Industrie et réalité augmentée La réalité augmentée est-elle le futur de l'industrie ?

de Marina Hofstetter

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Nous le savons tous maintenant, l'industrie de demain sera différente de l'industrie d'aujourd'hui. Certaines innovations améliorent les machines, d'autres, les humains, en les rendant plus autonomes et plus efficaces. Un avantage indéniable pour toute entreprise, et c'est là la puissance de la réalité augmentée.

Les lunettes Hololens 2 sont à la pointe de la technologie de réalité augmentée.
Les lunettes Hololens 2 sont à la pointe de la technologie de réalité augmentée.
(Source : Marina Hofstetter )

La réalité augmentée (ou AR pour Augmented Reality) commence son périple dans le domaine industriel. Une technologie somme toute peu connue, même du grand public, aux possibilités pourtant énormes. Et ça, Kordian Caplazi l'a bien compris. Il a cofondé en 2020 l'entreprise Rimon Technologies. La petite équipe de cette entreprise zurichoise issue de l'ETH, dont fait également partie Lukas Roder en tant que Sales and Business Developpement Manager, concentre ses efforts sur la mise en place de solutions de réalité augmentée dans l'industrie. Dans cette optique, ils ont d'ailleurs participé au Grinding Hub qui a eu lieu au mois de mai à Stuttgart. Leur but est d'aider les techniciens dans leur travail en leur fournissant des instructions pas à pas à l'aide de la réalité augmenté. Ils ont répondu à nos questions.

Pouvez-vous expliquer ce qu'est exactement la réalité augmentée ?

L. Roder : La réalité augmentée est basée sur la superposition en temps réel d'objets digitaux sur le monde réel. L'AR est un moyen d'ajouter des informations sur le monde réel. Ces objets peuvent être des images, du texte, des vidéos, des modèles CAO et l'utilisateur peut agir directement sur ces objets, en cliquant sur un bouton virtuel par exemple. Que ce soit avec une tablette, un téléphone ou des lunettes dédiées AR, il suffit à l'utilisateur d'ouvrir une application pour voir apparaître ces objets. Le dispositif utilisé scanne automatiquement l'environnement avec ses divers senseurs embarqués afin de définir précisément la localisation et l'orientation de l'utilisateur. L'objet réel pour lequel est développé l'application AR est reconnu par l'application et les objets virtuels associés apparaissent sur l'écran.

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Depuis quand la réalité augmentée existe-t-elle ?

K. Caplazi : La réalité augmentée en elle-même n'est pas quelque chose de nouveau. Avoir à disposition des dispositifs portables qui permettent l'utilisation de la réalité augmentée au quotidien, c'est cela qui est relativement récent.

Comment le lien est-il fait entre l'objet réel et sa représentation virtuelle ?

K. Caplazi : À notre époque, tout est fait par conception assistée par ordinateur. Nous utilisons donc le modèle CAO de l'objet pour lequel nous souhaitons créer des instructions. Un code QR apposé sur la machine peut alors être scanné, permettant de superposer le modèle CAO avec l'objet réel.

En quoi cette technologie peut-elle être utile à l'industrie ?

K. Caplazi : Les industriels construisent des machines, les assemblent, les installent chez leurs clients, et en assurent le service après-vente. L'AR peut alors être utilisée à de nombreux niveaux : formation des employés, amélioration des process, optimisation de la production, traçabilité. Prenons par exemple un technicien qui doit effecteur un contrôle de routine sur une machine avec des lunettes AR. Les lunettes vont reconnaître la machine, et les instructions de contrôle vont apparaître les unes après les autres, guidant le technicien pas à pas. Ce peut être du texte, des photos, des vidéos ou des superpositions lumineuses comme un point ou une flèche sur la machine elle-même pour montrer exactement au technicien l'endroit sur lequel il doit se concentrer.

La technologie de superposition des objets virtuels sur le monde réel est-elle suffisamment précise ?

