Cómo crear aplicaciones de realidad aumentada para el IoT industrial

La realidad aumentada (AR) empresarial tiene aplicaciones en una amplia gama de empresas e industrias. Los especialistas en marketing y los vendedores pueden utilizar la realidad aumentada como una herramienta de comercio electrónico en 3D para modelar productos para los clientes en el espacio real. Los cirujanos pueden usar anteojos AR para obtener datos del paciente y diagramas superpuestos en una pantalla de visualización frontal, manteniendo las manos libres durante los procedimientos. Pero para las empresas con operaciones de fabricación pesadas, el caso de uso de AR que más cambia el juego es el Internet de las cosas industrial (IoT).

Los trabajadores de campo y los técnicos en las fábricas pueden aprovechar el modelado 3D AR combinado con datos en tiempo real de los sensores de IoT de varias maneras. Al usar una aplicación AR en teléfonos inteligentes, tabletas o auriculares AR empresariales, los trabajadores pueden monitorear los dispositivos conectados en busca de problemas y realizar el mantenimiento de rutina mucho más fácilmente que inspeccionar máquinas que a veces pueden ser difíciles o peligrosas de alcanzar. Los auriculares AR como Google Glass Enterprise y Microsoft HoloLens también pueden mostrar tutoriales y capacitación en línea inmersiva paso a paso para ensamblar y operar maquinaria que de otro modo requeriría la lectura de manuales e instrucciones técnicos extensos. Para los ingenieros, gerentes de planta o cualquier persona que trabaje con maquinaria compleja, ya sea una línea de ensamblaje de automóviles, tuberías de petróleo y gas o un motor a reacción, la AR empresarial está redefiniendo la forma en que los trabajadores industriales hacen su trabajo.

La parte difícil para las empresas es crear una experiencia de RA que se adapte a las necesidades únicas de sus empleados y de los dispositivos industriales de IoT con los que trabajan todos los días. La empresa de software empresarial PTC tiene una gran experiencia en este aspecto. PTC posee ambos Vuforia, la popular plataforma de desarrollo de AR que anteriormente pertenecía a Qualcomm y la plataforma líder de desarrollo de IoT ThingWorx.

PTC ha pasado los últimos años desarrollando e integrando las dos plataformas en una serie de herramientas que conforman una canalización de AR IoT de extremo a extremo. La solución es completamente personalizable según las necesidades de infraestructura de nube, software y hardware de la empresa. PCMag se reunió con Mike Campbell, vicepresidente ejecutivo de la plataforma ThingWorx en PTC, para analizar cómo ThingWorx y Vuforia trabajan juntos. Campbell explicó cómo las empresas pueden incorporar todos sus datos y dispositivos existentes en aplicaciones de RA. También demostró cómo ThingWorx Studio, lanzado recientemente por la compañía, combina las capacidades de desarrollo de AR de Vuforia con herramientas de modelado 3D para el IoT industrial.

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1. Llevando la RA a IoT

En ThingWorx 8, la última versión de la plataforma de IoT industrial de PTC, lanzada recientemente, la empresa incorporó más capacidades de desarrollo de aplicaciones de RA de Vuforia directamente a ThingWorx. A través de un programa de prueba gratis de ThingWorx Studio, PTC ha otorgado a más de 2000 empresas participantes acceso a un entorno nativo de creación y publicación de AR dentro de ThingWorx. Las empresas que ponen a prueba la capacidad incluyen fabricantes de automóviles como Tesla, Toyota y Volkswagen, productores de maquinaria pesada como Caterpillar y John Deere, gigantes de la tecnología y la consultoría e incluso la NASA y el Ejército de los EE. UU.

“Esta es una capacidad que cualquiera podrá utilizar”, dijo Campbell de PTC. “Pusimos esto en Thingworx Studio. Entonces, si crea experiencias de AR para trípodes, puede crear un objetivo para el trípode que se verá como una vista de estructura alámbrica y luego crear cualquier cosa que desee contra eso. Arrastra y suelta y, boom, tienes AR “.

2. Flexibilidad de datos

Thingworx Studio está diseñado específicamente para AR, pero permite a las empresas reutilizar los activos 3D existentes, lo que facilita la conexión de toda la maquinaria existente de su fábrica en el ecosistema de IoT. La plataforma también puede manejar fuentes de datos en la nube existentes y empaqueta integraciones nativas de IoT en la nube con Amazon Web Services ($ 6,415.00 en Amazon) (AWS), Microsoft Azure ($ 14,300.00 en Microsoft Azure) y GE Predix.

