Технология дополненной реальности – современный...

Технология дополненной реальности

77Делов ой порта л «Управление произв одс тв ом». Сайт: www.up-pro.r u

сегодня технологии дополненной и виртуальной реальности активно развиваются иохватывают все большее количество областей применения. Крупнейшие мировыебренды, такие как IKEA, Microsoft, Lowe, Volvo и многие другие, не только эксперимен-тируют с дополненной реальностью, но и выполняют промышленное внедрение этой тех-нологии, предлагая клиентам новый сервис. не боятся экспериментов и передовыероссийские компании из системообразующих отраслей экономики, повышая качестворешения производственных процессов.

в данной статье речь пойдет об использовании очков дополненной реальности MicrosoftHoloLens для решения прикладных задач на различных стадиях жизненного цикла объ-ектов промышленного и гражданского строительства.

Текст: Павел Кононов, главный инженер Дивизиона инженерных моделей ГК «НЕОЛАНТ»Екатерина Снежкова, руководитель сектора маркетинговых коммуникаций ГК «НЕОЛАНТ»

Технология дополненной реальности –современный способ решения задач инжиниринга

и эксплуатации промышленных объектов

Как работают очки дополненнойреальности Microsoft HoloLens?Если в случае с виртуальной реальностью происходитполное погружение в созданный мир, то дополненнаяреальность (англ. augmented reality, AR — «расширен-ная реальность») – это технология, позволяющая до-полнить окружающую нас действительность новойинформацией. Этот эффект может быть полезен какдля частного потребления, так и для использования напромышленном рынке.

Microsoft Hololens – это компактный компьютерв виде шлема, который пользователь надевает наголову. Устройство полностью автономное, тоесть не привязано к сторонним гаджетам (смарт-фону, ноутбуку, камере и т.д.), и работает подуправлением операционной системы Windows 10 безкакого-либо проводного подключения.

Устройство построено на основе собственного уни-кального процессора Holographic Processing Unit(HPU), имеет встроенную акустическую систему, ка-меру, видеоускоритель и сенсоры.

HoloLens оборудован двумя камерами, аналогич-ными тем, которые используются в Microsoft Kinect:одна работает в обычном спектре, другая – в инфра-красном. Они считывают и анализируют окружающеепространство. Это – база устройства.

Посредством API обрабатывается голография и вы-водится на экран из полупрозрачного стекла, котороене мешает воспринимать настоящий мир. Такое взаи-модействие и создает эффект дополнительной реаль-ности.

HoloLens распознает жесты и следит за тем, кудасмотрит человек. В зависимости от направлениявзгляда изменяется положение голограмм на экране.Помимо этого, устройство полностью совместимо с Mi-crosoft Cortana, поэтому поддерживает управление го-лосом [1].


78

Делов ой порта л «Управление произв одс тв ом». Сайт: www.up-pro.r u

Авторы статьи:

Павел Кононов,главный инженер Дивизиона инженерных мо-делей ГК «НЕОЛАНТ»

Рис. 1. Очки дополненной реальности Microsoft HoloLens

Екатерина Снежкова,руководитель сектора маркетинговых комму-никаций ГК «НЕОЛАНТ»

Управление цифровым активом в очкахдополненной реальности На текущий момент в отрасли промышленного игражданского строительства активно используютсяи развиваются технологии информационного моде-лирования (BIM/ИМ), позволяющие эффективноуправлять объектом на всех стадиях его жизненногоцикла (ЖЦ): от проектирования до вывода из экс-плуатации. Применение инновационных техноло-гий дополненной реальности значительнорасширяет возможности BIM-инструментария иобеспечивает принципиально новое качество реше-ния производственных задач. При этом синергети-ческий эффект достигается за счет интеграции нетолько с виртуальной 3D-моделью объекта, но и сполноценным «цифровым активом». Колоссальныйразрыв в этих понятиях и определяет технологиче-скую глубину и практическое значение достижения.

Под виртуальной 3D-моделью объекта подразуме-вается трехмерное изображение объекта, не несу-щее в себе никакой инженерной информации,только графическая часть. В то время как цифровойактив – это информационная модель (ИМ), погру-женная в систему управления инженерными дан-ными (СУИД). Такая ИМ содержит все необходимыетехнологические атрибуты с привязкой к многомер-ной структуре объекта. При этом актуализация мо-дели и данных в ней, с учетом авторского итехнического надзора на стадии строительства и ре-конструкции/модернизации на стадии эксплуата-ции, происходит в СУИД.

