В МИФИ созданы виртуальные двойники промышленного оборудования

На Международном технологическом конгрессе, который открывается 17 сентября в Конгрессно-выставочном центре «Патриот», будет представлен целый «парк» различных машин и устройств, существующих в виртуальной реальности. Это цифровые двойники реальных физических прототипов, созданные сотрудниками кафедры конструирования приборов и установок Института физико-технических интеллектуальных систем МИФИ.

Вид из шлема виртуальной реальности. Работа в виртуальной мастерской.

Среди виртуальных машин - промышленный робот манипулятор, 3D-принтер, гравер, мини-игра по сборке редуктора, робот на беговой дорожке, и главный объект – цифровой токарный станок.

Уникальность проекта в том, что цифровые устройства визуально аналогичны своим реальным аналогам. Этого эффекта удалось достичь благодаря 3D-сканированию всех корпусных и интерактивных элементов, а также алгоритмическому описанию логики работы устройства.

Цифровые двойники решают сразу две функции: образовательную и производственную. Так, в университете виртуальный станок помогает подготовить высококвалифицированных специалистов. Хорошему инженеру важно знать, как устроено оборудование и как оно работает, но студентов редко допускают до реальных станков. На это есть две причины: во-первых, работу производства приходится останавливать, а во-вторых, это небезопасно как для студентов, так и для оборудования. Поэтому цифровая модель идеально подходит для обучения.

Надев шлем виртуальной реальности, учащийся может увидеть модель в масштабе 1:1, изучить ее устройство и закрепить правила техники безопасности и эксплуатации оборудования. С недавнего времени у студентов Института физико-технических интеллектуальных систем МИФИ есть возможность ходить по виртуальной мастерской, рассматривать оборудование, задавать устройству различные команды и даже запускать станок с помощью кнопок.

Кстати, интерфейс в виртуальном мире напоминает компьютерную игру, так как в проекте используются элементы геймификации: благодаря контроллерам и шлему, а также вспомогательным элементам интерфейса, любой желающий может взаимодействовать с интерактивными элементами цифрового оборудования. Причем прогресс обучения автоматически отслеживается программой.

Применение технологий виртуальной и дополненной реальности в производстве позволяет предотвратить ошибки при проектировании, а значит и последующие убытки. Запрограммированные устройства реагирует на команды точно так же, как и физический объект. Поэтому сложные или экспериментальные задачи сначала лучше тестировать в виртуальной реальности. Впоследствии на основе цифрового станка создается реальная физическая установка, то есть проект МИФИ помогает упростить процесс проектирования.

Сотрудники НИЯУ МИФИ – одни из первопроходцев в области создания объектов в виртуальной реальности. По словам ведущего инженера кафедры конструирования приборов и установок ИФТИС МИФИ Михаила Толстова, в России еще не разработали стандарты по созданию цифровых моделей, поэтому специалисты университета делают проект на основе собственных знаний.

«Мы верим, что наш проект позволит усовершенствовать существующий процесс разработки комплексного оборудования, а также будет полезен при подготовке высококвалифицированных кадров», - поделился мнением Михаил Толстов. В планах у мифистов создать библиотеку с виртуальным оборудованием, в которую помимо существующих объектов, войдут 5-ти осевой обрабатывающий фрезерный станок с ЧПУ, еще один 3D-принтер, а также разработки коллег из ФГУП «ВНИИА им. Н. Л. Духова».