Microsoft Ignite 2023: IoT, робототехника и будущее Индустрии 4.0

Введение

Когда люди думают о «робототехнике», они часто представляют враждебные машины прямо из научно-фантастических фильмов. Это восприятие далеко от реальности промышленной робототехники, объяснил Рене Шульте, директор глобальных инноваций в Valorem Reply, во время своей ключевой речи на Microsoft Ignite 2023. Он подчеркнул, что Интернет роботизированных вещей — объединяющий IoT, смешанную реальность (MR) и робототехнику — является ключевым драйвером революции Индустрии 4.0.

Автономные вещи доказывают ценность

Несмотря на долгую историю автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) на заводах, предприятия обнаружили, что AGV требуют выделенной инфраструктуры — кабелей, разметки и предопределенных полос — что добавляет значительные предварительные затраты. Автономные мобильные роботы (AMR) решают эту проблему. AMR навигируют свободно, используют бортовой датчики и системы предотвращения столкновений, драматически снижая инфраструктурные расходы.

Марек Матушевский, менеджер в Cluster Reply GmbH & CO. KG, подчеркнул, что бум робототехники движится падающими ценами на оборудование и ростом мобильных роботов. Он привел распространенный бытовой пример: современный роботизированный пылесос с LiDAR-датчиками. Эти устройства по сути являются мобильными периферийными IoT-узлами.

Мобильные роботы, оснащенные IoT-датчиками — тепловизорами, газоанализаторами, термометрами — в сочетании с искусственным интеллектом для обнаружения объектов, оказывают наибольшее влияние в опасных или удаленных промышленных настройках. «Они могут войти в места, где люди не могут безопасно пойти», — сказал Матушевский. «В промышленности это означает инспекцию нефтегазовых объектов или мониторинг ветряных турбин с дронами и ИИ-моделями».

Например, ученые Valorem Reply сотрудничали с E.ON, одной из крупнейших энергетических компаний Германии, для обучения моделей машинного обучения, улучшающих мониторинг ветряных турбин и снижающих простои.

Переход к умным решениям на основе данных с робототехникой

Valorem Reply расширяется за пределы сбора данных в управление и контроль роботов. Джастин Джексон, президент Valorem Reply, объяснил, как компания работает с автоклиентами для слияния данных IoT-датчиков с предиктивными ИИ-моделями обслуживания. Эта интеграция превращает сырые данные в действенные инсайты, направляющие более умные бизнес-решения на производственном полу.

Valorem также является ранним последователем системы робота SPOT от Boston Dynamics. SPOT развернут в различных средах клиентов, включая ECE, который управляет более чем 200 торговыми центрами, включающими примерно 20 000 магазинов по всей Европе. Робот выполняет:

• Предиктивное обслуживание и обнаружение повреждений на парковках.
• Мониторинг утечек воды, пожаров и нарушений безопасности.
• Создание цифровых двойников путем сканирования всего здания еженедельно для обновления 3D-модели менеджера объектов.

До SPOT такие комплексные обзоры были годовыми, трудоемкими и дорогостоящими. Сегодня фотограмметрия и LiDAR позволяют быстрое 3D-моделирование, оптимизируя создание цифровых двойников.

Цифровые двойники: от теории к практике

Цифровые двойники реплицируют физический объект в виртуальном пространстве, позволяя наложение данных датчиков в реальном времени. «Мы рано увидели, что визуализация данных датчиков на 3D-реплике была гораздо более убедительной, чем простые датчики», — отметил Джексон. Вызов заключался во времени, необходимом для построения точных 3D-моделей. Используя LiDAR и фотограмметрию, Valorem может генерировать точные двойники пост-строительства, устраняя необходимость в ручных обновлениях CAD.

С SPOT и решениями дронов компания предвидит ускоренное внедрение цифровых двойников по отраслям, позволяя проактивное обслуживание и операционную оптимизацию.

Телеприсутствие и телеоперация со смешанной реальностью

Матушевский продемонстрировал, как мобильные роботы могут управляться через Microsoft HoloLens или другие AR/VR устройства. «HoloLens позволяет управлять роботом, взаимодействовать с бортовыми ярлыками и выполнять удаленную телеоперацию», — сказал он.

Valorem разработала решение, соединяющее HoloLens с рабочими процессами обслуживания. Техники могут получать пошаговые инструкции без рук для сложных задач, таких как обслуживание блока управления насосом, и даже проводить виртуальные тренировочные сессии.