Hoe augmented reality-apps te bouwen voor de industriële iot

Enterprise augmented reality (AR) heeft toepassingen in een breed scala aan bedrijven en industrieën. Marketeers en verkopers kunnen AR gebruiken als een 3D e-commerce tool om producten voor klanten in reële ruimte te modelleren. Chirurgen kunnen een AR-bril dragen om patiëntgegevens en overlappende diagrammen op een heads-up display te krijgen en hun handen vrij te houden tijdens procedures. Maar voor bedrijven met zware productieactiviteiten ligt de meest baanbrekende AR-use case in het industriële Internet of Things (IoT).

Veldwerkers en technici op fabrieksvloeren kunnen op verschillende manieren gebruikmaken van 3D AR-modellering in combinatie met realtime gegevens van IoT-sensoren. Door een AR-app op smartphones, tablets of enterprise AR-headsets te gebruiken, kunnen werknemers verbonden apparaten op problemen controleren en routineonderhoud gemakkelijker uitvoeren dan machines inspecteren die soms moeilijk of gevaarlijk te bereiken zijn. AR-headsets zoals Google Glass Enterprise en Microsoft HoloLens kunnen ook meeslepende, stapsgewijze online training en tutorials weergeven voor het assembleren en bedienen van machines die anders dikke technische handleidingen en instructies zouden moeten lezen. Voor ingenieurs, fabrieksmanagers of iedereen die met complexe machines werkt - of het nu gaat om een ​​assemblagelijn voor auto's, olie- en gasleidingen of een straalmotor - herdefinieert onderneming AR hoe industriële werknemers hun werk doen.

Het moeilijke deel voor bedrijven is het maken van een AR-ervaring die past bij de unieke behoeften van hun werknemers en de industriële IoT-apparaten waarmee ze elke dag werken. Bedrijfssoftwarebedrijf PTC heeft op dit vlak een schat aan ervaring. PTC is eigenaar van zowel Vuforia, het populaire AR-ontwikkelingsplatform dat voorheen eigendom was van Qualcomm, en het toonaangevende IoT-ontwikkelingsplatform ThingWorx.

PTC heeft de afgelopen jaren besteed aan het opbouwen en integreren van de twee platforms in een aantal tools die samen een end-to-end AR IoT-pijplijn vormen. De oplossing is volledig aanpasbaar, afhankelijk van de hardware-, software- en cloudinfrastructuurbehoeften van een bedrijf. PCMag ontmoette Mike Campbell, Executive Vice President van het ThingWorx-platform bij PTC, om uit te zoeken hoe ThingWorx en Vuforia samenwerken. Campbell legde uit hoe bedrijven al hun bestaande gegevens en apparaten in AR-apps kunnen opnemen. Hij toonde ook aan hoe het bedrijf onlangs ThingWorx Studio heeft gelanceerd, de AR-ontwikkelingsmogelijkheden van Vuforia combineert met 3D-modelleringstools voor het industriële IoT.

• 1 AR naar IoT brengen

  In de onlangs gelanceerde ThingWorx 8, de nieuwste versie van PTC's industriële IoT-platform, bracht het bedrijf meer van de AR-app-ontwikkelingsmogelijkheden van Vuforia rechtstreeks naar ThingWorx. Via een gratis proefprogramma van ThingWorx Studio heeft PTC meer dan 2.000 deelnemende bedrijven toegang gegeven tot een native AR-schrijf- en publicatieomgeving binnen ThingWorx. Bedrijven die deze mogelijkheid besturen, zijn autofabrikanten zoals Tesla, Toyota en Volkswagen, producenten van zware machines, waaronder Caterpillar en John Deere, tech- en adviesreuzen, en zelfs NASA en het Amerikaanse leger.

  "Dit is een mogelijkheid die iedereen zal kunnen gebruiken", zegt Campbell van PTC. "We hebben dit rechtgezet in Thingworx Studio. Dus als je AR-ervaringen voor statieven maakt, kun je een doel voor het statief maken dat eruitziet als een draadframe-weergave en vervolgens alles schrijven wat je maar wilt. Drag and drop en, boem, je hebt AR."

• 2 Gegevensflexibiliteit

  Thingworx Studio is speciaal gebouwd voor AR, maar laat bedrijven bestaande 3D-middelen hergebruiken, waardoor het eenvoudig wordt om alle bestaande machines van hun fabriek aan te sluiten op het IoT-ecosysteem. Het platform kan ook bestaande clouddatabronnen verwerken en packs native cloud IoT-integraties met Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure en GE Predix.

