100 РОКІВ ІННОВАЦІЙ: LEICA GEOSYSTEMS

Компанія “Heinrich Wild, Werkstätte für Feinmechanik und Optik” була заснована в місті Хербругг, Швейцарія, 26 квітня 1921 року. Протягом десятиліть ця компанія перетворилася на всесвітньо відому нам Leica Geosystems AG, невід’ємну складову технологічної фінансової групи Hexagon. Засновник і майстер-новатор Генріх Вільд здійснив революцію в області  геодезії, створивши менші за розміром, практичніші, але більш точні прилади.

Хербругг неодноразово був джерелом великих інновацій, таких як перший оптоелектронний далекомір у 1968 році; перший перший електронний теодоліт з цифровим записом даних у 1977 році; перша “геодезична система” на основі сигналів від GPS у 1984 році; перший цифровий нівелір у 1990 році; перший ручний лазерний далекомір у 1993 році; перший цифровий ручний лазерний далекомір у 1993 році; перший цифрова професійна аерофотокамера у 2000 році. Найлегший та найзручніший у використанні лазерний сканер у 2019 році. Що було рецептом успіху в цій столітній історії інновацій?

 

Важкий  початок.

Структурна криза у текстильній промисловості на початку 1920-х років вразила Східну Швейцарію і особливо долину Рейну, настільки сильно, що її вплив на регіон перевищив вплив глобальної економічної кризи десять років по тому. Оскільки основні проекти з розвитку Рейну завершувалися одночасно, було невідкладно потрібно створити нові робочі місця для мешканців Рейнської долини.

Після роботи у Федеральній топографічній службі Швейцарії, Генріх Вільд  на посаді головного інженера компанії ZeissWerke в Єні, Німеччина, створив геодезичний відділ. Він вже мав репутацію блискучого винахідника в геодезичній галузі. Через нестабільне воєнне майбутнє та постійну девальвацію грошей, він мав бажання повернутися до Швейцарії зі своєю сім’єю. Маючи проекти геодезичних і фотограмметричних інструментів, він шукав партнерів Швейцарії, щоб заснувати експериментальну майстерню оптики і точної механіки. Він згадав про свого товариша по службі, доктора Роберта Хелблінга у Фламсі: “Власник відомого геодезичного бюро міг би оцінити потреби ринку. Хелблинг знав Якоба Шмідгайні, промисловця з долини Рейну, ще з часів їхнього спільного навчання у вищій технічній школі. Шмідгайні погодився на проект. Як успішний підприємець, він мав правильне відчуття мети та необхідні гроші. Генріх Вільд неодноразово вказував, що є необхідні фахівці з точної механіки у сфері годинникової промисловості в західних кантонах Швейцарії. Але керівний принцип Шмідгайні був зрозумілий від самого початку: Він хотів створити робочі місця для людей в долині Рейну.

26 квітня 1921 року вони підписали договір про заснування простої компанії під назвою “Heinrich Wild, Workshop for Precision”.

 

Інженерія та оптика, Хербругг.

Виробництво нового рівня Генріха Вільда розпочалося, але багато його новаторських ідей та розробок у 1921 році ще не були технічно досконалими. Через рік – ще до того, як перші прилади надійшли у продаж – капітал нової компанії вичерпався. У 1923 році компанія отримала вливання нового капіталу через заснування “Verkaufs-Aktiengesellschaft Heinrich Wilds Geodätische Instrumente Heerbrugg” (Товариство з продажу геодезичних інструментів Генріха Вільда в Хербругу). На комісійних засадах це акціонерне товариство надавало кредити та отримувало замовлення на продукцію. Однак через технічні проблеми у виробництві, а також через брак фахівців з оптики та точної механіки, бачення Генріха Вільда щодо невеликого, компактного універсального теодоліта виявилося важко реалізувати: у 1924 році було виготовлено лише 27 із запланованих 350 моделей теодолітів T2. Лише у 1929 році компанія стала на ноги і вперше виплатила дивіденди. Винаходи Генріха Вільда також заклали основу для фотограмметрії. Це дало початок на створення точних карт, таких як нова національна карта Швейцарії. Фототеодоліти та аерофотоапарати Вільда швидко стали авторитетними у всьому світі.

