拡張現実と構造用鋼の製造

製造業者は、拡張現実ゴーグルを使用して、これから作業するワークピースが完成したときにどのようになるかを示すデジタル レプリカを見ています。 Eterio Realities のソフトウェアは、デジタル バージョンの構造用鋼部材の上に 3D モデルを配置し、ゴーグルの着用者にどの部品をワークピースのどこに配置すべきかを把握できるようにします。 画像: Eterio Realities

設計図を見つめ、それから何度も鉄骨の梁を見つめ、印刷物に詳細に記載されているすべての部品が構造用鋼材のワークピース上にどのように配置されるべきかを頭の中で正確に理解しようとする時代は終わりに近づいているかもしれません。 。 拡張現実が役に立ちます。

確かに、構造用鋼材の製造業者の中には、青写真を見て、何をどこに配置する必要があるかをすぐに推測して、プロジェクトに取り組むことに非常に熟練している人もいます。 ただし、これはすべての人、特に構造用鋼の製造業界に初めて携わる人に当てはまるわけではありません。 2D 図面をワークピースがどうなるかを示す 3D ビジョンに変換する能力は、練習によって培われる才能です。 他の人よりも早く 3D ビジョンを理解できるようになる人もいますが、才能が明らかになるまでにはまだ時間がかかります。

それでも、最も熟練した製造業者に挑戦するいくつかのプロジェクトが出現します。 これは、ワーナー スチール テック社が 2010 年、ブリティッシュ コロンビア州バーノンのスパークリング ヒル リゾートのファサード製造プロジェクトに取り組んだときに発見したことです。スワロフスキー家 (クリスタル ジュエリーや装飾品を購入したことのある人にはよく知られた名前かもしれません) が開発したのは、リゾート地であり、その著名なブランドが開発の一環として参加しているため、建物自体が注目を集めるものでなければなりませんでした。 だからこそ、350 万個のスワロフスキー クリスタルが建築的および芸術的要素として組み込まれており、その中には滝の動きを模倣したものや、日光が暖炉を通過する様子を視覚的に再現したものもあります。 そして、リゾートへのエントランスは、巨大なクリスタルそのもののようにデザインされています。

どの結晶を見ても、さまざまな角度が存在することがわかります。 クリスタルのシャープなラインと独特の形状を作り出すことを目的としたスチールパイプとガラスの巨大な構造物を想像してみてください。それらのデザインを実現するために担当者が待ち受けていた多くの課題が想像できるでしょう。

Warnaar Steel の管理スタッフにとって、製造チームを支援するには 2D 設計図よりも優れたツールが必要であることは明らかでした。

「それは非常に複雑でした」と当時ブリティッシュコロンビア州ケロウナの構造用鋼材製造会社のゼネラルマネージャーだったランドルフ・ワーナー氏は語った。 「この大規模なプロジェクトの一環として、この巨大なクリスタルのファサードがあり、それを支える鉄骨構造を構築する必要がありました。これらのパイプすべてに取り付けなければならない支線クリップがたくさんありました。2D 図面は単なる 2D 図面です。製造者は、それを製造する方法を理解できる必要がありました。

「そこで、すべてがどのように組み合わされているかを理解するために、ラップトップを製造現場に持ち込み、実際に 3D モデルを見てもらったのはこれが初めてでした。そのとき私はこう思いました。『これだけの 3D アセットがすべて揃っている』では、なぜ私たちは 2D 図面からこれらの 3D 構造を構築するのでしょうか?」

数年後の 2015 年に、第 1 世代の Microsoft HoloLens 拡張現実ゴーグルがソフトウェア開発者に提供されました。 ワルナー氏はそのとき「電球のアイデア」を思いついたと語った。 彼らは、広く入手可能であったものの、主にエンジニアや建築家によって使用されていた 3D 建築情報モデルを利用し、それを当時出現しつつあった拡張現実テクノロジーと融合させることができました。

CEO の Warnaar 氏が率いる Eterio Realities は現在、家族経営の構造用鉄鋼会社の製造現場で行われた初期の製品開発とその後の改良の集大成を、構造的効果をもたらす拡張現実 (AR) ツールである FabStation-STEEL として販売しています。鋼材ワークの設計図から、最終製品の外観を再現する 3D モデルへのジョブ。 また、フロント オフィス管理システムにリアルタイムのレポート作成とデータ交換を提供するように設計されています。

