Η εμφάνιση πλασμάτων σε παιχνίδια όπως το Pokemon Go δεν είναι η μόνη εφαρμογή της επαυξημένης πραγματικότητας στις μέρες μας. Η βιομηχανία χρησιμοποιεί επίσης την τεχνολογία, αξιοποιώντας τα δεδομένα CAD για την εκπαίδευση των εργαζομένων, την τυποποίηση των ροών εργασίας και τη δυνατότητα συνεργασίας.
Οι περισσότεροι από εμάς γνωρίσαμε την επαυξημένη πραγματικότητα μέσα από παιχνίδια, όπως τα Pokemon Go, ή μέσα από φωτογραφικά φίλτρα και εφαρμογές των μέσων κοινωνικής δικτύωσης. Ωστόσο, σε μια ολοένα και πιο διασυνδεδεμένη βιομηχανία, η χρήση εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας (Augmented Reality, AR) παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον όχι μόνο για τους τομείς της ψυχαγωγίας και των τηλεπικοινωνιών, αλλά και για τη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή.

Σε αντίθεση με την εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality, VR), με την οποία ο χρήστης «βυθίζεται» ολοκληρωτικά σε έναν εικονικό κόσμο, η επαυξημένη πραγματικότητα ενισχύει ή συμπληρώνει το πραγματικό περιβάλλον με ψηφιακά στοιχεία εικόνας ή ήχου. Tόσο η VR όσο και η AR απαιτούν τη χρήση ειδικού εξοπλισμού. Ωστόσο, η τεχνολογία της επαυξημένης πραγματικότητας παρέχει περισσότερες δυνατότητες στον χρήστη, που εκτός από ειδικά γυαλιά AR μπορεί να χρησιμοποιήσει κοινές συσκευές, όπως smartphone και tablet για να έχει την αντίστοιχη εμπειρία.

Οι τρεις συνθήκες που χαρακτηρίζουν την εικονική πραγματικότητα είναι οι εξής:
• Συνδυασμός εικονικών και πραγματικών αντικειμένων μέσα σε πραγματικό περιβάλλον.
• Διαδραστικότητα.
• Χωροθέτηση της πληροφορίας σε τρεις διαστάσεις.

Υπάρχουν οι ακόλουθες βασικές κατηγορίες επαυξημένης πραγματικότητας, ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται κάθε φορά:
• AR που βασίζεται σε δείκτες για την ενεργοποίηση= της ενισχυμένης, διαδραστικής εμπειρίας. Οι πιο κοινοί δείκτες είναι οι κωδικοί QR.
• AR χωρίς δείκτες, αλλά με εντοπισμό της θέσης των φυσικών αντικειμένων, με τη βοήθεια εφαρμογών GPS.
• AR με χρήση προβολικών συστημάτων, όπου φως προβάλλεται πάνω σε επίπεδες επιφάνειες και δημιουργεί εικόνες 3D ή αλλιώς ολογράμματα, που επιτρέπουν την αλληλεπίδραση.
• AR που βασίζεται σε τεχνολογία υπέρθεσης, η οποία αντικαθιστά μερικώς ή πλήρως το πραγματικό αντικείμενο με μια ενισχυμένη εικονική και διαδραστική εκδοχή του, και μάλιστα από διάφορες οπτικές γωνίες.

