Anders Lundgren

Fem till tio centimeter

Två byggnadsarbetare i varselkläder står på ett armeringsdäck. Över verkligheten ligger en färgkodad 3D-modell av armeringen i skala 1:1.
Mixed reality-capture ur HoloLens, mars 2017. Bilden är tagen genom glasögonen — det magenta- och gulfärgade är modellen, resten är platsen.

Precisionen var fem till tio centimeter. Det var vad vi vågade lova.

Ofta blev den bättre än så. Men det spelade mindre roll, för det vi kunde garantera var det som en arbetsledare skulle behöva fatta beslut på, och en siffra man inte kan stå för är värdelös på en byggarbetsplats. Så fem till tio centimeter blev utgångspunkten, och den fick följa med i diskussionerna med projektansvariga och i intervjuerna med media.

Vad försöket gick ut på

Våren 2017 började Skanska prova en ny arbetsmetod på ESS-bygget i Lund — European Spallation Source, ett neutronlaboratorium på 17,5 miljarder kronor med femton deltagande länder. Mitt bolag, Information Experience, byggde programvaran för pilotprojektet med HoloLens.

Idén var enkel att beskriva och besvärlig att få att fungera. En byggnadsarbetare tar på sig ett par Microsoft HoloLens. Omgivningen syns fortfarande — det är genomskinliga glas, inte en skärm. Men i synfältet ligger den digitala modellen av det som ska byggas, i skala 1:1, förankrad mot verkligheten med hjälp av en fysisk markör. Vrider man på huvudet ligger armeringsjärnen kvar där de ska sitta. Går man därifrån och kommer tillbaka står modellen kvar.

När några järn väl monterats rapporterar glasögonen tillbaka till databasen att momentet är utfört. Saknades wifi sparades det lokalt och skickades vid nästa anslutning.

Det sista är egentligen den intressanta delen, och den som fick minst uppmärksamhet. Projektering, utförande och återrapportering i samma verktyg, i samma flöde. En verksamhetsutvecklare på Skanska formulerade hypotesen tydligare än jag gjorde vid den tiden: att det är återrapporteringen som skulle möjliggöra bättre styrning av projektet.

Skärmbild från iPad med en armeringsplan i tabellform till vänster och modellen i magenta och cyan till höger. Uppe i högra hörnet två märken: Hololens #1 Step 3 och Hololens #2 Step 3.
Läsplattans vy av samma arbete. Märkena uppe till höger — Hololens #1, steg 3 och Hololens #2, steg 3 — är hela poängen: två glasögon och en läsplatta i samma session, mot samma databas.

Varför just förankringen var problemet

Skanska hade provat augmented reality på byggarbetsplatser tidigare, med läsplattor. Det hade inte fungerat tillräckligt bra, och orsaken var inte upplösning eller modellstorlek. Modellen fixerades inte ordentligt mot verkligheten. Den gled.

Verksamhetsutvecklaren beskrev skillnaden: när modellen far omkring i vyn medan man står still känns det inte robust nog. Det är det som är hela problemet. En modell som glider är inte en sämre ritning — den är inte en ritning alls, för man kan inte mäta mot den. Det spelar ingen roll hur korrekt geometrin är om den sitter fel i rummet.

Så det vi faktiskt byggde var inte först och främst en visningsapp. Programvaran hade till uppgift att assistera HoloLens i positioneringen, och det var där fokus på utvecklingen låg.

En metallhalvsfär monterad på en gul Skanska-etikett med texten SURVEY POINT, DO NOT COVER, DO NOT REMOVE och ett punkt-id, fäst på en betongvägg.
Ett annat projekt, två år senare, men samma princip och därför värd att visa här: en fysisk mätpunkt ur platsens egen inmätning, som modellen förankras mot. Hela metoden vilar på att någon redan satt dit den och att den sitter kvar.
Skärmbild från iPad: en tät armeringsmodell i grönt, magenta och blått, sedd inifrån konstruktionen.
Samma modell i iPad-versionen. Samma databas, samma underlag — men utan förankringsproblemet, eftersom ingenting behöver ligga stilla mot verkligheten.

Det som var sämre än demofilmerna antydde

Ett par saker gick att säga rakt ut redan då, och de står sig:

Synfältet var litet. Man vänjer sig fortare än man tror, men första kvarten är en besvikelse för alla som sett en marknadsföringsfilm.

