Привет! AR и VR — штуки модные, сейчас приложения с их использованием не сделал только ленивый (или тот, кому оно просто не надо). От Oculus до MSQRD, от простых игрушек, радующих детишек появлением динозавра в комнате, до прикладных приложений вида «Расставь мебель в своей двушке» от IKEA и прочее. Вариантов применения тут множество.

А еще есть не самая популярная по сравнению с ними, но на самом деле полезная область — обучение человека новым навыкам и упрощение его ежедневной работы. Тут в пример можно привести тренажеры для медиков, пилотов и даже правоохранительных органов. Мы же в СИБУРе применяем эти технологии в рамках цифровизации производства. Основной потребитель — непосредственный сотрудник производства в перчатках и каске, который находится на предприятии, на объектах повышенной опасности.

Меня зовут Александр Леус, я Product Owner Индустрии 4.0, и я расскажу о том, какие здесь возникают особенности.

Индустрия 4.0

Вообще, в соседней Европе принято считать индустрией 4.0 все, что связано с диджиталом на предприятии в общем смысле. У нас 4.0 — это цифровые продукты, которые так или иначе связаны с hardware. В первую очередь, конечно же, это индустриальный интернет вещей, IIoT, плюс направление, связанное с видеоаналитикой (на заводе огромное количество камер, и изображения с них нужно анализировать), а еще направление под названием XR (AR+VR).

Главная задача IIoT — повысить уровень автоматизации на производстве, снизить влияние человеческого фактора на процесс управления некритичными технологическими процессами, снизить затраты на эксплуатацию установок.

Видеоаналитика в СИБУРе состоит из двух главных частей — технологическое наблюдение и ситуационная аналитика. Технологическое наблюдение позволяет контролировать сами параметры производства (как мы писали вот тут про экструдер, например, или контроль качества брикетов каучука по изображению его крошки). А ситуационная, как понятно из названия, отслеживает наступление определенных событий: кто-то из сотрудников оказался в той зоне, где его быть не должно (или где вообще никого быть не должно), из трубы внезапно стали вырываться струи пара и подобное.

А вот для чего нам XR.

Термин придумали в конце позапрошлого года в консорциуме Khronos Group, занимающемся созданием стандартов по работе с графикой. Сама литера «Икс» тут никак не расшифовывается, дело вот в чем:

В XR входит все, что так или иначе связано с интерактивной компьютерной графикой, CGI, направления AR + VR, а также сопутствующий всему этому добру стек технологий. В нашей работе XR позволяет решать ряд важных задач.

Во-первых, мы даем человеку новый инструмент, упрощающий ему жизнь (по крайней мере, в рабочее время). Предлагаем целую платформу на базе видеотехнологий и AR, которая позволяет напрямую соединять сотрудника производства (оператора) на заводе и удаленного эксперта — первый ходит по предприятию в AR-очках, транслируя все происходящее по видео (мало чем отличается от туристической прогулки с GoPro, кроме антуража), второй у себя на мониторе видит происходящее от лица оператора и может выводить на экран первому необходимые подсказки. Например, в какой последовательности разбирать агрегат, какие параметры установить и подобное.

Во-вторых, мы прокачиваем навыки сотрудников. Тут вообще история про постоянное обновление знаний. Например, приходит к нам сотрудник новый, и на начало работы его квалификация имеет какое-то определенное значение, если он после техникума — он помнить почти все, чему его учили. По крайней мере, так должно быть. Проработав несколько лет, он может либо повысить свою квалификацию, либо немного растерять навыки, тут все сильно зависит от того, чем именно он занимался, потому что даже большой багаж полезных знаний ежедневная рутина может задвинуть в дальний угол.

Например, во время его смены случается какое-то событие, незапланированное, аварийный останов. И тут важно, какой на этот момент у сотрудника багаж знаний, осилит ли он прямо сейчас выполнить все необходимые в экстренной ситуации задачи или нет. Одно дело, если ты работаешь с запланированными ремонтами в среднем раз в 3 года, тут можно освежать знания самостоятельно (или с нашей помощью) за пару месяцев до запланированных работ, другое дело — вот такая производственная неожиданность. А ты чай не допил и у тебя квалификация на более низком уровне, чем требуется прямо сейчас.

В таких случаях и помогает наша AR-платформа — мы даем ее сотруднику, и получается, что в паре с удаленным специалистом они уже быстрее принимают нужные решения прямо на ходу.

Еще одна сфера применения XR — это тренажеры и симуляторы, которые позволяют отработать правильную реакцию на возможные на производстве ситуации. Сейчас у нас есть контрольный тренажер по работе с компрессорами, в скором времени запускаем еще один, по работе с опасными реагентами.

Кроме тренажеров создаем и подробные виртуальные подсказки. Например, у нашего оперативного персонала в задачах есть переключение электрощитков, когда электричество надо подавать на разные участки. Классический подход создания подобных инструкций — это фотоинструктаж или приложения с интерактивными 360-градусными фотопанорамами. А с помощью очков, носимых видеокамер и разработанных нами материалов мы сможем формировать подробнейшую базу знаний по технологиям обслуживания и ремонта.