Τεχνολογίες AR
Οι τεχνολογίες απεικόνισης που χρησιμοποιούνται για την εμπειρία της επαυξημένης πραγματικότητας είναι οι εξής:
• Head-Mounted Display (HMD): Συσκευές απεικόνισης που προσαρμόζονται στο κεφάλι του χρήστη και προβάλλουν πραγματικές και εικονικές εικόνες, όπως πχ. τα γυαλιά Google ή τα κράνη AR.
• Handheld Display: Μικρές φορητές συσκευές με ενσωματωμένη κάμερα και οθόνη, την οποία οι χρήστες κρατούν στα χέρια. Οι πιο διαδεδομένες συσκευές πλέον είναι τα smartphones και τα tablet.
• Spatial Display (SAR): Προβολή στο χώρο, οπτικά στοιχεία, ολογράμματα, χρήση εντοπισμού μέσω ραδιοσυχνοτήτων και άλλες τεχνολογίες εντοπισμού για την εμφάνιση γραφικών πληροφοριών απευθείας πάνω σε φυσικά αντικείμενα. Το πλεονέκτημα αυτής της εφαρμογής είναι ότι δεν χρειάζεται ο χρήστης να φοράει ή να χειρίζεται κανένα είδους εξοπλισμού, ενώ η τεχνολογία μπορεί να αξιοποιηθεί ταυτόχρονα από πολλούς χρήστες.

Η επαυξημένη πραγματικότητα στην παραγωγή σήμερα
Όσον αφορά τα ψηφιακά εργαλεία για τη Βιομηχανία 4.0, οι εφαρμογές επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας μνημονεύονται συστηματικά για τις δυνατότητές τους. Ωστόσο, σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες, όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων, η διείσδυσή τους θεωρείται ακόμα μικρή. Πιθανώς η διστακτικότητα της βιομηχανίας απέναντι στις εφαρμογές AR στο χώρο της παραγωγής να πηγάζει από το γεγονός ότι δεν έχει αξιολογηθεί πλήρως η επίδρασή τους. Η επαυξημένη πραγματικότητα δεν μπορεί να εφαρμοστεί χωρίς τον κατάλληλο τεχνολογικό εξοπλισμό, ωστόσο, για να προχωρήσουν οι επιχειρήσεις στις αναγκαίες επενδύσεις, χρειάζονται αντίστοιχες μελέτες κόστους/οφέλους με θετικά αποτελέσματα.

Τομείς εφαρμογής της τεχνολογίας AR στη Βιομηχανία 4.0
Μολονότι, όπως ειπώθηκε, οι εφαρμογές AR υστερούν σε σχέση με τη χρήση άλλων νέων τεχνολογιών, υπάρχουν βιομηχανίες που αξιοποιούν ήδη τις δυνατότητες που προσφέρει η επαυξημένη πραγματικότητα σε διάφορους τομείς.

Υποστήριξη σύνθετων εργασιών συναρμολόγησης
Με τη βοήθεια των εφαρμογών AR είναι δυνατό να απλοποιηθούν σύνθετες εργασίες, όπως αυτές που εκτελούνται σε μια γραμμή συναρμολόγησης. Η πολυπλοκότητα των παραγόμενων προϊόντων, η απαιτούμενη ακρίβεια καθώς και οι αυστηροί χρονικοί περιορισμοί δημιουργούν ένα απαιτητικό περιβάλλον εργασίας. Παράλληλα, τυχόν προσθήκη νέων προϊόντων σε μια γραμμή συναρμολόγησης δυσχεραίνει ακόμα περισσότερο τη δουλειά των εργαζομένων, προκαλώντας καθυστερήσεις.
Αυτό, μεταξύ άλλων, οφείλεται στην ύπαρξη νέων οδηγιών συναρμολόγησης αλλά και στον τρόπο παρουσίασής τους. Τα έγγραφα PDF, που συχνά χρησιμοποιούνται για την παρουσίαση των αναγκαίων πληροφοριών, δεν είναι ούτε πρακτικά ούτε εύχρηστα εν ώρα εργασίας.
Με τη βοήθεια της AR, οι πληροφορίες γίνονται πολύ πιο προσβάσιμες και ορατές. Με τη χρήση οθονών και εντολών φωνητικού ελέγχου οι εργαζόμενοι έχουν τα χέρια τους ελεύθερα και δεν διακόπτουν την εργασία τους για να πάρουν τις πληροφορίες που χρειάζονται.
Αυτός ο τρόπος χρήσης της AR δεν είναι καινούργιος. Ωστόσο, η τεχνολογική πρόοδος έχει πλέον κάνει τον αναγκαίο εξοπλισμό και το σχετικό λογισμικό σημαντικά οικονομικότερο από ό,τι πριν από 20 χρόνια, ανοίγοντας τον δρόμο για πιο ευρύ πεδίο εφαρμογής.
Για παράδειγμα, στην αεροναυπηγική βιομηχανία, όπου η συναρμολόγηση αφορά τεμάχια μεγάλων διαστάσεων, χρησιμοποιούνται συσκευές προβολής και ολογράμματα για να ορίζεται η ακριβής θέση κάθε εξαρτήματος.