Только в таком случае в любой момент времени ина любой стадии жизненного цикла обеспечиваетсяналичие достоверной, актуальной и полной инфор-мации об объекте реального мира, что является не-


79


Рис. 2. Работа с очками дополненной реальности Microsoft HoloLens при помощи характерных жестов

Рис. 3. Управление НПЗ в очках дополненной реально-сти Microsoft HoloLens демонстрируется участникамтехнологической выставки в рамках Форума «МНО-

ГОМЕРНЫЙ ВОРОНЕЖ-2017»

Рис. 4. Управление НПЗ в очках дополненной реально-сти Microsoft HoloLens демонстрируется участникамтехнологической выставки в рамках Форума «МНО-

ГОМЕРНЫЙ ВОРОНЕЖ-2017»

http://www.neolant.ru/imodel/

http://www.neolant.ru/imodel/

обходимым условием принятия обоснованных и без-ошибочных инженерных и управленческих решений.

На практике интеграция технологии дополненнойреальности с цифровым активом открывает исклю-чительные возможности, поражающие не только ви-зуальным эффектом, но и способностью достичьпринципиально нового качества в решении всегдаактуальных для любого промышленного предприя-тия задач:

• Как преуспеть в жесткой конкурентнойборьбе на рынке?• Как эффективно и без лишних затратпроводить реконструкцию/модернизациюобъекта?• Как обеспечить безопасную эксплуатациюобъекта и восстановить работоспособностьоборудования с минимальными потерямивремени и денег?• Как быстро и качественно выполнитьмонтажные и демонтажные работы?Давайте разберемся, как это реализуется.

AR-технология как способ обеспечитьсебе место под солнцем дляпроизводственного предприятияКогда речь заходит о высококонкурентных мировыхрынках, то самые крупные игроки нашей страны (изтаких отраслей, как оборонно-промышленный ком-плекс, атомная и гидроэнергетика) настроены ам-бициозно и заинтересованы одержать победу вборьбе как внутри, так и за пределами страны. По-этому с точки зрения воздействия на будущего за-

казчика, которому нужен партнер на строительствопромышленного или инфраструктурного объекта,важен комплексный подход, что позволит заявить осебе не только как о компетентном и опытном ис-полнителе, но и как о современной, инновационнойинжиниринговой компании, думающей стратегиче-ски в рамках потребностей заказчика. В совокупно-сти и в конечном счете это повлияет на принятиеположительного решения в пользу такого исполни-теля.

Взаимодействие с заказчиком начинается с пре-зентации будущего проекта, где ключевую роль иг-рает непосредственно макет объекта строительства.Раньше макеты изготавливались физически какуменьшенная копия объекта с прилегающей к немутерриторией (рис. 5). Понятно, что с таким макетомничего нельзя сделать и использовать в дальнейшемв рамках реализации проекта.

Сегодня все чаще в качестве макета используется3D-модель объекта с привязкой к генплану (рис. 6),которая обладает несравненно большими возмож-ностями: от наглядной визуализации объекта в виде3D-модели до демонстрации внутреннего содержа-ния нужной детализации любого производствен-ного помещения на объекте. Кроме того, в будущемтакая 3D-модель будет использоваться на последую-щих стадиях ЖЦ: при сдаче проекта строительстваи на этапе эксплуатации. То есть заказчик можетразвить ее в полноценный цифровой актив, а испол-нитель поможет ему в этом, возместив таким обра-зом свои затраты, в том числе на созданиеэлектронного макета.


80


Рис. 5. Макет объекта строительства на примере Нижне-Бурейской ГЭС (ПАО «РусГидро»)

Теперь представьте, что будущий объект пред-стает перед вашими глазами не с экранов монитора,а буквально парит в любой точке реального про-странства (например, над столом переговоров в заледля совещаний) как 3D-модель, отображаемая ввиде голограммы (Видеоролик 1). При этом по-является возможность самостоятельного знаком-ства с объектом и всей его инженернойинфраструктурой, для чего совершенно не обяза-тельно, например, быть экспертом в области инфор-

мационного моделирования. Все происходит мгно-венно на уровне интуиции и пальцев рук: прибли-зил/удалил – выделил элемент на 3D-модели –просмотрел информацию в технологическом пас-порте для выделенного элемента.

