أخبار

ما هي آلة الواقع الافتراضي؟ المكونات الأساسية والقدرات الصناعية

آلة الواقع الافتراضي هي نظام متكامل من الأجهزة والبرمجيات تم تصميمه لتوليد بيئات رقمية غامرة بالكامل وعالية الدقة للاستخدام المؤسسي، وتتميز عن أجهزة الواقع الافتراضي الاستهلاكية بمتانتها الصناعية، ودقة تتبع تقل عن المليمتر الواحد، وبنية قابلة للتوسع مصممة للعمل في سير عمل حيوية.

تعمل المكونات الأساسية بشكل متزامن بدقة:

• أجهزة العرض المرتدة على الرأس (HMDs) بدقة 4K لكل عين، ولوحات منخفضة التأخير، وتصاميم هندسية مريحة للارتداء لفترات طويلة
• أنظمة التتبع من الداخل إلى الخارج أو من الخارج إلى الداخل ، والتي تعتمد على كاميرات ستيريو أو ليزر (LiDAR) لتحقيق دقة موضعية تصل إلى 0.3 مم واستقرار زاوي أقل من 0.5° (معيار XR الصناعي 2023)
• أجهزة التحكم للشركات مجهزة بوحدات قياس ملاحية صناعية، وتقنيات تحفيز قابلة للبرمجة، وأغلفة مقاومة للماء والغبار وفق تصنيف IP
• وحدات الحوسبة الخلفية ، بما في ذلك محطات عمل مستقلة أو أنظمة متصلة تعتمد على وحدات معالجة رسومية من فئة NVIDIA RTX A6000 لتقديم عرض مرئي فوتوغرافي في الزمن الحقيقي

معًا، تُمكّن هذه المكونات من تطبيقات حساسة: حيث يقوم مشغلو خطوط التجميع بتدريبات على برمجة خلايا الروبوتات دون أي خطر مادي؛ ويتدرب الأطباء الجراحون على إجراءات معقدة باستخدام جثث افتراضية دقيقة من الناحية التشريحية؛ ويتحقق المهندسون من تصاميم المصانع باستخدام بيانات حقيقية من أجهزة استشعار إنترنت الأشياء — وكل ذلك ضمن بيئات قابلة للتشغيل البيني وآمنة ومتكاملة بشكل أصيل مع منصات CAD وPLM وERP.

التطبيقات الرئيسية لأجهزة الواقع الافتراضي عبر قطاعات الأعمال إلى الأعمال

التدريب والمحاكاة في التصنيع والرعاية الصحية

توفر أنظمة الواقع الافتراضي تدريباً واقعياً خالٍ من المخاطر للوظائف التي يمكن أن تكون فيها الأخطاء لها عواقب جسيمة. وتلاحظ شركات التصنيع فوائد حقيقية عندما يقوم موظفوها بالتدرب على أمور مثل إعداد ماكينات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC)، وضبط الذراعيات الروبوتية، والتعامل مع المواد الخطرة من خلال بيئات افتراضية. ويقلل هذا النهج من الوقت اللازم لتدريب الموظفين الجدد بنسبة تقارب 30٪، ويقلل من الأخطاء أثناء العمل بنسبة حوالي 25٪. كما دخل قطاع الرعاية الصحية في هذا المجال، باستخدام تقنية الواقع الافتراضي في كل شيء بدءاً من ممارسة الجراحات، ومروراً بسيناريوهات الاستجابة للطوارئ، ووصولاً إلى تدريس الأطباء كيفية التواصل بشكل أفضل مع المرضى من الناحية العاطفية. وتشير أبحاث منشورة في مجلات مرموقة إلى أن المتدربين يحتفظون بالمهارات بنسبة أفضل تصل إلى 40٪ مقارنةً بأولئك الذين يتعلمون عبر الفصول التقليدية أو مقاطع الفيديو. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه المحاكاة الافتراضية توفر المال أيضاً، حيث تقلل التكاليف بنحو ثلاثة أرباع مقارنة بالإعدادات التدريبية المادية المكلفة أو معامل الدمى.