Кстати, сама такая база — это уже полноценный цифровой продукт широкого охвата, на основе которого можно строить новые тренажеры, плюс эти знания можно транспортировать через платформу, помогая людям на местах принимать оперативные решения. Ребята уже строят озеро данных, о котором можно почитать тут.

AR-платформа тут используется как интерфейс для визуализации советов — например, более опытный коллега (или ИИ) может подсказать тебе, что температуру вооооон на том участке надо сделать больше. То есть требуется просто подойти к компрессору — и в очках появится совет.

Если упрощенно, то AR-платформа состоит из медиаресурса с базой данных и медиасервера, к которому могут подключаться специалисты в AR-очках, выполняющие на заводе определенные действия. А к ним уже могут подключаться специалисты со своих компьютеров, это могут быть как наши внутренние эксперты, так и внешние — вендоры и поставщики оборудования. Процесс выглядит примерно так: сотрудник на заводе выполняет определенную операцию, и для принятия какого-то решения ему требуется информация, или же проводятся шеф-монтажные или пуско-наладочные работы. К специалистам на мониторы транслируется картинка с очков сотрудника, они со своих компьютеров могут отправлять ему «подсказки», как в тексте, просто присылая советы в интерфейс очков, так и графикой — сотрудник отправляет фото с очков, спецы быстро на скрине добавляют инфографику и отправляют инфо обратно для наглядности и ускорения коммуникации.

А чтобы было еще проще, есть возможность создания автоматического доступа к базе данных, чтобы сотрудник по метке на корпусе устройства сразу получал о нем информацию и необходимых действиях.

Внедрение и барьеры

Одно дело — придумать все это и даже реализовать на железе в обычных условиях. Ну серьезно, чего сложного, развернул среду, подключил AR-очки к ноуту, все работает и все круто.

А потом ты приходишь на завод.

Кстати, многие подобные истории про «У нас есть отличные индустриальные продукты» быстро кончаются, когда продукт попадает в на самом деле индустриальные условия. У нас тут куча ограничений. Беспроводная сеть для передачи данных небезопасна = беспроводной сети нет. Есть проводная, по которой и осуществляется связь с интернетом.

Но (вы уже поняли, да?) интернет тоже небезопасен = для защиты применяется прокси, и большая часть портов закрыта.

Поэтому мало придумать крутое решение для индустрии, которое поможет пользователям, ты должен сразу думать о том, как протащить все это в индустрию в условиях существующих в ней ограничений. А ситуация сейчас такова, что подобного подхода в рамках индустрии еще не внедряли.

Мы не можем просто сделать сервак со всем необходимым для работы платформы, оставить его на заводе и уйти с гордо поднятой головой — к этому серваку никто не подключится. Ставить рядом выделенный ноутбук тоже нет смысла, это портит всю затею — мы же и делаем все это для того, чтобы иметь возможность связывать друг с другом и сотрудника площадки в Нижневартовске, и человека с завода в Пыть-Яхе (и там у нас завод, да), и немца со стороны вендора. И чтобы они смогли вместе нормально обсудить ремонт насоса или компрессора каждый со своего рабочего места (или на своих двоих, когда сотрудник на площадке). И не придется никому никуда летать, согласовывать командировки, получать визы, тратить время и деньги.

Подключился — все увидел — все решил, ну или предложил решение и поехал/полетел помогать.

Другая специфика, выставляющая дополнительные рамки — наша работа с газом. А это всегда вопрос взрывозащиты и требований конкретных помещений. Создавая устройство, нужно всегда задавать себе вопрос — кто вообще будет им пользоваться и в каких именно условиях? Кто-то у нас работает в ремонтном цеху, где проводит обслуживание и ремонт, кто-то непосредственно на производстве, кто-то в серверных, кто-то на подстанциях.

В идеале под каждую из задач и каждый сценарий использования надо делать свой девайс.

С наличием в сфере XR AR-очков проблем нет. Есть проблемы с их применением в индустрии. Взять те же самые Google Glass, когда в 2014 их тестировали, выяснилось, что работают они 20 минут на одной зарядке, а в процессе работы неплохо так нагревают лицо. Оно, конечно, хорошо, когда на площадке в Тобольске –40, а у тебя на лице что-то теплое. Но все-таки не то.

Одна японская компания подошла ближе, у нее для внедрения на энергообъектах в том же 2014 были уже индустриальные образцы. В принципе, сама затея с AR-оборудованием на рынке давно и по большому счету мало меняется. К примеру, шлемы для пилотов — сейчас все почти то же самое, просто системы стали миниатюрнее, питания хватает на более долгое время, ну и разрешение микродисплеев и видеокамер существенно улучшилось.

