Трансформация бетонного обучения: как ForgeFX создает решения для VR-обучения

Компания Somero Enterprises, мировой лидер в области технологии выравнивания бетона, объединила усилия с ForgeFX для революции в обучении операторов с помощью иммерсивного решения виртуальной реальности (VR) для их машины S-22EZ Laser Screed®. Для конкретных профессионалов это иммерсивное решение для обучения снижает высокие затраты на обучение и логистические трудности, а также обеспечивает операторам практическую, безопасную и увлекательную среду для обучения. Используя технологии Unity и такие инструменты, как XR Interaction Toolkit, такие производители, как Somero, имеют возможность оптимизировать процессы обучения, повысить уровень владения оператором и снизить операционные ограничения.

Представьте себе строительство небоскреба без надежного фундамента — поиск квалифицированных специалистов в строительной отрасли сегодня может показаться не менее сложной задачей, ведь нехватка рабочей силы грозит остановить строительство.

По данным Associated General Contractors of America на 2024 год, 79% строительных компаний сегодня сообщают о трудностях с поиском квалифицированных рабочих, что сказывается на сроках и стоимости проекта. Этот разрыв также усугубляется старением рабочей силы: согласно прогнозам Национальной ассоциации строителей жилья, к 2031 году на пенсию выйдет 41% рабочей силы.

Потребность в интеллектуальных решениях для решения проблемы нехватки квалифицированных кадров в строительной отрасли еще никогда не была столь острой.

Задачи традиционного обучения

Компания Somero специализируется на оборудовании для стяжки бетона с лазерным управлением, включая станок S-22EZ Laser Screed®, ключевой инструмент для создания высококачественных ровных бетонных полов. Их целью было создать VR-симулятор, который безопасно и эффективно обучит операторов, а также устранит их глобальные ограничения по пропускной способности, такие как высокие транспортные расходы, износ машин и ограничения логистики. Слушателям был необходим опыт работы с элементами управления и понимание пространственной динамики без использования физического оборудования.

Осваивание искусства бетонирования требует не только инструментов — это требует передачи тяжело заработанных навыков, отточенных за годы физической практики. Дейв Раасакка, вице-президент отдела поддержки клиентов Global Customer Support, делится: "Бетон - скоропортящийся продукт. Когда он столкнется с землей, у вас будет час на это. Иначе у вас будут проблемы.

Обучение тяжелой техники, например, машины S-22EZ Laser Screed®, традиционно требует значительных физических ресурсов, включая саму технику, специализированное оборудование, например лазерные передатчики, а также выделенную зону для обучения, оборудованную соответствующими бетонными формами и условиями заливки. Эти реальные сценарии часто сопряжены с высокими затратами, включая износ оборудования, и им могут помешать такие факторы, как наличие оборудования, неблагоприятные погодные условия или риски, например, скольжение и падение при доступе к повышенным компонентам. Имея шесть глобальных сервисных центров и сотни стажеров в Институте бетона Сомеро, Сомеро требовал масштабируемого решения для эффективного решения этих логистических, финансовых проблем и проблем безопасности.

Сомеро воспользовался ForgeFX Simulations, чтобы получить альтернативное решение для стабильного и качественного обучения, отвечающее их потребностям и решающее их проблемы. Перед нами стояла сложная задача разработать иммерсивный обучающий симулятор, точно воспроизводящий работу лазерной стяжки, включая тактильную обратную связь и визуальный реализм, необходимые для имитации работы с реальным компьютером. Это решение, созданное на базе Unity, повторяет сложные элементы управления S-22EZ и предоставляет слушателям реалистичное практическое приложение в виртуальной среде, избавляя от необходимости в физическом оборудовании в процессе обучения.

Технические особенности, повышающие реализм

Надежные XR-инструменты Unity используют VR-симулятор S-22EZ Laser Screed®, что позволяет точно воспроизводить поведение оборудования в высокореалистичных иммерсивных 3D-окружениях, таких как:

• Отчеты об исключениях Unity Cloud обеспечивают трассировку стека, помогая отслеживать ответы на вопросы и проблемы с минимальным ручным вмешательством.
• Для определения производительности мы полагаемся напрофайлеры ЦП и ГП Unity, чтобы выявлять узкие места и оптимизировать частоту кадров, обеспечивая плавность и отзывчивость VR-приложений.

Эти инструменты помогают нам выявлять и устранять недостатки, особенно в расчетах физики, чтобы поддерживать бесшовное взаимодействие и надежные симуляции.