Достичь столь невероятного эффекта и качествапрезентации стало возможным в очках дополнен-ной реальности Microsoft HoloLens с помощью ин-теграции AR-технологии с системой управленияинженерными данными НЕОСИНТЕЗ, а также реа-


81


Рис. 6. 3D-модель Ленинградской АЭС с привязкой к генплану

Видеоролик 1. Пример презентации Волжской ГЭС, спроектированной АО «Институт Гидропроект» (ПАО «РусГидро»)с применением информационного моделирования, с помощью технологии дополненной реальности Microsoft

HoloLens, вы можете просмотреть в видеоролике на Youtube-канале ГК «НЕОЛАНТ» www.youtube.com/user/neolant/

https://www.youtube.com/watch?v=j7xfwmd-J84



http://www.neolant.ru/neosyntez/

лизации режима группового взаимодействия, чтопозволяет группе людей, использующих очки, ви-деть одинаковую голограмму объекта, а одному изних непосредственно работать с ней. Такая гологра-фическая модель, интегрированная с СУИД, впо-следствии получит применение для эффективногорешения различных прикладных задач: внесения из-менений в проектную модель на основе результатовстроительства; проведения реконструкции/модер-низации объекта; организации сервисного обслужи-вания оборудования; планирования демонтажныхработ. То есть заказчик будет не только впечатленздесь и сейчас, но и получит современные инстру-менты, применение которых повысит качествостроительства и эксплуатации объекта в будущем.

Очки дополненной реальности MicrosoftHoloLens + СУИД НЕОСИНТЕЗ =качественная реконструкция имодернизация объекта капитальногостроительстваВозможности использования AR-технологии допол-ненной реальности при реализации процессов рекон-струкции и модернизации отличнопродемонстрированы на примере объекта городскойтранспортной инфраструктуры – станция метро «Пят-ницкое шоссе», информационная 3D-модель кото-рого загружена в СУИД НЕОСИНТЕЗ (Видеоролик 2).

Специалист, ответственный за концептуальноепроектирование решения в очках дополненной ре-альности, прибывает на объект капитального строи-тельства для формирования вариантамодернизации и дальнейшего выпуска исполнитель-ной документации. На месте он размещает виртуаль-ные элементы оборудования и интерьера вестибюлястанции метро из каталога семейств Autodesk Revit,

в котором разработана 3D-модель «как спроектиро-вано», дополняя реальный объект. Данные из очковдополненной реальности автоматически импорти-руются в 3D САПР (в данном случае – Autodesk Revit)или в СУИД (в данном случае – НЕОСИНТЕЗ).

После того как все объекты размещены, инженер-проектировщик с помощью голосовой команды со-храняет результаты своей работы. Полученныеданные импортируются проектировщиками, ответ-ственными за выпуск рабочей документации, вСАПР. При необходимости проектировщик можетизменить положение элементов с учетом технологи-ческих ограничений и в соответствии с нормами иправилами проектирования, после чего выпускаетсярабочая документация. Таким образом, трехмернаямодель дополняется результатами концептуальногопроектирования.

Рабочая документация вместе с обновленной ин-формационной моделью публикуется в системууправления инженерными данными, что позволяетсоздать исполнительную информационную модель«как построено» для последующей передачи на этапэксплуатации.

Такой метод выполнения проекта по реконструк-ции или модернизации объекта позволяет опти-мально и быстро провести виртуальнуюверификацию проектных решений прямо на местеи избежать инженерных ошибок, устранение кото-рых в реальности могло бы привести к незаплани-рованным затратам.

Эффективная организация техническогообслуживания и ремонта оборудованияв очках дополненной реальностиПрименение технологии дополненной реальностиповышает стабильность и безопасность процессов


82


Видеоролик 2. Пример применения очков дополненной реальности для реализации проекта реконструкции имодернизации на примере объекта городской транспортной инфраструктуры – станция метро «Пятницкое

шоссе» вы можете просмотреть в видеоролике на Youtube-канале ГК «НЕОЛАНТ» www.youtube.com/user/neolant/

https://www.youtube.com/watch?v=iL6qMqNKPmU



эксплуатации предприятия. Как это работает?Предположим, на объекте вышло из строя какое-

то оборудование, и инженеру по сервисному обслу-живанию и ремонту оборудования необходимомаксимально оперативно определить и устранитьпричины неисправности для восстановления его ра-ботоспособности. Для снижения влияния человече-ского фактора и обеспечения четкого следованиярегламенту ремонтов очки дополненной реальностимогут служить в качестве своеобразной портатив-ной базы знаний об объекте с подгружаемой инфор-мацией из СУИД и других специализированныхэксплуатационных систем (в частности, из ТОиР).

Надев очки Microsoft HoloLens, инженер подходитк реальному оборудованию на объекте и диагности-рует неисправность. Далее необходимо понять, ка-кова же причина такой неисправности и как ееустранить: в каком порядке и какие действия выпол-нить без влияния на безопасность функционирова-ния объекта в целом и без угрозы жизни человеку.Для этого инженер работает с моделью оборудова-ния в AR-очках, то есть выбирает из виртуальногоменю (дополненная информация к реальному объ-екту) соответствующий пункт (в данном случае –Техническое обслуживание и ремонт) с указаниемпродиагностированной неисправности из перечнячасто встречающихся. В зависимости от неисправ-ности ему будет необходимо выполнить анимиро-ванную пошаговую инструкцию по выявлению иустранению причины неисправности.

