Réalité augmentée et fabrication de charpente métallique

À l'aide de lunettes de réalité augmentée, un fabricant regarde une réplique numérique de ce à quoi devrait ressembler la pièce sur laquelle il s'apprête à travailler une fois terminée. Le logiciel d'Eterio Realities place un modèle 3D sur la version numérique de l'élément en acier de construction, donnant au porteur des lunettes une idée des pièces qui doivent aller où sur la pièce. Images: Eterio Réalités

L'époque où vous regardiez fixement un plan puis regardiez à plusieurs reprises une poutre en acier, essayant de comprendre comment toutes les pièces détaillées sur l'impression sont censées être situées sur la pièce à usiner en acier de construction, pourrait toucher à sa fin. La réalité augmentée est là pour vous aider.

Certes, certains fabricants d'acier de construction deviennent très habiles à regarder un plan, à deviner rapidement ce qui doit aller où, puis à s'attaquer au projet. Ce n'est pas le cas pour tout le monde, cependant, en particulier pour les nouveaux venus dans l'industrie de la fabrication d'acier de charpente. La capacité de traduire des dessins 2D en une vision 3D de ce que la pièce est censée devenir est un talent qui se développe par la pratique. Certaines personnes accèdent à la vision 3D plus rapidement que d'autres, mais il faut encore un certain temps avant que le talent ne se manifeste.

Même alors, certains projets émergent qui défient les fabricants les plus qualifiés. C'est ce que Warnaar Steel Tech Ltd. a découvert en 2010 lorsqu'elle s'est attaquée à un projet de fabrication de façade pour le Sparkling Hill Resort à Vernon, en Colombie-Britannique. La famille Swarovski - un nom qui pourrait être familier à ceux qui ont déjà acheté des bijoux ou des décorations en cristal - a développé le complexe, et avec cette marque de premier plan faisant partie de l'effort de développement, le bâtiment lui-même devait attirer l'attention. C'est pourquoi 3,5 millions de cristaux Swarovski sont incorporés en tant qu'éléments architecturaux et artistiques, certains imitant le mouvement des chutes d'eau et d'autres reproduisant visuellement les cheminées lorsque la lumière du jour danse à travers elles. Ensuite, il y a l'entrée de la station, qui est conçue pour apparaître comme un cristal géant lui-même.

Regardez n'importe quel cristal et vous voyez les nombreux angles présents. Imaginez une structure géante de tuyaux d'acier et de verre visant à créer les lignes nettes et la forme unique d'un cristal, et vous pouvez imaginer les nombreux défis qui attendaient ceux chargés de donner vie à ces conceptions.

Il était clair pour le personnel de direction de Warnaar Steel qu'ils avaient besoin d'un meilleur outil que les plans 2D pour aider l'équipe de fabrication.

"C'était très compliqué", a déclaré Randolph Warnaar, qui était alors directeur général de l'entreprise de fabrication d'acier de charpente de Kelowna, en Colombie-Britannique. "Dans le cadre de ce projet plus vaste, nous avions cette façade en cristal géante, et nous devions construire la structure en acier de support pour celle-ci. Il y avait un tas de clips de haubans qui devaient être attachés à tous ces tuyaux. Les dessins 2D ne suffisaient pas. Les fabricants devaient être capables de comprendre comment le fabriquer.

"C'était donc la première fois que nous apportions un ordinateur portable à l'atelier de fabrication et que nous leur demandions vraiment de regarder le modèle 3D afin de comprendre comment tout cela s'est mis en place. Cela m'a fait penser : "Nous avons tous ces actifs 3D, alors pourquoi construisons-nous ces structures 3D à partir de dessins 2D ?""

Quelques années plus tard, en 2015, la première génération des lunettes de réalité augmentée Microsoft HoloLens est mise à la disposition des développeurs de logiciels. Warnaar a dit que c'est à ce moment-là qu'il a eu "l'idée de l'ampoule". Ils pourraient prendre les modèles d'informations de construction 3D, qui étaient largement disponibles mais principalement utilisés par les ingénieurs et les architectes, et les mélanger avec la technologie de réalité augmentée qui émergeait à l'époque.

Aujourd'hui, Eterio Realities, dirigé par le PDG Warnaar, commercialise le point culminant de ce développement précoce de produit et du raffinement qui s'ensuit, réalisé dans l'atelier de l'entreprise familiale d'acier de construction, sous le nom de FabStation-STEEL, un outil de réalité augmentée (AR) qui amène un travail de pièce en acier de construction d'un plan à un modèle 3D qui reproduit à quoi le produit final devrait ressembler. Il est également conçu pour fournir des rapports et un échange de données en temps réel aux systèmes de gestion du front office.