• XR Interaction Toolkit (XRITK) повышает иммерсивность и операционную эффективность симулятора Somero Training Simulator благодаря интуитивно понятному кроссплатформенному решению, упрощающему виртуальные взаимодействия. Используя XRITK для управления VR Rig, мы обеспечили поддержку контроллеров и расширенных функций ручного отслеживания на Meta Quest 3 для создания бесшовной и отзывчивой среды обучения, обеспечивающей максимальную вовлеченность слушателей.

Эта настройка ускоряет разработку, стандартизируя компоненты взаимодействия, включая поворот щелчка, телепортацию и манипуляции с объектами, а также обеспечивает адаптацию симулятора к будущим обновлениям аппаратного и программного обеспечения.

Система задач Unity позволяет нам реалистично имитировать бетон на вторичном потоке, не влияя на производительность основного потока. Используя триггерные коллайдеры в качестве ограничителей, мы определили факторы, которые могут влиять на бетон как преднамеренно, так и непреднамеренно, например, факторы, вызванные стяжной головкой или шинами машины. У них нет жестких тел, а их слойная маска для столкновений настроена так, что работа над основным потоком выполняется минимально. Система задач позволяет запускать до четырех потоков одновременно на автономных гарнитурах Quest, не влияя на производительность основного потока. (В главном потоке мы отслеживаем положения ограничителей, представляющих элементы машины, которые могут повлиять на бетон.)

• Мы используем Unity Terrainдля реалистичного рендеринга бетонных поверхностей, сочетая текстуры, отражающие различные варианты отделки и консистенции заливки. Развертывается задача Unity для выгрузки вычислений для нашей собственной модели бетона, которая определяет, как бетонные коллайдеры, например, плуг или вибратор, влияют на гладкость или шероховатость бетона, а также проталкивают и тянут бетон по поверхности. У нас есть грубые и гладкие текстуры, причем грубые по умолчанию, и задаем значение альфа, сколько гладких текстур мы должны отображать в каждой точке карты высот ландшафта.

В главном потоке есть две быстрые функции обновления ландшафта в соответствии с картами высот и альфа-данными карт, в которые записываются задания. Эти системы в своей совокупности укрепляют иммерсивную виртуальную среду, где пользователи сталкиваются с визуальными и тактильными нюансами работы с бетоном, повышая эффективность обучения и вовлеченность пользователей благодаря достоверному воспроизведению сложных строительных работ.

Отзывы клиентов

На завершающем этапе эксперимента Сомеро провел два кейса, которые показали улучшение навыков оператора на 22EZ Laser Screed® после прохождения VR-обучения.

• Пример 1 — сотрудники, не работающие в VR, прошли обучение и смогли успешно продемонстрировать использование компьютера.
• Случай 2 — участие в обучении принимали непользователи, и результаты опроса показали, что они уверены в том, что могут управлять машиной.

Будущие планы по созданию симулятора

Более эффективное обучение

Усовершенствованный симулятор VR-обучения Somero S-22EZ представляет собой скачок в технологиях обучения строителей. Решая проблемы традиционных методов обучения, эта иммерсивная платформа обеспечивает непревзойденную точность, доступность и вовлеченность для операторов по всему миру. Благодаря возможности моделирования сложных реальных сценариев, снижения влияния на окружающую среду и повышения удержания навыков, симулятор не только подготавливает операторов к оптимальной производительности, но и размещает Somero для повышения эффективности и рентабельности инвестиций.

Расширенный охват рынка

Предоставляя дистрибьюторам возможность удаленно демонстрировать свои масштабные машины, симулятор обещает позитивно повлиять на проникновение Somero на мировой рынок. Somero способна ускорить циклы продаж, улучшить принятие решений клиентами и расширить их влияние на весь мир, снизив логистические затраты и влияние традиционных демонстраций оборудования на окружающую среду.

Помимо структурированных уроков

В процессе дальнейшего тестирования второй фазы симулятора компанией Somero разрабатывается план развития третьей фазы. В центре внимания — современные методы моделирования бетона, повторяющие различные факторы, например, уровни спада или стадии сушки, а также уроки в стиле песочницы, позволяющие обучаемым свободно взаимодействовать с виртуальной техникой за пределами структурированных этапов урока. По мере того как ForgeFX и Somero продолжают внедрять инновации на платформе Unity, возможности трансформирующего обучения в производственной отрасли безграничны.

Оцените будущее обучения уже сегодня. Узнайте, как Unity Industry может повысить квалификацию вашей команды и одновременно оптимизировать бизнес-процессы.