Extended reality (XR), realtà virtuale (VR) e aumentata (AR). Un mercato in pieno sviluppo. Gli analisti prevedono che la spesa globale crescerà a un tasso medio annuo del 30%, passando dagli attuali 33 miliardi di dollari a oltre 125 miliardi nel 2026. E PwC stima che il comparto della tecnologia basato su realtà aumentata possa creare un valore globale di 1.438 trilioni di dollari nei prossimi dieci anni. L’Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia (Afil), il cluster tecnologico lombardo guidato dal presidente Diego Andreis, non è certo indifferente a questi possibili sviluppi e accende i riflettori sulle tecnologie che potrebbero ridefinire le modalità di lavoro dei front line worker in versione industry 4.0.
«Creiamo le condizioni per fare gioco di squadra, condividere best practice ed esperienze affinché le tecnologie abilitanti la digital factory diventino parte integrante della strategia del piano di specializzazione S3 della regione Lombardia sul manifatturiero», afferma Giacomo Copani, cluster manager dell’associazione. Industria Italiana si è confrontata con Annamaria Rossi, channel account manager IoT della multinazionale tedesca Teamviewer, con Fabrizio Sillano, responsabile line of businesss extended reality di Txt Group e con Simone Cavalcoli, pro sector & industries business development manager di Canon Italia. Tre aziende leader nelle tecnologie abilitanti il nuovo metaverso industriale che hanno condiviso le proprie esperienze nel corso dell’evento “Realtà virtuale, aumentata e mista: alla scoperta delle applicazioni per il manifatturiero”, promosso da Afil in collaborazione con Cnr-Stiima.
Socio Afil, l’Istituto di Tecnologie Industriali Intelligenti e Sistemi per la Produzione Avanzata del Consiglio Nazionale delle Ricerche svolge attività strategiche di ricerca scientifica, sviluppo tecnologico e formazione per la competitività e la sostenibilità delle imprese manifatturiere italiane ed europee. Nel campo della realtà aumentata e virtuale, Cnr-Stiima sostiene il progetto europeo Vam Realities in stretta collaborazione con imprese industriali, università, centri di ricerca e istituzioni pubbliche. L’obiettivo dell’Istituto è diffondere conoscenza sulle nuove tecnologie di interazione digitale e sull’implementazione di ambienti virtuali collaborativi nel settore manifatturiero, nella sanità, l’aeronautica e le smart city. Quale lo stato di adozione dell’extended reality? Secondo l’inchiesta condotta nel 2020 da Cnr-Stiima su un campione di 255 pmi europee, solo il 15% utilizza queste tecnologie in modo estensivo. Tuttavia, i segnali sono incoraggianti: il 65% afferma che realtà aumentata e realtà virtuale diventeranno le tecnologie abilitanti la smart factory del futuro.
Metaverso ovvero l’interazione digitale in realtà aumentata o virtuale
Marco Sacco, responsabile della sede di Lecco di Cnr-Stiima, riassume le caratteristiche di fondo delle tecnologie XR. «Nella realtà aumentata abbiamo informazioni che si sovrappongono a un oggetto fisico: vengono visualizzate via qr code con smart glasses e ulteriori capacità sensoriali possono essere acquisite con wearable di nuova generazione, come smartwatch, braccialetti o anelli. Nel caso della realtà virtuale ci si confronta invece con il digital twin, dando vita a modelli digitali immersivi tridimensionali su cui agire per attività di formazione e simulazione. Nel caso della realtà aumentata il metaverso riduce gli errori umani e porta a una risoluzione dei problemi in tempi più rapidi. Nel caso della realtà virtuale si creano le condizioni per avere una vista 3D di assett, macchinari o impianti, per attività di training, controllo e gestione o, ancora, per progettare il layout di una linea di produzione. Il tutto può essere poi implementato con modelli ibridi che integrano VR e AR, dando vita a soluzioni di mixed reality».
