Comment la réalité augmentée transforme le travail

Dans une usine GE Renewable Energy située à Pensacola, en Floride, un technicien assemble le câblage d’une armoire électrique insérée dans le moyeu d’une éolienne. Ce processus complexe consiste à brancher des centaines de fils dans leurs prises correspondantes. La tâche est généralement effectuée en s'appuyant fortement sur un manuel d'instructions contenant l'emplacement de l'insertion de chaque fil. Mais depuis 40 minutes, le technicien s’occupe méticuleusement de son activité avec une précision presque troublante, sans s'arrêter pour jeter un coup d’œil à l’épais manuel assis dans un coin de l’atelier.

Le technicien n’a pas mémorisé la quantité insensée d’instructions contenue dans le manuel. Au lieu de cela, il s'appuie sur Google Glass, un appareil porté comme une paire de lunettes qui utilise la technologie de réalité augmentée (RA) pour projeter des instructions pas à pas pour la tâche relevant de son champ de vision.

AR, le cousin plus jeune de la réalité virtuelle (VR), superpose les graphiques et les informations à des images réelles. AR a gagné en popularité avec le lancement des filtres de Pokemon Go et goofy Snapchat. Mais les grandes entreprises de technologie, notamment Google, Facebook et Apple, fournissent désormais des plates-formes et des outils pour développer des applications AR.

Au-delà des jeux et du divertissement, la plus grande promesse pour la RA, qui devrait devenir un marché de 49 milliards de dollars d’ici 2021, concerne les professionnels expérimentés: l’accès à l’information et à l’assistance en déplacement peut faire toute la différence en termes de rapidité et d’efficacité.

General Electric est l'une des nombreuses entreprises à tester discrètement la technologie AR comme méthode d'amélioration de la productivité et de réduction des erreurs. Dans le cas de l'armoire électrique d'éolienne, une première utilisation de lunettes anti-reflets par l'opérateur a entraîné un gain de vitesse de 34%. Cette tendance se répercute sur d’autres grandes entreprises de différents secteurs, entraînant des améliorations notables dans les domaines de la fabrication, de la gestion des entrepôts, de la maintenance des équipements, de la conception, etc.

La renaissance des lunettes anti-reflets

Google Glass a fait ses débuts pour un petit groupe en 2013 avec la version Explorer, mais elle n’a pas réussi à gagner du terrain en raison du prix, de l’absence de fonctions claires, de performances buggy et de la panique générale. Les gens l'ont boudé, les établissements l'ont interdit, ses utilisateurs ont été surnommés "les trous de verre" et, en 2015, Google Glass pour les consommateurs a été mis de côté.

Mais la même technologie a trouvé un nouveau chez-soi dans des lieux de travail pratiques tels que des usines, des entrepôts et des hôpitaux, où elle a reçu le nom de «réalité assistée».

"Diverses sociétés qui collaborent avec nous et avec d'autres membres de l'écosystème ont compris que cela pourrait changer la donne", a déclaré Jay Kim, responsable de la stratégie chez Upskill, un important fournisseur de solutions de RA industriels. "Nous étions en train de résoudre des problèmes réels, alors que dans le contexte du consommateur, ces appareils étaient simplement agréables à utiliser."

Donner aux travailleurs un accès sans tracas à l’information est un cas d’utilisation évident pour les lunettes intelligentes. Et des sociétés telles que Upskill permettent aux organisations d’intégrer les technologies de RA à leurs flux de travail. GE, l'un des principaux clients d'Upskill, utilise ses applications de RA dans plusieurs de ses secteurs, notamment les énergies renouvelables et l'aviation.

Pendant qu’ils travaillent, les employés qui utilisent des lunettes intelligentes peuvent avoir accès aux instructions et au contenu détaillé de la tâche à accomplir sans interrompre leur travail. Ils interagissent avec le matériel par des commandes vocales ou en glissant et en tapotant le côté de la vitre. Les appareils leur permettent de capturer des informations telles que des séquences ou des images à partir de leur environnement de travail et de les envoyer pour le stockage dans les serveurs principaux de l'entreprise.

