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 usar AR como una herramienta de comercio electrónico en 3D para modelar productos para clientes en el espacio real. Los cirujanos pueden usar gafas AR para obtener datos del paciente y diagramas superpuestos en una pantalla de visualización frontal, manteniendo sus manos libres durante los procedimientos. Pero para las empresas con operaciones de fabricación pesadas, el caso de uso de AR más innovador es el Internet industrial de las cosas (IoT).

Los trabajadores de campo y los técnicos en las plantas de producción pueden aprovechar el modelado 3D AR combinado con datos en tiempo real de sensores 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 paso a paso de inmersión para ensamblar y operar maquinaria que de otro modo requeriría leer extensos manuales técnicos e instrucciones. Para 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, Enterprise AR está redefiniendo la forma en que los trabajadores industriales hacen su trabajo.

La parte difícil para las empresas es crear una experiencia de realidad aumentada que se adapte a las necesidades únicas de sus empleados y los dispositivos IoT industriales con los que trabajan todos los días. La empresa de software empresarial PTC tiene una gran experiencia en este frente. PTC es propietaria de Vuforia, la popular plataforma de desarrollo de realidad aumentada que antes era propiedad de Qualcomm, y de 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, hardware y software de la empresa. PCMag se reunió con Mike Campbell, vicepresidente ejecutivo de la plataforma ThingWorx en PTC, para analizar cómo trabajan juntos ThingWorx y Vuforia. Campbell explicó cómo las empresas pueden incorporar todos sus datos y dispositivos existentes en las aplicaciones AR. También demostró cómo la compañía lanzó recientemente ThingWorx Studio combina las capacidades de desarrollo AR de Vuforia con herramientas de modelado 3D para el IoT industrial.

1. Llevando AR a IoT

En el recientemente lanzado ThingWorx 8, la última versión de la plataforma de IoT industrial de PTC, la compañía trajo más capacidades de desarrollo de aplicaciones AR de Vuforia directamente a ThingWorx. A través de un programa de prueba gratuito de ThingWorx Studio, PTC ha brindado a más de 2000 empresas participantes acceso a un entorno nativo de creación y publicación de AR dentro de ThingWorx. Las empresas que prueban la capacidad incluyen fabricantes de automóviles como Tesla, Toyota y Volkswagen, productores de maquinaria pesada como Caterpillar y John Deere, gigantes tecnológicos y de consultoría, e incluso la NASA y el ejército de los EE. UU.

«Esta es una capacidad que cualquiera podrá usar», dijo Campbell de PTC. «Lo arreglamos en Thingworx Studio. Por lo tanto, si crea experiencias de realidad aumentada para trípodes, puede crear un objetivo para el trípode que se verá como una vista de estructura alámbrica y luego crear lo que quiera contra eso. Arrastre y suelte y, boom, tienes RA».

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 ($ 6,415.00 en Amazon) y GE Predix.

«Todas las máquinas y piezas de una fábrica se modelaron en CAD antes de fabricarse. Podemos tomar ese CAD y reutilizar catálogos de componentes de clientes. Cualquier dato 3D, sin importar de dónde provenga, 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 e integrado tecnología que nos permite hablar con todas esas máquinas. Damos soporte a más Tenemos un dispositivo que se parece a un pequeño disco de hockey de metal que se puede colocar en una máquina de 150 protocolos diferentes utilizados por miles de máquinas, por lo que podemos entrar en una fábrica y comenzar a recibir datos en Thingworx, y comienza a transmitir datos como vibraciones, temperatura, etc., directamente en ThingWorx».

3. Instrucciones paso a paso

Instrucciones paso a paso

Las instrucciones AR guiadas para ensamblar y desarmar, inspeccionar y mantener sistemas complejos son 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 la 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 las instrucciones paso a paso que incorporan datos de IoT y hacer que estén disponibles a través de la nube, con herramientas que funcionan un poco como las animaciones de PowerPoint», dijo Campbell. «Tome algo, arrástrelo a donde quiera 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 contrario a las agujas del reloj 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. Entonces, cuando diseñas algo, especificas que se trata de un cierto tipo de articulación o deslizador y también lo respetará. En un entorno de capacitación, estamos tomando estos mismos conceptos: una gran cantidad de 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 de anomalías nativas

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

«Así que ha conectado su máquina en el piso de la fábrica», dijo Campbell. «Lo que puede hacer es decirle a Thingworx ‘aprende qué es lo normal’ para que, cuando algo no sea normal, active algún evento, muestre una alerta en la aplicación AR o directamente en uno de sus sistemas comerciales integrados».

5. Crear gemelos digitales

Crear gemelos digitales

El concepto de detección nativa de anomalías también influye en la idea de un «gemelo digital» para máquinas en su planta de producción o fuera de producción. Una de las capacidades más poderosas de llevar AR a 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 desencadenando algo que afecta 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 AR contra él», demostró. «Estoy colocando indicadores virtuales, aplicando las instrucciones paso a paso y poniéndolo a disposición con un botón aquí que puedo 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 vinculamos el valor que se muestra con los datos que salen de ThingWorx para crear este gemelo digital en el que ve 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 las aplicaciones AR IoT para Android, iOS, Windows 10, Microsoft HoloLens y el ecosistema más amplio de Windows Mixed Reality, y otros dispositivos de anteojos digitales, como los anteojos AR empresariales ofrecidos por ODG y Vuzix.

Campbell habló sobre Microsoft HoloLens, en particular, como un medio poderoso para el tipo de contenido empresarial y aplicaciones IoT creadas con ThingWorx y Vuforia. Cuando me puse un HoloLens para mirar por mí mismo (en la foto de algunas diapositivas anteriores), 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 dar rienda suelta al 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 casos de uso de servicio y capacitación interactivos van desde marketing y ventas (cómo se ve este generador y cómo encaja en mi sitio de trabajo) hasta cómo operar repararlo y armar ese generador por primera vez. Puede desarmarlo y volverlo a armar con un grifo de aire».

“La gente de Microsoft está emocionada con lo que estamos haciendo porque tienen un problema. Tienen estos increíbles dispositivos nuevos, 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 potenciar ese software, por lo que realmente no nos importa lo que quieras consumir». en; iPhone, iPad, dispositivo Android, no importa. Nuestro objetivo es hacer que sea estúpidamente simple sacar ese contenido».

7. Poniendo todo junto

https://www.youtube.com/watch?v=UEyv5CVF0g0

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

Para una plataforma como ThingWorx, eso significa combinar integraciones de hardware, software y datos en una solución holística que cada empresa puede personalizar según sus necesidades. Para que IoT industrial y AR funcionen 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 sensadas, 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 comercial y casos de uso específicos. . «

«Lo que estamos descubriendo es que AR 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 AR. Es un mundo completamente nuevo. Tienes que poder iterar rápidamente. Y gastar miles de dólares y hombres -horas solo para obtener algo que no está del todo bien es bastante doloroso. La herramienta ThingWorx Studio le permite ejecutar rápidamente esas cosas, probarlas y optimizarlas «.

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