Απλοποίηση των διαδικασιών συντήρησης
Γενικά η συντήρηση των εγκαταστάσεων παραγωγής αποτελεί κρίσιμο οικονομικό παράγοντα. Η Βιομηχανία 4.0 στοχεύει στη μείωση του απρόβλεπτου χρόνου διακοπής της παραγωγής (downtime) μέσω του αυτοματισμού των εγκαταστάσεων και του προγραμματισμού της συντήρησής τους.
Ακόμα κι αν οι εργασίες συντήρησης δεν είναι πλήρως ή και μερικώς αυτοματοποιημένες, ο παράγοντας του χρόνου είναι πολύ σημαντικός. Αν υπάρχει δε η ανάγκη τα αποτελέσματα και οι στόχοι της συντήρησης να μεταφέρονται κάθε φορά σε εγχειρίδια, οι διαδικασίες καθυστερούν και διαρκούν περισσότερο από το αναγκαίο. Με την τεχνολογία AR, η σύγκριση στόχου και αποτελέσματος μπορεί να πραγματοποιείται παράλληλα με τη συντήρηση, σε μια οθόνη AR ή με τη βοήθεια υπέρθεσης.

Προώθηση του συνεργατικού τρόπου εργασίας
Η τεχνολογία AR μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα που εμφανίζεται σε πολλές εταιρείες στον τομέα του ανθρώπινου δυναμικού λόγω της έλλειψης εξειδικευμένων εργαζομένων. Χάρη στις εφαρμογές AR, οι εξειδικευμένοι εργαζόμενοι μπορούν να αξιοποιούνται οπουδήποτε κι αν βρίσκονται. Η φυσική τους παρουσία δεν είναι πλέον αναγκαία. Έτσι, δεν είναι απολύτως απαραίτητο όλες οι εξειδικευμένες γνώσεις να καλύπτονται από το προσωπικό κάθε εγκατάστασης. Οι εργαζόμενοι μπορούν να δέχονται εξ αποστάσεως καθοδήγηση από τους ειδικούς και ταυτόχρονα να στέλνουν δεδομένα από το χώρο της παραγωγής. Αυτή η μορφή συνεργασίας μπορεί επίσης να αναπτυχθεί μεταξύ τμημάτων, διευθύνσεων ή και ολόκληρων παραγωγικών μονάδων. Η μεταφορά γνώσης μπορεί να αξιοποιηθεί και για εκπαιδευτικούς σκοπούς, ως εκμάθηση στην πράξη υπό την καθοδήγηση έμπειρων και εξειδικευμένων τεχνικών.

Υποστήριξη της διασφάλισης ποιότητας
Τα εικονικά μοντέλα προϊόντων και εξαρτημάτων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στη διασφάλιση ποιότητας, σε συνδυασμό με συσκευές AR. Το πρότυπο και το παραγόμενο προϊόν συγκρίνονται απευθείας με τη βοήθεια υπέρθεσης. Αν υπάρχουν αποκλίσεις από τις κατασκευαστικές προδιαγραφές, αυτές επισημαίνονται απευθείας πάνω στην υπέρθεση. Το σκεπτικό αυτό είναι δυνατό να εφαρμοστεί και σε μεγαλύτερα έργα. Στην Airbus, για παράδειγμα, αξιοποιούνται εφαρμογές AR ώστε οι τεχνικοί να λαμβάνουν ολοκληρωμένα ψηφιακά μοντέλα και σκαριφήματα για να ελέγχουν τους συνδέσμους που χρησιμοποιούνται στη συναρμολόγηση. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, μειώνεται σημαντικά ο χρόνος επιθεώρησης των περίπου 80,000 συνδέσμων.