 

Випробувальна  майстерня стає компанією.

Оптимізація організації та створення всесвітньої мережі продажів новим директором доктором Альбертом Шмідгайні призвели до першого етапу розширення компанії, яка в 1930 році налічувала 250 співробітників. Економічна криза 1930-х років завадила розширенню, але в 1933 році ще залишалося 130 працівників. 

Дедалі складніша політична ситуація в 1930-х роках викликала потребу у військових інструментах для Швейцарії також. За рекордно короткий час у Берні були спроектовані, побудовані та продемонстровані прототипи далекомірів, оптичних прицілів, телескопів та приладів для артилерійських підрозділів. В результаті цієї успішної діяльності компанія WILD стала одним з основних постачальників до швейцарської армії, а в Хербругу знову почалося розширення виробництва.

Під час другої фази розвитку між 1936 і 1941 роками кількість працівників зросла до понад 1 000 осіб. Він залишався на цьому рівні до 1951 року, а потім продовжував стрімко зростати, перевищивши позначку в 3 000 осіб у жовтні 1961 року.

 

Винахідницький геній залишає зростаючу компанію

Близько 1930 року Генріх Вільд з родиною переїхав з Хербруга до Цюріха. Він рідко приїжджав до долини Рейну, і спілкування з ним ставало дедалі складнішим. У 1933 році він залишив компанію і зайнявся власним бізнесом як винахідник і дизайнер. Хербругг продовжував замовляти йому роботи до 1935 року, коли він підписав контракт з Kern & Co в Аарау. Він залишався вірним компанії Kern аж до своєї смерті в 1951 році. Однак ім’я “Wild” залишалося у назві компанії та назвах продуктів до 1990 року, коли почалася ера Leica. Для багатьох жителів долини Рейну “Wild” досі є синонімом фабрики Хербругг.

 

Кваліфіковані працівники в дефіциті

Набір персоналу до оптичних цехів допоміг подолати гострий дефіцит кваліфікованих працівників в оптиці та точній механіці, але метою був набір і навчання жителів Рентайлу. Вже у 1921 році двоє учнів, відібраних особисто Генріхом Вільдом, розпочали своє навчання в Люстенау. У 1924 році була заснована спеціальна школа, щоб забезпечити ще більш цілеспрямовану підготовку. У 1930 році це була “Fachschule für Feinmechaniker und Optiker”(Технічна школа точної механіки та оптики).

 

Кульмінація епохи точного машинобудування

У 1943 році з’явилися креслярські інструменти WILD. Поштовхом до цього не в останню чергу став теодоліт Kern DKM1, на якому, незважаючи на протести Хербруга, було нанесено напис “Construction Dr. H. Wild”. Астрономічний теодоліт T4 був вершиною оптико-механічної точності, коли його випустили в 1944 році. Цей інструмент дозволяє знімати прямі відстані з точністю ±0,3 дюйма, що і сьогодні є легендою.

WILD також співпрацювала з міжнародними дослідницькими партнерами. У 1952 році, наприклад, балістична камера BC-4, розроблена спільно з Центром балістичних досліджень у США. Ця камера поєднувала в собі високу точність вимірювання кутів T4 з високою роздільною здатністю спеціальних аеро-фотооб’єктивів. Пізніше камера BC-4 також буде використовуватися для супутникової тріангуляції і, таким чином, для побудови першої системи глобального позиціонування(GPS).

 

Оптичні польоти фантазії

У 1947 році компанія WILD продовжила свою новаторську роботу в галузі мікроскопії. Перші дослідницькі мікроскопи, що серійно вироблялися у Швейцарії, M9 та M10, вийшли на ринок. Ганс А. Трабер, який згодом став відомим завдяки своїм природничо-історичним програмам на швейцарському радіо та телебаченні, переїхав до Хербругу у 1947 році і очолів відділ мікроскопії з 1949 по 1956 рік. 

