Thực tế ảo (VR), Thực tế tăng tường (AR) và những ứng dụng của VR / AR trong sản xuất – Giải pháp tự động hóa IoT

Thực tế ảo (VR) và thực tế  tăng cường (AR) đang ngày trở nên phổ biến trong tất các lĩnh vực khác nhau, từ bất động sản, game cho đến du lịch, truyền thông. Trong lĩnh vực sản xuất cũng không ngoại lệ, chúng ta hãy cùng Smart Factory tìm hiểu về VR / AR trong sản xuất , lợi ích khi triển khai VR / AR nhé.

Thực tế tăng tường (AR) và thực tế ảo (VR) là gì ?

Thực tế tăng cường và thực tế ảo thường bị nhầm lẫn – nhưng chúng giống như anh em họ công nghệ hơn là sinh đôi.

Thực tế ảo (VR) là gì ?

Theo định nghĩa của Wiki Thực tế ảo ( VR ) là một trải nghiệm mô phỏng có thể giống hoặc khác hoàn toàn với thế giới thực. Các ứng dụng của thực tế ảo có thể bao gồm giải trí (ví dụ như trò chơi video ) và mục đích giáo dục (tức là đào tạo y tế hoặc quân sự).

Hiện tại các hệ thống thực tế ảo tiêu chuẩn sử dụng tai nghe thực tế ảo hoặc môi trường nhiều dự án để tạo ra hình ảnh thực tế, âm thanh và các cảm giác khác mô phỏng sự hiện diện vật lý của người dùng trong môi trường ảo. Một người sử dụng thiết bị thực tế ảo có thể nhìn xung quanh thế giới nhân tạo, di chuyển xung quanh và tương tác với các tính năng hoặc vật phẩm ảo. Hiệu ứng này thường được tạo ra bởi các tai nghe VR bao gồm màn hình gắn trên đầu với màn hình nhỏ trước mắt, nhưng cũng có thể được tạo thông qua các phòng được thiết kế đặc biệt với nhiều màn hình lớn.

Thực tế ảo thường kết hợp phản hồi thính giác và video , nhưng cũng có thể cho phép các loại phản hồi cảm giác và lực khác thông qua công nghệ haptic .

Thực tế tăng cường  (Thực tế mở rộng ) AR  là gì ?

Thực tế mở rộng ( AR ) là một trải nghiệm tương tác của môi trường trong thế giới thực, nơi các vật thể sống trong thế giới thực được tăng cường bởi thông tin nhận thức do máy tính tạo ra, đôi khi qua nhiều phương thức cảm giác, bao gồm thị giác , thính giác , haptic , somatosensory và khứu giác .

AR có thể được định nghĩa là một hệ thống đáp ứng ba tính năng cơ bản: sự kết hợp giữa thế giới thực và ảo, tương tác thời gian thực và đăng ký 3D chính xác các đối tượng ảo và thực. Thông tin cảm giác được phủ lên có thể mang tính xây dựng (tức là phụ gia cho môi trường tự nhiên) hoặc phá hoại (tức là che dấu môi trường tự nhiên). Trải nghiệm này được kết hợp liền mạch với thế giới vật lý sao cho nó được coi là một khía cạnh nhập vai của môi trường thực.

Theo cách này, thực tế tăng cường làm thay đổi nhận thức liên tục của một người về môi trường thế giới thực, trong khi thực tế ảothay thế hoàn toàn môi trường trong thế giới thực của người dùng bằng môi trường mô phỏng.

Mục tiêu của thực tế Augmented Reality là tạo ra một hệ thống trong đó người dùng không thể biết được sự khác biệt giữa thế giới thực và sự gia tăng ảo của nó. Ngày nay, thực tế Augmented được sử dụng trong giải trí, huấn luyện quân sự, thiết kế kỹ thuật, robot, sản xuất và các ngành công nghiệp khác.

Năm 2016, thế giới đã chứng kiến ​​AR chiếm top ứng dụng được săn đón là Pokemon Go . Cảm giác chơi trò chơi trong không gian ảo kết hợp thực tế này đã đưa Pikachu và Charizard ra khỏi Gameboy và lên bãi cỏ phía trước của bạn, cho dù bạn có muốn chúng ở đó hay không. Đây là ví dụ chính đầu tiên về việc AR tìm kiếm sự chấp nhận thị trường đại chúng và thâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Còn một khái niệm nữa gọi là Thực tế hỗn hợp (MR ) , kết hợp các yếu tố của cả AR và VR, các đối tượng trong thế giới thực và kỹ thuật số tương tác với nhau. Công nghệ thực tế hỗn hợp vừa mới bắt đầu cất cánh với HoloLens của Microsoft, một trong những bộ máy thực tế hỗn hợp ban đầu đáng chú ý nhất.

Sự khác biệt giữa VR và AR là gì ?

