Realtà Virtuale e Realtà Aumentata: come migliorare i processi produttivi in chiave Industria 4.0

Si parla ultimamente e con una certa frequenza di Industria 4.0, la quarta rivoluzione industriale che prevede l’introduzione di nuove tecnologie nelle fabbriche.
Un ruolo importante, per migliorare i processi produttivi e formativi, viene svolto dalla realtà virtuale e dalla realtà aumentata; Prosoft Intesys punta molto su questi nuovi servizi per i propri Clienti.

 

Conosciamo RV e AR

Le attività di modellazione e di simulazione, basate su software CAD, costituiscono oggi strumenti irrinunciabili per conseguire risultati di eccellenza nella progettazione dei prodotti industriali.
La progettazione è anche l’attività dell’Ingegneria che richiede oggi il maggior sforzo, avendo a disposizione tempi sempre più brevi per il suo completamento.

La Realtà Virtuale (VR) rappresenta la sintesi più efficace di questo delicato processo, ponendo l’uomo al centro del processo di progettazione. Indossando un casco completamente chiuso davanti agli occhi, ci si può immergere in mondi totalmente virtualizzati creati attraverso l’uso di modelli CAD o di immagini e filmati a 360 gradi. Questo permette all’utente, restando comodamente nel proprio ufficio, di avere una chiara percezione della loro caratteristiche di forma, del loro funzionamento e della loro contestualizzazione, come se fossero stati realmente realizzati in dimensione reale, riducendo così l’impatto sui costi di sviluppo del prodotto.

Campi di applicazione della VR

Questa tecnologia trova grandissimo impiego per la valutazione di progetti ingegneristici, la simulazione di ambienti e scenari di utilizzo ma anche per la formazione tecnica. Si potrà per esempio simulare l’esecuzione di un lavoro oppure vedere altre persone che lo compiono ed apprenderne l’esecuzione. Si possono simulare esercitazioni inerenti operazioni di manutenzione che possono prevedere l’assegnazione di un punteggio quale misura di valutazione, ed autovalutazione, dell’apprendimento. In ambito sicurezza inoltre, si possono riprodurre situazioni di pericolo che l’utente è chiamato a sperimentare/evitare ma senza alcun rischio per la sua incolumità.

La Realtà Aumentata (AR) consente di sovrapporre contenuti digitali (scritte, oggetti, ecc.) all’ambiente circostante. Diversamente dalla realtà virtuale (VR) che proietta l’utilizzatore in uno scenario sconnesso dalla realtà, con l’AR immagini e scritte digitali vengono contestualizzate nell’ambiente per arricchirlo di nuovi contenuti. Per permettere questo grado di interazione con la realtà circostante, nella AR si utilizzano dispositivi mobile (tablet e smartphone) oppure visori con lenti trasparenti.
Un grosso passo in avanti per tecnici e manutentori è stato avere l’intera documentazione tecnica o gli schemi di un impianto industriale sempre disponibili in formato digitale ed a portata di mano.
Ma cosa succede se le mani fossero impegnate per consultarli durante una riparazione?
L’utilizzo di un visore di realtà aumentata potrebbe risolvere il problema riconoscendo le parti inquadrate o tramite un tag, visualizzando sulle proprie lenti schemi tecnici, istruzioni per la sostituzione ed anche per poterne verificare le giacenze in magazzino per quel pezzo.

Campi di applicazione dell’AR

La manutenzione e l’assistenza tecnica sono sicuramente campi in cui la realtà aumentata trova largo impiego. Grazie a questa tecnologia è possibile ottimizzare i processi di manutenzione ed assistenza tecnica, a beneficio della riduzione delle tempistiche di intervento e per i costi di logistica e trasferte.
In prossimità dell’area di intervento, l’operatore può consultare in realtà aumentata tutte le informazioni tecniche necessarie per svolgere l’operazione programmata.
Inoltre, in casi di interventi particolarmente difficili, si può richiedere supporto tramite una sessione di assistenza remota; in tale modalità si verrà assistiti da un operatore collegato via rete che seguirà le fasi del lavoro in prima persona, fornendo informazioni necessarie in realtà aumentata o tramite supporto vocale.

