Waarom augmented reality een droomoplossing kan zijn voor fabrikanten

Van Pokémon Go tot Snapchat, de meeste consumenten hebben wel wat ervaring met augmented reality. Maar nu is het de beurt aan productiebedrijven die AR gebruiken, om op vlak van productontwerp en -ontwikkeling de 2D-barrière te doorbreken.

Augmented reality (AR) werd twee zomers geleden stevig in het bewustzijn van de consument verankerd. Pokémon Go zette toen, met een locatiegebaseerd experiment met augmented en virtual reality-gaming voor meerdere spelers, horden spelers met hun smartphonecamera's en gps-signaal aan het zoeken naar wilde Pokémons op straat in de echte wereld.

Er zijn daarnaast echter ook tal van praktische zakelijke toepassingen, waarbij AR-technologieën de manier waarop we leren, beslissingen nemen en met de fysieke wereld communiceren, verandert. Het is een belangrijk onderdeel van Industrie 4.0.

De waaier aan mogelijkheden

Volgens een studie van PwC investeerden risicokapitalisten in het Verenigd Koninkrijk tussen eind 2013 en maart 2017 meer dan £ 675 miljoen in VR-/AR-technologieën van hardware- en softwarebedrijven.

Naar verwachting zal de groei in de VS in de periode 2017-2021 versnellen; de piek van de uitgaven zou in 2020 zijn. Ondertussen zouden de uitgaven in Azië/Pacific (met uitzondering van Japan) – APeJ – aan het einde van de prognoseperiode enigszins afnemen. Deze verwachtingen zijn gebaseerd op de meest recente gegevens van de Worldwide Semiannual Augmented and Virtual Reality Spending Guide van International Data Corporation.

De Guide kijkt ook naar verwachte CAGR's gedurende de periode 2017-2021. Interessant genoeg zitten de VS en APeJ zoals verwacht op 100%+, maar gaan Canada en Midden- en Oost-Europa met volle kracht vooruit met respectievelijk 139,9% en 113,5%. Zoals op de volgende kaart te zien is, doen de VS het echter nog steeds beter dan alle andere regio's:

AR-hardware

Augmented reality-toestellen gebruiken complexe optische elementen, sensoren en andere elektronische onderdelen die in een breed scala aan materialen - zoals glas, textiel, kunststof en keramiek - in headsets, brillen, vizieren, consoles en projectoren, zijn gemonteerd om zintuiglijke informatie aan de omgeving van een gebruiker toe te voegen, zodat de interactie tussen mens en machine wordt vergemakkelijkt.

AR gebruikt de bestaande omgeving en legt er virtuele informatie overheen. Tekst, beelden, afbeeldingen en audio - en soms ook zintuiglijke feedback - kunnen allemaal aan de echte wereld worden toegevoegd, zodat gebruikers bestaande of virtuele objecten op onconventionele manieren voor ogen kunnen zien en 'gebruiken' in de vorm van een beeld dat deels werkelijkheid en deels digitaal is. Een ingenieur of architect kan bijvoorbeeld een ontwerp met een 3D CAD-projector bekijken en functies wijzigen met handgebaren.

Deze nieuwe en verbeterde wereld gebruikt virtuele informatie om hulp te bieden bij echte activiteiten en wordt in smart manufacturing opgenomen als onderdeel van de ontwikkeling van Industrie 4.0. Er is één gebied dat in het bijzonder een grote belofte vormt voor de toepassing van AR: productontwerp en -ontwikkeling.

AR en design engineering

Productiebedrijven van verschillend formaat kunnen flink wat voordeel halen uit alles wat AR-technologie kan bieden voor het productontwerpproces, zoals snelle visualisatie, snelle marktintroductie en nieuwe manieren van samenwerking.

Beter dan CAD

Visualisatie is een kernactiviteit in het ontwerpproces. In de eerste ontwikkelingsstadia worden productconcepten over het algemeen uitgebeeld en gevormd door middel van schetsen en CAD-modellering. Hoe effectief deze hulpprogramma's ook zijn, het lijdt geen twijfel dat de concepten op papier of scherm vlak blijven en geen voeling hebben met de real-life context of met ruimte en schaal. Voeg AR toe en u kunt het idee tot leven brengen, van het scherm halen en op de juiste schaal in de echte wereld plaatsen, zodat u er omheen en doorheen kunt lopen en een veel authentieker gevoel voor de ware vorm, verhouding en relatie tot de omgeving krijgt.