“Cada máquina y pieza de una fábrica se modeló en CAD antes de su fabricación. Podemos utilizar ese CAD y reutilizar los catálogos de componentes del cliente. Cualquier dato 3D, sin importar de dónde venga, podemos reutilizarlo”, dijo Campbell.

“También podemos facilitar la obtención de datos de todos los controladores, sensores y puertas de enlace. Cada máquina tiene sus propios protocolos e idiomas, por lo que hemos adquirido una tecnología integrada que nos permite hablar con todas esas máquinas. Apoyamos más más de 150 protocolos diferentes utilizados por miles de máquinas, por lo que podemos entrar en una fábrica y comenzar a obtener datos en Thingworx en menos de una hora. Tenemos un dispositivo que parece un pequeño disco de hockey de metal que puedes pegar en una máquina y comienza a transmitir datos como vibraciones, temperatura, etc., directamente a ThingWorx “.

3. Instrucciones paso a paso

Instrucciones paso a paso

Las instrucciones AR guiadas para ensamblar y desmontar, inspeccionar y mantener sistemas intrincados es una aplicación principal para el IoT industrial. También es una tarea que puede volverse repetible y estandarizada. En ThingWorx 8, PTC también lanzó tres aplicaciones prediseñadas: ThingWorx Controls Advisor, ThingWorx Asset Advisor y ThingWorx Production Advisor, para tareas industriales típicas como la supervisión remota de activos y la gestión del rendimiento de producción en tiempo real.

Campbell explicó cómo crear instrucciones repetibles paso a paso respetando la mecánica única de cualquier máquina determinada. También dijo que ThingWorx está trabajando para implementar el seguimiento basado en CAD en los próximos meses para eliminar la necesidad de colocar marcadores físicos frente a una lente AR para anclar el modelo.

“Podemos reutilizar instrucciones paso a paso que incorporan datos de IoT y hacerlos disponibles a través de la nube, con herramientas que funcionan un poco como animaciones de PowerPoint”, dijo Campbell. “Tome algo, arrástrelo a donde desee y tome una instantánea. Luego, al crear las instrucciones, puede especificar cosas como ‘desenroscar esto’ con una animación preempaquetada que gira el tornillo en sentido antihorario y lo desliza hacia afuera”.

“Hay inteligencia incorporada allí, por lo que no es solo arrastrar y soltar”, continuó Campbell. “También hay respeto por la cinemática. Por lo tanto, cuando diseñas algo, especificas que se trata de un cierto tipo de articulación o control deslizante y también lo respetará. En un entorno de capacitación, tomamos estos mismos conceptos, muchas fabricación e inspección, y ensamblar las cosas de manera que no tenga que mirar un esquema porque ve una superposición frente a usted que dice ‘estos tres cables deben enchufarse aquí, aquí y aquí’ “.

4. Detección de anomalías nativas

Detección nativa de anomalías

La detección de anomalías nativa significa análisis en tiempo real en un dispositivo de IoT que puede ayudar a un ingeniero o inspector a realizar un mantenimiento predictivo. La aplicación ThingWorx Asset Advisor, por ejemplo, monitorea de forma remota los activos físicos en tiempo real para detectar automáticamente anomalías y activar alertas para mejorar la eficiencia y la calidad.

“Así que conectó su máquina en el piso de la fábrica”, dijo Campbell. “Lo que puede hacer es decirle a Thingworx ‘aprenda qué es lo normal’ para que luego, cuando algo no sea normal, desencadene algún evento, mostrando una alerta en la aplicación AR o directamente en uno de sus sistemas comerciales integrados”.

5. Crea gemelos digitales

Crea gemelos digitales

El concepto de detección de anomalías nativa también influye en la idea de un “gemelo digital” para las máquinas de su fábrica o en producción. Una de las capacidades más poderosas de llevar la RA al IoT industrial es la capacidad de crear representaciones digitales de sus máquinas físicas. Campbell explicó cómo crear un gemelo digital en ThingWorx Studio que extrae datos de IoT en tiempo real para esa máquina, demostrando con un modelo 3D de una motocicleta.

“Tengo una máquina física en mi fábrica”, dijo Campbell. “Lo que ThingWorx le permite hacer es crear un equivalente digital de eso, que luego puede sintetizar, analizar y obtener información para impulsar la acción, ya sea orquestando sistemas comerciales como iniciar una acción en un sistema CRM, o desencadenar algo que afecte el producto en sí “.

