När AR möter verkligheten på fabriksgolvet

Kan AR göra det enklare att montera en komponent rätt eller ställa om en maskin? Det har Nicole Tobisková undersökt genom att låta industrioperatörer testa tekniken i sitt dagliga arbete. I sin avhandling vid Högskolan Väst visar hon att AR kan vara ett värdefullt stöd, men bara om tekniken anpassas efter människorna, arbetsuppgiften och verkligheten på fabriksgolvet.

Augmented Reality (AR) innebär att digital information visas som ett lager på den verkliga omgivningen. Med AR-glasögon kan en operatör exempelvis se en tredimensionell modell av en produkt, få en markering av var ett fel finns eller följa en instruktion utan att behöva läsa i en manual. I sin avhandling ”Design och utvärdering av Augmented Reality för industrioperatörer: Designriktlinjer”, har Nicole utvecklat och testat fyra olika AR-system för industriella arbetsuppgifter.

Verkligheten sätter tekniken på prov

Många studier av AR har tidigare gjorts i laboratoriemiljöer. Men Nicole har testat sina system i verkliga industrimiljöer, bland människor, maskiner, rörelser och befintliga produktionssystem.

– På fabriksgolvet händer sånt som aldrig skulle hända i labbet. Glasögonen ska skanna omgivningen samtidigt som användaren rör sig. Ibland börjar även det digitala innehållet röra sig. Operatörerna kan sitt jobb och har redan etablerade arbetssätt. Då tar det tid att skapa förtroende för ett nytt verktyg, säger Nicole.

Fyra system med olika uppgifter

Nicoles fyra studier handlade om montering av takstolar, inspektion av metallkomponenter, verktygskalibrering och omställning av produktionsmaskiner. Resultaten visar att AR kan vara mycket användbart i vissa situationer, men mindre lämpligt i andra. Ett exempel där AR underlättade var inspektion av klotformade metallkomponenter, där operatören normalt jämför den runda formen med en platt karta på en datorskärm.

– Det är svårt att titta på en rektangulär karta och försöka översätta den till en rund komponent som ska vridas. Med AR ser operatören istället markeringar direkt på föremålet vilket gör det mycket enklare, säger Nicole.

Men vid montering av stora takstolar var AR inte lika användbart. Där blev precisionen ett problem. Ju större den digitala modellen var, desto större blev risken att informationen hamnade fel. Uppgifterna tog dessutom längre tid att utföra med AR-systemet än med den inarbetade laserutrustning som operatörerna var vana vid.

Tekniken är inte alltid svaret

Nicole menar att en viktig slutsats är att företag måste börja med det konkreta problemet och sedan fråga sig vilken teknik som löser det bäst.

– Vi fick väldigt olika resultat. Ibland är AR rätt, ibland är det bättre att förbättra det system man redan har. Man måste analysera vilka behov man har, vilka förväntningar som är rimliga och om nyttan är värd investeringen.

Nicole konstaterar också att AR-tekniken fortfarande är känsligare och mindre robust än många etablerade industrisystem. Företag behöver ha rätt infrastruktur, kunna integrera AR med sina övriga system och avsätta resurser för uppdateringar och underhåll.

Förtroendet är avgörande

Ett av de viktigaste bidragen med Nicoles forskning är hennes tretton designriktlinjer för hur industriella AR-system bör utformas. De ska hjälpa forskare och utvecklare att dra nytta av tidigare erfarenheter. En faktor är särskilt viktig menar Nicole: användaren måste kunna lita på systemet.

– Det allra viktigaste är att skapa förtroende och kommunicera teknikens begränsningar. Om precisionen är plus eller minus fem millimeter måste användaren få veta det. Då går det att avgöra om systemet kan användas för att visualisera något, men inte för en montering som kräver hög noggrannhet. Känner operatören att informationen inte går att lita på kommer systemet inte att användas. Så enkelt är det.

Den erfarna operatören blir digital vägvisare

Den lösning Nicole tror mest på är en tredimensionell avatar som visar hur ett arbete ska utföras. I studien spelade de in en erfaren operatör som gjorde en maskinomställning. Sedan förvandlades personen till en digital figur som användaren kunde följa i glasögonen, och på så vis utföra samma moment vid maskinen.

– I stället för att titta på en film och försöka förstå varje moment kan man gå in i avataren och följa rörelserna direkt. Det kan till exempel användas vid standardiserade omställningar eller reparationer.

Drivs av forskning med verklig nytta

Nicole drivs av att forska tillsammans med de människor som faktiskt ska använda systemen. Operatörernas erfarenheter har varit avgörande för resultatet.

– Man kommer in i någon annans arbetsliv och får lära sig hur de jobbar. Ofta är det de mest kritiska personerna som senare ger den mest användbara återkopplingen. När samma person sedan säger att det faktiskt fungerar och kommer med idéer om hur det kan bli bättre, då är det väldigt givande, avslutar Nicole.

Här hittar du Nicoles avhandling: “Design and Evaluation of Augmented Reality for Industrial Operators: Informing Design Guidelines”.

Se film om samarbetet med Derome Träteknik:

Kontakt: Nicole Tobisková, doktor i produktionsteknik, Högskolan Väst.

På Högskolan Väst bedriver vi forskning i samverkan med omvärlden för att skapa en bättre framtid.