  "Elke machine en elk onderdeel in een fabriek werd gemodelleerd in CAD voordat deze werd vervaardigd. We kunnen die CAD- en herbestemmingscatalogi van klantcomponenten meenemen. Alle 3D-gegevens, ongeacht waar deze vandaan komen, kunnen we hergebruiken", aldus Campbell.

  "We kunnen het ook gemakkelijker maken om gegevens van alle controllers, sensoren en gateways te krijgen. Elke machine heeft zijn eigen protocollen en talen, dus we hebben technologie aangeschaft en geïntegreerd waarmee we met al die machines kunnen praten. We ondersteunen meer dan 150 verschillende protocollen die door duizenden machines worden gebruikt, dus we kunnen een fabriek binnenlopen en binnen een uur gegevens naar Thingworx beginnen te krijgen. We hebben een apparaat dat eruitziet als een kleine metalen hockeypuck die je op een machine kunt plakken, en het begint gegevens zoals trillingen, temperatuur, etc. rechtstreeks naar ThingWorx te verzenden."



3 Stapsgewijze instructies

Begeleide AR-instructies voor het assembleren en demonteren, inspecteren en onderhouden van ingewikkelde systemen is een primaire app voor het industriële IoT. Het is ook een taak die herhaalbaar en gestandaardiseerd kan worden. In ThingWorx 8 bracht PTC ook drie vooraf gebouwde apps uit - ThingWorx Controls Advisor, ThingWorx Asset Advisor en ThingWorx Production Advisor - voor typische industriële taken zoals externe activabewaking en beheer van realtime productieprestaties.

Campbell legde uit hoe u herhaalbare, stapsgewijze instructies kunt maken met inachtneming van de unieke mechanismen van een bepaalde machine. Hij zei ook dat ThingWorx de komende maanden bezig is met het uitrollen van CAD-gebaseerde tracking om de noodzaak weg te nemen om fysieke markeringen voor een AR-lens te plaatsen om het model te verankeren.

"We kunnen stapsgewijze instructies met IoT-gegevens hergebruiken en beschikbaar maken via de cloud, met tools die een beetje werken zoals PowerPoint-animaties, " zei Campbell. "Pak iets, sleep het naar waar u wilt en maak een momentopname. Vervolgens kunt u bij het maken van de instructies dingen specificeren als" dit losschroeven "met een voorverpakte animatie die de schroef tegen de klok in draait en eruit schuift."

"Daar is intelligentie ingebouwd, dus het is niet alleen slepen en neerzetten, " ging Campbell verder. "Er is ook respect voor kinematica. Dus als je iets ontwerpt, geef je op dat dit een bepaald soort gewricht of schuifregelaar is en dat zal dat ook respecteren. In een trainingsomgeving nemen we dezelfde concepten - veel productie en inspectie - en dingen samenstellen op een manier waarop je niet naar een schema hoeft te kijken, omdat je een overlay voor je ziet die zegt: 'deze drie draden moeten hier, hier en hier worden aangesloten'."



4 Detectie van native afwijkingen

Native anomalie-detectie betekent realtime analyse op een IoT-apparaat dat een ingenieur of inspecteur kan helpen voorspellend onderhoud uit te voeren. De ThingWorx Asset Advisor-app bewaakt bijvoorbeeld op afstand fysieke activa in realtime om automatisch afwijkingen te detecteren en waarschuwingen te activeren om de efficiëntie en kwaliteit te verbeteren.

"Dus je hebt je machine op de fabrieksvloer aangesloten, " zei Campbell. "Wat u kunt doen, is vertellen Thingworx 'leren wat normaal is', dus wanneer iets niet normaal is, wordt er een gebeurtenis geactiveerd die een melding in de AR-app of direct in een van uw geïntegreerde bedrijfssystemen weergeeft."



5 Maak digitale tweelingen

Het concept van native anomaliedetectie speelt ook een rol bij het idee van een "digitale tweeling" voor machines op uw fabrieksvloer of in productie. Een van de krachtigste mogelijkheden om AR in industriële IoT te brengen, is de mogelijkheid om digitale weergaven van uw fysieke machines te maken. Campbell legde uit hoe je een digitale tweeling in ThingWorx Studio kunt maken die realtime IoT-gegevens voor die machine verzamelt, demonstrerend met een 3D-model van een motorfiets.