K. Caplazi : Les besoins en précision sont aussi divers que les projets le sont. Bien que nous puissions agir sur la précision par software, le principal contributeur reste le dispositif utilisé. En effet, la qualité des senseurs intégrés qui vont définir l'orientation de l'utilisateur dans l'espace et par rapport à l'objet réel joue un rôle très important. Les lunettes AR Hololens 2 que nous utilisons sont à la pointe de la technologie, et offrent d'un point de vue hardware, la meilleure précision.

L. Roder : Pour chaque projet, nous discutons du besoin du client et pouvons alors suggérer le meilleur dispositif d'un point de vue AR. Après, tout est une question d'investissement. Certaines entreprises possèdent déjà des tablettes, et ne souhaitent pas encore investir dans des lunettes AR, dont le prix unitaire avoisine les 4000 francs. Et si, pour leur projet, la précision offerte par la tablette est suffisante, cet investissement n'est de toutes façons pas nécessaire. Pour cette raison nous développons notre produit pour qu'il soient utilisable sur divers dispositifs.

Pour un dispositif particulier, comment pouvez-vous augmenter cette précision ?

K. Caplazi : Un outil que nous utilisons est le code QR. Nous plaçons ce code à un endroit précis sur la machine, et nous pouvons ainsi calibrer le dispositif en calculant l'orientation de l'utilisateur directement par rapport à cette machine via le scan du code QR.

L'utilisation de lunettes AR nécessite-t-elle un temps d'adaptation important ?

K. Caplazi : Il faut bien faire la différence entre réalité augmentée et réalité virtuelle. Des lunettes de réalité augmentée vous laissent voir votre environnement comme des lunettes de vue. De ce point de vue, pas de problème de mal des transports.

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L. Roder : De plus, l'utilisation des lunettes AR est assez simple. Si nécessaire, il est possible de porter des lunettes de vue en dessous. Une calibration est nécessaire pour chaque utilisateur, et les paramètres peuvent être sauvegardés. En environ une demi-heure, l'utilisateur se sentira à l'aise dans ses interactions avec les hologrammes.

Peuvent-elles être utilisées dans n'importe quel environnement ?

L. Roder : Leur utilisation est possible dans la plupart des cas, mais il existe certaines applications pour lesquelles elle n'est pas optimale. Cependant il est possible de porter des lunettes de protection sous les lunettes, type protection laser par exemple, et il existe également une version spéciale salle blanche de la Hololens 2. Dans un environnement très ensoleillé, les hologrammes seront légèrement moins visibles par manque de contraste, mais c'est également le cas avec une tablette ou un téléphone. Depuis peu, Microsoft propose des lunettes de protection solaire spéciale pour les lunettes Hololens.

Ces lunettes sont-elles un investissement rentable ?

L. Roder : Le fait qu'elles offrent la possibilité d'avoir les mains libres pour travailler est indéniable. Cela impacte la productivité et par conséquent, les finances de l'entreprise. Après, le retour sur investissement va être différent pour chaque entreprise et chaque projet. Néanmoins, il existe une étude de Forrester Consulting qui montre que l'investissement après implémentation de l'utilisation de Hololens 2 est en moyenne rentabilisée après 13 mois, et annonce un retour sur investissement total de 177 % après 3 ans. Par ailleurs, l'utilisation de la réalité augmentée pour guider les collaborateurs augmente de 60 % l'efficacité, réduit les erreurs de maintenance de 40 % et réduit jusqu'à 75 % les besoins de réfection.

Revenons à votre produit, comment fonctionne la création des instructions ?

