Виртуальная реальность в промышленности

Одной из первых на эксперимент по применению виртуальной реальности в производстве решилась американская корпорация General Motors. Риск оказался оправданным: созданный в 1994 году в Детройте центр виртуальной реальности обошелся концерну в 5 млн долларов, а полученная экономия при разработке новых моделей - около 80 млн.

Дело в том, что применение системы виртуальной реальности позволяет убрать из процесса разработки новой модели такие операции, как создание пластилинового макета, продувка модели в натуральную величину в аэродинамической трубе и крэш-тесты. Все эти манипуляции инженеры и дизайнеры производят в виртуальном пространстве, где изменениям подвергается не физический, а электронный прототип нового автомобиля.

Сходным образом решаются и проблемы эргономики салона, компоновки моторного отсека и ремонтопригодности узлов и агрегатов будущей машины. Например, если какой-либо узел оказывается труднодоступным, модель от инженеров вновь поступает к дизайнерам, которые "на лету" корректируют элемент кузова, мешающий подобраться к нужному месту. Затем электронная модель вновь передается инженерам.

Вслед за GM центры виртуальной реальности появились у Volkswagen и Ford. Так компания Ford признает, что внедрение системы виртуальной реальности в своих дизайнерских центрах, в Меркенихе, Германия, и в Дантоне, Великобритания, позволило сократить время разработки новой модели автомобиля с 42 до 24 месяцев. Самым впечатляющим результатом внедрения этой технологии стал автомобиль Audi А3 (Audi входит в состав группы Volkswagen), разработка которого почти полностью велась без использования реальных моделей.

Несколько упрощенно можно сказать, что виртуальная реальность - искусственный мир, существующий внутри компьютера. Модели объектов, функционирующие внутри этого мира (к их числу относится, например, электронный прототип будущего автомобиля и электронная модель аэродинамической трубы, в которой этот прототип "дуют"), могут взаимодействовать не только между собой, но и с человеком или даже группой людей.

Нынешние системы виртуальной реальности, используемые в производстве, - новый этап развития хорошо известных систем автоматизированного проектирования и моделирования. А все новомодные и дорогостоящие приспособления типа проекционных систем виртуальной реальности, виртуального шлема, перчаток, костюмов, которые передают не только изображение, но и звук, и тактильные ощущения, и, кроме того, позволяют смотреть на виртуальную модель со всех сторон, не более чем обычные устройства ввода/вывода информации. Однако системы виртуальной реальности имеют одно принципиальное отличие: ни одна установка автоматизированного проектирования и моделирования не позволяет человеку управлять поведением модели в реальном времени.

Самые дешевые персональные системы виртуальной реальности могут стоить от тысяч до десятков тысяч долларов. Они обычно не допускают возможности коллективной работы, то есть их эффективность невелика. Нет коллегиальности при принятии решений - теряется основное преимущество, возможность организации непрерывного производственного цикла, когда вся подготовительная работа идет в виртуальном мире, а в реальный мир новое изделие попадает уже в виде мелкосерийных образцов.

Полнофункциональная система виртуальной реальности, точнее, центр виртуальной реальности (оборудование и программное обеспечение), стоит от нескольких десятков тысяч долларов до нескольких миллионов долларов. Разработка виртуального мира в зависимости от его сложности и специфичности обойдется от 2-3 до 100 тыс. долларов. Что производство получит взамен? Прежде всего сокращается время разработки. Скажем, применение систем виртуальной реальности в автомобилестроении позволяет сократить время подготовки новой модели к серийному производству с 18 месяцев (в США и Западной Европе) до полугода. При этом значительно сокращается и время на доводку автомобиля: все вопросы по эргономике салона и ремонтопригодности узлов и агрегатов оказываются разрешенными на этапе электронного прототипирования (доводка серийной машины при использовании стандартных технологий занимает от нескольких месяцев до года).

Уменьшение времени разработки приводит к созданию конкурентного преимущества: средний срок жизни модели на конвейере - 2-3 года, и время, затрачиваемое на разработку нового автомобиля или на рестайлинг старого, становится фактором выживания производства в условиях жесткой конкуренции.

Виртуальная реальность применяется и при работе с геоинформационными данными. Так компания Reality AS, купленная недавно Schlumberger Information Solutions (SIS) и Фраунгоферовский Институт Медиакоммуникаций разработали системы виртуальной реальности, которые позволяют создавать уникальную и мощную среду для интерактивного проектирования скважин, оперативного управления геологией и геофизического анализа.

Инструментарий Inside Reality от Reality AS обеспечивает необычный, увлекательный и интуитивный способ работы в геоинформационными данными, где пользователи взаимодействуют с моделью месторождения, используя естественные движения руки и тела, и имитируя ходьбу, указание и выбор объекта. Инструментарий Фраунгоферовского Института Медиакоммуникаций – VR-Geo, использует специальное устройство для управления геоинформационными данными – кубическая мышь, которое имеет 12 степеней свободы и позволяет легко и быстро перемещаться внутри земной коры.

Впечатляющие результаты показал продукт Inside Reality при использования в компании Norsk Hydro. Сокращение до 90 % общего времени проектирования горизонтальных скважин и, как следствие более аккуратного планирования, существенное увеличение нефтедобычи в сравнении со скважинами, спроектированными с применением обычного программного обеспечения.

В общем системы виртуальной реальности применяются в промышленности там, где необходимо работать с трехмерными данными, а это – практически везде, примеров уже достаточно, и они коммерчески оправданы.