"Ik heb een fysieke machine in mijn fabriek", zei Campbell. "Wat ThingWorx je toestaat, is een digitaal equivalent daarvan maken, dat je vervolgens kunt synthetiseren, analyseren en inzicht verkrijgen om actie te stimuleren, door bedrijfssystemen te orkestreren, zoals het starten van een actie in een CRM-systeem, of iets activeren dat invloed heeft op het product zelf. "

"In ThingWorx Studio hebben we hier middelen, een palet in het midden en eigenschappen aan de rechterkant. Ik kan het 3D-model van de fiets plaatsen en er vervolgens onze AR-ervaring tegen schrijven, " demonstreerde hij. "Ik plaats virtuele meters, pas de stapsgewijze instructies toe en stel die beschikbaar met een knop hier waarmee ik kan schakelen tussen een 3D-weergave en een 2D-omgeving die je zou zien via een iPad-scherm. in plaats van een meter zonder cijfers weer te geven, koppelen we de getoonde waarde aan gegevens die uit ThingWorx komen om deze digitale tweeling te creëren waar u de batterijgegevens, olieniveaus, bandenspanning en temperatuur ziet - allemaal in realtime."

• 6 Content creëren met gemengde realiteit

  Voor ontwikkelaars en makers van AR-inhoud is de waarde in Vuforia de mogelijkheid om ervaringen te creëren voor elke vormfactor. Beschikbaar via ThingWorx Studio, ondersteunt het platform nu AR IoT-apps voor Android, iOS, Windows 10, Microsoft HoloLens en het bredere Windows Mixed Reality-ecosysteem, en andere digitale brillen zoals de enterprise AR-bril aangeboden door ODG en Vuzix.

  Campbell besprak met name Microsoft HoloLens als een krachtig medium voor het soort bedrijfsinhoud en IoT-apps gemaakt met ThingWorx en Vuforia. Toen ik een HoloLens vastbond om zelf te kijken (enkele dia's eerder afgebeeld), zag ik hetzelfde AR-motorfietsmodel voor me, met HoloLens-specifieke bewegingsbesturing en visuele instructies. Campbell heeft ook een demo geladen waarmee ik alle componenten in een generator kon samenstellen en uit elkaar halen.

  "We willen de 3D-inhoud van de industriële onderneming op HoloLens en al deze apparaten ontketenen, " zei Campbell. "Kijk naar de uitgebreide werkinstructies om het luchtfilter in een Caterpillar-generator te vervangen. Dit soort interactieve training- en servicegebruikers varieert van marketing en verkoop (hoe deze generator eruitziet en hoe het op mijn werkplek past) tot hoe te werken. het, onderhoud het en bouw die generator voor de eerste keer. Je kunt het uit elkaar halen en weer in elkaar zetten met een luchtkraan. "

  "De mensen van Microsoft zijn enthousiast over wat we doen, omdat ze een probleem hebben. Ze hebben deze geweldige nieuwe apparaten, maar de uitdaging blijft om content voor hen te laten maken, " ging Campbell verder. "Daarom hebben ze 3D Paint en al deze dingen geïntroduceerd. Vanuit PTC-perspectief is dat alleen hardware. Het gaat erom dat we de software en een platform leveren om die software van stroom te voorzien, dus het kan ons niet echt schelen wat je wilt consumeren. het op; iPhone, iPad, Android-apparaat, het maakt niet uit. We maken het allemaal dom en eenvoudig om die inhoud daar te krijgen."

• 7 Alles samenbrengen

  Een van de grootste uitdagingen bij industrieel IoT is het standaardiseren van gegevens op bedrijfsniveau. Grote bedrijven en productiebedrijven moeten deze IoT-eindpunten aansluiten op al hun bestaande systemen en een datapijplijn opzetten om actie te ondernemen op al die gegevens. Anders is de AR-ervaring niet gebonden aan tastbare waarde en kan deze geen ROI voor het bedrijf opleveren.

  Voor een platform zoals ThingWorx betekent dit dat hardware, software en gegevensintegraties worden samengevoegd tot een holistische oplossing die elk bedrijf aan zijn behoeften kan aanpassen. Om industriële IoT en AR samen te laten werken, hebt u tools nodig die alle handmatige complexiteit voor bedrijven overbodig maken.

  "Als je niets hebt, hebben we een stapel van boven naar beneden", zei Campbell. "Als u machines hebt die al zijn gesensored, een apparaat met telematica, of u hebt al productgegevens in de cloud met Azure of AWS, kunnen we u helpen dingen daarmee te doen om zakelijk inzicht en specifieke gebruikssituaties te stimuleren."

  "We zien dat AR een nieuwe manier is om te communiceren, een nieuwe taal, een nieuw communicatiemiddel, " ging Campbell verder. "We weten hoe we desktop-apps, web-apps en mobiele apps moeten bouwen, maar niemand weet hoe AR-apps te bouwen. Het is een hele nieuwe wereld. Je moet snel kunnen itereren. En duizenden dollars en man uitgeven -uren alleen om iets te krijgen dat niet helemaal goed is, is behoorlijk pijnlijk. Met de ThingWorx Studio-tool kun je die dingen snel doornemen, testen en optimaliseren."