Анимированная инструкция визуально подсказы-вает специалисту, о каком элементе оборудованияидет речь, указывая на него красной стрелкой в

очках дополненной реальности. Следующий шаг ввиртуальной инструкции возможно выполнитьтолько в том случае, если инженер реально выпол-нил предыдущее действие. Таким образом обеспечи-вается своего рода контроль за надлежащимисполнением инструкции специалистом по сервис-ному обслуживанию и ремонту оборудования.

Устранив неисправность и восстановив работуоборудования, инженер ставит соответствующуюотметку на модели с применением очков дополнен-ной реальности (например, Причина неисправностиустранена), которая получит автоматическое отра-жение в СУИД и в ТОиР-системе. Таким образом,весь процесс сервисного обслуживания реализуетсяна месте, что обеспечивает его оперативность и вы-сокое качество.

Обеспечение нового качествамонтажных и демонтажных работ спомощью очков дополненнойреальностиМонтаж/демонтаж крупногабаритного технологи-ческого оборудования, расположенного в ограни-ченном производственном помещении, – этотиповая и регулярная задача на производственныхпредприятиях, которую необходимо выполнять бы-стро и качественно. С появлением технологии до-полненной реальности стало возможным грамотноспланировать процесс монтажа/демонтажа как сточки зрения сроков реализации, так и с точки зре-ния разработки технологии.

Для примера зададим ситуацию и продемонстри-руем решение задачи на практике. Необходимо про-


83


Видеоролик 3. Пример применения очков дополненной реальности Microsoft HoloLens для грамотного планированияпроцесса демонтажа на примере гидроагрегата Волжской ГЭС, спроектированной АО «Институт Гидропроект» (ПАО

«РусГидро»), вы можете просмотреть в видеоролике на Youtube-канале ГК «НЕОЛАНТ» www.youtube.com/user/neolant/

https://www.youtube.com/watch?v=aJf3-bnsqfU



СОЗДАНИЕ ЦИФРОВЫХ АКТИВОВ ПРОИЗВОДСТВ НА БАЗЕ РОССИЙСКИХ BIM/СУИД-ТЕХНОЛОГИЙ

www.neolant.ru [email protected] +7 (499) 999 0000

Комплексная поддержка управления предприятиями и регионами от BIM-провайдера N1 в промышленности РФ:

разработка и внедрение собственных CAD, BIM, СУИД-решений;

интеграция продуктов других вендоров в текущую ИТ-среду;

создание и сопровождение цифровых активов;

услуги информационного моделирования;

инжиниринг на базе информационного моделирования.

Государственная экспертиза Технический надзор

КомплектацияПроектирование Рабочаядокументация Строительство ЭксплуатацияОТР

извести демонтаж гидротурбины диаметром 10 мет-ров на демонтажной площадке площадью 20 м х 20м. Возникает вопрос, где размещать элементы обо-рудования (например, крышку, лопатки и т.д.),чтобы вписаться в геометрию ограниченного про-странства, выделенного под демонтаж.

Надев очки Microsoft HoloLens, специалист по де-монтажу может работать с дополненной модельюгидротурбины и виртуально прорабатывать различ-ные сценарии позиционирования ее элементов наплощадке до тех пор, пока не получит нужный ре-зультат. Кроме того, сразу же будет учитываться всяинженерная информация по оборудованию, подгру-жаемая из СУИД НЕОСИНТЕЗ, что влияет не толькона оперативное принятие инженерных решений, нои на обеспечение безопасного производства работ вреальности (Видеоролик 3).

ЗаключениеВ данной статье были продемонстрированы практи-ческие кейсы применения технологии дополненной

реальности в отрасли промышленного и граждан-ского строительства в интеграции с относительноболее развитыми технологиями информационногомоделирования. Кейсы доказывают, что такая интег-рация создает мощный синергетический эффект, иочки дополненной реальности становятся оченьценным рабочим инструментом на предприятии,применение которого повышает качество решенияразличных производственных задач.

Скорость развития AR-технологии, а также глу-бина ее проникновения в реальные потребностипредприятий, несомненно, будет интенсивно растив ближайшие пять-десять лет. Поэтому те компании,которые начнут освоение технологии дополненнойреальности уже сейчас, создадут нужный темп ееразвития у себя для решения своих прикладныхзадач и, в конечном счете, обеспечат себе значитель-ное конкурентное преимущество.

[1] – источник: www.windowsten.ru/obzor-microsoft-hololens-12391


84Делов ой порта л «Управление произв одс тв ом». Сайт: www.up-pro.r u

http://neolant.ru/

Технология дополненной реальности – современный...

Documents