Hologram kan bara addera ljus. De kan inte göra något mörkare. Utomhus i solsken blir bilden därför blek till oanvändbar. Vi löste det med vanlig solfilm på visiret, vilket fungerade och samtidigt var ett underbetyg åt hårdvaran — det borde ha funnits som tillbehör.

Ett hus i skymning där ett planerat tillbygge med sadeltak ligger som halvgenomskinlig modell ovanpå den verkliga byggnaden.
Ett tidigt utomhusförsök, 2016. Modellen syns, men den är blek mot himlen — och det här är i skymning. Mitt på dagen är samma vy nästan borta.

3D-kameran hade svårt för blanka ytor. Det är inget som går att prata bort. Det följer av hur sensorn fungerar.

Vikt och drifttid. Runt 500 gram och ungefär tre timmars batteri. På en arbetsplats där det ändå råder hjälmtvång är vikten inte det stora problemet, och tre timmar råkar sammanfalla med en rast. Det var tur för oss att det fungerade snarare än medveten design av tillverkaren.

Vad försöket inte visade

Det här är den del jag är mest angelägen om att prata om, nu i efterhand.

Försöket visade att en modell kan hållas stilla mot en byggarbetsplats med tillräcklig noggrannhet för armeringsarbete, och att återrapportering i samma flöde är tekniskt möjlig.

Det visade inte att metoden var billigare. Det visade inte att den skalade till en hel produktion, eller vad som händer när underlaget ändras mitt i ett moment — vilket det gör. Framför allt visade det ingenting om den fråga som senare visade sig vara den svåra: vem som håller modellen aktuell, hur ofta, och till vilken kostnad.

Vi kallade det pilotprojekt, och det var ärligt så långt det räckte. Men jag tror att både vi och branschen läste in mer i resultatet än det bar. Ett lyckat pilotprojekt bevisar att något är möjligt. Det säger nästan ingenting om huruvida det är värt det, och det är den andra frågan som avgör om en teknik blir kvar.

Första hindret på plats var praktiskt. HoloLens var inte godkänd som skyddsglasögon, vilket gjorde att vi behövde utrusta byggarbetarna med vanliga skyddsglasögon, hjälm, och HoloLens-enheten. Det gick, men det var omständligt och vi behövde få godkänt ett undantag innan vi ens kunde gå ut på bygget klädda på detta sätt.

Nästa hinder var att tekniken inte riktigt var redo. Att starta en HoloLens utomhus och vänta medan den laddar, sedan kalibrera positionen, sedan starta en app, gjorde att kollegan utan HoloLens redan hunnit med flera arbetsmoment innan vi kunde börja. Det räckte med att titta mot en vit vägg eller mot solen för att registreringen med verkligheten skulle brytas och modellen skulle “hoppa ur plats”, och då behövde man göra om kalibreringen.

Slutligen så var det inte möjligt att visa allt som skulle byggas — om det var svårt att rita i 3D så fanns det ofta inte med i 3D-underlaget, utan som en not i ett dokument vid sidan. Delar av 3D-modellen var snarare att betrakta som ett illustrativt exempel, än det faktiska underlaget att bygga mot.

Summa summarum, när allt fungerade så var det nästan magiskt — problemet var att det inte hände så långa stunder i taget.

Var det tog vägen

Året därpå flyttade vi in samma idé i en fabriksmiljö, där förutsättningarna är snällare: inomhus, kontrollerat ljus, samma gjutform om och om igen.

En gjutform i en betongelementfabrik. En armeringskorg ligger som hologram i formen medan en man med surfplatta står bakom.
Betongelementfabrik, januari 2018. Armeringskorgen ligger som hologram i formen innan järnen läggs på plats.

Peter Karlsson, affärsområdeschef, sammanfattade nyttan där ungefär så här: kvaliteten på elementen går lätt att kontrollera, risken för fel och kasserade element minskar kraftigt, och kontrollen tar mindre tid än den manuella metoden — till en förhållandevis låg kostnad.

Det är en mer intressant mening än något som sades om ESS, för den handlar om kostnad och kassation i stället för om framtiden.

Men även här såg vi att precisionen i registreringen inte riktigt räckte till för att bygga efter, och även om 3D-modeller för fabriksmontering höll bättre kvalitet, så fanns det avvikelser i alla de modeller vi testade även här.

Källor