K. Caplazi : Nous fournissons à nos clients une interface web avec login qui agit comme plateforme en libre accès dans laquelle les instructions ainsi que les visuels illustratifs associés peuvent être téléchargés. Du côté utilisateur, les instructions sont rentrées dans un fichier Excel. C'est un logiciel bien connu, largement répandu, et un outil puissant. Cela permet à n'importe qui d'être capable de préparer les instructions. Au préalable, nous discutons avec le client des options dont il a besoin, si des données doivent être sauvegardées, comment, si des rapports doivent être générés, etc. Il est par exemple possible de noter certaines étapes comme obligatoires : une prise de photos ou de vidéo, une validation, sans laquelle la procédure n'avance pas. De nombreuses options peuvent être programmées en arrière-plan par nos soins, elles sont accessibles par la suite via Excel. Une fois toutes les données nécessaires téléchargées sur la plateforme, il suffit de valider pour que le système crée une application contenant les instructions. Cette application peut ensuite être installée sur le dispositif souhaité, comme n'importe quelle application que vous pouvez installer sur votre téléphone. C'est alors en ouvrant cette application que les instructions de réalité augmentée apparaîtront.

Copyrigth vidéo : Swissgrid AG

Les instructions pour une procédure de montage ou de contrôle existent en général déjà, dans des documents ou des systèmes de type SAP : doit-on tout retaper dans cette interface ?

K. Caplazi : Nous travaillons si nécessaire avec des partenaires qui peuvent faire le pont entre les systèmes existants et notre interface et ainsi nous aider à trouver avec nos clients la meilleure solution pour récupérer les données préexistantes. Microsoft Azure possède par exemple des moyens de connexion à SAP par exemple. Après, tout dépend aussi de la manière dont sont stockées ces données. Il faut parfois les restructurer pour qu'elles soient utilisables. Quoi qu'il en soit, nous essayons de minimiser les efforts nécessaires à l'implémentation de la solution AR.

Quels sont les avantages offerts par la réalité augmentée à l'industrie ?

L. Roder : La réalité augmentée offre une aide et un support en trois dimensions et en temps réel, contrairement à des instructions de type document ou image qui sont en deux dimensions. Cette technologie permet de former sur place ou à distance les nouveaux employés plus rapidement au montage, à l'utilisation ou à la réparation d'une machine.

Au niveau service après-vente, en cas de problème avec une machine, le client est en mesure de faire lui-même, avec l'aide des instructions AR, les vérifications de base. Cela peut suffire dans certains cas à régler le problème, ou bien permet de définir la cause de la panne. Le déplacement d'un technicien de service n'est alors organisé que si nécessaire, et il sait d'avance d'où vient le problème. Dans tous les cas, le temps d'arrêt de la machine est réduit.

Au niveau du hardware, le gros avantage des lunettes AR est le fait d'avoir les deux mains libres pour travailler, ce qui diminue significativement le temps nécessaire à chaque étape et augmente ainsi la productivité.

L'AR offre également un énorme avantage au niveau documentation. En effet, en fonction des options choisies pour le projet, toutes les informations nécessaires peuvent être enregistrées en temps réel et sauvées pour une documentation précise et complète. Tant dans un atelier de production que pour des techniciens en déplacement, cela facilite le travail. Et en termes de traçabilité et de qualité, le risque d'erreurs critiques, d'étapes oubliées ou de documents perdus est très fortement réduit.

La réalité augmentée devient alors un outil de management qualité…

K. Caplazi : Tout à fait. Chaque client peut choisir ce qu'il souhaite enregistrer et sauvegarder. Un rapport est généré en arrière-plan pendant que se déroule la procédure pas à pas, incluant notes, photos et vidéos prises par l'utilisateur, également par les lunettes AR qui possède aussi une caméra intégrée.

En termes de contrôle qualité, c'est un outil puissant, mais n'y a-t-il pas des réserves au niveau de la vie privée des employés ?