"Dans un contexte économique mondial de plus en plus concurrentiel, les entreprises qui achètent de l'argent regardent de toutes les manières possibles pour conserver leur avantage concurrentiel sur les autres", a déclaré Kim. Upskill fournit désormais des services à un certain nombre de clients de premier plan dans divers secteurs, notamment Boeing, Shell et Hershey. "Avec AR, nous avons été en mesure d'obtenir des résultats très puissants avec un certain nombre de nos clients, dans tous les domaines d'activité de la main-d'œuvre active, dans l'usine, dans l'environnement de fabrication, sur le terrain et dans les entrepôts."

La réalité mélangée est à venir

D'autres entreprises améliorent les performances de leurs effectifs grâce à la réalité mixte (MR), une forme plus avancée de réalité augmentée située quelque part entre l'AR et la VR. Contrairement à la RA classique, qui superpose des objets graphiques à des images réelles, la réalité mixte a de la profondeur et donne l’impression que ces objets sont intégrés à l’espace réel. Par exemple, dans une expérience MR, un objet virtuel peut être partiellement ou complètement masqué si un objet du monde réel se trouve sur son chemin.

La technologie en est encore à ses débuts. Les casques sont plus volumineux, couvrent l’ensemble de la vision de l’utilisateur et ont un champ de vision limité. Et au-delà des casques haut de gamme, la plupart des appareils MR nécessitent que les utilisateurs soient connectés à un ordinateur, ce qui rend leur utilisation un peu limitée dans les environnements de travail mobiles.

Cependant, l'expérience immersive de MR présente des cas d'utilisation prometteurs et de nombreuses entreprises et investisseurs misent sur son avenir. Magic Leap, une startup de casques d'écoute MR, a levé plus d'un milliard de dollars de financement sans même sortir son produit initial. Des sociétés établies telles que Microsoft et Epson ont également fait leur entrée dans l’espace.

Le géant de l'aérospatiale et de la défense, Lockheed Martin, utilise une réalité contrastée dans la construction et la conception de prototypes physiques tels que la sonde Orion et l'habitat spatial NextSTEP, deux projets menés en partenariat avec la NASA.

"Vous placez un astronaute sur le siège ou la coquille physique de l'Orion et vous voulez que cet astronaute voie à quoi ressemblera l'intérieur, mais vous n'avez pas de maquette physique de cela", déclare Darin Bolthouse, directeur du Laboratoire d'immunisation humaine en collaboration (CHIL) de Lockheed. "Nous construisons la coque externe ou la structure de base de ce système sous forme de maquette physique à grande échelle, puis quelqu'un peut installer un dispositif de réalité augmentée et commencer à voir des détails techniques supplémentaires."

À l'aide d'un écran monté sur la tête, tel que Microsoft HoloLens, un véritable périphérique MR, l'utilisateur peut voir les panneaux de commande, le câblage et d'autres éléments du modèle finalisé. "Avant la réalité augmentée, vous deviez prendre le temps de construire ces détails supplémentaires dans la maquette, en utilisant des cartes de texture imprimées ou des maquettes physiques supplémentaires", a déclaré Bolthouse. Désormais, ils peuvent projeter directement les dessins DAO du modèle dans le casque MR.

En 2015, Microsoft et Autodesk, le leader des logiciels de CAO, se sont associés pour fournir des outils permettant de visualiser et de partager des conceptions 3D avec la technologie MR. Il existe de nombreux domaines dans lesquels de tels outils peuvent faire une grande différence, notamment la construction, l’architecture et l’ingénierie industrielle. La technologie peut aider à réunir les concepteurs, les ingénieurs, les architectes, les travailleurs et même les clients sur la même page en les aidant à visualiser le projet tel qu'il apparaîtrait dans son environnement final réel, au lieu de se pencher sur les cartes 2D ou de rechercher des modèles 3D dans un logiciel de CAO..