Βελτίωση της χωροταξίας στους χώρους παραγωγής
Με τη χρήση τεχνολογίας AR, μακέτες χώρων παραγωγής ή και ολόκληρων εγκαταστάσεων προβάλλονται πάνω στο πραγματικό περιβάλλον. Έτσι, είναι δυνατό να ελέγχεται και να βελτιστοποιείται η διάταξη των μηχανημάτων και των αποθηκευτικών χώρων, να χωροθετούνται οι διάδρομοι και να ορίζονται οι οδοί διαφυγής πριν από την έναρξη της λειτουργίας μιας εγκατάστασης, μειώνοντας έτσι την επακόλουθη ανάγκη για προσαρμογές και τροποποιήσεις.

Case study: Εγκατάσταση νέων γραμμών παραγωγής στην Toyota
Η Toyota χρησιμοποιεί εφαρμογές AR για να απλοποιεί τη συντήρηση και την εγκατάσταση νέων και υφιστάμενων γραμμών παραγωγής και κτιριακών εγκαταστάσεων σε διάφορα σημεία του κόσμου. Η τεχνολογία είναι χρήσιμη σε πολλά επίπεδα, καθώς η Toyota αντιμετωπίζει ποικίλες προκλήσεις:
• Παρουσία εξειδικευμένου προσωπικού: Έλεγχος των εργασιών, επίλυση δυνητικά επικίνδυνων προβλημάτων και εκτέλεση περίπλοκων εργασιών. Πολλές από αυτές τις διαδικασίες απαιτούν την παρουσία εξειδικευμένου προσωπικού ή/και αδειούχων τεχνικών, οι οποίοι πιθανώς να χρειάζεται να ταξιδεύουν σε διάφορους διεθνείς προορισμούς.
• Αυστηρές οδηγίες επικοινωνίας: Η διαχείριση των εμπιστευτικών δεδομένων διέπεται από αυστηρότατους κανόνες σε όλες τις εγκαταστάσεις της Toyota, από τα κεντρικά γραφεία ως τις τοπικές αντιπροσωπείες. Τα διάφορα λογισμικά, το υλικό από τις κάμερες καθώς και άλλες συσκευές που πιθανώς να αποτελέσουν πηγές κενών ασφαλείας υφίστανται τους ίδιους περιορισμούς. Το γεγονός αυτό δυσχεραίνει την απομακρυσμένη επικοινωνία.
Οι λύσεις προήλθαν μέσα από τη χρήση εφαρμογών AR:
• Ασφαλής εξοπλισμός: Για τη βελτίωση της επικοινωνίας και της ροής των πληροφοριών, η Toyota βασίζεται σε ασφαλή εργαλεία. Σε αυτά περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, το Vuforia Chalk από την PTC, στο κομμάτι της απομακρυσμένης υποστήριξης. Το εργαλείο αυτό διαθέτει πλήθος λειτουργιών και επιτρέπει τη συνεργασία μεταξύ εργαζομένων (ή και συνεργατών/πελατών) σε επίπεδο επαυξημένης πραγματικότητας. Για να διασφαλίσει την ασφάλεια των δεδομένων, η Toyota αξιοποιεί μια ειδικά προσαρμοσμένη λύση, προ-εγκαταστημένη σε κινητά τηλέφωνα που διατίθενται από την εταιρεία.
• Βοήθεια εξ αποστάσεως: Η Τοyota αξιοποιεί τις εφαρμογές AR έτσι ώστε εξειδικευμένες γνώσεις για συγκεκριμένα προβλήματα να γίνονται ανά πάσα στιγμή διαθέσιμες, σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου Για παράδειγμα, σε μια σειρά εργασιών εγκατάστασης και συντήρησης κάθε βήμα υποστηρίζεται εξ αποστάσεως μέσω κινητού τηλεφώνου ή tablet. Ο τεχνικός που βρίσκεται στο πεδίο λαμβάνει λεπτομερείς οδηγίες από έμπειρο και εξειδικευμένο προσωπικό. Αυτό μειώνει την ανάγκη για επαγγελματικά ταξίδια και βοηθάει στην ελαχιστοποίηση των λαθών.