AR cho phép người dùng trải nghiệm thế giới thực, đã được tăng cường kỹ thuật số hoặc nâng cao theo một cách nào đó. Mặt khác, VR loại bỏ người dùng khỏi trải nghiệm thực tế đó, thay thế nó bằng một mô phỏng hoàn toàn. Vì VR yêu cầu nhập vai hoàn toàn, các thiết bị VR đóng cửa hoàn toàn với thế giới vật lý.

Ở cấp độ cao, các ứng dụng AR phù hợp nhất cho các trường hợp sử dụng mà người dùng cần được kết nối và trình bày trong thế giới thực. Một số giải pháp doanh nghiệp AR bao gồm hỗ trợ từ xa, đào tạo on-premise, cộng tác từ xa và các tác vụ hỗ trợ máy tính.

Thực tế tăng cường khác với Thực tế ảo ở một khía cạnh cụ thể về tôn trọng quyết định: trong khi người dùng VR trải nghiệm hoàn toàn chìm đắm trong một thế giới ảo, bất kể họ đang ở đâu, người dùng AR thực sự cần phải ở một địa điểm cụ thể để tăng trải nghiệm thực tế của họ, làm phong phú thêm nó với thông tin hữu ích theo vị trí của họ. Do đó, các ứng dụng điển hình bao gồm hướng dẫn du lịch trên điện thoại thông minh hiển thị chi tiết về các điểm tham quan du lịch trực tiếp trên màn hình điện thoại. Các trò chơi, chẳng hạn như Pokémon Go, hoặc các màn hình hiện đại của các phương tiện hiện đại, làm tăng thêm thực tế của người dùng của họ và là một trong những ứng dụng AR phổ biến nhất.

Ứng dụng của VR / AR trong sản xuất là gì ?

Ứng dụng của VR và AR trải dài từ ngành công nghiệp ô tô cho đến hàng không và kỹ thuật cơ khí Công nghệ VR và AR đang mở ra những lựa chọn hoàn toàn mới cho các doanh nghiệp công nghiệp. Ngành công nghiệp ô tô sử dụng các công nghệ mới này chủ yếu trong các lĩnh vực kỹ thuật, sản xuất, dịch vụ và bảo trì. Việc sử dụng AR cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư tạo và tối ưu hóa các biểu diễn trực quan về hình dạng, thiết kế và màu sắc từ lâu trước khi các prototype đầu tiên được chế tạo. Trong giai đoạn sản xuất, thực tế tăng cường giúp công nhân tối ưu hóa quy trình sản xuất và lắp ráp thủ công. Các lớp phủ chính xác đến từng milimet cuối cùng cho phép các giai đoạn tiếp theo trong quy trình sản xuất được phủ trực quan, giảm hiệu quả số lượng khuyết tật.

Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của VR / AR trong sản xuất

Thiết kế và tạo mẫu

Ở giai đoạn ban đầu này, VR thực sự có thể chứng minh một sản phẩm sẽ trông như thế nào mà không tạo ra một prototype vật lý. Trong ngành công nghiệp ô tô, Ford Motors đã sử dụng công nghệ thực tế ảo FIVE ( Ford Immersive Vehicle Môi trường ) của riêng mình từ lâu trước khi tai nghe Oculus và HTC của người tiêu dùng tung ra thị trường, để tạo ra những đại diện ảo cho những chiếc xe chưa tồn tại một cách chi tiết nhất. Các thiết kế được truyền vào môi trường xe ảo, cho phép các kỹ sư nhìn thấy những gì bên trong chiếc xe tương lai.

Quản lý hàng tồn kho

Trong khi các thuật toán AI có thể hợp lý hóa quy trình phức tạp để quản lý cơ sở dữ liệu hàng tồn kho, nhiệm vụ chọn sản phẩm từ kệ kho vẫn liên quan đến lao động thủ công. Công nghệ AR giúp loại bỏ sự nhầm lẫn và làm cho quá trình này nhanh chóng và chính xác.

Một nhân viên kho đang cầm iPad hoặc đeo Microsoft HoloLens (hoặc bất kỳ tai nghe nào khác), được hướng dẫn về vị trí chính xác của một mặt hàng cụ thể và được hướng dẫn đến chính lối đi và kệ nơi lưu trữ. Không còn phỏng đoán và bị lạc giữa các kệ trông tương tự – bất cứ ai đã từng ở trong một nhà kho công nghiệp đều có thể hiểu được giá trị của giải pháp này.

Cho đến ngày nay, các công ty như DHL và SAP đang tận dụng tối đa lợi thế của việc quản lý hàng tồn kho được hỗ trợ bởi AR.

Ngăn ngừa tai nạn và sự gián đoạn sản xuất

VR đang giúp dự đoán, và do đó có khả năng tránh các mối nguy hiểm và rủi ro gián đoạn liên quan đến việc sử dụng dây chuyền lắp ráp. Bằng cách mô phỏng môi trường sản xuất, các công ty sản xuất có thể chỉ ra các mối đe dọa tiềm tàng và loại bỏ chúng từ lâu trước khi chúng phát sinh. Giá trị của giải pháp này rất khó bỏ qua, vì nó giúp giảm downtime cũng như chi phí sửa chữa và bảo trì, và tăng cường an ninh cho nhân viên.

