на фото несколько слайдов ранее), я увидел перед собой ту же модель мотоцикла AR, со специфичными для HoloLens элементами управления жестами и визуальными инструкциями. Кэмпбелл также загрузил демо, которое позволило мне собрать и разобрать все компоненты в генераторе.

  «Мы хотим выпустить 3D-контент промышленного предприятия на HoloLens и на всех этих устройствах», - сказал Кэмпбелл. «Посмотрите на расширенные рабочие инструкции по замене воздушного фильтра в генераторе Caterpillar. Эти виды интерактивных обучающих и сервисных сценариев варьируются от маркетинга и продаж (как этот генератор выглядит и как он помещается на моей рабочей площадке) до того, как работать это, обслужите это, и соберите тот генератор впервые. Вы можете разобрать это и соединить это с воздушным краном. "

  «Люди в Microsoft взволнованы тем, что мы делаем, потому что у них есть проблема. У них есть эти удивительные новые устройства, но проблема остается получить контент, созданный для них», - продолжил Кэмпбелл. «Именно поэтому они представили 3D Paint и все эти вещи. С точки зрения PTC, это просто аппаратное обеспечение. Мы нацелены на обеспечение программного обеспечения и платформы для обеспечения работы этого программного обеспечения, поэтому нам все равно, что вы хотите использовать. это на iPhone, iPad, Android-устройстве, это не имеет значения. Мы все делаем для того, чтобы сделать этот контент простым и глупым ».

• 7 Собираем все вместе

  Одна из самых больших проблем с промышленным IoT - стандартизация данных в масштабе предприятия. Крупным корпорациям и производственным операциям необходимо подключить эти конечные точки IoT ко всем существующим системам и настроить конвейер данных для принятия действий со всеми этими данными. В противном случае, опыт AR не привязан к материальной ценности и не может принести рентабельность бизнеса.

  Для такой платформы, как ThingWorx, это означает объединение аппаратных, программных и интеграционных данных в целостное решение, которое каждая компания может настроить в соответствии со своими потребностями. Чтобы промышленный IoT и AR работали вместе, вам нужны инструменты, которые помогут бизнесу справиться со всей сложностью ручного управления.

  «Если у вас ничего нет, у нас есть стек сверху вниз», - сказал Кэмпбелл. «Если у вас есть машины, которые уже были опознаны, устройство с телематикой, или у вас уже есть данные о продукте в облаке с помощью Azure или AWS, мы можем помочь вам в этом разобраться, чтобы обеспечить понимание бизнеса и конкретные случаи использования. «.

  «Мы обнаруживаем, 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 быть в состоянии быстро выполнять итерации. И тратить тысячи долларов и человека часов, чтобы получить что-то не совсем правильное, довольно больно. Инструмент ThingWorx Studio позволяет вам быстро проверять эти вещи, тестировать их и оптимизировать ».