La réalité augmentée au service de la maintenance

Dans le cadre d’une application de maintenance, une solution de réalité augmentée permet de superposer aux images réelles de l’équipement en cours d’inspection certains éléments de son modèle numérique, indiquant ainsi à l’opérateur les pièces à inspecter, auxquels s’ajoutent des instructions sur les manipulations à réaliser. La mise en valeur des éléments à contrôler est évidemment une aide précieuse pour le technicien qui n’a plus besoin de consulter des plans et des fiches techniques. Il lui suffit de suivre les instructions interactives et de se laisser guider par les images qui s’affichent sous leurs yeux : indication des composants à contrôler ou à ajuster, des écrous à dévisser, du branchement d’un composant, du cheminement d’un câble… Lorsque l’opérateur se trouve face à une situation complexe ou qu’il n’a jamais encore rencontré, il peut, de plus, être guidé dans sa tâche par un expert se situant à distance avec lequel il partage les images saisies par sa tablette ou son smartphone.

Dans certains cas, la tâche du technicien peut être entravée par une pièce masquée par une autre ou une cloison qui obstrue son champ de vision et lui cache des composants importants. De par sa nature immersive, la réalité augmentée donne au technicien la capacité de visualiser l'intérieur de l'équipement et d’obtenir une vue d'ensemble de la situation. Il peut ainsi mieux appréhender le problème à résoudre. De plus, contrairement aux manuels papiers, le technicien dispose en temps réel des informations et les instructions interactives les plus récentes concernant l’équipement sur lequel il intervient. Lorsqu’un équipement évolue ainsi que ses procédures de dépannage et d’entretien, les mises à jour logicielles peuvent en effet être réalisées à distance et de façon centralisée bien plus aisément et efficacement que la modification de fiche technique et de manuels en papier.

Le concept de la réalité augmentée consiste donc à ajouter, grâce à des techniques de reconnaissance d’images, de formes et de textures, des éléments virtuels aux images prises par l’utilisateur avec un smartphone, une tablette ou un casque. Ce casque également appelé visiocasque est doté d’un écran disposé devant chaque œil ainsi que des écouteurs. Ce système d'affichage stéréoscopique, en projetant une image distincte devant chaque œil, permet de percevoir la scène en trois dimensions. Le technicien de maintenance visualise l’équipement qu’il a sous les yeux auquel se superpose d’autres éléments numériquement intégrés à l’image. Contrairement à une tablette ou un smartphone, un visiocasque présente l’avantage de lui laisser les mains libres pour les interventions à réaliser. Mais les tablettes sont également très appréciées car les visiocasques n’offrent pas toujours suffisamment de moyens pour interagir avec les outils numériques.

Le développement d’outils de réalité augmentée nécessite de disposer de l’ensemble des fichiers CAO des éléments constituant l’équipement et les adapter aux procédures de maintenance. Il est indispensable de débarrasser les fichiers CAO des informations superflues. Certaines données sont en effet indispensables à la fabrication de pièces mais n’ont pas d’intérêt pour leur maintenance. Vient ensuite la phase de scénarisation des opérations à réaliser pour finir par la mise en place des outils numériques sur les tablettes ou autres interfaces.

Diverses solutions existent sur le marché pour mettre en relation l’équipement physique et son modèle numérique afin de développer une application de réalité augmentée. Les plates-formes open-source, qui s’adaptent à une variété d’applications, réclament cependant de recourir à de la programmation. Des éditeurs proposent également des outils clés en mains qui permettent de configurer la solution de réalité augmentée aux exigences de l’application. Reste encore une option : faire appel à un prestataire spécialisée qui développera une solution de réalité augmentée sur mesure.

Exemple d’application dédiée à la maintenance

La maintenance des équipements aéronautiques s’effectue selon des règles et des procédures réglementaires strictement définies. Les entreprises chargées de la maintenance, la réparation et la révision de tels équipements déploient ces règles via des documents utilisables par les techniciens intervenant sur le terrain. A l’ère du numérique, un équipementier aéronautique, souhaitant compléter ces documentations techniques et ces procédures par des supports digitaux facilement opérationnels, a conçu une solution de réalité augmentée visant à faciliter et fluidifier les opérations de maintenance d’un train d’atterrissage.

En complément de la documentation technique papier, le technicien dispose alors d’une tablette sur laquelle s’affichent les instructions des opérations à réaliser. Ainsi, seules les instructions qui lui sont nécessaires pour la tâche en cours sont affichées. Elles lui sont désormais proposées dans un environnement combinant images réelles et modèles 3D. Les modèles numériques 3D des pièces du train d’atterrissage se superposent à des images réelles. Ces images sont prises par la caméra intégrée à la tablette ou par une caméra externe. La traçabilité des opérations est assurée par la validation et l’enregistrement de chacune des tâches effectuée successivement. La solution reconnaît automatiquement des éléments d’un train d’atterrissage, par exemple, sans avoir à placer de marqueurs sur l’équipement.

Exemple d’application dédiée au contrôle de production

Un fabricant de moteurs de camions a mis en œuvre dans son usine française un système de réalité augmentée pour le contrôle qualité. L’affichage, combiné d’images réelles et virtuelles ainsi que d’instructions, guide l’opérateur dans ses opérations. La solution déployée permet d’ajouter des objets de synthèse dans l’environnement réel, sous la forme d’hologrammes avec lesquels l’utilisateur peut interagir. Les informations délivrées complétant les images réelles des moteurs sont claires et succinctes. L’opérateur de contrôle de production reçoit dans son champ de vision grâce aux lunettes et à l’interface de réalité mixte des instructions d’aide à la décision qui le guident dans ses opérations d’inspection. Seules les instructions qui lui sont nécessaires pour la tâche en cours sont affichées étape par étape dans un environnement combinant images réelles et virtuelles (issues des modèles CAO) qui se superposent. La synchronisation des images s’effectue automatiquement dès lors que la référence moteur est identifiée par la lecture d’un code barre. Le système assure la cohérence entre les images virtuelles et réelles sans qu’aucun marqueur ne soit placé sur le moteur. L’opérateur peut faire le tour du moteur. Il reçoit tout en gardant les mains libres des éléments complémentaires d’aide à la décision tels que des plans, des instructions de vérification et de montage afin de mener à bien sa mission de contrôle de l’assemblage et du positionnement de pièces, tuyaux et autres faisceaux de câble.

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