"La réalité mixte est la prochaine grande frontière technologique dans le contexte plus large de la RA", a déclaré Kim. "La technologie évoluera lorsque les sources de contenu seront prêtes à être consommées de manière immersive. Nous verrons certainement les entreprises commencer à adopter de plus en plus de technologies… Ce sera le prochain type de évolution dans un monde où AR est partout."

Un marché en croissance

Selon une étude de Forrester Research, environ 14, 4 millions de travailleurs américains porteront des lunettes intelligentes sur leur lieu de travail d'ici 2025. Un peu plus tôt cette année, Google Glass est revenu avec une édition Enterprise qui corrigeait bon nombre des défauts techniques du produit initial. Il est désormais possible d’enfiler des lunettes de sécurité, ce qui le rend approprié pour davantage d’environnements de travail.

Mais Google n'est pas le seul acteur de l'espace. Vuzix, Intel et Iristick ont ​​également des lunettes intelligentes AR pour le travail. Et un nombre croissant d'entreprises clientes prennent le train en marche. Le géant de l'aérospatiale Boeing, un autre client d'Upskill, utilise l'AR dans la construction de faisceaux de câbles, un processus manuel à la fois sensible et exigeant qui consiste à assembler des milliers de fils pour chaque avion.

La société a remplacé les manuels et les ordinateurs portables de la taille d’un répertoire par une application spécialisée pour l’AR et des lunettes intelligentes. L'application guide l'utilisateur à travers les étapes pour terminer la commande. L'utilisateur peut interagir avec l'application via des commandes vocales et interroger des feuilles de route d'assemblage pour chaque fil. Cette expérience sans faille a permis à l'avionneur de réduire le temps de production de 25%.

"Tout aussi important que ce gain de productivité était leur taux d'erreur qui était effectivement ramené à zéro", a déclaré Kim. "Non seulement ils accéléraient les choses, mais ils veillaient également à ce que chaque produit sortant de cette chaîne de montage soit correctement construit. Ces deux facteurs combinés permettent d'économiser des millions de dollars lorsqu'ils sont projetés sur l'ensemble de leurs opérations."

L'application permet également aux utilisateurs de visionner à nouveau des séquences enregistrées de l'assemblage précédemment enregistrées ou de transmettre leur vidéo en mode point de vue à un expert pour une assistance à distance.

"L'assistance à distance est un cas d'utilisation simple mais très important des lunettes intelligentes dans le travail professionnel", déclare Peter Verstraeten, PDG de Proceedix, fournisseur de solutions basé en Belgique pour les applications en nuage et portables. «C’est comme un Skype mains libres qui aligne le champ de vision de l’ingénieur de terrain et des experts de la salle de contrôle.»

AGCO, un important fabricant de matériel agricole, a fait appel aux services de Proceedix il y a quelques années pour intégrer la technologie du verre intelligent dans ses usines et ses ateliers. Une fois les problèmes résolus, la société a entièrement intégré l’AR dans son flux de travail. L'aide à distance fait partie des tâches que les lunettes intelligentes accomplissent pour les employés sur site d'AGCO. Les représentants du service après-vente peuvent envoyer des photos ou des vidéos en direct de machines au support technique AGCO via leur application Smart Glass et obtenir de l'aide pour résoudre leurs problèmes. Comme l'explique Verstraeten, l'application du verre intelligent et de l'AR aide les entreprises à gagner du temps et à réduire les frais de déplacement de leurs experts hautement qualifiés, l'une de leurs ressources les plus rares.

Coca Cola, un client d'Upskill, a intégré des lunettes intelligentes dans ses installations de mise en bouteilles afin d'éviter d'avoir à faire appel à des experts en provenance d'Allemagne, où se trouvent leurs fournisseurs d'équipements, pour des tâches telles que la maintenance et le basculement. "En fournissant une assistance à distance de manière mains-libres, ils ont été en mesure d'obtenir une seconde vision du travail, d'assister l'opérateur et de réduire les temps morts tout au long de leurs processus de fabrication", a déclaré Kim.