“En ThingWorx Studio, tenemos recursos aquí, una paleta en el medio y propiedades a la derecha. Puedo colocar el modelo 3D de la bicicleta y luego crear nuestra experiencia de RA”, demostró. “Estoy colocando medidores virtuales, aplicando las instrucciones paso a paso y lo hago disponible con un botón aquí para poder cambiar entre una vista 3D y un entorno 2D que verías a través de una pantalla de iPad. Luego, en lugar de mostrar un indicador sin números, en realidad estamos vinculando el valor mostrado a los datos que provienen de ThingWorx para crear este gemelo digital en el que puede ver los datos de la batería, los niveles de aceite, la presión de los neumáticos, la temperatura, todo en tiempo real. “

6. Creación de contenido de realidad mixta

Para los desarrolladores y creadores de contenido AR, el valor de Vuforia es la capacidad de crear experiencias para cualquier factor de forma. Disponible a través de ThingWorx Studio, la plataforma ahora es compatible con aplicaciones AR IoT para Android, iOS, Windows 10, Microsoft HoloLens y el ecosistema más amplio de Windows Mixed Reality, y otros dispositivos de gafas digitales como las gafas AR empresariales que ofrecen ODG y Vuzix.

Campbell habló sobre Microsoft HoloLens, en particular, como un medio poderoso para el tipo de contenido empresarial y aplicaciones de IoT creadas con ThingWorx y Vuforia. Cuando me puse un HoloLens para verlo por mí mismo (en la foto de algunas diapositivas antes), vi el mismo modelo de motocicleta AR frente a mí, con controles de gestos e instrucciones visuales específicos de HoloLens. Campbell también cargó una demostración que me permitió armar y desarmar todos los componentes de un generador.

“Queremos liberar el contenido 3D de la empresa industrial en HoloLens y todos estos dispositivos”, dijo Campbell. “Mire las instrucciones de trabajo aumentadas para reemplazar el filtro de aire en un generador Caterpillar. Este tipo de capacitación interactiva y casos de uso de servicio van desde marketing y venta (cómo se ve este generador y cómo encaja en mi sitio de trabajo) hasta cómo operar , repárelo y construya ese generador por primera vez. Puede desarmarlo y volver a montarlo con un grifo de aire “.

“La gente de Microsoft está entusiasmada con lo que estamos haciendo porque tienen un problema. Tienen estos nuevos dispositivos increíbles, pero el desafío sigue siendo crear contenido para ellos”, continuó Campbell. “Es por eso que introdujeron 3D Paint y todas estas cosas. Desde la perspectiva de PTC, eso es solo hardware. Nuestro objetivo es proporcionar el software y una plataforma para impulsar ese software, por lo que realmente no nos importa lo que quieras consumir encendido; iPhone, iPad, dispositivo Android, no importa. Nuestro objetivo es hacer que sea estúpidamente simple publicar ese contenido “.

7. Poniéndolo todo junto

Uno de los mayores desafíos del IoT industrial es estandarizar los datos a escala empresarial. Las grandes corporaciones y las operaciones de fabricación necesitan conectar estos puntos finales de IoT a todos sus sistemas existentes y configurar una canalización de datos para tomar medidas sobre todos esos datos. De lo contrario, la experiencia de RA no está vinculada a un valor tangible y no puede aportar ROI a la empresa.

Para una plataforma como ThingWorx, eso significa fusionar hardware, software e integraciones de datos en una solución holística que cada empresa puede personalizar según sus necesidades. Para que IoT industrial y AR trabajen juntos, necesita herramientas que eliminen toda la complejidad manual para las empresas.

“Si no tienes nada, tenemos una pila de arriba a abajo”, dijo Campbell. “Si tiene máquinas que ya han sido detectadas, un dispositivo con telemática o ya tiene datos de productos en la nube con Azure o AWS, podemos ayudarlo a hacer cosas con eso para impulsar el conocimiento empresarial y casos de uso específicos. . “

“Lo que estamos descubriendo es que la RA es una nueva forma de comunicarse, un nuevo lenguaje, un nuevo medio de comunicación”, continuó Campbell. “Sabemos cómo crear aplicaciones de escritorio, aplicaciones web y aplicaciones móviles, pero nadie sabe cómo crear aplicaciones de RA. Es un mundo completamente nuevo. Tienes que poder iterar rápidamente. Y gastar miles de dólares y -horas solo para hacer algo que no está del todo bien es bastante doloroso. La herramienta ThingWorx Studio te permite poner en marcha rápidamente esas cosas, probarlas y optimizarlas “.

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