Επαυξημένη πραγματικότητα για τη συγκράτηση του προσωπικού στον Όμιλο Volvo
Όπως ακριβώς και η Toyota, ο Όμιλος Volvo βασίζεται στο εργαλείο Vuforia της PTC για τις εφαρμογές AR. Η τεχνολογία αυτή αξιοποιείται από διάφορα τμήματα της εταιρείας.
Ένας σημαντικός στόχος για τη Volvo είναι να θεωρείται ελκυστικός, πρωτοποριακός εργοδότης. Η επαυξημένη πραγματικότητα παίζει βασικό ρόλο ως προς αυτό, καθώς έχει απήχηση σε διαφορετικές ομάδες εργαζομένων και υποψήφιων εργαζομένων:
• Το υπάρχον προσωπικό εμπλέκεται ενεργά στην ανάπτυξη νέων διαδικασιών και επομένως συνεισφέρει στη διάδοση της γνώσης. Ιδίως σε θέματα ελέγχου και διασφάλισης ποιότητας των κινητήρων, αυτό επιτυγχάνεται με τη συλλογή της τεχνογνωσίας των πιο έμπειρων τεχνικών και την κατάλληλη προετοιμασία των πληροφοριών με πιο σύγχρονο τρόπο, που να ταιριάζει στις ανάγκες των νεότερων μελών του προσωπικού.
• Οι τεχνολογίες AR γενικά κερδίζουν το ενδιαφέρον των υποψήφιων εργαζομένων. Με τη χρήση των κατάλληλων εργαλείων, ο Όμιλος Volvo κερδίζει σε δύο επίπεδα: Από τη μία ενισχύει τη φήμη του ως σύγχρονη τεχνολογική εταιρεία και αυξάνει την ελκυστικότητά του ως πιθανός εργοδότης. Από την άλλη, οι εφαρμογές AR διευκολύνουν και επιταχύνουν την εκπαίδευση των νέων εργαζομένων.

Μια πολύπλευρη εργαλειοθήκη για την παραγωγική διαδικασία
Τεχνολογίες AR χρησιμοποιούνται πλέον σε πολλούς επιχειρηματικούς χώρους και χώρους παραγωγής. Η χρήση τους προορίζεται κυρίως να μειώσει το γνωστικό φόρτων των εργαζομένων, ενισχύοντας ταυτόχρονα την ικανότητά τους να απορροφούν νέα γνώση. Οι τεχνολογίες AR, επομένως, αξιοποιούνται καλύτερα σε τομείς που δεν είναι δυνατό να αυτοματοποιηθούν και εξακολουθούν να βασίζονται κατά κύριο λόγο στις ανθρώπινες δεξιότητες και την ανθρώπινη ανάλυση.

Οι νέες αυτές δυνατότητες απαιτούν νέες επενδύσεις, καθώς και προσαρμογή των εφαρμογών στις αντίστοιχες απαιτήσεις κάθε τομέα. Οι μελέτες περιπτώσεως καταδεικνύουν τις δυνατότητες των εφαρμογών AR, ιδίως για τους τομείς της συντήρησης, της συναρμολόγησης, του ελέγχου ποιότητας και της εκπαίδευσης. Επιπλέον, η χρήση τους, μπορεί να οδηγήσει σε βελτίωση της επικοινωνίας, τόσο σε ενδοεταιρικό επίπεδο, όσο και σε σχέση με τους πελάτες ή τους συνεργάτες σε οποιοδήποτε σημείο του κόσμου και οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας.
Από αυτήν την άποψη, η χρήση τεχνολογιών AR προσφέρει ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών, που μεταφράζονται σε προστιθέμενη αξία για τη βιομηχανική παραγωγή.