Afil per l’innovazione del manifatturiero lombardo
Il ruolo di Afil è essere l’abilitatore dell’innovazione nella manifattura lombarda. Suggerisce le politiche industriali della Regione – e i conseguenti investimenti – attraverso un lavoro di ricerca che aggrega intorno a un unico tavolo tutti gli attori industriali: piccole, medie e grandi imprese, start-up, università, centri di ricerca e associazioni imprenditoriali. Un modello collaborativo che si fonda sulle strategic community, che aiutano le aziende che partecipano a queste attività a riunirsi in filiere di innovazione per cogliere le opportunità offerte a livello regionale, nazionale ed europeo, anche in termini di finanziamenti che vengono erogati tramite bandi. Cinque le strategic communities attualmente attive: Circular Economy, Artificial Intelligence, Advanced Polymers, Additive Manufacturing, Secure and Sustainable Food Manufacturing. E sull’extended reality si scaldano i motori. «A breve è previsto un hackaton, spiega Copani. Verrà chiesto ai soci quali sono le loro sfide, quali sono le cose che vorrebbero fare in modo tale che fornitori di tecnologia e system integrator possano proporre delle soluzioni. Può essere la premessa per la creazione di piccole filiere o micro-consorzi specializzati nella realtà virtuale e aumentata».
Le diffidenze vengono superate dalla realtà (aumentata)
Per quanto futuribile, la prospettiva del metaverso industriale non sembra per il momento essere accolta con entusiasmo dagli operatori di fabbrica. Un sondaggio condotto nella primavera del 2021 dall’Handelsblatt Research Institute per conto di TeamViewer, evidenzia che solo una persona su cinque dei 500 dipendenti intervistati ritiene che la realtà virtuale, la realtà aumentata o la realtà mista possa migliorare la propria vita lavorativa. Meno di un terzo si aspetta un impatto positivo, mentre il 10% prevede addirittura ripercussioni negative. «Come sempre accade – afferma Rossi – l’introduzione di nuove tecnologie che modificano il modo di lavorare crea diffidenza. In realtà, le aziende che stanno già integrando la tecnologia AR nei processi produttivi stanno già ottenendo grossi risultati, sia nell’attirare lavoratori qualificati che nel rendere i propri dipendenti più soddisfatti». Secondo le esperienze di Txt, la realtà virtuale può contribuire a ridurre dal 30 al 60 percento i tempi e i costi di formazione e addestramento. «Il modello digital twin permette di stabilire una descrizione passo passo di tutti gli elementi che compongono il macchinario o impianto trasferendo conoscenze utili a tutti coloro che devono lavorare su di essi», dice Sillano.
Canon, creazione contenuti per soluzioni di realtà virtuale
Leader nell’imaging professionale, Canon ha introdotto per la prima volta sul mercato l’ottica VR180 per acquisire contenuti in 3D. «Nasce da una serie di tecnologie sviluppate nell’ambito dei sistemi mirror-less full frame, afferma Cavalcoli. L’obiettivo è semplificare l’intero processo di acquisizione stereoscopica mettendo gli utenti nella condizione di sviluppare contenuti immersivi per la realizzazione di soluzioni di realtà virtuale». La nuova ottica è stata resa disponibile sulla fotocamera Canon Eos R5. Dotata di obiettivo Rf 5.2mm F2.8 L Dual Fisheye, è la prima fotocamera digitale con lenti intercambiabili a consentire le riprese in formato 3D VR180. Il flusso di lavoro parte dall’acquisizione stereoscopica delle immagini attraverso il Dual Fisheye, due lenti da 5,2 millimetri affiancate, che permette di avere una sincronizzazione delle due immagini direttamente sul sensore. Inoltre, le due app Eos Utility e Camera Connect agevolano il controllo remoto e la visualizzazione di un’anteprima delle immagini in tempo reale durante l’acquisizione dei contenuti. All’acquisizione segue il processo di conversione nel formato VR180 attraverso il software Canon Eos VR Utility o il plug-in Eor VR per Adobe Premiere Pro.
Manutenzione e attività supervisionate da remoto
Nel mondo del lavoro – in particolare nei settori della logistica, dell’assemblaggio e della manutenzione – l’integrazione con sistemi di realtà aumentata sta mostrando enormi potenzialità in termini di efficienza operativa. «L’AR, afferma Rossi, migliorerà il modo di comunicare portando le informazioni nel campo visivo dei front line worker in tempo reale. Si creano le opportunità per la collaborazione a distanza». La realtà aumentata si fonde poi con l’intelligenza artificiale aiutando gli addetti che si trovano sulle linee di produzione a lavorare in condizioni di sicurezza. Grazie alla sensorizzazione, l’Ia è in grado di identificare situazioni di pericolo e trasferire in realtà aumentata un segnale di avvertimento per consentire, per esempio, l’allontanamento dalla postazione di lavoro o il fermo del macchinario.