「私たちの使命は、すべての 2D 図面を 3D で構築可能なデジタル ガイドに置き換えることだと言えるでしょう」とワーナー氏は述べています。

拡張現実ソフトウェアは、タブレット コンピューティング デバイスでも使用できます。 製造者は、タブレットをワークピースの近くに保持するだけで、画面上のデジタル レプリカの効果を最大限に得ることができます。

では、どのように機能するのでしょうか? 製造現場の製造者は、独自のソフトウェアがロードされたタブレットを受け取り、梁構造の上に置きます。 拡張現実テクノロジーは、ワークピース上に 3D モデルを仮想的に配置するデジタル テンプレートとして機能します。 製造者は、ワークピース上にあるタブレット画面を見ながら、どの部品をどこに配置する必要があるか、どのように構築するかを確認できます。

「AR 機能を使用すると、製造業者は自分の作業に責任を持ち、ステーションを離れる前に間違いを発見できるようになります」とエテリオ リアリティーのクリス シボドー氏は述べています。

HoloLens 2 では、明らかに製造者は何も持つ必要がありません。 ソフトウェアを使用して、ゴーグルは 3D モデル要素をワークピース上に配置します。 ユーザーは視点を調整するだけで視界を調整できます。 シボドー氏は、HoloLens の使用にはもう少しトレーニングが必要である、と述べた。なぜなら、HoloLens を使用する人にとってインターフェイスは一般に初めてのものだからであるが、一貫して使用することで、たとえ見ている人が装着しているのが奇妙に感じるかもしれないとしても、製造者は簡単かつ迅速に仕事を進めることができる、と述べた。拡張現実ゴーグルが空中でボタンを叩いています。

Warnaar 氏は、彼の会社が Hololens を現在主に検査に使用することを目標にしていると語った。 ソフトウェアは、適切にキャリブレーションされている場合、1/8 インチまたは 3 mm 以内の精度です。構造用鋼の製造環境におけるエラーのほとんどは、精度によるエラーではなく、重大なエラーであるため、多くの場合、品質チェックには十分です。 高品質の技術者は、部品が本来の位置から 1 インチ以内に配置されているかどうかを確認するのではなく、ほとんどの場合、材料のサイズが正しいかどうか、部品の向きが正しく配置されているかどうかを確認します。

FabStation ソフトウェアは、すべての部品およびアセンブリ図面を含む、ジョブの完全な製造データへのアクセスも提供します。 生産レポートと追跡もソフトウェアの一部であり、検査が実施され、ワー​​クピースが次のプロセスまたは納品の準備ができていることをフロント オフィスにリアルタイムで更新します。

Warnaar 氏は、プロジェクト データのアップロードを「簡単なアップロード」と表現しました。 3D モデルは圧縮ファイルに配置され、FabStation クラウドにアップロードされます。 アップロードが完了したら、ユーザーは新しく作成されたファイルをクリックするだけで、ジョブに関連するデジタル オーバーレイまたはその他の 2D 図面にアクセスできます。

「形鋼は究極のプレハブ環境です。ある程度管理された環境であり、この種の技術の優れた実験場です」とワルナー氏は語った。 「ここから、鉄筋プレハブ、造船、さらには現場での活動など、他の作業に進むことができます。」

Warnaar Steel Tech での 18 か月以上の技術実証を経て、Eterio Realities チームは、自社の製品が製造現場の効率を高め、新入社員の生産性向上への早い軌道に乗せることができると信じています。

ブリティッシュコロンビア州バーノンにあるスパークリング ヒル リゾートの鋼構造物、特に大きな結晶の特徴を模倣した正面玄関は、ワーナー スチール テック社が製造業者に複雑な仕事の作り方を示すより良い方法を見つける動機となった。 会社の経営陣は、設計図に頼るのではなく、すでにビルディング インフォメーション モデルの一部となっている 3D モデルを使用し、それを 3D 形式で表示する方法を検討し始めました。 最終的に完成したのが、FabStation 拡張現実ソフトウェアです。