Завдяки баченню керівництва та репутації WILD як роботодавця, компанії вдалося залучити до долини Рейну фахівців найвищого класу. У лютому 1946 року Людвіг Бертеле приєднався до Хербругу на посаді керівника відділу розвитку оптики. Колишній фахівець з проектування фотооб’єктивів у дрезденській компанії Zeiss-Ikon був, мабуть, найважливішим дизайнером оптики того часу. Йому було доручено розробити новий тип високопродуктивного об’єктива для аерофотозйомки. Під його керівництвом оптичне конструкторське бюро вперше використало електричний розрахунковий пристрій для проектування та оптимізації лінз. Пристрій, який вони використовували, Zuse Z22, був одним з перших “комп’ютерів”, що випускалися серійно. WILD була першою швейцарською промисловою компанією, яка придбала таку систему. За допомогою цього електронного калькулятора можна було обчислювати близько 3 000 заломлюючих або відбиваючих поверхонь на день. Використовуючи традиційні механічні калькулятори, двоє досвідчених працівників витратили б більше 20 робочих днів, щоб виконати те саме завдання.

У ніч на 21 липня 1969 року люди в усьому світі, затримавши подих, сиділи перед телевізорами, коли перші люди, астронавти Ніл Армстронг і Базз Олдрін, ступили на Місяць під час місії “Аполлон-11”. У своїй програмі висадки на Місяць НАСА використовувало різні прилади компанії з Хербруга. T3 використовувався для орієнтації інерціальної системи наведення, а T2 – для оптичного вирівнювання місячного модуля LEM під час його будівництва. Під час телевізійної трансляції захоплюючого польоту на Місяць на екрані можна було побачити астронавта, який виконував позиційні вимірювання. Компанія WILD поставила лінзову систему для прилада, який він використовував.

 

Епоха електроніки починається зі співпраці епоха електроніки починається зі співпраці

У 1958 році в Хербрузі було створено відділ електроніки. На 10-му конгресі Міжнародної федерації геодезистів (FIG) 1962 року, у Відні, було представлено перший мікрохвильовий далекомір. Він був розроблений у співпраці з компанією Albiswerk Zurich. Distomat DI50 був першим у світі електронним далекоміром з діапазоном вимірювання від 100 метрів до 50 кілометрів. Радикально нові технології часто з’являлися в компанії завдяки співпраці або поглинанню з іншими компаніями. У 1963 році Distomat DI50 коштував приблизно в 40 разів більше місячної зарплати геодезиста. Радикально нові технології часто є дорогими на початковому етапі і тому вони були економічно вигідні лише для дуже спеціалізованих застосувань.

 

Нова провідна дисципліна – оптоелектроніка

Перший інфрачервоний далекомір DISTOMAT DI10 був спільною розробкою з французькою компанією Sercel (Société d’Etudes, Recherches et Constructions Electroniques) в Нанті і був випущений в 1968 році. Цей перший далекомір малого радіусу дії здійснив революцію в геодезичній техніці. Він ще не використовував лазер, а натомість інфрачервоне випромінювання діода арсеніду галію. Це поклало початок оптоелектроніці, яка стала основним напрямком діяльності компанії Хербругг. На 14-му Міжнародному конгресі FIG у Вашингтоні в 1973 році новий інфрачервоний далекомір DI3 викликав великий інтерес. Він став геодезичним бестселером, а назва DISTOMAT стала синонімом далекомірів.

