Cómo construir aplicaciones de realidad aumentada para el iot industrial

La realidad aumentada empresarial (AR) tiene aplicaciones en una amplia gama de empresas e industrias. Los especialistas en marketing y vendedores pueden usar AR como una herramienta de comercio electrónico 3D para modelar productos para 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 sus 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 (IoT) industrial.

Los trabajadores de campo y los técnicos en las fábricas 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 con mucha más facilidad 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 una capacitación inmersiva, paso a paso en línea y tutoriales para ensamblar y operar maquinaria que de otro modo requeriría leer manuales e instrucciones técnicas. 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 empresa AR está redefiniendo cómo los trabajadores industriales hacen su trabajo.

La parte difícil para las empresas es crear una experiencia AR para satisfacer las necesidades únicas de sus empleados y los dispositivos de IoT industriales con los que trabajan todos los días. La compañía de software empresarial PTC tiene una gran experiencia en este frente. PTC posee tanto Vuforia, la popular plataforma de desarrollo AR que anteriormente era propiedad de Qualcomm, como la plataforma líder de desarrollo de IoT ThingWorx.

PTC ha pasado los últimos años construyendo e integrando las dos plataformas en una serie de herramientas que conforman una tubería de IoT AR de extremo a extremo. La solución es completamente personalizable según las necesidades de hardware, software e infraestructura de la nube de una 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 de AR. También demostró cómo el recientemente lanzado ThingWorx Studio de la compañía combina las capacidades de desarrollo de AR de Vuforia con herramientas de modelado 3D para el IoT industrial.

• 1 Trayendo AR a IoT

  En el recientemente lanzado ThingWorx 8, la última versión de la plataforma IoT industrial de PTC, la compañía trajo más de las capacidades de desarrollo de aplicaciones AR de Vuforia directamente a ThingWorx. A través de un programa de prueba gratuito de ThingWorx Studio, PTC ha dado acceso a más de 2, 000 compañías participantes a un entorno de autoría y publicación de AR nativo dentro de ThingWorx. Las compañías que ponen a prueba la capacidad incluyen fabricantes de automóviles como Tesla, Toyota y Volkswagen, productores de maquinaria pesada, incluidos Caterpillar y John Deere, gigantes de tecnología y consultoría, e incluso la NASA y el Ejército de EE. UU.

  "Esta es una capacidad que cualquiera podrá usar", dijo Campbell de PTC. "Arreglamos esto en Thingworx Studio. Entonces, si haces experiencias AR para trípodes, puedes crear un objetivo para el trípode que se verá como una vista de estructura metálica y luego crear lo que quieras contra eso. Arrastra y suelta y, boom, tienes AR ".

• 2 Flexibilidad de datos

  Thingworx Studio está especialmente diseñado 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 al 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 (AWS), Microsoft Azure y GE Predix.

  "Cada máquina y parte de una fábrica se modeló en CAD antes de que se fabricara. Podemos tomar ese CAD y reutilizar los catálogos de componentes del cliente. 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 una tecnología integrada que nos permite hablar con todas esas máquinas. Admitimos más de 150 protocolos diferentes utilizados por miles de máquinas, por lo que podemos entrar a una fábrica y comenzar a obtener datos en Thingworx en menos de una hora. Tenemos un dispositivo que se parece a 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

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 preconstruidas: 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. También dijo que ThingWorx está trabajando en la implementación del 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 ponerlos a disposición a través de la nube, con herramientas que funcionan un poco como las animaciones de PowerPoint", dijo Campbell. "Tome algo, arrástrelo hacia 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, así 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 entrenamiento, tomamos estos mismos conceptos, muchos fabricación e inspección, y unir las cosas de manera que no tenga que mirar un esquema porque ve una superposición frente a usted que dice 'estos tres cables deben conectarse aquí, aquí y aquí' ".



4 Detección de anomalías nativas

La detección de anomalías nativas 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, monitorea remotamente los activos físicos en tiempo real para detectar automáticamente anomalías y activar alertas para mejorar la eficiencia y la calidad.

"Así que has conectado tu máquina en la fábrica", dijo Campbell. "Lo que puede hacer es decirle a Thingworx 'aprenda qué es normal' para que, cuando algo no sea normal, desencadene algún evento, generando una alerta en la aplicación AR o directamente en uno de sus sistemas empresariales integrados".



5 Crea gemelos digitales

El concepto de detección de anomalías nativas también tiene en cuenta la idea de un "gemelo digital" para máquinas en su fábrica o en 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 extraiga 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 AR contra ella", demostró. "Estoy colocando indicadores virtuales, aplicando las instrucciones paso a paso y haciendo que esté disponible con un botón aquí para que pueda 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 uniendo el valor que se muestra a los datos que salen de ThingWorx para crear este gemelo digital donde se ven 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 en Vuforia es la capacidad de crear experiencias para cualquier factor de forma. Disponible a través de ThingWorx Studio, la plataforma ahora admite aplicaciones AR IoT para Android, iOS, Windows 10, Microsoft HoloLens y el ecosistema de realidad mixta de Windows más amplio, 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 poderoso medio para el tipo de contenido empresarial y aplicaciones IoT creadas con ThingWorx y Vuforia. Cuando me puse una HoloLens para mirar por mí mismo (en la foto algunas diapositivas antes), vi el mismo modelo de motocicleta AR frente a mí, con controles de gestos específicos de HoloLens e instrucciones visuales. Campbell también cargó una demostración que me permitió armar y desarmar todos los componentes en un generador.

  "Queremos liberar el contenido 3D de la empresa industrial en HoloLens y todos estos dispositivos", dijo Campbell. "Consulte las instrucciones de trabajo aumentadas para reemplazar el filtro de aire en un generador Caterpillar. Este tipo de casos interactivos de capacitación y uso de servicio van desde la comercialización y la venta (cómo se ve este generador y cómo se ajusta en mi sitio de trabajo) hasta cómo operar, dale servicio y construye ese generador por primera vez. Puedes desmontarlo y volver a armarlo 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 presentaron 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 no nos importa lo que quieras consumir. encendido; iPhone, iPad, dispositivo Android, no importa. Se trata de hacer que sea estúpidamente simple sacar ese contenido ".

• 7 Poniendo todo junto

  Uno de los mayores desafíos con 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 tubería de datos para tomar medidas sobre todos esos datos. De lo contrario, la experiencia de AR no está vinculada a un valor tangible y no puede traer ROI al negocio.

  Para una plataforma como ThingWorx, eso significa combinar hardware, software e integraciones de datos en una solución integral 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 si ya tiene datos de productos en la nube con Azure o AWS, podemos ayudarlo a hacer cosas con eso para obtener información 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. Debes 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 extraer rápidamente esas cosas, probarlas y optimizarlas ".