Nello shop floor a mani libere
Con la realtà aumentata i front line worker acquisiscono informazioni digitali che normalmente sono disponibili in analogico. Il risultato? I dipendenti possono lavorare “hands free” e ricevere assistenza da remoto con flussi di lavoro predefiniti visualizzati direttamente nel loro campo visivo. «Lavorare in realtà aumentata permette di eseguire i lavori a mani libere, senza dover ricorrere a supporto cartaceo o a contatti e comunicazioni su singoli dispostivi che renderebbero impossibile effettuare l’attività in modo veloce ed efficace», spiega Rossi. Tutte le informazioni operative vengono trasferite in un unico workplace virtuale che si sovrappone a quello fisico. La realtà aumentata è l’elemento che completa processi di manutenzione predittiva. «La maggior parte delle volte, si tratta intervenire con minime operazioni manuali che possono prevenire grandi guasti. Si esegue il login su qr code della macchina e si eseguono le attività con il flusso di procedura fornito dalle informazioni in realtà aumentata, dice Rossi. A intervento ultimato, l’informazione viene condivisa con i sistemi di firma e approvazione. Se la procedura non è stata eseguita nel modo corretto viene segnalato un errore».
Realtà aumentata per attività di assemblaggio, attrezzaggio, di manutenzione e logistica
TeamViewer è pensato per offrire un supporto remoto in tempo reale verso clienti e tecnici in servizio. Istruzioni di assemblaggio, pick & place logistico, manutenzione supportata da assistenza remota. Il software consente di accedere, controllare, gestire, monitorare e riparare in remoto un’ampia gamma di diversi tipi di macchine e dispositivi. La realtà aumentata modifica l’assetto di lavoro poiché fornisce “on the fly” tutte le informazioni e il supporto necessario per eseguire al meglio le proprie attività di assemblaggio, attrezzaggio, di manutenzione e logistica. Le procedure vengono fornite con istruzioni passo-passo direttamente sugli smart glasses. Il contenuto è visualizzato all’interno del campo visivo del tecnico mentre lavora sulle apparecchiature, in modo che possa vedere i passaggi che deve compiere davanti ai propri occhi, ma con entrambe le mani libere per eseguire le singole attività.
Connettività già oggi sufficiente, ma il 5G potenzierà i possibili sviluppi
Per attività di manutenzione indoor le attuali connessioni Wi-Fi sono più che sufficienti. Certo, nel caso in cui sia necessaria l’assistenza da remoto e, quindi, scambio di contenuti multimediali e speech interattivi, o si debbano fare attività di manutenzione esterne alla fabbrica, si deve essere supportati da connettività mobile con banda e tempi di latenza adeguati. Uno scenario dove il 5G potrà sicuramente aggiungere precisione e affidabilità ai servizi. «La manutenzione in realtà aumentata la si può comunque implementare già oggi, afferma Sillano. Sono informazioni, in massima parte di tipo procedurale, che possono risiedere direttamente sul device, senza bisogno di connessione. Stessa considerazione vale per le applicazioni di realtà virtuale: le persone visualizzano una dimensione tridimensionale, non vi sono interazioni real time o altro, per cui non necessitano di connessione. In caso di multiplayer, ovvero più attori all’interno della stessa scena virtuale, basta una buona connettività ethernet o wi-fi, su desktop, su laptop, tablet o smartphone».
Pacelab Weavr, la piattaforma Txt per l’extended reality
La realtà virtuale ridurrà significativamente i tempi di formazione e permetterà ai nuovi dipendenti di essere operativi in pochissimo tempo, dando alle aziende la flessibilità di scegliere personale con una formazione limitata, che è particolarmente cruciale in alcuni periodi dell’anno. «La nostra esperienza nasce nell’aerospace e dal gruppo di training e simulation», spiega il manager di Txt. Know-how che è servito a mettere a punto la piattaforma agnostica Pacelab Weavr. Può essere utilizzata per sviluppare soluzioni di realtà virtuale e aumentata in qualsiasi tipo di contesto manifatturiero e industriale. Permette di esportare e mettere a disposizione modelli 3D visualizzabili attraverso visori di nuova generazione. Non solo. E’ pensata in logica modulare, dando così la possibilità di aggiornare i contenuti virtuali nel corso del tempo. «E’ una soluzione vantaggiosa poiché consente alle aziende di fare formazione senza ricorrere a fermi macchina, dice Sillano. Un training a distanza lo potremmo definire, che riduce i costi di formazione e che risulta efficace soprattutto in ambienti dove ci sono alti turnover, dove i nuovi arrivati, spesso interinali, devono essere messi nella condizione di apprendere velocemente procedure e sequenze di intervento». Interessante la possibilità di creare esperienze immersive su digital twin che replicano ambienti di fabbrica o siti industriali per fare simulazione di situazioni emergenziali. Come comportarsi in caso di incendio o nel caso succeda un guasto a uno dei componenti critici al funzionamento dell’impianto? Tutte queste condizioni possono esser simulate, fornendo agli operatori risposte esaustive.