 

Фольксваген від Хербруга

У 1970-х роках аналогова фотограмметрія досягла свого піку. До 1975 року з заводу в Хербругу вийшло 1 000 екземплярів Autograph A8 (стереофотограмметричний плотер) . Autograph A8 часто називали “Фольксвагеном фотограмметрії”. Але технологічний розвиток, зокрема, оцифрування, зрештою, призвів до занепаду бізнесу з виробництва “Автографів”. Обробка зображень та комп’ютерні науки стали новими провідними дисциплінами для наступної ери цифрової фотограмметрії.

 

Інновації вимагають технічної досконалості в нових дисциплінах

Інтенсивний обмін з університетами був важливим рушієм інновацій. Доктор Гуго Каспер, раніше професор геодезії в Технічному університеті в Брно, приєднався до WILD у 1948 році і очолив новостворений відділ досліджень і розробок з фотограмметрії. Під його керівництвом були розроблені Автографи A7 і A8 та Авіаграф B8. У 1961 році він був призначений професором геодезії, особливо фотограмметрії, у Вищій технічній школі Цюріха. Він залишався в контакті з WILD до свого виходу на пенсію в 1973 році. У 1955 році Ганс Тізіані завершив своє стажування з оптики та механіки у WILD. Після навчання як технік і отримання кваліфікації інженера-механіка, він вивчав оптику в Сорбонні та Паризькій школі оптики. Він отримав диплом інженера в 1963 році, а докторський ступінь в Імперському коледжі в Лондоні в 1967 році. З 1968 по 1973 рік відповідав за створення та керівництво групою оптики на факультеті технічної фізики у Вищій технічній школі Цюріха (ETH). З 1973 по 1978 рік був керівником центральної лабораторії WILD. У 1978 році він був призначений до Штутгартського університету і очолював Інститут технічної оптики до свого виходу на пенсію в 2002 році. Донині він підтримує активні контакти зі “своєю” компанією в Хербрузі.

Макс Крейс, випускник машинобудівного факультету Технічного інституту, приєднався до конструкторського бюро Хербруга у 1932 році. Протягом усієї своєї професійної кар’єри він був палким прихильником вищої освіти. Як президент виконавчої ради, у 1968 році він був одним із засновників Технологічного інституту в Бухсі (NTB), який сьогодні є частиною Університету прикладних наук Східної Швейцарії. Д-р Альберт Семадені, який згодом став президентом правління, домігся будівництва кантональної школи в Хербрузі, подавши відповідну пропозицію, коли він був членом кантональної ради Санкт-Галлена. Школа відкрилася в 1975 році.

 

ГЕОДЕЗІЯ 4.0 ПОЧИНАЄТЬСЯ В 1977 РОЦІ 

Повністю автоматичний електронний інфрачервоний тахеометр TC1 був представлений на 15-му міжнародному конгресі FIG у Стокгольмі в 1977 році. Електроніка взяла на себе вимірювання відстаней і кутів, а також реєстрацію виміряних значень. Для зберігання даних використовувалася магнітофонна касета. Це ознаменувало початок ери комп’ютерних технологій у геодезії. Однак на початку оцифрування було громіздкою і важкою справою. У 1980 році система GEOMAP вперше забезпечила безперервний процес опрацювання даних від геодезичних польових вимірювань до готового графічного топографічного плану за допомогою інтерактивного графічного робочого місця – комп’ютера Tektronix 4054. 

У грудні 1984 року компанія WM Satellite Survey Company була створена як спільне підприємство з компанією Magnavox Government and Industrial Electronics Company у Торрансі, штат Каліфорнія. Нова геодезична система WM101 була представлена вже в травні наступного року, поклавши початок історії успіху GNSS, яка триває і донині.

 

WILD HEERBRUGG – WILD-LEITZ – LEICA – LEICA GEOSYSTEMS 

Період між 1988 та 2000 роками був багатим на події з точки зору назв компаній, складу та власності. Придбання компанії Kern в Аарау принесло компанії з Хербругу цілу низку технологій промислових вимірювань, які й сьогодні становлять важливий сегмент ринку для Hexagon Group. 