Met AR kunnen productontwikkelingsteams ontwerpen in een eerdere fase van het proces verfijnen en optimaliseren. Er kunnen concepten en alternatieven toegevoegd, herzien, aangepast en gewijzigd worden en elementen zoals ergonomie, toegang, uitzicht en gevoel kunnen worden opgenomen. Digitale modellen kunnen ook worden getest, geanalyseerd en gesimuleerd met hulpmiddelen zoals Finite Element Analysis (FEA) en Computational Fluid Dynamics (CFD). Het resultaat: een razendsnel iteratief ontwerpproces dat uiteindelijk leidt tot fantastische producten en aanzienlijke tijd- en kostenbesparingen.

De technologie biedt ook nieuwe manieren voor het delen in realtime en voor samenwerking die geografische grenzen overschrijdt door middel van heads-up, handsfree videogesprekken. Hiermee wordt belangrijke inbreng van multifunctionele teams en participatie van potentiële klanten mogelijk. De HoloLens van Microsoft stelt teams van ontwerpers, ingenieurs of onderhoudsexperts in staat om samen te werken terwijl ze geografisch verspreid zijn; ze kunnen nieuwe inzichten geven en problemen oplossen terwijl ze grafisch materiaal delen. De mogelijkheid om op hoge snelheid aanpassingen en iteraties te doen, vertaalt zich bovendien in een efficiënt en gestroomlijnd productontwikkelingsproces.

"Het resultaat: een razendsnel iteratief ontwerpproces dat uiteindelijk leidt tot fantastische producten en aanzienlijke tijd- en kostenbesparingen."

In het geval van opkomende technologieën, zoals additive manufacturing, kan een component een willekeurig aantal veranderingen ondergaan in de tijd die bij conventionele ontwikkelingsmethoden nodig is voor één iteratie. De toevoeging van AR als een instrument tijdens de prototypefase biedt daarom nóg meer mogelijkheden. Uiteindelijk ondersteunt AR de medewerking van belanghebbenden tijdens de productontwikkeling. Dit leidt ook tot minder technische risico's en tot een grotere kans dat onderdelen en producten geschikt zijn voor gebruik.

Voor wie zijn de voordelen van AR?

Steeds meer technische bedrijven en productiebedrijven realiseren zich het potentieel van AR voor hun onderneming. Tot dusver zijn onder andere de lucht- en ruimtevaartsector, auto-industrie en sectoren voor energie, defensie en gezondheidszorg de koplopers. Daarnaast zien grote fabrikanten de voordelen van het rechtstreeks integreren van de kleinere bedrijven van hun toevoerketens in hun AR-systemen. Dit versnelt het productontwikkelingsproces verder doordat de digitale modellen van de fabrikant en de multifunctionele teams samenwerken.

In de schijnwerpers: Bosch Rexroth

De wereldwijde leverancier van power units en besturingselementen die in het productieproces worden gebruikt, maakt gebruik van een visualisatiemethode met AR om het ontwerp en de functionaliteit van de slimme, aangesloten hydraulische CytroPac-power unit te demonstreren. Met de AR-toepassing kunnen klanten een 3D-weergave van de interne pomp en koelopties van de unit in verschillende configuraties zien en kijken hoe de subsystemen in elkaar passen.

In de schijnwerpers: Boeing

Het monteren van duizenden onderdelen in de juiste volgorde vereist talrijke handleidingen en controlelijsten en is enorm tijdrovend. Boeing testte AR door een combinatie van Google Glass en het Skylight-systeem van Upskill om de bedrading in zijn 787-8-vrachtvliegtuigen te monteren, waarbij de vereiste informatie en instructies werden opgeroepen via AR-technologie. Het resultaat was dat de productietijd met 25% verminderd werd en de foutfrequentie gehalveerd.

In de schijnwerpers: Pratt & Whitney

AR wordt ook gebruikt voor trainingsdoeleinden. De technische trainingsprogramma's met AR van lucht- en ruimtevaartbedrijf Pratt & Whitney stellen deelnemers in staat om een virtuele wandeling in een draaiende motor te maken, zodat ze onderdelen kunnen onderzoeken en intuïtief begrip krijgen van hoe de motor werkt.

De toekomst van augmented reality

De toepassingen van AR in de industrie groeien exponentieel. Bedrijven van verschillende groottes, van toonaangevende fabrikanten tot ambitieuze MKB (KMO)-bedrijven, willen deze veelzijdige technologie dolgraag gebruiken. AR kan de manier waarop mensen fysiek met technologie werken veranderen. Voor zakelijke toepassingen in de productieomgeving en in het bijzonder voor productontwikkeling, biedt AR tastbare voordelen die alleen maar kunnen verbeteren naarmate de technologie verder wordt verkend en verfijnd.