Автор

Ипполитова А.А.

Аннотация

Данная статья посвящена созданию разработки аппаратно-программного образовательного многофункционального комплекса с использованием  VR/АR-контента. Актуальность обусловлена необходимостью разработки многофункционального  тренажера с набором различных конструкторов оборудования, где используется VR/АR-контент. Существует потребность в создании аппаратно -программного комплекса  для тренировки,  развития существующих навыков и обучению новых специалистов  с использованием контента виртуальной и дополненной реальности.  Составлены  основные   задачи для создания аппаратно-программного комплекса, включающие требования к методикам и курсам, аппаратной и программной части, главными особенностями являются доступность, многофункциональность, обучение с использованием AR/VR контента.

Ключевые слова

VR/AR, программная часть,  аппаратная часть, многофункциональный комплекс, методика, контент.

Статья

УДК 004.588

 

РАЗРАБОТКА АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ​​ VR/АR-КОНТЕНТА

 

Ипполитова А.А.​​ 

 

ООО «НМИ»

 

Данная статья посвящена​​ созданию разработки аппаратно-программного образовательного многофункционального комплекса с использованием ​​ VR/АR-контента. Актуальность обусловлена необходимостью разработки многофункционального ​​ тренажера с набором различных конструкторов оборудования,​​ где используется VR/АR-контент. Существует потребность в создании аппаратно -программного комплекса ​​ для тренировки, ​​ развития существующих навыков и обучению новых специалистов ​​ с использованием контента виртуальной и дополненной реальности. ​​ Составлены ​​ основные  ​​​​ задачи для создания аппаратно-программного комплекса, включающие требования к методикам и курсам, аппаратной и программной части, главными особенностями являются доступность, многофункциональность, обучение с использованием AR/VR контента.

 

Ключевые слова:​​ VR/AR, программная часть, ​​ аппаратная часть, многофункциональный комплекс, методика, контент.

 

Введение

 

Технологии виртуальной и дополненной известны достаточно давно, но люди привыкли их видеть в индустрии развлечений. На самом деле, VR и AR​​ уже приспособили под свои нужды ведущие промышленные предприятия по всему миру. Например, с помощью дополненной реальности рабочие могут оперативно получать доступ к инструкциям и руководствам. Информацию они получают в виде видео, аудио, фотографиях, картинках или графиках. Такой подход позволяет снизить требования к квалификации специалистов, и уменьшить время на изучение и просмотр рабочих инструкций. Причём сама система способна, например, распознать форму детали для сборки и вовремя подсказать, если техник предпринял ошибочные действия по её монтажу.

Проблема в том, что узкопрофильных решений для производственников на рынке нет, компании вынуждены под каждый проект собирать свой конструктор, самостоятельно решать задачи интеграции, конвертации и масштабирования.

В связи с этим целью данной работы стала разработка аппаратно-программного образовательного многофункционального комплекса с использованием ​​ VR/АR-контента.

 

Исследовательская часть

 

Если посмотреть на распределение затрат в сегменте VR и AR, увидим, что сейчас это по большей части технология, ориентированная на конечных пользователей (в основном геймеров). Сегмент B2B здесь занимает​​ миниатюрную долю от всех потребителей. Промышленные предприятия вынуждены осваивать технологии виртуальной реальности, если хотят вписаться в историю «Индустрии 4.0.», встать на путь цифровизации и полной автоматизации производственных процессов. «Интернет вещей», VR и AR – важные составные части новой организации бизнес-моделей.

Виртуальная и дополненная реальности могут использоваться на производственных стадиях, которые не требуют глобальной перестройки процессов, для оптимизации производственных цепочек и увеличения производительности.

Виртуальная и дополненная реальности работаю следующим образом. Такие решения состоят из аппаратной и программной частей. К первой относятся средства обеспечения виртуального присутствия удаленного специалиста на месте – таким средством может быть планшет, смартфон или специальные очки. Сюда же стоит отнести прочую ИТ-инфраструктуру вместе с корпоративным сервером и любым другим оборудованием, участвующим в передаче данных. В то же время, программная часть может значительно различаться в зависимости от конкретного производителя. Программная часть, как правило, уникальна для каждого проекта, в настоящее время не существует единой или хотя бы нескольких основных платформ, принятых разработчиками в качестве стандарта.

AR/VR контент предоставляет технику данные, которые необходимы в данный момент, будь то схемы либо порядок сборки, место​​ возможной неисправности или серийный номер детали под замену.

AR/VR контент способствует решению инженерных задач. Визуализация работы и устройства различной техники, может продемонстрировать работу станка в любых разных модификациях, например, при разработке прототипа подвески автомобиля можно увидеть, как модель ​​ будет работать в реальных дорожных условиях. Разработка сложных деталей будет осуществляться ​​ без чертежей и рисунков, а для проектирования ​​ её ​​ каркаса, отпадет необходимость в измерительной ленте. Благодаря дополненной реальности стажёр, ученик или мастер может видеть электрические компоненты устройства ​​ не углубляясь ​​ в изучение спецификации. AR-технологии также возможно ​​ использоваться на этапе сборки сложных механизмов и ​​ изменении модификации комплекса. В ​​ дефектоскопии уже есть опыт использования AR/VR: сотрудник может с точностью узнать, все ли детали на месте, нет ли геометрических искажений, царапин. Все деформации отображаются на экране в реальном времени, это значительно ускоряет рабочий процесс.