Ví dụ, nhà sản xuất thiết bị công nghiệp Gabler đã tích hợp VR vào các quy trình sản xuất của mình. Được hỗ trợ bởi công nghệ VR, công ty kiểm tra các dây chuyền sản xuất cho các mối nguy tiềm ẩn và do đó giúp đảm bảo an toàn và chất lượng.

Đào tạo hướng dẫn nhân viên (Work Instruction ) thời gian thực

Thay vì các động tác, bài giảng đó từ trước đến nay đang được truyền đạt bằng các phương pháp truyền thống, thủ công cồng kềnh, kém hiệu quả sẽ thay bằng cách dạy mới dễ tiếp thu, hiệu quả cao bằng công nghê 3D, công nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường. Đào tạo lái xe, pilot, tàu thủy … cũng sẽ được hưởng lợi với công nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường.

Trong sản xuất , AR và VR được sử dụng rộng rãi cho hướng dẫn và giáo dục nhân viên vì nó có thể mô phỏng mọi quy trình và môi trường gần giong thực . Một công nhân được hướng dẫn ảo chiếu vào kính iPad hoặc kính AR khi anh ta tiến hành công việc. Người học được thực hành trên môi trường số hóa 3D, y như thật, nhưng nội dung phong phú hơn, tình huống đa dạng hơn và có thể thực hành được nhiều lần, dễ dàng tiếp cận. Như vậy chi phí thực hiện sẽ giảm xuống, đỡ nguy hiểm, hiệu quả cao đó là cách làm mới, hướng đi mới phù hợp với sự phát triển công nghệ. Điều này giúp tổ chức tiết kiệm hàng tuần thậm chí hàng tháng đào tạo dài để loại bỏ yếu tố con người bất cẩn và tránh sai lầm.

Thực tế ảo giúp các công ty, nhà máy dây chuyền sản xuất có một công cụ đào tạo công nhân thao tác chính xác trong môi trường làm việc tại vị trí của mình, giảm bớt thời gian đào tạo, tăng năng suất lao động. Nó phép công nhân tiếp cận không giới hạn mọi nơi, mọi lúc nên rất thuận tiện cho người dùng.

Thậm chí thực tế tăng cường còn giúp đào tạo các kỹ năng về tham gia giao thông, thực hành các kỹ năng như múa hát, sử dụng các công cụ, nhạc cụ.. Trong dạy nghề như thực hành nghề như sửa chữa,tháo lắp các loại động cơ, các bộ phận điện,hay khung gầm của xe oto, máy móc, các modul dây chuyền công nghiệp khác.

Tăng cường an ninh và an toàn

Không cần phải nói, tăng khả năng dự đoán của các quy trình sản xuất cũng ngụ ý tăng tính bảo mật. Công nghệ AR / VR giúp phát hiện và loại bỏ các mối đe dọa, hướng dẫn nhân viên và do đó giảm số vụ tai nạn on-premise lao động

Chất lượng tốt hơn

AR / VR mang lại độ chính xác cao hơn cho mọi khía cạnh của quy trình sản xuất công nghiệp, đảm bảo không chỉ nhanh chóng đưa ra thị trường mà còn có chất lượng tốt hơn của hàng hóa sản xuất.

Bảo trì

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, chúng ta có thể sử dụng AR trong lĩnh vực bảo trì. Augmented Reality cho phép thông tin kỹ thuật số được xếp chồng theo thời gian thực cho người dùng do đó nâng cao góc nhìn của họ. Điều này cho phép người dùng sử dụng thông tin về một tài sản hoặc truy cập các hướng dẫn từng bước về cách sửa chữa một tài sản trong khi thực sự làm việc với tài sản đó.

Kết luận

Các công nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường đã có từ lâu đời, và các nhà sản xuất đang phát hiện ra những cách sáng tạo để áp dụng các công nghệ này theo những cách tiếp tục thúc đẩy một nhà máy được kết nối kỹ thuật số trên một số mặt trận. Đối với một số nhà sản xuất, nhà máy của tương lai đã sẵn sàng cho công nghệ này, khi họ áp dụng công nghệ này theo cách đa dạng trong các hoạt động của giáo dục từ phát triển sản phẩm, bảo trì và sửa chữa, đến đào tạo và an toàn cho công nhân. Một cuộc khảo sát của PwC cho thấy, khoảng một trong ba thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) đã được áp dụng hoặc sẽ được áp dụng trong ba năm tới.

VR / AR đang mở ra một kỷ nguyên mới về hiệu quả, khả năng kết nối và tính di động, đối với các nhà sản xuất áp dụng công nghệ tốt, mang đến cơ hội mới để cạnh tranh giữa các đồng nghiệp của họ ở Mỹ mà còn trên toàn cầu.