تصور التصميم والتعاون عن بُعد في مجالات الهندسة المعمارية والهندسة

أصبحت تقنية الواقع الافتراضي عاملاً محوريًا للمهندسين المعماريين والمهندسين الذين يرغبون في التنقّل داخل نماذج المباني بمقاسها الحقيقي قبل بدء البناء. تتيح هذه الأنظمة للواقع الافتراضي للمهنيين اكتشاف المشكلات المتعلقة بالتخطيط المكاني، أو الجوانب الإرغونومية، أو التحديات المحتملة في البناء، وذلك قبل أن يبدأ أي حفر فعلي. يمكن الآن للفِرق من جميع أنحاء العالم التعاون على نماذج BIM ضمن مساحات رقمية مشتركة. وهذا يعني تقليل السفر بشكل كبير لأغراض مراجعة المشاريع في الوقت الحاضر، ربما بنسبة تصل إلى 90 بالمئة. وعندما يتعلق الأمر باعتماد التصاميم، فإن العملية تسير بشكل أسرع بكثير أيضًا، ربما تُسرّع الأمور بما يقارب 40%. وعند ربط هذه الأنظمة ببيانات إنترنت الأشياء (IoT) في الزمن الفعلي، تُمكّن من إجراء كل أنواع الاختبارات الديناميكية. فكّر في إجراء اختبارات إجهاد حراري على الجسور أو فحص أنماط تدفق الهواء داخل الغرف النظيفة. ما كان مجرد رسومات مسطحة أصبح الآن بيئات تفاعلية مليئة بنقاط بيانات من العالم الحقيقي.

تقييم آلات الواقع الافتراضي المؤسسية: الأداء، القابلية للتوسيع، والتكامل

المواصفات التقنية المهمة لنشر الأعمال

عندما يتعلق الأمر بتطبيق الواقع الافتراضي في البيئات الصناعية، فإن الشركات تحتاج إلى معدات متخصصة بدلاً من استخدام أجهزة الاستهلاك العادية ومحاولة جعلها تعمل. يجب أن تكون شاشات العرض المرفقة بالرأس مزودة بدقة 4K لكل عين ومعدل تحديث يبلغ 120 هرتز، وإلا سيشعر العمال بالدوار بعد قضاء ساعات في البيئات الافتراضية. أصبحت أنظمة التتبع الداخلي (Inside out tracking) شائعة في الوقت الحاضر لأنها تلغي الحاجة إلى محطات القاعدة الضخمة المنتشرة في المنشأة. ويمكن لهذه الأنظمة الحفاظ على انحراف موضعي أقل من نصف مليمتر طوال فترة عمل تامة مدتها ثماني ساعات، وهو ما يُعدّ إنجازًا مثيرًا للإعجاب إذا ما أخذنا في الاعتبار كمية الحركة الكبيرة التي تحدث في خطوط الإنتاج. أما من حيث القدرة على المعالجة، فيجب أن تكون الأجهزة قادرة على التعامل مع تتبع الأشعة الفوري (real time ray tracing) وبث النماذج الكبيرة دون تأخير. وهذا يعني الحاجة إلى بطاقات رسوميات بمستوى محطات العمل، وبالتأكيد لا تقل عن 32 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي كحد أدنى. كما يجب أن تكون المعدات مبنية بشكل متين بما يكفي للعمل في الظروف القاسية. ابحث عن الأجهزة التي تحمل تصنيف IP54 لضمان بقائها تعمل في بيئات المستودعات الغبارية أو المناطق التصنيعية الرطبة، حيث تفشل الإلكترونيات العادية خلال أسابيع. تمثل هذه الدرجة من المتانة فرقًا كبيرًا في الحفاظ على سير العمليات بسلاسة يومًا بعد يوم، دون أن تستنزف عمليات الإصلاح المستمرة الميزانية.

نظام برمجيات ودعم واجهة برمجة التطبيقات (API) للتكامل مع سير العمل المخصص

ما يجعل أجهزة الواقع الافتراضي الخاصة بالشركات تستحق الاستثمار حقًا هو قدرة برامجها على التكيف. عند التسوق، تحقق مما إذا كانت المنصة تأتي بواجهات برمجة تطبيقات RESTful مدمجة تعمل بشكل ثنائي الاتجاه مع أنظمة ERP وMES وCAD. هذا يعني أنه عندما يتم تحديث الأجزاء في الواقع الفعلي، تظهر هذه التحديثات تلقائيًا في جلسات التدريب أو بيئات المحاكاة. خيارات حزمة تطوير البرمجيات (SDK) مهمة أيضًا. توافق Unity وUnreal Engine وOpenXR يمنح المبرمجين الداخليين هامشًا للتجريب والتوسع في إمكانيات هذه الأنظمة. بل إن بعض الشركات دمجت لوحات تحكم SCADA مباشرة داخل غرف التحكم الافتراضية الخاصة بها أو أنشأت أدوات خاصة لتمكين الفرق من التعليق على التصاميم معًا. ولا ننسَ الإعدادات المستندة إلى السحابة التي تتولى توزيع المحتوى من موقع مركزي واحد مع تتبع الإصدارات المختلفة ومن لديه صلاحية الوصول إلى ماذا. تساعد هذه البنية في الامتثال للمعايير المهمة مثل ISO 27001 ولوائح HIPAA بغض النظر عن موقع العمليات عالميًا.

