Wie VR-, AR- und 3D-Druck zusammenarbeiten: VR Concept-Erfahrung

Wir sprechen über die Vorteile des Einsatzes von VR- und AR- Technologien in der Produktion und in der Berufsausbildung, einschließlich ihrer Interaktion mit dem 3D-Druck .
Das präsentierte Material ist ein Vortrag von Ilya Vigor, Leiter von VR Concept , mit dem er auf einer der Top 3D Expo-Konferenzen sprach.

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Leistung

Hallo! Ich heiße Ilya Vigor. Ich vertrete VR Concept, ein Unternehmen, das Software für virtuelle und erweiterte Realität entwickelt.

Über die Firma

Wir sind seit Anfang der 2000er Jahre auf dem Markt und haben 2013 mit der Entwicklung von VR-Software begonnen. Es wird hauptsächlich für die Teamarbeit mit VR-Modellen, für Ingenieur-, Architektur- und Konstruktionsausbildung, für echte Arbeit in der Industrie und für VR-Simulatoren verwendet.

Neue Technologien in Russland

Jetzt möchte ich darüber sprechen, warum Schulen, Universitäten usw. an Bildung und Tools wie 3D-Druck, Drohnen, Blockchain und anderen Modechips interessiert sind, die sowohl Virtual Reality als auch Augmented Reality enthalten und so weiter.



Hier ist eine Tabelle von PwC (PricewaterhouseCoopers). Dies ist das Ergebnis einer Umfrage, bei der russische Unternehmen etwas von all diesen modischen Chips einführen. Dort, wie sie sagen, Industrie 4.0, die digitale Industrie, Fabriken der Zukunft und so weiter. In den Ergebnissen dieser Umfrage sieht die russische Realität nicht besonders gut aus. Nur elf Prozent der Unternehmen setzen auf 3D-Druck, geschweige denn auf virtuelle und erweiterte Realität. Aber auf die eine oder andere Weise geht der Prozess weiter. Der Motor sind Industrieunternehmen, Bildungseinrichtungen - Universitäten, Quanten, Schulen und so weiter. Sie beginnen auch damit, den Schülern den Umgang mit diesen Werkzeugen beizubringen.

In Bildung und Industrie

Dies ist eine Präsentation zur digitalen Transformation für eines unserer größten Öl- und Gasunternehmen. Sie hat Beratung im Bereich der digitalen Transformation in Auftrag gegeben und prüft, wo sie Geld investieren kann, um ihre Kompetenzen zu entwickeln. Es gibt sogar Bereiche wie digitales Personal, 3D-Druck, VR-Lösungen und eine Reihe anderer Chips, die mit Industrie 4.0 verbunden sind. Dies bestätigt, dass die Bildung dennoch Schulungen in diesen Instrumenten durchführen wird.



In Bezug auf die virtuelle Realität dreht sich eigentlich alles um den Begriff digitaler Zwilling. Dieser Begriff ist noch nicht etabliert und jedes Unternehmen, in diesem Fall General Electric, versteht etwas als sein eigenes digitales Doppel. Es umfasst CAD-Modelle und technische Berechnungen sowie prädiktive Analysen der Service- und Steuerungssoftware, die heute in jedem technischen Produkt mehr und mehr verwendet wird. Es gibt jedoch kein gemeinsames Verständnis dafür, was zu lehren ist. Wenn wir uns mit verschiedenen Bildungsorganisationen treffen, sehen wir kein Verständnis dafür, in welche Richtung wir uns bewegen sollen. Obwohl ich von der Fülle moderner technischer Geräte spreche, habe ich kürzlich über ein Porsche-Auto gelesen - es gibt ungefähr 120 Prozessoren und mehrere tausend Codezeilen. In diesem Fall ist das digitale Doppel kein Konstruktionsmodell dieses Autos, sondern sein Steuercode.



Gartner hat einen ziemlich bekannten Zeitplan für die Technologie-Reife. Sie versuchen vorherzusagen, welche Technologien ihre Reife erreicht haben und werden in naher Zukunft langsam in Industrie und Bildung eingeführt - zehn Jahre, zwei Jahre, fünf Jahre. Dementsprechend ist dies der Zeitplan für 2017.

Die virtuelle Realität ist ihrer Meinung nach auf dem Weg - innerhalb von zwei bis fünf Jahren wird sie mehr oder weniger massiv umgesetzt. Sie können sich jedoch an den Zeitplan des fünfzehnten Jahres erinnern. Wenn ich mich nicht irre, gab es anstelle der virtuellen Realität den 3D-Druck.

Was ist VR und AR?

Viele Menschen haben eine Standardfrage: Was ist virtuelle Realität? Weil die Terminologie neu ist. Es gibt eine Terminologie für XR, AR, MR und so weiter. In der virtuellen Realität wird VR vollständig auf dem Computer generiert. Dementsprechend ist Augmented Reality, AR, etwas, das auf einem Computer erzeugt und der umgebenden Realität überlagert wird.