 

БОЖЕВІЛЬНІ ІДЕЇ ІНОДІ СТАЮТЬ УСПІШНИМИ ПРОДУКТАМИ

У 1990 році NA2000 – перший у світі цифровий нівелір – привернув велику увагу на геодезичному конгресі в США в Денвері. Він був нагороджений премією за інновації в галузі “фотоніки”. Справжня магія приладу полягає в алгоритмі, який він використовує: Промислові математики оптимізували алгоритм оцінки, який працював на ПК, таким чином, щоб він також давав хороші результати на польовому приладі.

Ідея запуску більш точної альтернативи ультразвуковим делекомірам і сталевим вимірювальним стрічкам, доступним на ринку, на основі всього досвіду роботи з високоякісними додатковими далекомірами, була зустрінута всередині компанії з посмішкою. Однак, врешті-решт, DISTO, перший у світі ручний лазерний далекомір, встановив нові стандарти. Коли він був представлений у 1993 році на міжнародній будівельній виставці BATIMAT у Парижі, ця нова розробка викликала справжній ажіотаж і отримала приз за інновації.

 

ВСЕ ЦИФРОВЕ – РОБОЧИЙ ПРОЦЕС І ВИХІД НА РИНОК 

Перша цифрова аерофотокамера ADS40, розроблена спільно з Інститутом оптичних сенсорних систем DLR (Німецький аерокосмічний центр), була представлена у 2000 році. Успіх сенсора був головним чином обумовлений надійним робочим процесом, який вимагав ефективної, безперебійної обробки величезних обсягів даних, що генеруються під час польотів. Інновації в програмному забезпеченні були ключем до цього. Придбавши каліфорнійську компанію Cyra Technologies у 2000 році, Leica Geosystems стала першою геодезичною компанією, яка інвестувала в лазерне сканування. Ця технологія була швидко засвоєна і отримала подальший розвиток в Хербругу. Під гаслом “Зйомка високої чіткості” було представлено лазерний сканер нового покоління HDS3000 разом з новим програмним забезпеченням Cyclone 5.0. У 2006 році не тільки розробка, але й виробництво сканерів було зосереджено в Хербрузі.

 

СИЛЬНІШІ РАЗОМ – ОБ’ЄДНАННЯ СЕНСОРІВ

Придбання доповнювали власну інноваційну діяльність компанії, розширюючи спектр її рішень. Ця тенденція ще більше прискорилася після придбання Leica Geosystems шведською технологічною групою Hexagon AB у 2005 році. 

За останні десять років придбання майже 40 компаній посилило присутність компанії на ринках, що розвиваються, та підтримало її експансію на нові ринки. Наприклад, у 2013 році придбання італійської компанії Geosoft заклало основу для лінійки мобільних картографічних продуктів Pegasus, які збирають фотозображення і дані лазерного сканування на платформу з підтримкою ГІС під час руху, таким чином дозволяючи повністю охопити навколишню територію. Придбання берлінської компанії Technet у 2015 році додало до лінійки продуктів Pegasus програмні ГІС-рішення для залізниці. 

Придбавши італійську компанію IDS GeoRadar у 2016 році, компанія отримала надзвичайно конкурентоспроможні георадарні рішення, такі як радіолокаційні системи, що проникають у ґрунт і здатні точно виявляти невидимі підземні труби та порожнини. У поєднанні з Pegasus, оцифрована підземна інфраструктура може бути пов’язана з просторовими даними, які зібрані на поверхні землі.

CityMapper, перший у світі “інтегрований сенсор” для аерофотозйомки з нещодавно розробленими камерами та лазерними сенсорами, був представлений у 2016 році. Він складався з мультиспектральної камери RCD30 в центрі, чотирьох нахилені під кутом камер RCD30, розташованих під кутом 45°, і блоку Hyperion LiDAR. Вона була спеціально розроблена для зйомки міст і стала частиною загального рішення RealCity для створення тривимірних моделей міст. У 2017 році було представлено перший GNSS з істинною компенсацією нахилу. GS18 T був найшвидшим і найпростішим у використанні GNSS RTK ровером у світі. Тепер професіонали можуть вимірювати точки швидше і простіше, оскільки їм більше не потрібно тримати вісь приймача вертикально. Розробка надійного компенсатора нахилу була метою досліджень і розробок протягом десятиліть. Рішенням став IMU (Inertial Measurement Unit). IMU реєстрував значення прискорення і обертання і порівнював їх з даними про положення від GNSS.

