Digitálne nástroje (internet vecí, rozšírená realita, umelá inteligencia, robotika atď.) sa už niekoľko rokov objavujú vo výrobných alebo údržbárskych centrách a v procesoch riadenia kvality. Ako však môžeme rozlíšiť medzi projektmi, ktoré nikdy neprekročili fázu testovania a overovania konceptu, a tými, ktoré boli nasadené a preukázali, že môžu priniesť hodnotu? V hre je niekoľko výhod:

  • skrátenie času cyklu pri projekte typu „na prvý raz správne",
  • nižšia úroveň nezhôd,
  • zníženie nákladov v dôsledku chýb zistených príliš neskoro v procese,
  • zlepšená sledovateľnosť a digitálna kontinuita,
  • zvýšenie kompetencie a komfortu práce pre operátorov.

V nasledujúcej časti uvádzame sedem konkrétnych prípadov využitia rozšírenej reality.

1. Pomoc pri montáži

Pri čoraz zložitejších zariadeniach, ktoré podliehajú veľkým zmenám v konfigurácii, je riziko chýb spôsobené interpretáciou papierovej dokumentácie a množstvom prvkov, ktoré sa majú zostaviť, opracovať alebo nainštalovať, vysoké. Čas prípravy je navyše často dlhý a nábeh zručností nových operátorov je v dnešnom priemyselnom kontexte skutočnou výzvou.

Riešenie AR

Digitálne montážne pokyny priamo z 3D digitálnej makety sa vo výrobnej prevádzke zhmotňujú tak, že sa premietajú priamo na zariadenie alebo sa zobrazujú na obrazovke. Fázy montáže, najmä presné umiestnenie a referencie prvkov (priemer vŕtania, typ nitov a podpier, ktoré sa majú zmontovať atď.), sa digitálne prekrývajú so skutočným dielom, ktorý sa má zmontovať, aby obsluha dostala usmernenia krok za krokom.

Výsledky:

  • zníženie času prípravy,
  • zníženie chybovosti,
  • zvýšenie rýchlosti výroby,
  • zrýchlenie rastu zručností.

Príklady aplikácie:

  • príprava a montáž nitov, konzol, skrutiek atď. na širokých rovných plochách, ako sú napr. letecké konštrukcie,
  • montáž zložitých podzostáv (motory, podvozky atď.),
  • inštalácia digitálneho riadenia na letecké motory,
  • výmena vrstiev alebo šablón v kozmickom priemysle,
  • predvýrobná montáž v automobilovom sektore.

2. Kontrola kvality montáže zostáv a podzostáv

Spoľahlivá a presná kontrola a identifikácia prípadov nesúladu v každej fáze výrobného procesu je kritickým problémom. Jeho cieľom je zabezpečiť kvalitu surových dielov alebo zmontovaných zariadení a zabrániť chybným výrobkom dostať sa ku klientom a vyhnúť sa súvisiacim nákladom. Tieto kontroly sú však často dlhé a zložité a sledovateľnosť jednotlivých činností je veľmi obmedzená.

Riešenie AR

Pomocou tabletu, vzdialenej kamery alebo dokonca inteligentných okuliarov na krátke činnosti pomáha rozšírená realita operátorovi vo fázach kontroly: operátor môže vidieť umiestnenie kontrolných bodov a zaznamenať všetky potenciálne a zistené nezhody, či už manuálne, alebo pomocou automatického detekčného algoritmu. Poruchy sú zdokumentované pomocou fotografií a lokalizované s odkazom na 3D model.

Výsledky:

  • skrátenie času potrebného na kontrolu, opravu a podávanie správ,
  • zníženie rizika chýb pri lokalizácii a interpretácii porúch,
  • zlepšenie kvality,
  • zlepšenie sledovateľnosti a dokumentácie.

Príklady aplikácie:

  • kontrola držiakov (prítomnosť/neprítomnosť, umiestnenie) na leteckej konštrukcii,
  • záverečná kontrola zmontovaného vybavenia, ako sú motory, podvozky a nástroje,
  • kontrola skrutiek, svorníkov alebo zvarov na podvozkoch v automobilovom priemysle,
  • rozmerová kontrola odlievaného kusu.