K. Caplazi : Il existe des lois sur le sujet. Au-delà, tout dépend des besoins du projet et/ou de la culture de l'entreprise. Sur les lunettes, lorsqu'une vidéo est en cours, un voyant lumineux est visible par l'utilisateur et par les personnes extérieures, qui sont donc conscients que leurs propos et leurs gestes sont enregistrés. Enregistrer certaines données peut avoir des avantages suivant le but recherché : pour l'amélioration de process par exemple, enregistrer les temps mis par l'employé à accomplir chaque tâche peut aider à définir des points d'optimisation. Enregistrer les mouvements oculaires d'un expert lors d'une opération sur la machine peut être une aide à la formation de nouveaux employés, en précisant le point de focalisation de l'expert lors de telle ou telle action.

Pouvez-vous nous citer quelques exemples de projets industriels que vous avez mis en place ?

L. Roder : Nous travaillons avec Swissgrid, la société nationale responsable du réseau de transport de l'électricité en Suisse. Nous avons créé avec eux une procédure d'instructions AR pour l'inspection de machines sur site. Pour Komax, une entreprise spécialisée dans le traitement automatisé de fils, nous avons fourni un manuel d'instructions AR pour la formation des nouveaux techniciens. Les applications sont nombreuses dans l'industrie, et d'autres entreprise utilisent l'AR, comme Boeing par exemple, qui utilise la réalité augmentée depuis plusieurs années pour le câblage de ses avions. Dommage que ce ne soit pas notre solution qu'ils utilisent !

Vous n'êtes donc pas les seuls sur le marché, qu'est ce qui vous différencie de vos concurrents ?

L. Roder : La solution que nous proposons est modulaire et flexible. Chaque client peut choisir entre différentes options en fonction de ses besoins. Par nos parcours respectifs, nous sommes proches de l'ETH, ce qui nous permet de bénéficier de partenariat de recherche et développement qui nous permettent à la fois d'être au fait des dernières et des meilleures technologies et d'améliorer constamment notre produit. Et le dernier mais pas le moindre des arguments que nous pouvons avancer, est la facilité d'utilisation de notre solution. Et ce n'est pas moi qui le dis, ce sont nos clients.

Quelles sont les améliorations que vous souhaitez apporter à votre solution ?

K. Caplazi : Nous sommes actuellement dans une phase de transition, car nous allons passer d'un système de gestion par projet unique à un système par abonnement. Cela donnera aux entreprises plus de flexibilité quant à la gestion de leurs besoins en AR. Nous travaillons également sur la manière dont fonctionne notre application. Actuellement, une application est créée pour chaque manuel d'instructions. Nous allons prochainement passer à la création d'une application unique de type bibliothèque, qui regroupera donc pour chaque entreprise toutes les instructions générées. Nous souhaitons apporter encore plus de fonctionnalités à notre interface utilisateur tout en le gardant aussi simple d'utilisation que possible. Nous essayons de définir le moyen le plus simple pour nos clients de créer leur application et leurs instructions. Nous travaillons aussi sur la présentation des instructions, plus uniquement avec du texte et des images ou vidéos, mais avec l'aide d'avatars. Nous avons plusieurs projets de recherche et développement en cours avec l'ETH. Et bien évidemment, nous espérons acquérir de nombreux nouveaux clients.

Quel est généralement l'attitude des industriels quand vous leur parlez de réalité augmentée ?

K. Caplazi : Les gens ne savent souvent pas ce qu'est exactement la réalité augmentée. Il est donc parfois difficile de leur faire comprendre le potentiel de cette technologie pour le monde industriel. Ceux qui acceptent de donner une chance à cette technologie le font souvent sur un petit projet. C'est alors qu'ils se rendent compte de la puissance de la réalité augmentée et décide d'élargir leur utilisation dans leur entreprise. Dans tous les cas, ce qui est important pour la réussite du projet et la mise en place de la réalité augmentée dans l'industrie, c'est d'identifier correctement les besoins pour chaque projet. Et pour cela il est décisif d'impliquer dès le début des discussions l'utilisateur final. Car nous l'avons déjà vu, ce que les décideurs stratégiques ont en tête peut différer de ce dont les utilisateurs ont vraiment besoin.

MSM

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