«Les avantages sont énormes», explique Bolthouse, ingénieur de Lockheed Martin, une société dans laquelle les tâches de fabrication ont souvent lieu dans des salles blanches qui nécessitent des combinaisons et des procédures d’entrée spéciales. Avoir accès à l'assistance à distance mains libres d'experts sans avoir à les afficher dans l'atelier peut vous faire économiser beaucoup de temps et d'énergie.

Préparer le personnel pour l'avenir

Les progrès de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique ont profondément bouleversé le paysage de l'emploi. Bien que nous ne parlions pas encore de l'obsolescence totale du travail humain, les compétences requises pour des emplois dans divers domaines évoluent et augmentent progressivement, entraînant une pénurie croissante de candidats qualifiés dans différents domaines.

Par exemple, le secteur manufacturier américain est confronté à une pénurie croissante de travailleurs industriels. Selon une étude réalisée par Deloitte en 2015, plus de 3, 5 millions d'emplois dans le secteur de la fabrication devront être pourvus au cours de la prochaine décennie. Mais à cause du manque de main-d'œuvre qualifiée, 2 millions de ces emplois resteront vacants. De nombreux experts pensent que la solution est une combinaison d’homme et de machine. À cet égard, la réalité assistée peut changer la donne.

"Nous pensons que si la technologie ne constitue pas nécessairement une panacée, elle a certainement un rôle à jouer dans la réduction des barrières à l'entrée dans un certain nombre de postes de compétences afin que les personnes puissent passer plus efficacement d'une tâche à l'autre. à un autre ou d’un emploi à l’autre en étant en mesure d’obtenir des conseils en direct pour la tâche ", explique Kim.

Des cas d'utilisation aussi simples que l'affichage d'informations peuvent aider les travailleurs à s'adapter aux tâches qui les obligeaient auparavant à mémoriser partiellement ou totalement les instructions pour devenir compétents. Au-delà, d'autres avantages sont inhérents à la visualisation d'informations dans le contexte du monde réel.

"Cela facilitera simplement la compréhension des mesures à prendre, car vous n'aurez pas besoin d'interpréter des dessins techniques plus complexes ni d'autres informations", déclare M. Bolthouse. "En présentant les informations de manière plus intuitive et naturelle, les travailleurs n'auront plus besoin d'acquérir certaines des compétences qu'ils devaient posséder par le passé."

La formation de la main-d'œuvre est un autre domaine dans lequel la réalité augmentée peut apporter une aide positive. "Des écouteurs tels que HoloLens ou Epson Moverio peuvent aider à élaborer des scénarios de simulation et d’entraînement interactifs, permettant au porteur de savoir ce qu’il faut faire en mettant une couche numérique directement dans le champ de vision", explique Verstraeten, PDG de Proceedix. Mais il souligne également que le coût de la production de contenu est un facteur limitant. "Cela ne peut être justifié que par des scénarios qui aident de nombreux utilisateurs, ou qui entraînent des coûts énormes, " a-t-il expliqué.

Lockheed utilise l'AR à des fins éducatives dans son usine de production de panneaux solaires à Sunnyvale, en Californie, où elle crée les ailes solaires pour ses satellites. À l'aide d'iPad et d'applications AR, les utilisateurs visualisent les modèles virtuels au fur et à mesure qu'ils apprennent les étapes de chaque assemblage et peuvent comparer la pièce réelle au modèle AR au cours de leur travail.

AR et autres technologies

Les avantages réels liés à l'amélioration de la polyvalence de la main-d'œuvre entrent en jeu lorsqu'ils sont combinés à d'autres technologies émergentes, apportant des flux de travail numériques, une mesurabilité et une transparence à l'ensemble du processus de fabrication.

GE Aviation a commencé à utiliser la RA avec la technologie IoT pour réduire les erreurs et aider les travailleurs à améliorer leurs compétences dans l'exécution de tâches sensibles. Dans ses installations de Cincinnati, les mécaniciens de la société utilisent des lunettes intelligentes ainsi que des clés dynamométriques compatibles IoT pour ajuster les écrous B des conduites de fluide moteur et des flexibles. Alors qu'ils suivent des procédures standard et parviennent à une étape où ils doivent appliquer la clé dynamométrique, l'application AR lit la valeur de couple de l'appareil en temps réel et la projette sur l'écran du verre intelligent.

