Mezclar y combinar estándares para facilitar la integración de RA dentro de las fábricas

Miembro de AREA Bill Bernstein de la Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) comparte los primeros trabajos de su organización para mejorar la interoperabilidad RA.

Hoy, la mayoría yoindustrial UNAfeo Reality (RA) ilas implementaciones son based on prototipos bancos de pruebas integrados diseñados para determinar si algunos componentes de RA son lo suficientemente maduros para resolver desafíos del mundo real. Dado que la fabricación es una industria madura, hay principios ampliamente aceptados y mejores prácticas. yon el mundo real sin embargo, las empresas «hacen crecer» sus fábricas orgánicamente. Hay una gran mezcla y combinación de dominio-específico modelos (por ejemplo, modelos de rendimiento de mecanizado, modelos sólidos digitales y manuales de usuario) estrechamente acoplados con interfaces independientes del dominio (por ejemplo, módulos de representación, modalidades de presentación yen algunos casos Motores RA).

UNAs un resultado, undespués organizaciones han gastado años desarrollando sus propias instalaciones únicas, integrando Arkansas para visualizar estos modelos sigue siendo en gran medida un sueño. El uso de estándares podría aliviar los desafíos de la integración, pero la experiencia de unirlos a todos en una solución práctica es falta severa

Dirigirse la necesidades de ingenieros que enfrentan una variedad de tecnologías diferentes bajo un mismo techo, organizaciones de desarrollo de normas, como la Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), la Consorcio Geoespacial Abierto (OGC), y la Khronos Grupo, tener propuesto representaciones estándar, módulos e idiomas. Desde los expertos de uno organización de desarrollo de normasnorte (SDO) a menudo están aislados de los expertos en otro dominio o SDO cuando desarrollan sus especificaciones, la los resultados no son fáciles implementado en el mundo real donde hay una mezcla de estándares preexistentes y nuevos. ThEl problema de las comunicaciones bajas o deficientes entre SDOs durante el desarrollo estándar es especialmente cierto para grupos agnósticos de dominio (p.ej., la Consorcio de la World Wide Web (W3C) y Khronos Grupo) comunicarse con grupos de dominio pesado (p.ej., La sociedad americana de ingenieros mecánicos, la MTConnect Institutoy la Fundación de Comunicaciones de Plataforma Abierta (OPC))

Sin embargo, ambas perspectivas: pensamiento específico de dominio (por ejemplo, para manufactura o mantenimiento de campo) y específico de RA y dominio agnóstico inquietudes (por ejemplo, captura del mundo real, seguimiento o representación de escenas) son vitales para introducir y producir con éxito valor a largo plazo de RA.

Entornos de fabricación inteligentes

En el caso de los sistemas de fabricación inteligente (SMS), los estándares específicos de SMS (por ejemplo, MTConnect y OPC-Arquitectura unificada) proporcionar la semántica necesaria y sintáctico descripciones de conceptos, como información sobre dispositivos, personas y materiales. La figura 1 muestra el estado actual de un Prototipo industrial RA con ejemplos de estándares para informar procesos.

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Figura 1: Flujo de trabajo general para generar prototipos de RA industrial. Las líneas moradas punteadas significan los flujos que actualmente se logran a través del trabajo humano y la experiencia.

Desde un punto de vista de alto nivel, la comunidad RA se centra en dos esfuerzos separados:

  • reigualar la información del mundo real (se muestra en a la izquierda de la Figura 1);
  • Rfinalering y presentando escenas RA a las modalidades de visualización apropiadas (mostrado en el derecha de la figura 1)

Para producir experiencias de RA exitosas y significativas, es vital conectarse al dominiomodelos específicos con tecnologías de dominio neutral. yon el estado actual del desarrollo de RA donde pocos o ningún estándar ha sido implementado por vendedores, esta tarea está dirigida por expertos y requiere muchas iteraciones, horas humanas y experiencia. Allí son oportunidades significativas para mejorar si estas transformaciones (indicadas por las líneas discontinuas moradas en la Fig. 1) podría ser automatizado.

En el Exploración y visualización de datos del ciclo de vida del producto (PLDEV) pagsroject unat NIST, estamos experimentando con la idea de apalancamiento estándares desarrollados en los dos mundos separados: geoespacial y inteligente fabricación o industria 4.0. Un proyecto, que se muestra en la Figura 2, integra ambos IndoorGML, un estándar para apoyar la navegación interior, y CityGML, un estándar mucho más detallado y expresivo que se puede usar para Describir contextualmente objetos en edificios, con MTConnect, un estándar que define semánticamente las tecnologías de fabricación, como las máquinas herramienta. Todo tEstas normas tienen un amplio apoyo en sus comunidades separadas. Aparentemente todos los días, herramientas de soporte que interactúan directamente con estas representaciones son empujados a repositorios públicos.

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Figura 2: Una instancia de combinación de estándares dispares para el despliegue rápido de prototipos RA para la conciencia situacional y la navegación interior en sistemas de fabricación inteligentes.

En la Figura 2, nosotros show el uso de IndoorGML y CityGML en una taller mecánico que previamente se ha digitalizadore de acuerdo con la MTConnect estándar. Al hacerlo, aprovechamos herramientas de visualización RA existentes a renderizar la escena Luego nos conectamos a los datos de transmisión de la tienda para indicar si una máquina está disponible (verde), no disponible (amarillo) o en uso (rojo). Aunque este es un ejemplo simple, muestra que cuando los estándares se implementan e implementan adecuadamente, los desarrolladores pueden adquirir capacidades «gratis». En otras palabras, podemos aprovechar dominio específico y -gnóstico herramientas que ya están construidas para soportar existente estándares, lo que ayuda a realizar un flujo de trabajo de creación de prototipos RA más interoperable.

Direcciones de investigaciones futuras

Este proyecto también ha demostrado significativo futuro oportunidades de investigación en fusión de sensores para una alineación geoespacial más precisa entre el mundo digital y el mundo real. Un ejemplo es el aprovechamiento de sensores a bordo de vehículos guiados automatizados (AGV) y geoespaciales estáticos más definidos contextualmente. modelos descritos utilizando estándares OGC IndoorGML y CityGML.

En el futuro, nos centraremos en mejorar las representaciones geoespaciales con contexto adicional. Por ejemplo, (1) aprovechando dicho contexto para los AGV para tratar los obstáculos específicos de la tarea (como las mesas de trabajo) de manera diferente a los disruptivos (como las paredes y las columnas) y (2) Ayudar evitar riesgos para la seguridad para operadores humanos equipados con wearables mediante una representación más inteligente de objetos digitales. Estamos actualmente colaborando con el Ciencia de medición para la fabricación Robótica pagsrogram en NIST para investigar estas ideas.

Si se integra con éxito, podremos demostrar lo que alentamos a otros a practicar: adoptarion de estándares para integraciones más rápidas y de menor costo, así como más seguras Instalaciones de equipos y entornos de fábrica. ¡Estén atentos para el próximo episodio en esta combinación de estándares!

Descargo de responsabilidad

Sin respaldo de ningún producto comercial por NIST se pretende. Los materiales comerciales se identifican en este informe para facilitar una mejor comprensión. Dicha identificación no implica aprobación por NIST ni implica que los materiales identificados sean necesariamente los mejores para el propósito.

Visto en thearea.org