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[Pas à pas] Comment tirer parti de la réalité augmentée dans votre usine

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Par publié le à 06h05

[Pas à pas] Comment tirer parti de la réalité augmentée dans votre usine

Profitant des formidables progrès de l'informatique embarquée et de l'essor de l'usine 4.0, les exemples d'applications industrielles de la réalité augmentée se multiplient. C'est peut-être le moment de vous lancer également. Nos conseils pour faire le premier pas.

Dans une usine, un opérateur cherche, en urgence, le manuel de réparation d'une machine tombée en panne. Arrivé devant la machine, il se rend compte qu'il lui manque les données liées à l'historique de maintenance. Puis, au téléphone avec l'expert qui doit lui expliquer comment intervenir, il se retrouve incapable d'expliquer précisément ce qu'il a devant les yeux... Et le temps, lui, s'écoule depuis que la machine est arrêtée !

Bien sûr, les obstacles ne s'amoncellent pas toujours de cette façon. Pourtant, pour éviter une situation qui se rapprocherait de celle-ci, l'idéal serait que la bonne information puisse, en temps réel, être communiquée en fonction de la pièce qu'un opérateur a devant les yeux et de l'opération qu'il effectue. Cette solution miracle a un nom : la réalité augmentée (RA). Déjà expérimentée depuis 4 ou 5 ans en milieu industriel, la technologie n'est certes pas neuve, mais elle profite de l'essor des logiciels et des supports matériels associés.

En quelques mots, la RA consiste à superposer au monde réel des informations contextuelles numériques, sur l'écran d'une tablette, d'un smartphone ou de lunettes ou même directement sur l'objet concerné via un vidéoprojecteur. Pour appliquer concrètement cette technologie chez soi, quelques points méritent une attention particulière avant de se lancer.

1. Définissez vos besoins

Le besoin de base auquel répond la RA est d'avoir accès très rapidement à des informations, notamment à l'historique et à la documentation des équipements industriels. Aujourd'hui, formation, maintenance et contrôle qualité sont les postes pour lesquels elle est la plus mûre. « Presque 50 % des opérations de maintenance s'effectuent sur des mauvais équipements, pointe Anne-Pépin Lehalleur, responsable marketing IoT et services avancés chez Schneider Electric, qui a lancé sa solution en octobre 2016. Je ne vois pas de domaine où la réalité augmentée ne serait pas utile. »

Car la réalité augmentée peut aussi aider l'opérateur à gagner en efficacité pour les assemblages et montages complexes, ou pour faire intervenir un expert à distance, qui « voit » via la caméra de l'appareil... « Pour l'assemblage, elle répond aux tendances de flexibilité des usines, comme sur les chaînes multimodèles », estime le directeur de la technologie au sein de la société d'ingénierie Segula Technologies Nicolas Chantrenne. Elle limite aussi les erreurs, le support de RA enregistrant toutes les opérations effectuées. Ces informations peuvent être couplées aux données enregistrées par l'outil utilisé, comme la clé de serrage des vis. Elle peut même participer à rendre le poste un peu plus attractif, font valoir d'autres groupes d'ingénierie.

Reste que tous les postes n'en ont pas besoin. Les retours d'expériences attestent qu'un réel retour sur investissement est bien associé à ces technologies. Toutefois, modifier un procédé industriel est en retour coûteux. Pour se faire une idée de l'utilité que vous pourriez tirer de la réalité augmentée, de nombreux exemples de cas d'usages sont accessibles. L'initiative d'Airbus, précurseur en 2011 lorsqu'il conçoit en interne sa solution, Mira (Mixed Reality Application), dans le but de standardiser la qualité à travers son réseau mondial de centres de production, est un excellent cas d'école. L'avionneur témoigne que le déploiement de Mira pour l'inspection des fuselages de l'A380 a réduit le temps d'inspection des supports des systèmes de trois semaines à trois jours. Le géant français peut aujourd'hui attester de sa propre expérience positive pour commercialiser la solution sous le nom de Testia.