"Non seulement vous utilisez à présent AR pour obtenir de l'aide sur la façon de travailler, mais vous complétez la boucle en renvoyant des données au système, ce qui vous donne un certain niveau de conformité et vous permet de mieux comprendre a été construit et entretenu ", déclare Kim.

À mesure que des technologies telles que l'apprentissage en profondeur et la vision par ordinateur deviennent de plus en plus avancées et omniprésentes dans tous les secteurs, les appareils de RA pourront un jour analyser et comprendre ce que les utilisateurs font et les aider à accomplir leurs tâches.

"Si vous avez une représentation de modèle d'assemblage CAO, les appareils pourront éventuellement confirmer que vous l'avez fait correctement, ou bien reconnaître et indiquer si cela ne correspond pas au matériau de référence", déclare M. Bolthouse. "La combinaison logiciel / matériel ne le fait pas de manière robuste pour le moment, mais c'est l'intention de beaucoup de ces choses."

Défis

Malgré les progrès impressionnants de la réalité augmentée, des obstacles demeurent. Le prix des équipements anti-reflux a considérablement baissé mais reste élevé; Par exemple, Google Glass Enterprise Edition coûte 1 500 USD. Pour les casques à réalité mixte non attachés tels que Microsoft HoloLens, les prix oscillent autour de 3 000 USD. Bien que dans la plupart des cas, le retour sur investissement soit considérable, les coûts d'entrée pour équiper un nombre considérable de travailleurs de lunettes intelligentes ou de casques à résonance magnétique constituent un obstacle que toutes les entreprises ne peuvent pas gérer.

De plus, les appareils actuels ne sont pas encore prêts à offrir une expérience totalement immersive. "Les applications de RA doivent être dérivées de dessins de CAO construits sur des stations de travail à 8 cœurs avec des cartes graphiques gigantesques", déclare Kim, une exigence qui rend presque impossible la diffusion de ce contenu en mode natif sur des lunettes intelligentes ou des casques, petites quantités de RAM et de capacités de traitement.

"Vous allez rencontrer les limites de", dit Kim. "Si une entreprise tente de créer des applications de réalité augmentée plus immersives et offrant des superpositions au-dessus d'objets réels, le coût de la création de ces applications est considérable."

Le Bolthouse de Lockheed cite les faiblesses techniques du matériel actuel en termes de champ de vision limité, de nausée, de lourdeur et de reconnaissance des gestes manuels des mains. "C'est comme si nous étions toujours à l'ère des téléphones portables en brique avec les appareils AR portables", dit-il. "Bien que la valeur de l'application de ces dispositifs soit extrêmement évidente et que nous prévoyons leur utilisation, je pense qu'avant une adoption généralisée, vous devez résoudre bon nombre de ces problèmes techniques."

Pour le moment, la réalité assistée - la fourniture d'informations trouvées dans les bases de données existantes de grandes entreprises - est l'endroit où on peut adopter la RA à grande échelle, un usage que de plus en plus d'entreprises utilisent. "C'est une expérience d'écran plus petit et non immersive, mais elle contient toutes les informations que les gens sont habitués à voir jour après jour pendant qu'ils travaillent, " dit Kim. "Nous pensons que c'est la première étape vers l'adoption à grande échelle de la RA par la suite."

Comme le montre la version originale de Google Glass, nous ne sommes peut-être pas encore prêts à voir des personnes portant des lunettes et des casques antireflet dans les rues, les magasins et (en particulier) les toilettes publiques. Mais la main-d'œuvre active est impatiente de l'accepter. Et au fur et à mesure de son évolution, la RA trouvera probablement beaucoup plus d’acceptation dans l’espace consommateur. Après tout, il y a une vingtaine d'années, peu de gens pensaient que nous allions tous avoir des ordinateurs de poche. Aujourd'hui, il est difficile d'imaginer la vie sans eux.