La realtà aumentata di TeamViewer per la digitalizzazione dei front line worker
Nel caso di un importante car maker la realtà aumentata di Teamviewer ha digitalizzato le procedure di attrezzaggio manuali, spesso soggette ad errori e fonte di inefficienze e ridotta produttività. Sequenza e ordini di lavoro vengono ora eseguiti in modo corretto. «L’AR consente di vedere la realtà su un livello parallelo, dice Rossi. Scansionando con smart glasses un qr code, in ogni unità di attrezzaggio gli operatori visualizzano tutti i codici dei pezzi-componenti necessari all’assemblaggio. A operazione terminata il software invia un messaggio di conferma che deve essere approvato dal responsabile delle operation per pianificare le attività». Altro progetto realizzato, quello presso un centro di logistica per lo smistamento di buste e pacchi. In questo caso TeamViewer digitalizza tutte le operazioni di outbound. Nel campo visivo abilitato dagli smart glasses gli operatori ricevono le informazioni per smistare l”oggetto” nel posto corretto. Altro use case, quello di logistica in ambito industriale con pick & place automatizzato in realtà aumentata e integrato con il warehouse management system di Sap. Gli ambiti di utilizzo di TeamViewer possono essere i più disparati. Un caso è quello realizzato per un noto brand di orologeria di lusso. I vari componenti vengono assemblati a seconda dei flussi di progetto digitali. Viene utilizzata la realtà aumentata per coordinare il training e l’addestramento delle persone nel montaggio delle componenti, una procedura piuttosto complessa considerata la dimensione di ogni singolo componente e la superficie stessa dell’area di lavoro. Infine, un caso di manutenzione remota multimpianto, dove tutti i lavoratori di ciascun plant possono essere supportati con realtà aumentata e multilingua per eseguire lavori di manutenzione.
L’esperienza di Txt nella realtà virtuale
«Nel caso di un importante costruttore navale mondiale, pur avendo in utilizzo un sistema di computer based training, vi erano difficoltà nel localizzare una serie di componenti che erano vitali per fornire informazioni manutentive, racconta Sillano. Ebbene, aggiungendo moduli di realtà virtuale abbiamo dato loro modo di risolvere questo problema». Altro caso quello di una multinazionale della lavorazione di metalli con proprio impianto in Asia dove c’era l’esigenza di fare formazione al personale di fabbrica. Problema, anche in questo caso, risolto realizzando un digital twin del sito industriale con viste 3D che consentono navigazione e insight su tutta la linea di produzione. «Il digital twin può essere associato anche a macchinari molto complessi o a spazi di lavoro ristretti dove l’attività di formazione permetterebbe di formare una singola persona alla volta, dice Sillano. Si pensi alla cabina di un velivolo. Invece di fare formazione one-to-one, con la realtà virtuale posso fare formazione one-to-many».
Formazione Txt con realtà virtuale. Tra i clienti anche Leonardo
Pacelab Weavr consente di acquisire un modello tridimensionale, digital twin, di una linea di produzione, di un impianto, di una singola macchina, rendendo possibile un’interazione 3D. Sul digital twin è possibile integrare procedure e informazioni per dare agli operatori le conoscenze per poter operare sui singoli dispositivi o parti. Per esempio, evidenziare come rimuovere e installare componenti, oppure, analizzare un motore in tutte le sue parti. Il tutto senza dovere avere la disponibilità dell’asset reale. La maggior parte di soluzioni in realtà virtuale e aumentata di Txt sono state fatte per Leonardo, cliente storico di Txt. Per il big del manifatturiero italiano si sono create soluzioni per attività di manutenzione e training per piloti, sia su velivoli che elicotteri. «Con la realtà virtuale si riducono i costi di formazione e si ottimizzano le diverse fasi di apprendimento, afferma Sillano. Nel passato si è introdotto il simulatore di volo perché costava troppo usare il velivolo. Quest’ultimo veniva reso disponibile solo per determinate operazioni di training. Adesso la realtà virtuale permette di ridurre l’utilizzo del simulatore di volo, soprattutto per attività di formazione di base. Se in passato il training dei piloti era di 50 ore su simulatore e 10 su velivolo, oggi se ne fanno 40 su simulatore, 10 in realtà virtuale e 10 in aeroplano».