3. Kontrola kvality jednotlivých častí

Kontrola a meranie prípadných defektov na povrchu jednotlivých dielov počas výrobného procesu vyžaduje vysokú spoľahlivosť a presnosť. Manuálne metódy kontroly na testovanie povrchových defektov sú však často časovo náročné, únavné a chýba im sledovateľnosť. Okrem toho môžu vzniknúť vysoké náklady spojené s rizikom výskytu chýb a nezistených prípadov nesúladu.

Riešenie AR

Rozšírená realita pomáha operátorovi pri geometrickom skúmaní dielov prostredníctvom zobrazenia digitálnych inštrukcií kontroly prekrytých na skutočnom objekte: umiestnenie, typ kontroly, ktorá sa má vykonať, a informácie o úrovni tolerancie defektov. Funkcia picking umožňuje vyzdvihnutie a anotáciu defektov s odkazom na 3D model s cieľom pomôcť pri opravných operáciách a vygenerovať komplexné kontrolné správy na účely sledovateľnosti.

Výsledky:

  • zlepšenie kvality,
  • kontrola a podávanie správ sú rýchlejšie,
  • zlepšenie sledovateľnosti,
  • zníženie nákladov spojených s vyradenými dielmi a neskorým prepracovaním.

Príklady aplikácie:

  • pomoc pri zisťovaní chýb na motoroch, skriniach atď.,
  • kontrola umiestnenia prvkov, ako sú snímače alebo káblové zväzky,
  • kontrola vŕtania,
  • riešenie nezrovnalostí na leteckých častiach.

4. Kontrola zariadenia od dodávateľa pri jeho preberaní

Pri prijímaní nástrojov alebo zmontovaných zariadení od dodávateľov sa výrobcovia musia uistiť, že tieto diely budú vyhovovať pred ich integráciou do montážnych liniek, aby sa zachovali prísne normy kvality a aby sa vyhli výrobným chybám na výrobnej linke. Tieto kontrolné postupy sú zdĺhavé a zložité s potenciálom veľmi nákladných chýb.

Riešenie AR

Séria digitálnych inštrukcií sprevádza operátora krok za krokom prostredníctvom tabletu alebo ručnej kamery, aby potvrdil zhodu prichádzajúcich zariadení alebo nástrojov porovnaním toho, ako sú vyrobené s tým, ako sú navrhnuté. Údaje (fotky a nájdené chyby) sa zhromažďujú v automaticky generovanej správe.

Výsledky:

  • nákladovo efektívne a účinné riešenie kontroly,
  • eliminácia rizík prerušenia výroby a súvisiacich nákladov,
  • garancia kvality dodávaných dielov od dodávateľov,
  • prijímané jednotky sú systematicky zaznamenané s fotografiami.

Príklady aplikácie:

  • kontrola upevňovacích nástrojov a prípravkov v automobilovom priemysle,
  • kontrola upevňovacích prvkov na leteckých konštrukciách od dodávateľov pred zaradením do výrobného procesu.

5. Pomoc pri údržbe

Keď zariadenie dorazí do strediska údržby, je potrebná kontrola, aby sa zistil stav poruchy a zmapovali sa opravy, ktoré sa majú vykonať. Tieto kontroly sú však často zdĺhavé a niekedy neúplné; vyžadujú veľa papierovej dokumentácie a môžu viesť k problémom s internou komunikáciou s opravárenskými tímami a nespokojnosti zákazníkov, keď niektoré opravy a náklady nie sú správne predvídané.

Riešenie AR

Pracovník údržby je vedený krok za krokom cez všetky body, ktoré sa majú kontrolovať pomocou tabletu. Údaje, ako sú fotografie a presné záznamy o chybách (miesto, typ), sa zhromažďujú a zostavujú do personalizovanej správy, ktorá sa automaticky generuje a zdieľa s klientom a opravárenskými tímami. 3D model sa stáva jedinečnou referenciou pre každého, kto je zapojený do procesu.

Výsledky:

  • úspora času pri kontrole a podávaní správ,
  • kontroly, ktoré sú úplné a opakovateľné,
  • zlepšenie spokojnosti zákazníkov vďaka lepšej komunikácii,
  • optimalizovaná sledovateľnosť.

Príklady aplikácie:

  • kontrola pristávacieho zariadenia, motora alebo vonkajšieho povrchu lietadla v kontexte leteckej údržby,
  • kontrola priemyselných zariadení počas údržby priamo v prevádzke.