2. Choisissez votre fournisseur de solution

Il existe de nombreuses solutions de RA commercialisées par des entreprises françaises et même déjà plusieurs fournisseurs spécialisés pour l'industrie. Plusieurs sont des start-up : Diota, issue du CEA, Robocortex, issue de l'Inria, Allucyne... D'autres sont des filiales de groupes spécialisés dans le logiciel, comme Diginext, filiale du spécialiste de la documentation 3D CS Communication et Systèmes, ou encore des PME comme Theoris, auxquelles il faut encore ajouter les sociétés d'ingénierie qui proposent leurs solutions, comme Schneider Electric, ou Actemium.

Leur connaissance de l'industrie et de votre métier est évidemment un critère important de choix entre toutes ces solutions. Notamment pour vous fournir des scénarios d'usage sur mesure, comme enchaîner des tâches pour construire des processus de maintenance ou d'apprentissage. Diota, par exemple, est souvent citée pour les hautes performances de sa technologie. Mais ce qui lui permet aujourd'hui d'avoir des ambitions à l'international est qu'elle a su créer un partenariat avec le groupe d'ingénierie Segula Technologies pour créer le contenu adapté aux besoins industriels.

Quant aux performances techniques, « il n'y a pas de logiciel qui se détache vraiment des autres, juge Grégory Maubon, cofondateur de RA'pro, une association de promotion de la réalité augmentée, sur le site Web de laquelle sont listés les fournisseurs de solutions. Du moins pour les applications usuelles, car les algorithmes et capteurs de reconnaissance, de localisation, ou de cartographie sont encore en pleine évolution et à surveiller de près.

3. Optez pour le support adapté

A la dimension logicielle, il faut ajouter le choix incontournable du support matériel. Attention, alertent les spécialistes, les casques et lunettes de RA offrent des réelles promesses, mais ne sont pas encore totalement prêts pour tous les usages industriels. Ils ont cet avantage significatif, comparé aux tablettes ou smartphones, de libérer les mains de l'opérateur. Toutefois, l'ergonomie finale reste à trouver.

« Les lunettes sont presque au point, précise Grégory Maubon. Mais faire un appareil grand public est une chose, en faire un adapté au contexte industriel en est une autre : elles sont encore souvent dotées d'une autonomie de batterie ou d'une connectivité limitée, et ne sont pas certifiées Atex (atmosphères explosives). Quant à l'ergonomie, on tâtonne encore. » Tandis que de nombreuses solutions de tablettes « durcies » sont déjà parfaitement adaptées à ces solutions.

Et pour un poste fixe sur lequel il s'agit d'afficher les données nécessaires, le plus simple est encore de loin le vidéoprojecteur, qui permet aussi d'avoir les mains libres. Parmi toutes les offres en développement ou récemment en commercialisation, les lunettes Hololens que Microsoft a lancées sur le marché en novembre 2016, ou le casque que Daqri a conçu avec Intel ne laissent pas de doute possible quant au fait que lunettes et casques seront bientôt des éléments incontournables.

Quel qu'il soit, vérifiez en tout cas que l'outil que vous retiendrez est assez puissant pour permettre le calcul nécessaire. Si c'est une tablette, elles sont nombreuses sur le marché à être tout à fait adaptées à ces applications. Et l'on peut prédire, au vu du projet Tango de Google, qu'elles pourront même bientôt, à l'instar des Hololens, scanner en 3D et en temps réel leur environnement ! Il vous faudra enfin aussi vérifier que vous pourrez techniquement utiliser la réalité augmentée là ou vous le souhaitez. Les points d'attention : l'éclairage, un environnement trop lisse, dans lequel les formes ne se dégagent pas suffisamment les unes des autres, ou la connectivité limitée de l'endroit visé avec le système d'information.