Anwendung

Wie wird VR in der digitalen Industrie bzw. im Bildungsbereich eingesetzt? In VR können Sie das Objekt, mit dem Sie arbeiten, im Maßstab 1: 1 oder nach Belieben wahrnehmen. Bisher wurden hierfür maßstabsgetreue oder naturnahe Modelle oder beispielsweise auf einem 3D-Drucker gedruckte Modelle verwendet. Es kann ein Auto als Objekt von VR geben, es kann ein Gebäude geben. Sie können gemeinsam mit ihm arbeiten, aber gleichzeitig in VR-Helmen alles in Volumen wahrnehmen. Tatsächlich ist dies der Haupteffekt, mit dem Sie physische Layouts und physische Prototypen ersetzen können.

VR-Ausrüstung

Es werden verschiedene VR-Geräte verwendet - die bekannten Virtual-Reality-Helme verschiedener Hersteller, die mittlerweile ziemlich häufig auf dem Markt sind. Grundsätzlich werden diese Helme natürlich für Spielaufgaben verwendet. Aber niemand stört sich daran, sie für Schulungen oder für echte Arbeiten im Designbüro zu verwenden. Es gibt auch professionelle Systeme, die sogenannten VR-Räume, „Rahmen“, Panoramasysteme. Hierbei handelt es sich um ganz bestimmte Geräte, die hauptsächlich in einigen großen Organisationen eingesetzt werden, die die Endmontage komplexer Produkte durchführen, z. B. eines U-Bootes oder eines Flugzeugs.



Die Augmented Reality ist auf dem Gartner-Diagramm dargestellt, die Technologie ist noch recht jung, sagen wir grün, aber sie versuchen, sie sowohl in der Bildung als auch in der realen Industrie recht aktiv einzusetzen. Dies ist eine Technologie, mit der Sie der umgebenden Realität eine Art Computergrafik aufzwingen können. Mithilfe dieser Grafiken können Sie einen virtuellen Assistenten auffordern, trainieren und zu ihm wechseln. Es gibt noch keine bedeutenden industriellen Lösungen, aber die Technologie verspricht vielversprechend zu sein.

AR-Ausrüstung

Es werden auch verschiedene Augmented-Reality-Geräte verwendet. Einschließlich Standardhelme, die für Spielaufgaben verkauft werden. Sie können die in die Helme eingebauten Kameras verwenden. Es gibt eine Reihe von Augmented-Reality-Helmen: Microsoft Hololens, A-DATA usw. Es gibt wieder ähnliche Geräte, die auf der Basis von industriellen Laptops, industriellen Touchpads und vollständig industriellen Systemen hergestellt wurden, wie auf dem Bild - dies sind Industrieprojektoren, mit denen Sie den Arbeitern einen Hinweis geben können - was zu markieren ist oder was für große Flächen zu tun ist.

Vorteile für die Bildung

Wenn wir über Bildung sprechen, gibt es eine ziemlich bekannte Studie des Beratungsunternehmens Haskett Consulting International zur Einprägsamkeit. Das heißt, welche Art der Präsentation von Informationen wird am besten aufgenommen. Erstens ist eine Vorlesung ungefähr fünf Prozent, die zweite ist Lesen, die dritte ist Audio und Video, die vierte ist eine Demonstration von etwas, die fünfte ist eine Gruppendiskussion, Gruppeninteraktion, wenn sich eine Person bereits an fast 50 Prozent des bereitgestellten Materials erinnert. An sechster Stelle steht die Durchführung einiger praktischer Übungen - 75 Prozent sind einprägsam, und wenn eine Person bereits andere unterrichtet, ist dies die maximale Auswendiglernen - etwa 90 Prozent. Natürlich will jeder von dem Werkzeug, das in der Bildung verwendet wird, die maximale Wirkung - maximale Einprägsamkeit. Und hier passt die virtuelle Realität sehr gut, weil Sie so Gruppendiskussionen so realistisch wie möglich führen, Kurse durchführen und sogar andere Menschen unterrichten können.



Sie können Standard-Lernwerkzeuge und Lernen in VR vergleichen. In VR können Sie gleichzeitig praktische und theoretische Übungen durchführen. Standardausbildung sind Standardbücher und -klassen, und im Fall von Industrieunternehmen sind es Geschäftsreisen. Wenn Schulungen in realen Einrichtungen stattfinden, besteht immer die Gefahr von Verletzungen eines Mitarbeiters oder Schäden an der Ausrüstung. In VR gibt es keine derartigen Probleme, da Sie einfach virtuelle Modelle und einige methodische Materialien erstellen und Schulungen absolut sicher durchführen können.