6. Pomoc pri nedeštruktívnom testovaní

Nedeštruktívne testovanie vykonávané v kontexte výroby alebo údržby je navrhnuté tak, aby odhalilo chyby, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Súčasné metódy však neumožňujú presné zaznamenávanie a lokalizáciu informácií o chybách pozorovaných počas kontroly ani jednoduché následné ďalšie zobrazovanie pri opravách pod bielym svetlom.

Riešenie AR

Prostredníctvom stolnej kamery používanej pri kontrole (napríklad v UV miestnosti) sa súradnice zistených defektov zaznamenávajú na digitálny model. Tieto zistené chyby sa potom môžu znova zobraziť pod bielym svetlom alebo v inom kontexte prostredníctvom rozšírenej reality alebo premietnutím kontrolných bodov priamo na skutočnú konštrukciu, aby sa vykonali opravy.

Výsledky:

  • presné umiestnenie vizualizovaných bodov nesúladu na 3D modeli,
  • skrátenie času opravy,
  • zlepšenie procesu lokalizácie defektov, ktoré sa majú opraviť.

Príklady aplikácie:

  • nedeštruktívne testovanie na kompozitných paneloch lietadiel alebo na zvaroch spodku vozidla,
  • testovanie penetračných náterov jednotlivých dielov počas údržby na diagnostiku pred opravou.

7. Kontrola zariadení priemyselného kotla

Kontrola kvality zariadení na výrobu priemyselných kotlov vrátane správneho umiestnenia a rozmerov určitých upevňovacích prvkov a iného príslušenstva je kľúčovým krokom pri zabezpečovaní súladu týchto produktov, ktoré sa budú používať v technologicky vyspelých odvetviach bez toho, aby vznikal priestor na chyby s rizikom veľmi vysokých dodatočných nákladov.

Riešenie AR

Operátor zobrazuje 3D model položky „ako bolo navrhnuté“ preložené do skutočného „ako bolo zostavené“ zariadenia prostredníctvom tabletu a pomocou rozšírenej reality. Prvky, ktoré sa majú skontrolovať, sú vopred identifikované a operátor potvrdí platnosť alebo neplatnosť každého prvku priamo v softvéri, ktorý zhromažďuje fotografie, umiestnenie a komentáre ku každej chybe, aby umožnil úplnú sledovateľnosť operácií.

Výsledky:

  • zníženie nekvalitného vývozu,
  • úspora času a zjednodušenie procesu kontroly.

Príklady aplikácie:

  • kontrola kvality chladiacich kolón pre jadrový priemysel,
  • ovládanie sila,
  • kontrola geometrie rúr po výrobe.

Zhrnutie

Hodnota rozšírenej či virtuálnej reality v priemyselnej automatizácii je nevyčísliteľná, ak vezmeme do úvahy reálne aplikácie, v ktorých môžu byť tieto technológie použité. Vylepšenia školiacich programov môžu viesť k menšiemu počtu bezpečnostných nehôd, vylepšeným postupom údržby, efektívnosti výroby, lepšiemu riadeniu zásob, maximálnemu zabezpečeniu kvality a pod. Výrobné podniky využívajúce túto technológiu sa môžu dopracovať k vyššej optimalizácii svojej pracovnej sily a vyššej životnosti svojich zariadení.

Priemyselná verzia rozšírenej reality má v porovnaní s inými aplikačnými oblasťami aj špecifické limity, ktoré môžu viesť k obmedzeniam pri jej nasadzovaní do praxe. Technológia rozšírenej reality má nedokonalosti a obmedzenia, najmä chýbajúcu spoľahlivosť a softvérovú podporu, dodržanie bezpečnosti práce a presnosť prekrývania s fyzickým, reálnym svetom. Aj keď teda technológia rozšírenej reality môže poskytnúť výhody v priemyselných aplikáciách, stále existujú výzvy, ktoré bude potrebné vyriešiť, aby mohli byť zaradenia využívajúce túto technológiu úspešne nasadené.

Literatúra

[1] TOP 10 USE CASES FOR AUGMENTED REALITY IN INDUSTRY. Dassault Systemes. [online]. Publikované 2023. 
[2] Halvorson, E. J.: The Rising Role of Augmented Reality and Virtual Reality in Industrial Automation. Automation.com. [online]. Publikované 1. 2. 2024. 
[3] Voinea, G. D. – Girbacia, F. – Duguleana, M. – Boboc, R. G. – Gheorghe, C.: Mapping the Emerging Trend in Industrial Augmented Reality.

-tog-