4. Profitez-en pour passer à l'usine 4.0 !

Pour choisir votre solution de RA, vous devrez aussi valider que la partie logicielle de la solution répond aux contraintes du système d'information de l'entreprise. Et bien sûr, si vous souhaitez utiliser la technologie sans marqueur de type QR-code, il vous faudra avoir numérisé en amont vos procédés. La réalité augmentée n'est qu'un pan parmi les différentes briques qui sont celles de l'usine 4.0, mais devra être compatible avec toutes les données issues des objets connectés, réalité virtuelle, big data ou encore 3D dans l'usine.

Des éditeurs de logiciels tels que PTC ou Capgemini intègrent même directement aujourd'hui des briques de RA dans leur système d'information à destination des industriels. Coté compatibilité des solutions logicielles et outils matériels, comme beaucoup d'autres, les technologies de RA sont soumises à l'inévitable guerre des standards. Ainsi, pour l'instant, la solution Vijeo 360 de Schneider ne fonctionne qu'avec IOS.

5. Surveillez les évolutions... et lancez-vous !

La réalité augmentée en est à ses débuts sur les lignes de production, aussi soyez attentifs aux nouveautés sur le marché, car les technologies progressent vite, notamment quant à la qualité de l'affichage. Toutefois, inutile d'attendre plus longtemps pour vous lancer.

Telles quelles, en effet, les technologies de RA peuvent déjà beaucoup et vous devrez adapter la technologie à votre poste et à votre système d'information. Plus tôt vous aurez un retour d'expérience sur la manière dont vos opérateurs s'emparent de la technologie, mieux vous pourrez vous préparer à la suite.

Il y a dix ou quinze ans, des premiers prototypes sont sortis qui ont déçu. Depuis, algorithmes, puissance de calcul et capacités d'affichage se sont nettement améliorés, constate Patrick Sayd, du CEA. « Toutefois, les industriels français, grands ou petits, restent frileux devant cette technologie dont le retour sur investissement est évidemment moindre que celui de la robotisation. Nos voisins allemands sont plus pragmatiques. » Un peu d'audace et beaucoup de pragmatismes donc, pour plonger dans la réalité augmentée.

>> Cet article est issu de notre dossier "Production : Extension du domaine du réel" du magazine n°997, avril 2017, à retrouver dans votre espace abonnés

Localiser le virtuel par rapport au réel

C'est le fond du problème. Dans le cas de Pokemon Go, la réalité augmentée est basée sur les données GPS, la boussole interne et les accéléromètres du smartphone. Mais avec une précision très insuffisante pour des applications industrielles ! Pour localiser un objet précis à l'intérieur, il est possible d'utiliser des marqueurs, mais la solution optimale est évidemment la reconnaissance d'images à laquelle sont associées trois briques technologiques. « L'edge based tracking » est à la base des solutions actuelles : le logiciel reconnaît son environnement à partir d'un modèle 3D pré-enregistré, ce qui permet par exemple de créer des scénarios pour enchaîner des tâches. La solution doit pouvoir s'adapter au changement de conditions extérieures. La cartographie de l'environnement en temps réel permet d'intégrer de nouveaux éléments, ou de créer une maquette 3D, ce que savent faire les lunettes Hololens. La géolocalisation sans GPS va au-delà de la reconnaissance de l'environnement, en donnant une information sur la distance entre l'acteur et son environnement. C'est ce que propose Alphabet (Google) avec sa technologie Tango. Le géant du Web a proposé en 2016 un kit de développement, via une tablette dotée de capteurs de profondeur spécifiques.

400 % C'est la croissance prévue en 2017 pour le marché des produits de réalité augmentée à destination de l'industrie, notamment la logistique et la production. (Source : ABI Research, décembre 2016) 58 Milliards de dollars C'est ce que pourrait peser le marché de la réalité augmentée en 2020. Il serait alors plus important que celui de la réalité virtuelle (22 milliards), contre respectivement 1,2 et 2,7 en 2016. (Source : Digi-Capital, janvier 2017) 80 ° C'est le champ de vision optimum en termes de confort pour l'utilisateur visé par les fabricants de casques ou de lunettes. Le casque Smart Helmet de Daqri est le premier à atteindre ce niveau, alors que les autres appareils plafonnent encore à 45°.

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