Virtuelle Realität und 3D-Druck ergänzen sich: In der Ingenieur-, Architektur- und Konstruktionsausbildung werden seit langem entwickelte Konstruktionswerkzeuge verwendet: CAD, PLM, BIM, deren Dateien als Ausgangsmaterial für die Erstellung eines virtuellen digitalen Doppels verwendet werden können, und dann bereits in der virtuellen Realität. Ergänzen Sie mit Hilfe unserer Software oder der Software unserer Wettbewerber den bestehenden Zyklus, der mit additiven Technologien verbunden ist. Oder verwenden Sie es anders - um virtuelle Meetings, Diskussionen, regelmäßige Meetings der Breadboard-Kommission abzuhalten, zu trainieren und einige Simulatoren zu erstellen.



Die Erstellung von physischen Prototypen großer Objekte in voller Größe von einem Meter oder mehr im Eins-zu-Eins-Maßstab ist normalerweise aus verschiedenen Gründen wirtschaftlich nicht machbar und manchmal unmöglich. VR eignet sich gut für Projekte mit großen Geräten - dies sind Pumpen und Kompressoren, Industrieanlagen und Gebäude. Das heißt, in den Fällen, in denen Sie mit einem Prototyp arbeiten, ihn diskutieren oder studieren müssen, aber ein physisches Modell lang und teuer machen müssen. In solchen Fällen können wir alle erforderlichen Operationen mit dem virtuellen Modell ausführen.



Ein weiterer wichtiger Vorteil von VR ist die Möglichkeit der Teamarbeit, da Sie in einem Team Ihr Wissen übertragen können. Auf der Folie sind echte Fotos von realen Ausrüstungsprojekten in einer regulären Schule zu sehen. Es werden Methoden entwickelt, um die virtuelle Realität für das kollektive Lernen zu nutzen - von der Schule bis zum Profi.



Es gibt bereits recht kostengünstige Tracking-Systeme, mit denen Sie mit diesen Lösungen einen virtuellen Avatar erstellen können. Das heißt, tatsächlich in Echtzeit, um die Bewegung einer Person, eines Lehrers oder eines Schülers aufzunehmen und an eine dreidimensionale Szene zu senden. Es wurde früher für professionelle Aufgaben verwendet, um die Ergonomie zu trainieren. Jetzt ist es sehr gut zum Lernen geeignet.



Dementsprechend werden jetzt solche Virtual-Reality-Klassen gestartet. In diesem Jahr haben wir bereits mehrere Projekte abgeschlossen. Im nächsten erwarten wir viel mehr.



Beispiele: USATU University - ein Virtual-Reality-Raum zur Vorbereitung des technischen Prozesses der Motorenproduktion.

Vorteile für die technische Ausbildung

Warum ist VR für technische Schulungen nützlich? Wir haben uns Gedanken gemacht und versucht, die Vorteile für die am Lernprozess Beteiligten zu ermitteln.

• Mit VR können Sie die Fläche reduzieren, wenn Sie mit Hilfe großer Feldlayouts trainieren. An einigen Universitäten wird das Triebwerk im Kontext angegeben. Natürlich überträgt die Industrie jetzt keine realen Objekte mehr in einer solchen Anzahl wie zu Sowjetzeiten. Das heißt, oft existieren sie einfach nicht und es gibt keinen Platz für sie.
• Bei einer kollektiven Ausbildung in VR ist es nicht erforderlich, die aktuellen Methoden, mit denen der Lehrer arbeitet, wesentlich zu ändern, um einige spezielle Programme zu schreiben.
• Die Fähigkeit, jedes Szenario zu implementieren, in dem dreidimensionale Layouts und dreidimensionale CAD-Daten beteiligt sind. All dies passt problemlos in bestehende Lehrmethoden und ist leicht zu replizieren.
• Für die Schüler bedeutet dies eine höhere Beteiligung und eine größere Fähigkeit, Informationen wahrzunehmen, da Informationen sehr realistisch auf einer Eins-zu-Eins-Skala bereitgestellt werden.

Zusammenfassung

Das Virtual-Reality-Tool ist ziemlich neu, es ist buchstäblich ein paar Jahre alt. Im Jahr 2016 kamen erschwingliche Virtual-Reality-Helme heraus, bevor sie teurer wurden und Zehntausende von Dollar kosteten. Jetzt sind diese für die meisten Werkzeuge zugänglicher und verständlicher, aber die Methoden und das Material selbst sind immer noch rar. Viele Experimente, Teststarts solcher Projekte. Das Interesse realer Unternehmen und Universitäten an dieser Technologie ist groß. Selbst in Schulen, CMITs, Fablabs und Berufsschulen laufen derzeit Pilotprojekte.

Wir können sagen, dass der Prozess gerade erst beginnt. Und jetzt, während die "Piloten" an sind, ist es schwierig, über Masseneinsatz zu sprechen - dies ist eine Frage einer ziemlich fernen Zukunft.

Der Standpunkt des Dozenten stimmt möglicherweise nicht mit der redaktionellen Position überein.

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