製造業はXRの準備ができているか？ VR、AR、MRのガイド

携帯電話とインターネットが通信、教育、エンターテインメント、そして製造業を再定義したように、XR 技術（仮想現実 VR、拡張現実 AR、複合現実 MR のプロセスと機器）も同じような根本的な変革をもたらしている。これら 3 つは補完的技術であり、それぞれ異なるユースケースを持つ。

この記事は、製造業者がこれらのトレンドをよりよく理解できるよう Tooling U-SME が開催したウェビナーの概要だ。「製造トレーニングソリューションにおける仮想・拡張・複合現実」と題されたウェビナーは、ヴィジャヤナンドラージ・ヴァイヤプリ・ラマリンガム博士（SiFy Technologies North America Corp.）、ドミトリー・コピチン氏（BMW）、チャド・シュロン氏（Tooling U-SME）がホストを務めた。

用語の定義

ユースケースに入る前に、用語を整理しよう。仮想現実とは、VR 環境への完全な没入を意味する。ゴーグル/ヘッドセットにはテザード型（ケーブル接続）とアンテザード型（スタンドアロン）がある。テザード型はハイエンド PC に接続し、アンテザード型より高解像度・高速処理が可能だが、コストは高め。デバイスには HTC-VIVE、Oculus RIFT/Quest、Samsung Gear などがある。

拡張現実では、画像、動画、その他データなどのデジタルコンテンツを現実世界に重ね合わせる。「Pokémon GO」を想像してほしい。AR は、スマートフォンやタブレットなどすでに持っているデバイスで体験できる。スマートグラスやさまざまなヘッドセットも利用可能。多様なアプリケーションが存在する。

複合現実も AR と同様に、現実世界にさまざまなデジタル要素を重ね合わせる。違いは、それらのデジタル要素と「インタラクト（相互作用）」できる点だ。バーチャル作業指示書や、多様なプロセスへのツール重ね合わせなどを想像してほしい。

トレーニングにおける XR

XR 技術は以前からトレーニング分野で存在していたが、予算を確保できたのは軍事と医療分野のみだった。規模の経済性が向上しコストが低下したことで、XR 技術はスマート製造戦略の柱となりつつある。XR 技術は製造現場だけでなくトレーニングにも登場している。XR 支援トレーニングの説得力ある理由は「定着率」だ。研究によると、XR 技術、特に VR を使用すると、コンテンツの定着度がはるかに高まる。

また、次世代の製造業者を強く惹きつける。インターネットと没入型ゲームとともに育ったデジタルネイティブ世代は、ブレンデッドラーニングソリューションにおける XR 技術に熱狂している。要約すれば、コスト低下、理解促進、生産性向上、コスト削減が、製造オペレーションにおける XR 技術採用を後押ししている。

インダストリー 4.0 と聞くと通常オートメーションが語られる。もう一つの強力なポイントは「拡張」、つまり人間がテクノロジーと協働してタスクをより生産的にすることだ。XR はまさにそれを実現する。製造業の作業時間の最大 30% が拡張現実によって拡張可能だ。意思決定者はどう反応しているか？

世界経済フォーラムの 2020 年 9 月調査によると、世界の製造業回答者の半数以上（54%）が 2025 年までに XR 戦略の採用・開発の可能性が高いと回答。XR 採用がコロナ危機への対応にどう役立つかという問いには、製造業回答者の 80% が「リモートワーク機会の拡大」をトップに挙げた。他には「業務プロセスのデジタル化加速」（77%）、「タスク自動化の加速」（54.3%）、「労働力のリスキリング/アップスキリング」（40%）が続いた。