 

Realtà virtuale, realtà aumentata e BIM: vantaggi e applicazioni

Realtà virtuale e realtà aumentata si stanno facendo sempre più strada anche nel settore delle costruzioni e della progettazione.
La realtà immersiva è una evoluzione della realtà virtuale e trova la sua prima applicazione nel mondo dei videogiochi: i visori che vengono utilizzati coprono completamente il campo visivo, dando la sensazione di essere letteralmente immersi in una nuova realtà.
È facile intuire come la navigazione all’interno di un ambiente virtuale, dove si possono eseguire simulazioni e sovrapposizioni della realtà, presenti notevoli vantaggi per i professionisti dell’edilizia e chi si occupa della progettazione in ambito BIM.

Il BIM - Building Information Modeling - è un metodo che rende possibile l’ottimizzazione progettuale attraverso la raccolta e la combinazione digitale dei dati relativi alla costruzione, ottenendo il modello virtuale 3D di un edificio, con tutta una serie di informazioni di tipo geometrico, spaziale, materiali, colori etc.

L’integrazione tra VR e BIM permette di avere in tempo reale informazioni sui particolari costruttivi, sugli impianti, verificare percorsi e punti critici e, di conseguenza, programmare già in fase progettuale le attività di manutenzione e controllo.

Strumenti di BIM Authoring: interfaccia diretta e indiretta

La realtà virtuale può interfacciarsi con il BIM in maniera diretta o indiretta, a seconda degli strumenti utilizzati.

Revit, per esempio, è uno dei software di BIM Authoring che  integrano gli strumenti di VR in maniera diretta. I moduli aggiuntivi lavorano direttamente nell’ambiente di lavoro e permettono di trasferire in tempo reale il modello BIM in un ambiente virtuale di simulazione fotorealistica.

Quando si parla di interfaccia indiretta, si fa riferimento alle applicazioni complesse e più difficili da sviluppare che importano modelli informativi in software terzi. Questo avviene soprattutto nei software di gaming come Unreal Engine, ma le funzionalità si estendono anche al settore AEC - Architecture Engineering Construction. Benché più difficili da sviluppare, queste interfacce offrono possibilità ben più ampie rispetto alla modalità diretta, e si risolvono in vere e proprie applicazioni stand-alone.

Ambienti di lavoro

La simulazione realistica, combinata alla navigazione all’interno dell’ambiente virtuale, permette al progettista di intervenire in prima persona su alcuni aspetti imprescindibili della progettazione, ad esempio posizionando le sorgenti luminose o gli oggetti direttamente dalla visualizzazione immersiva grazie ai controller.
Questa possibilità si rivela particolarmente comoda se unita all’utilizzo di librerie precostituite di oggetti, il che consente di abbozzare, se non addirittura di completare, in pochissimo tempo, il progetto commissionato.

Ovviamente, i vantaggi della VR non sono confinati agli ambienti di lavoro ristretti, ma si estendono e amplificano nel caso della grandi infrastrutture. Pensiamo, ad esempio, a un grande impianto industriale: con la realtà virtuale è possibile posizionare non solo il cantiere, ma anche il progetto finito, ancor prima di averli realizzati, e valutarne così l’effettivo ingombro nella realtà.

 

In conclusione

La realtà virtuale trova la sua naturale applicazione in tutti quei contesti dove l’immersione dell’utilizzatore nell’ambiente virtuale ed il realismo della rappresentazione costituiscono un valore aggiunto. Si configura, pertanto, come la migliore tecnologia a disposizione per tutto quello che riguarda la simulazione della realtà e la formazione tecnica basata sull’esperienza in prima persona.

La realtà aumentata è invece la scelta più efficiente quando lo scopo è quello di creare interazioni con degli oggetti reali, focalizzando su di essi il training.
Inoltre, è la soluzione migliore in tutti quei casi in cui si desidera avere un ampliamento delle informazioni a disposizione in aggiunta alla normale realtà ambientale.