اعتبارات تكلفة الملكية الإجمالية والعائد على الاستثمار لاستثمار معدات الواقع الافتراضي

عند النظر إلى معدات الواقع الافتراضي، يركز معظم الناس على السعر الأولي ويتناسون التكلفة الحقيقية على المدى الطويل. تشمل تكلفة الملكية الإجمالية (TCO) أكثر بكثير من مجرد شراء الجهاز نفسه. نحن نتحدث عن إعداد كل شيء بشكل صحيح أيضًا — قد تكون هناك حاجة لتحسينات في الشبكة، ومعايرة جميع أجهزة الاستشعار تلك، وتدريب الموظفين على كيفية إدارتها يوميًا. ثم هناك تراخيص البرمجيات التي يجب تجديدها كل عام، بالإضافة إلى استهلاك الكهرباء الكبير لهذه الأجهزة أثناء تشغيلها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. ولا نتحدث حتى عن تحديثات البرامج الثابتة أو التعامل مع التخلص من الأجهزة عند انتهاء عمرها الافتراضي. الخبر الجيد؟ إن بعض النماذج عالية المستوى توفر فعليًا المال على المدى الطويل. فهي تأتي بشرائح أفضل تستهلك طاقة أقل، وأجزاء يمكن استبدالها بسهولة عند حدوث عطل، وعادةً ما يقدم المصنعون دعمًا لمدة خمس سنوات تقريبًا بدلاً من سنة أو سنتين فقط.

عندما يتعلق الأمر بعائدات الاستثمار، يجب على الشركات أن تربط ذلك بنتائج أعمال فعلية يمكن قياسها. على سبيل المثال، غالبًا ما تلاحظ المؤسسات تسريعًا في عمليات إعداد الموظفين الجدد بنسبة تقارب 30٪، وانخفاضًا في الأخطاء أثناء الإجراءات الحرجة بنسبة نحو 25٪، وتقليلًا في الوقت المستغرق لإعادة تصميم المنتجات بنسبة تصل إلى 40٪ بشكل عام، وأحيانًا انخفاضًا في تكاليف السفر للعمل التعاوني بنسبة تصل إلى 90٪. أما الشركات التي تركز مشترياتها من الواقع الافتراضي على مقاييس تشغيل حقيقية بدلاً من الاعتماد فقط على المواصفات التقنية، فإنها عادة ما تسترد أموالها خلال أقل من 18 شهرًا، كما تلاحظ تحسنًا مستمرًا في الإنتاجية عبر مختلف الأقسام، بما في ذلك برامج التدريب، وفرق الهندسة، والعمال في خدمات الحقول.

الأسئلة الشائعة

• ما الغرض الأساسي من استخدام جهاز الواقع الافتراضي في البيئات الصناعية؟
  تُستخدم آلات الواقع الافتراضي في البيئات الصناعية بشكل أساسي لإنشاء بيئات رقمية غامرة تسهل التدريب وتصور التصاميم والتعاون الدقيق عبر قطاعات مختلفة مثل التصنيع والرعاية الصحية والهندسة والعمارة.
• كيف يساعد تقنية الواقع الافتراضي في التدريب والمحاكاة؟
  توفر تقنية الواقع الافتراضي بيئة خالية من المخاطر للتدريب، مما يقلل بشكل كبير من الوقت والتكلفة المرتبطة بأساليب التدريب التقليدية ويعزز من احتفاظ المهارات من خلال تقديم محاكاة واقعية.
• لماذا تعد المواصفات الخاصة للأجهزة مهمة في أجهزة الواقع الافتراضي المؤسسية؟
  تُعد الأجهزة المتخصصة أمرًا بالغ الأهمية لضمان تتبع دقيق وعروض مرئية عالية الجودة ومتانة في البيئات الصناعية، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وطول عمر المعدات.
• ما هو إجمالي تكلفة امتلاك معدات الواقع الافتراضي (TCO)؟
  يشمل التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) تكاليف الإعداد والصيانة وترخيص البرمجيات واستهلاك الطاقة والمزيد على مدار عمر معدات الواقع الافتراضي، بما يتجاوز السعر الأولي للشراء.
• كيف يتم قياس العائد على الاستثمار (ROI) للاستثمارات في أجهزة الواقع الافتراضي؟
  يتم قياس العائد على الاستثمار من خلال تقليل وقت التدريب والأخطاء، وزيادة سرعة عمليات التصميم، وانخفاض تكاليف النقل للتعاون، وتحسينات الإنتاجية الشاملة في مختلف العمليات التجارية.