要するに、人、プロセス、製品が XR 採用の 3 本柱だ。XR は製造業がより効率的、安全、正確に働けるようエンパワーするものだ。

VR は特に複雑なオペレーションにおいて、トレーニングで大きなアドバンテージを示している。XR が強化するコアトレーニング領域は、基本的な安全行動と文化だ。OSHA 安全原則、梯子安全、密閉空間でのナビゲーション支援などで、没入型リアリズムが真価を発揮する。XR ならリモートトレーニングも可能。例えば、オペレーターが現場にいれば、見ているものをリアルタイムでオフサイトの受講者に中継できる。

VR 触覚フィードバックはまだ進化中だが、トレーニングにおける触覚フィードバックの潜在力は高い。実機加工手法、触覚的組立、メンテナンスサポートなどが恩恵を受ける領域だ。

XR 導入のベストプラクティス

製造組織の XR 戦略策定では、まずビジョンが重要。人、製品、プロセスのどこに投資するかを常に意識する。IT ポリシーも変化・進化する。XR 観点で何を達成したいか、どんなデータをどれだけ収集するかを明確に。携帯性、プライバシー、サイバーセキュリティすべてに対処必須。技術面では市場に多数のデバイスと技術がある。ビジネス要件を明確に定義し、最も効果的な XR 選択と整合させる必要がある。

VR に適したケースもあれば、AR に適したユースケースもある。導入リスクを評価する際、望ましい成果と関連リスク要因を明確にする必要がある。年齢やデバイス共有などがリスク要因になり得る。

職場の受け入れ態勢を率直に評価することも要件だ。職場インフラは XR ベースソリューションに対応できているか？ 十分な物理スペースを確保できるか？ 従業員は賛同しているか？ 第一世代技術には必ず立ち上がりの問題がある。従業員を教育し、準備させることが不可欠。小さく始め、概念実証からスケールアップするのが最良のアプローチだ。3D プログラミング・モデリングなど社内リソースを活用すれば、VR/AR 開発がより容易かつ親しみやすくなる。

ERP、品質報告、学習管理システムなど他システムと XR ソリューションをどう統合するか、全体的に考える。ビジョンを持ち、指標を定め、ROI を算出することで、XR 導入戦略を次のレベルへ引き上げられる。

BMW における XR の没入

製造とトレーニングにおける XR では、世界トップクラスのメーカーでも中小企業と同じ課題に直面する。サウスカロライナ州グリアの BMW 工場は、増大するトレーニングコストと、若手製造アソシエイトを惹きつける新コンテンツ導入の必要性に直面していた。

約 3 年前、プロジェクト開発チームを立ち上げ、2 本の 360 度動画で VR 世界を体験するところから始めた。不動産業界でお馴染みの 360 度動画は、ユーザーが空間に没入できる。オブジェクト操作はできないが、環境を観察・学習できる。

1 年強経過後、BMW は「大きな成果」を報告。「本当にハマる」とコピチン氏。「アソシエイトが実際にモジュールに参加し、物事をより速く特定するようになりました」

その後のモジュールで再トレーニングを行うと、XR で提供された内容を人々が継続的に習得していることがわかった。

360 度動画の埋め込みから、BMW は「VR の次のフェーズ」と呼ぶバーチャル空間の設計・活用へ拡大。Tooling U-SME のバーチャル製造ラボ開発のベータテスターとなった。

コピチン氏によると、「アソシエイトがコネクタテストやフィットテストをしようとすると、複数の機械と大規模なトレーニングセンターが必要になる。だがバーチャル空間を活用すれば、複数の受講者が VR 体験で同じ活動を同時に行える」

次は AR へのオーバーレイと MR との融合。BMW は作業指示書のデジタル化と作業容易化を探った。

「アソシエイトや受講者とインタラクトしたい。究極の目標は、どの形で提示されてもトレーニングに没入し、トピックを完全に理解した有資格の将来のアソシエイトを育成することです」とコピチン氏は結んだ。

Tooling U-SME の詳細とこのウェビナーへのアクセスは、www.toolingu.com/resources/Watch-and-Listen で「Virtual, Augmented And Mixed Reality In Manufacturing Training Solutions」を検索してください。