 

Алгоритм реализации образовательной программы на виртуальном тренажере ​​ технологического оборудования

 

  • Виртуальный конструктор оборудования

  • набор модулей прямолинейного, вращательного и сложных движений

  • программа формирования компоновок оборудования

  • Способы работы на разном оборудовании

  • технологический процесс обработки

  • режимы обработки

  • Программирование технологических процессов

  • Образовательный курс ​​ работы на оборудовании с ручным приводом исполнительных механизмов

  • демонстрационная программа изготовления типовой детали на разном оборудовании

  • практические занятия по изучению работы исполнительных механизмов

  • выбор режимов обработки

  • изготовление типовой детали на разном оборудовании

  • Образовательный курс работы на оборудовании с ЧПУ

  • демонстрационная​​ программа изготовления типовой детали на разном оборудовании

  • практические занятия по изучению работы исполнительных механизмов​​ 

  • выбор режимов обработки

  • изготовление типовой детали на разном оборудовании

  • Постановка задачи. Выбор приоритетов.

  • анализ​​ актуальности выбранной ​​ задачи

  • анализ рынка образовательных услуг по выбранной тематике

  • выбор приоритетных направлений по реализации поставленной задачи.

  • Проектные работы по разработке ассортимента модулей.

  • эскизный проект

  • технический проект

  • рабочий проект

  • полный комплект конструкторской документации

  • Разработка 3Д моделей модулей

  • Разработка 3Д моделей покупных изделий

  • Разработка виртуального конструктора оборудования

1 Этап

  • станок токарный

  • станок вертикально – фрезерный

  • станок сверлильный​​ 

  • Разработка демонстрационной программы изготовления типовой детали на токарном станке.

  • Разработка демонстрационной программы изготовления типовой детали на фрезерном станке

  • Разработка демонстрационной программы изготовления типовой детали на сверлильном станке

  • Разработка​​ программ для станков с ЧПУ

Проектные работы по разработке ассортимента модулей

  • Разработка типоразмерного ряда модулей прямолинейного движения с исполнениями под разные технологические задачи

  • Разработка типоразмерного ряда модулей вращательного движения с исполнениями под разные технологические задачи

  • Разработка модулей связи для конструирования компоновок оборудования разного назначения

  • Разработка модулей вспомогательных движений

  • Разработка компоновок станков

1 Этап.

  • станок токарный

  • станок вертикально-фрезерный

  • станок сверлильный

Разработка электрических схем управления

2 Этап.

  • станок горизонтально-фрезерный

  • станок фрезерно-сверлильный

  • станок плоскошлифовальный

  • станок круглошлифовальный

  • станок внутришлифовальный

  • станок горизонтально-расточной

  • станок зубофрезерный

 

Результаты

 

Разработанные аппаратно-программные решения основываются на базе существующих технологий, ​​ отличаются наличием образовательных программ, наличием AR/VR контента, многофункциональности оборудования и его доступности. Новизной является​​ интегрирование образовательного контента AR/VR ​​ в многофункциональный комплекс.

 

Выводы

 

  • Требования к ​​ образовательного многофункционального комплексу - доступность, эффективность, наличие понятного интерфейса и образовательных методик, что реализуется в разрабатываемом проекте.​​ 

  • Использование ​​ AR/VR контента позволяют улучшить скорость обучения персонала, а также порог вхождения для работы с оборудованием. Благодаря многофункциональности отпадает необходимость в закупке различных станков.

 

Список литературы

 

  • How Augmented Reality Works / Kevin Bonsor //.​​ [Электронный ресурс].​​ URL:​​ http://computer.howstuffworks.com/augmented-reality1.htm.

  • Как внедрить AR-технологии в ваш бизнес /​​ Rusbase​​ // [Электронный ресурс].​​ URL:​​ https://rb.ru/opinion/kak-ar/.

  • Дополненная реальность в российской промышленности: бесполезна или необходима [Электронный ресурс].​​ URL:​​ https://vc.ru/flood/32831-dopolnennaya-realnost-v-rossiyskoy-promyshlennosti-bespolezna-ili-neobhodima

  • Дополненная реальность в российской промышленности: бесполезна или необходимаКак повысить эффективность производства с дополненной реальностью? [Электронный ресурс].​​ URL:​​ https://habr.com/ru/post/324150/

  • Виртуальная реальность в промышленности: возможности и ограничения / «ГЕОЛАЙН Технологии» // [Электронный ресурс].​​ URL: https://geoline-tech.com/en/

  • Папагианнис, Хелен. Дополненная реальность. Все, что вы хотели узнать о технологии будущего / Хелен Папагианнис; [пер. с исп. В.Г. Михайлова]. – Москва: Эксмо, 2019 – 288с.

© А.А.​​ Ипполитова, 2019

 

Скачать PDF

Выходные данные

Ипполитова А.А. разработка аппаратно-программного образовательного многофункционального комплекса с использованием  VR/АR-контента [Электронный ресурс] // Вестник современных исследований. — Электрон. журн. — 2019. — № 8. — Режим доступа: https://orcacenter.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *