Augmented Reality: Oväntade problem som uppstår inom produktionsverksamheter

Augmented Reality (AR) har hyllats som en teknik med potential att revolutionera arbetet på fabriksgolvet. Ändå har tekniken vissa utmaningar som måste lösas innan detta blir verklighet, det menar en professor vid Aalborg Universitetet.

Augmented Reality: Oväntade problem som uppstår inom produktionsverksamheter

Drömscenariot går inte att ta miste på. Produktionsanställda behöver inte längre läsa långa manualer för att hitta svar på frågor om hur man ger maskinerna service. Istället kan de titta direkt på maskinen med hjälp av AR-glasögon. Via en animering i glasögonen kan medarbetarna få exakta instruktioner om hur de ska gå tillväga.

Augmented Reality kan vara en avgörande teknik för allt från utbildning av personal till undervisning och förvaltning av avancerade maskindelar.

Kaj Grønbæk är professor vid Aalborg Universitetet och en av de danska forskare som följt tekniken under en lång tid. Å ena sidan är han mycket optimistisk om hur långt Augmented Reality har utvecklats, men påpekar vissa grundläggande utmaningar som måste lösas innan att produktionsverksamheter kastar sig över tekniken.

Han påpekar att utmaningen speciellt gäller de speciella förhållandena i produktionsverksamheter.

Mörka ytor skapar svårigheter
För att visa potentialen och utmaningarna med Augmented Reality visar Kai Grønbæk en simulering med Microsofts kommande AR-glasögon HoloLens.

Glasögonen har en installerad display i själva glaset med en kamerasensor vilket skapar en 3D-modell av omgivningen. Moduleringen innebär att glasögonen har förmågan att animera digitala objekt i tre dimensioner av fysiska objekt, så att man exempelvis kan skapa en illusion av en person som kommer gående runt ett hörn.

I simuleringen har professorn använt tekniken för att skapa en digital kopia av en produktionsmaskin. Kopian visas först när man tittar på en fysisk bild av maskinen, som visar hur digital information kan aktiveras beroende på sammanhanget. Sedan kan du interagera med den virtuella maskinen och till exempel få den att spela upp en animering av hur man separerar de olika maskindelarna.

-Ett flertal manuella processer inom produktionslinjen skapar incitament för att använda Augmented Reality. Traditionellt sett har man använt tryckta metoder, men nu kan du istället erbjuda en digital uppdaterad version - kanske du får med detta i realtid från en digital tvilling, som ligger över den fysiska tvilling i produktionen, säger Kaj Grønbæk.

Simuleringen fungerar imponerande under presentationen med HoloLens. Den digitala kopian av maskinen är helt fast i rummet, även om du flyttar runt maskinen. När du väl har lärt dig att använda rätt rörelser med pekfingret och tummen är det enkelt att interagera med de virtuella lagerna genom att trycka ihop fingrarna. Kameran i glasen fångar automatiskt upp rörelser och översätter den till ett klick.

Utmaningen uppstår direkt när du använder glasen i en typisk produktionsmiljö. Tekniken har nämligen svårt att projicera på produktionsanläggningar.

- Det kan vara svårt att spåra stora ytor. Särskilt mörka, stålliknande områden kan innebära ett problem, säger han.

Surfplattor, glasögon eller projektor?
Förutom det uppenbara utmaningen att arbeta på mörka ytor, innebär AR också flera utmaningar, beroende på vilken teknik som du använder.

Vissa väljer exempelvis att använda smartphones eller surfplattor som en mer primitiv AR-apparat i produktionen. Det är samma princip som det populära AR-spelet Pokemon, där telefonens kamera och skärm kan lägga till ett virtuellt lager över den verkliga bilden. Svårigheten ligger i att skapa en 3D-modell av miljön (även känd som "mixed reality").

Nackdelen med att använda surfplattor, enligt Kaj Grønbæk, är att man inte kan använda båda händerna för att följa instruktionerna i olika delar.

Därför väljer vissa produktionsverksamheter att använda en uppsättning av projektorer och kameror för att projicera digitala lager på föremål på transportbandet. Lösningarna fungerar i fabriker där inte det är nödvändigt att flytta runt på digitala projektorer, enligt professorn. Omvänt är det inte en tillfredsställande lösning om det kommer att användas av servicetekniker för väderkvarnar.

Det är här som AR-glasögon, på grund av sin rörlighet, är mest bekvämt.

CAD-ritningar ska skalas ner
För att få AR att fungera inom produktion krävs det att den enhet som du använder har tillgång till vissa 3D-modeller av de maskiner som du vill skapa digitala kopior av. Här kommer det att vara uppenbart för många produktionsverksamheter som använder CAD-ritningar som de har använt tidigare. För att få detta att fungera, krävs det extraarbete, enligt Grønbæk.

- Upplösningen på CAD-ritningarna skalas ner så att de kan köras i realtid, säger Grønbæk, och tillägger att bland annat Grundfos experimenterar med att använda AR i produktionen.

Till exempel har verksamheten försökt använda surfplattor för att visa den svåra installationsprocessen genom att montera kylelement på företagets pumpar.

På Vestas har man också börjat undersöka de virtuella möjligheterna. De har ännu inte redo för AR, men istället arbetar de med systertekniken Virtual Reality (VR). Tekniken används av den danska vindturbintillverkaren för att utbilda servicetekniker i hur vindkraftverken fungerar. De anställda får ett par glasögon som tillåter dem att utforska en virtuell version av vindturbinen.