"Je suppose que vous pouvez dire que notre énoncé de mission est de remplacer tous les dessins 2D par des guides numériques constructibles 3D", a déclaré Warnaar.

Le logiciel de réalité augmentée peut également être utilisé avec une tablette informatique. Le fabricant n'a qu'à tenir la tablette près de la pièce pour obtenir le plein effet de la réplique numérique sur l'écran.

Alors, comment ça marche? Un fabricant d'atelier prend une tablette chargée du logiciel propriétaire et la fait passer au-dessus de la structure de la poutre. La technologie de réalité augmentée agit comme un modèle numérique qui place virtuellement le modèle 3D sur la pièce. En regardant l'écran de la tablette planant au-dessus de la pièce, le fabricant peut voir quelles pièces doivent aller où et comment la construction est censée aller.

"L'utilisation de la fonction AR permet au fabricant de s'approprier son travail et de détecter les erreurs avant qu'il ne quitte la station", a déclaré Chris Thibodeau d'Eterio Realities.

Avec HoloLens 2, le fabricant n'a évidemment rien à tenir. À l'aide du logiciel, les lunettes placent les éléments du modèle 3D sur la pièce. L'utilisateur peut ajuster la vue en ajustant simplement le point de vue. Thibodeau a déclaré que l'utilisation de HoloLens nécessite un peu plus de formation, car l'interface est généralement nouvelle pour quiconque l'utilise, mais avec une utilisation cohérente, le fabricant peut progresser dans les travaux simplement et rapidement, même si ceux qui regardent peuvent trouver étrange que la personne portant les lunettes de réalité augmentée frappe des boutons en l'air.

Warnaar a déclaré que son entreprise visait actuellement l'utilisation des Hololens principalement pour l'inspection. Le logiciel est précis à moins de 1/8 po ou 3 mm lorsqu'il est correctement calibré, ce qui est souvent suffisant pour les contrôles de qualité, car la plupart des erreurs dans les environnements de fabrication d'acier de construction sont des erreurs grossières plutôt que des erreurs de précision. Au lieu de voir si une pièce est placée à quelques fractions de pouce de l'endroit où elle est censée être, les techniciens qualité cherchent la plupart du temps à vérifier que les dimensions des matériaux sont correctes et que les pièces sont orientées et placées correctement.

Le logiciel FabStation permet également d'accéder aux données de fabrication complètes du travail, y compris tous les dessins de pièces et d'assemblage. Les rapports et le suivi de la production font également partie du logiciel, donnant au front office des mises à jour en temps réel indiquant que les inspections ont eu lieu et que la pièce est prête pour le prochain processus ou la livraison.

Warnaar a décrit le téléchargement des données du projet comme un "téléchargement facile". Les modèles 3D sont placés dans un fichier compressé et téléchargés sur le cloud FabStation. Lorsque le téléchargement est terminé, l'utilisateur n'a qu'à cliquer sur le fichier nouvellement créé pour accéder à la superposition numérique ou à d'autres dessins 2D liés au travail.

"L'acier de construction est l'environnement de préfabrication ultime. C'est en quelque sorte un environnement contrôlé, et c'est un excellent terrain d'essai pour ce type de technologie", a déclaré Warnaar. "A partir de là, nous pouvons passer à d'autres choses, comme la préfabrication de barres d'armature, la construction navale et même des activités sur site."

Après plus de 18 mois de démonstration de la technologie chez Warnaar Steel Tech, l'équipe d'Eterio Realities pense que son produit peut rendre l'atelier plus efficace et mettre les nouveaux employés sur la voie rapide pour devenir plus productifs.

Les travaux de construction en acier, en particulier l'entrée principale qui imite les caractéristiques d'un grand cristal, au Sparkling Hill Resort à Vernon, en Colombie-Britannique, ont motivé Warnaar Steel Tech Ltd. à trouver une meilleure façon de montrer à ses fabricants comment construire des travaux complexes. Au lieu de s'appuyer sur des plans, la direction de l'entreprise a commencé à rechercher des moyens d'utiliser les modèles 3D qui faisaient déjà partie du modèle d'informations sur le bâtiment et de les présenter dans un format 3D. Le résultat final était le logiciel de réalité augmentée FabStation.