Статья посвящена применению виртуальной реальности (VR) в промышленности, её роли в оптимизации производственных процессов, обучении и проектировании.
Ключевые слова: виртуальная реальность (VR), промышленность, обучение, проектирование, оптимизация, эффективность
Технология виртуальной реальности — это комплексная технология, позволяющая погрузить человека в интерактивный виртуальный мир при использовании специализированных устройств (шлемов виртуальной реальности). Виртуальная реальность обеспечивает полное погружение в компьютерную среду, окружающую пользователя и реагирующую на его действия естественным образом [1].
За последние 20 лет виртуальная реальность стала пользоваться все большим интересом и рассматриваться как технология, призванная изменить сами подходы к обучению, проектированию и производственным методикам во всех промышленных сегментах. Так, по итогам 2024 года, рынок виртуальной реальности в промышленности достиг 6,78 миллиарда долларов [2]. Эти данные показывают о растущем интересе со стороны бизнеса к этой технологии.
Внедрение этой технологии позволяет компаниям оптимизировать производственные процессы, многократно повысить уровень безопасности, качества и эффективности обучения. Создание трехмерных виртуальных моделей производственных процессов позволяет реализовать симуляцию различных сценариев без физического вмешательства, что, в свою очередь, уменьшает риск потерь и затрат.
Применение VR в проектировании и разработке новых продуктов позволяет сократить время на тестирование и улучшение изделий в среднем на 25–50 процентов в зависимости от отрасли. Это происходит из-за устранения физических ограничений, уменьшения количества итераций и оптимизации взаимодействия разных отделов в едином пространстве, несмотря на географическую удаленность друг от друга. Логические выводы, основанные на визуализации, дают возможность проектным командам рассматривать детали и предугадывать потенциальные проблемы до того, как они возникнут на реальных моделях. Например, по отчету Ford Motor Company, компания использует VR-симуляторы для первичной оценки дизайна автомобилей, благодаря чему уменьшает количество физических прототипов, экономя порядка 8 млн. долларов в год и сокращая время на тестирование на 25 % [3].
Самое популярное применение технологии VR — обучение. Имитация реальных производственных процессов позволяет обучать сотрудников без риска для здоровья и безопасности. Студенты и рабочие могут пройти обучение в виртуальной среде, где они учатся на практике обращаться с инструментами и оборудованием. Это формирует уверенность и повышает квалификацию, что становится немаловажным для обеспечения качества работы. По сравнению с классическими видами обучение в VR занимает в четыре раза меньше времени, чем в классе, повышает уверенность в применении знаний на практике, снижает отвлекаемость и повышает сосредоточенность [4].
Ключевым аспектом использования VR является возможность моделировать рабочие процессы и проверять решения в условиях, приближенных к реальности. Визуализация процессов в VR среде позволяет эффективно анализировать и оптимизировать их, находя узкие места и недостатки. Кроме того, VR-технологии активно используются на этапах проектирования и масштабирования технологий. Возможность визуализировать будущие изделия или переходные промышленные объекты до запуска их производства уменьшает необходимость в создании физически маломерных прототипов, что, в свою очередь, экономит ресурсы и ускоряет вывод продуктов на рынок. Компании могут быстрее реагировать на изменения условий рынка и законодательства и адаптировать свои разработки к актуальным запросам, что усиливает их конкурентоспособность и гибкость [5].
Несмотря на представленные преимущества, перед бизнесом возникает ряд технических и организационных рисков, при внедрении VR:
- Стоимость промышленных VR-систем варьируется от 300 000 до 2 000 000 рублей (например, Varjo, HTC Vive Pro).
- У 30 % пользователей возникает головокружение и тошнота после 30 минут использования VR [6].
- Интеграция с системами предприятий вызывает ощутимые проблемы, так как большинство предприятий используют устаревшее ПО (например, SAP R/3), которое несовместимо с актуальными VR-платформами.
- Большие усилия для создания реалистичных 3D-моделей промышленных объектов, особенно, спроектированных 20–30 лет назад.
- Симуляция жидкостей, газов или изменения структуры материалов в VR упрощается для экономии вычислительных мощностей.
Таким образом, внедрение VR в промышленность требует значительных расходов на оборудование и обучение персонала. Однако, несмотря на это, многие компании предпочитают инвестировать в эту технологию, понимая, что долгосрочные выгоды и экономия средств от снижения затрат на обучение и тестирование превышают начальные инвестиции.
Литература:
- «Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии " Технологии виртуальной и дополненной реальности». — Текст: электронный // КонсультантПлюс: [сайт]. — URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_335562/ (дата обращения: 18.03.2025).
- Рынок устройств виртуальной и дополненной реальности. — Текст: электронный // TADVISER: [сайт]. — URL: https://clck.ru/3J7EAC (дата обращения: 21.03.2025).
- Ford's virtual reality lab revolutionizes vehicle design process. — Текст: электронный // Designboom: [сайт]. — URL: https://clck.ru/3HridD (дата обращения: 18.03.2025).
- What does virtual reality and the metaverse mean for training? — Текст: электронный // PwC: [сайт]. — URL: https://www.pwc.com/us/en/tech-effect/emerging-tech/virtual-reality-study.html (дата обращения: 18.03.2025).
- Влияние виртуальной реальности на развитие основных сфер экономики. — Текст: электронный // rating-gamedev: [сайт]. — URL: https://rating-gamedev.ru/blog/vliianie-virtualnoi-realnosti-na-razvitie-osnovnyx-sfer-ekonomiki (дата обращения: 18.03.2025).
- Interpolation of Irregularly Sampled Frequency Response Functions Using Convolutional Neural Networks. — Текст: электронный // IEEEXplore: [сайт]. — URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9413458 (дата обращения: 19.03.2025).