 

МЕНШИЙ, ЛЕГШИЙ, ПРОСТІШИЙ І МОБІЛЬНІШИЙ 

18 листопада 2016 року технічний директор Burkhard Böckem представив BLK360 на конференції Autodesk University 2016. Елегантний лазерний сканер з компактним дизайном і вагою всього 1,1 кілограма став найменшим, найлегшим і найпотужнішим пристроєм на ринку. BLK360 отримав незліченну кількість нагород за дизайн та інновації. Спеціальна команда вивела цей продукт на ринок за надзвичайно короткий час, використовуючи найсучасніші методи розробки. 

Перший ручний лазерний сканер BLK2GO був представлений на виставці HxGN LIVE 2019. У режимі реального часу, коли користувач рухається, він оцифровує приміщення у форматі 3D, використовуючи зображення та хмари точок. Інтегрована технологія SLAM (одночасна локалізація та картографування) дозволяє точно визначати траєкторію руху, одночасно фіксуючи геометрію простору. І знову ж таки, дух Генріха Вільда манить – “маленький, легкий і мобільний”, як T2. 

Окрім геодезичних застосувань, він також все частіше використовується в інших сферах, включаючи криміналістику, кіноіндустрію та археологію, що значно розширює його ринок.

 

100 РОКІВ І ВСЕ ЩЕ НЕ ЗУПИНЯЄМОСЯ НА ДОСЯГНУТОМУ 

Підрозділ “Geosystem” компанії Hexagon і продовжить впроваджувати інновації у своїх п’яти основних галузях: геодезія, будівництво, управління важкими машинами, гірничодобувна промисловість та геопросторові рішення. Але спектр можливих застосувань нових і новітніх технологій також відкриває нові ринки: Технологія мобільного 3D-сканування і програмні рішення дозволяють слідчим зберігати цифрові двійники-копії місць злочинів або аварій, а також відкривають нові можливості для архітекторів і археологів. Лазери, GNSS-приймачі та тахеометри дають змогу працівникам медіа та індустрії розваг створювати цифрові копії реальних об’єктів або середовищ для включення у фільми та ігри; містобудівники використовують цю ж технологію для моделювання міст. Прості у використанні рішення для моніторингу допомагають фахівцям виявляти природні загрози, полегшують обслуговування будівель або допомагають у моніторингу активів у залізничній галузі – і це лише кілька прикладів. 

Щороку Hexagon інвестує від 10% до 12% свого обороту в дослідження та розробки. Але успішні інновації також вимагають необхідної корпоративної культури. З моменту заснування компанії в 1921 році завжди залишалося важливим поєднувати сприятливі місцеві умови з новими ідеями, принесеними ззовні. Різноманітність, яка є результатом багатонаціонального вкладу співробітників Хербругу, де працюють спеціалісти з 50 країн світу, і це сприяє подальшому розвитку культури інновацій.

 

НАСТУПНИЙ ЕТАП РОЗВИТКУ КОМПАНІЇ HEXAGON 

На наступному етапі свого розвитку компанія Hexagon має намір застосувати свій винахідницький потенціал для розробки інноваційних технологій, які сприятимуть сталому розвитку шляхом підвищення ефективності, безпеки та зменшення відходів. Включаючи аспекти сталого розвитку в свій інноваційний процес, Hexagon прагне знизити викиди вуглекислого газу та боротися зі зміною клімату, допомагаючи існуючим і новим клієнтам вирішувати свої проблеми швидше, простіше та ефективніше.