Тут еще надо учитывать, что такие девайсы делают монокулярными и бинокулярными. И это имеет смысл. Если в твоей работе тебе надо читать какую-то информацию, рассматривать документы и подобное — то нужен бинокулярный девайс, чтобы формировалась картинка сразу для двух глаз. Если надо просто передавать видеопоток и фото, при этом получая информацию в формате коротких советов и параметров — тут хватит и возможностей монокулярного устройства.

У монокулярок даже существует образец с наличием взрывозащиты, RealWear HMT-1z1, производимый на немецком заводе компании iSafe, но это вообще единственный образец из серийных продуктов. Добротный монокулярный девайс с взрывозащитой и небольшим монокулярным экраном. Но иногда нужны и бинокулярки. Скажем, энергетику, который задействован в оперативном переключении, нужен экран побольше, чтобы видеть всю схему переключения целиком. Еще тут важны и стандартные характеристики видеокамеры в плане самого качества съемки и ее удобства — чтобы ничего не загораживало угол обзора, чтобы был нормальный автофокус (крутить что-то мелкое в перчатках или рассматривать мелкие сколы на деталях в неслабый минус, ловя фокус, это так себе удовольствие).

А вот для сотрудников ремонтных цехов все немного проще, тут иные требования по взрывобезопасности, что позволяет выбирать девайсы из более широкого модельного ряда. Тут уже главное просто качество — чтобы устройство работало, не тормозило, было сделано добротно именно в индустриальном исполнении, чтобы не ломалось при механическом воздействии и прочее. В общем, нормальная серийная железка, а не прототип.

Инфраструктура

И еще одна вещь, без продумывания которой не протащить решение в индустриальный мир — инфраструктура. Существует такое понятие как digital ready инфраструктура. С одной стороны, это такой же маркетинговый хайп, как и Windows 7 ready мышка для компьютера. С другой стороны, тут есть довольно важный смысл. Вы же не будете пользоваться мобильным телефоном в условиях отсутствия базовой станции в радиусе действия? Ну ОК, пользоваться можно, книжку почитать, посмотреть фото и прочее, но позвонить вот уже нет.

Все digital-продукты ложатся на инфраструктуру. Нет ее — нет рабочего цифрового продукта. И если очень часто под цифровизацией понимают просто перенос всего с бумаги на цифру, например, был в компании бумажный пропуск у человека — сделали цифровой, и прочее, то у нас все это дело отталкивается от задач, от того, что именно надо делать.

Допустим, есть простое пожелание — инфраструктура для обеспечения связи. А площадь завода около 600 футбольных полей. Стоит ли тут делать инфраструктуру? Если да, то на каких именно участках, квадратах? Участки все разные, под каждый надо писать ТЗ. Ну и главное — а вот людям, которые тут работают, вообще нужна эта инфраструктура?

Цифровые продукты на производстве это всегда поэтапная работа, и штука в том, что ты не поймешь, как и что нужно делать с инфраструктурой, пока не притащишь сам продукт. Принес ты продукт, а инфраструктуры нет. Развернул на костылях беспроводные сети от доступных операторов, понял, что работать-то работает, но хочется стабильности — и откатываешься назад, как в старом добром советском системном подходе при проектировании. И начинаешь строить ту инфраструктуру, которой здесь не было и именно в том виде, в котором необходимо пользователям.

Где-то достаточно поставить пару точек доступа, где-то есть установка с кучей лестниц и переходов высотой с 20-этажный дом, и тут хоть увешайся точками и передатчиками, но такого качества сети, как в помещении, не получишь, поэтому есть смысл засвечивать установку и использовать переносные точки доступа, такие как используют шахтеры (взрывозащищенные!). У каждого объекта есть своя специфика, требующая своего решения.

Люди

Создав инфраструктуру, протащив в индустрию нужные девайсы и наладив все с технической точки зрения, помни — еще есть люди, с которыми надо пройти три этапа, чтобы продуктом стали пользоваться.

• Ознакомить подробно, показать собственный пример.
• Научить использовать самостоятельно, протестировать после этого, насколько все всё поняли.
• Обеспечить приживаемость продукта.

Фактически ты даешь людям нечто, которым они точно до этого не пользовались. Вот если вы пересаживали родственников с кнопочных раскладушек на современные смартфоны, там примерно такая же история. Показать девайс, где видеокамера, а как настроить под себя микродисплей, а где чего нажать для связи— и прочее, прочее, прочее.

И тут есть одна засада.

Ты приходишь к людям и приносишь продукт, рассказываешь о нем. Сотрудники могут соглашаться, не особо спорить, с интересом и энтузиазмом учиться у тебя пользоваться этим новым устройством. Могут даже все быстро запомнить с первого раза. Могут блестяще сдать тест на знание девайса и использовать его так же уверенно, как и ты.

А потом выяснится, что ты заранее не уточнил, кто именно из их команды будет непосредственно на площадке ходить в этих очках. И получится, что обучать заново надо совсем других людей.

Зато у тебя будут несколько сотрудников, которые на отлично разобрались в продукте, который не будут применяться.

А еще у нас есть небольшое видео о том, как это устроено.