Industrielle Anwendung immersiver Technologien

XR-Lösungen für Schulung, Einweisung, Konstruktionsprüfung und Montageplanung

ZeitschriftIndustry 4.0 Science
Ausgabe42. Jahrgang, 2026, Ausgabe 3, Seite 38-47
Open Accesshttps://doi.org/10.30844/I4SD.26.3.4
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Abstract

In den letzten Jahren haben die sinkenden Kosten und die verbesserte Benutzerfreundlichkeit von immersiver Hardware und Software Extended Reality (XR) für industrielle Anwendungen zunehmend attraktiv gemacht. Standalone-Systeme mit Inside-Out-Tracking und kamerabasiertem Pass-Through ermöglichen zugängliche Mixed-Reality-Lösungen (MR). Gleichzeitig ermöglichen neue No-Code-Softwareplattformen Ingenieuren die Erstellung von XR-Umgebungen ohne Programmierkenntnisse, was die Verbreitung in Produktionsumgebungen fördert. Dieser Beitrag untersucht wichtige industrielle Anwendungsbereiche immersiver Technologien anhand ausgewählter, kommerziell verfügbarer XR-Softwarelösungen für Produkt- und Prozessschulungen, räumliche Anleitungen und Leitfäden, kollaborative Konstruktionsprüfungen sowie Montage- und Produktionsplanung.

Keywords

Artikel

In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich immersive Technologien von teuren, auf Labore beschränkten Systemen wie der Cave Automatic Virtual Environment (CAVE) [1] zu zugänglichen, eigenständigen Extended-Reality-Geräten (XR) entwickelt. Microsoft leistete Pionierarbeit im Bereich Mixed Reality (MR) mit der Einführung der HoloLens im Jahr 2016 und der HoloLens 2 im Jahr 2019 [2], während die Veröffentlichung der Oculus Quest im Jahr 2019 einen Wendepunkt hin zu erschwinglichen, eigenständigen Systemen mit Inside-Out-Tracking markierte [3]. Seitdem hat sich der Markt auf Spatial-Computing-Geräte wie Apples Vision Pro [4] und KI-integrierte Systeme von Samsung und Google [5] ausgeweitet.

Die Verfügbarkeit der Hardware ist jedoch nur der erste Schritt in Richtung industrieller Realisierbarkeit. Palmarini et al. untersuchten 2018 Augmented-Reality-Anwendungen (AR) im Wartungsbereich und hoben dabei die Dominanz von Head-Mounted Displays (HMDs) und Handheld Displays (HHDs), die Einschränkungen des bildbasierten Trackings in industriellen Umgebungen sowie die hohen Kosten der manuellen Inhaltserstellung hervor. Sie kamen zu dem Schluss, dass eine breitere industrielle Einführung Verbesserungen bei der Hardware, der Tracking-Zuverlässigkeit und den Authoring-Tools erfordern würde [6].

Neuere Studien zeigen, dass sich die industrielle XR-Literatur weit über diese frühen, auf Wartung ausgerichteten Übersichtsarbeiten hinaus erweitert hat. De Giorgio et al. liefern eine systematische Übersicht über Lehr- und Schulungsanwendungen in der Fertigung und zeigen, dass XR zunehmend in der industriellen Ausbildung eingesetzt wird, insbesondere in montagebezogenen Kontexten, wobei sie auch heterogene Bewertungsansätze und unterschiedliche Technologiereifegrade hervorheben [7].

Di Pasquale et al. untersuchen darüber hinaus die Auswirkungen von Augmented- und Virtual-Reality-Technologien auf die Arbeitsleistung in der Fertigung und identifizieren wiederkehrende erwartete Vorteile wie Verbesserungen bei Qualität, Sicherheit und Produktivität, weisen aber auch auf die Notwendigkeit eines besseren Verständnisses der Mensch-Technik-Interaktion in Smart-Factory-Umgebungen hin [8].

Dieser Trend zeigt sich auch in gezielteren Übersichtsarbeiten zum immersiven Training. Di Pasquale et al. präsentieren eine systematische Literaturübersicht zu Virtual Reality für Montage- und Demontagetraining und beschreiben den Bereich als vielversprechend für Lernen, Produktivität und Sicherheit, wobei sie anmerken, dass ein breiterer Einsatz noch einer weiteren Validierung in der industriellen Praxis bedarf [9]. In ähnlicher Weise untersuchen Ibarra Kwick et al.

XR-Anwendungen für die Schulung an CNC-Maschinen und charakterisieren den Bereich als vergleichsweise ausgereift in Bezug auf Schulungsanwendungsfälle, identifizieren dabei jedoch auch weiterhin Möglichkeiten für eine auf Industrie 4.0 ausgerichtete Entwicklung [10]. Darüber hinaus fassen Bödding et al. Erkenntnisse zu Mixed Reality in der beruflichen Aus- und Weiterbildung zusammen und berichten von signifikanten verhaltensbezogenen, kognitiven und affektiven Trainingsergebnissen, was darauf hindeutet, dass immersive Technologien die Lerneffektivität in beruflichen Kontexten unterstützen können, wenn sie angemessen gestaltet und integriert werden [11].

Zusammengenommen untermauern diese neueren Studien die Ansicht, dass immersive Technologien für Schulungen, Verfahrensunterstützung und industrielle Lernumgebungen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Gleichzeitig zeigen sie aber auch, dass die Evidenzbasis nach wie vor heterogen ist, dass die Bewertungsmethoden noch nicht vollständig standardisiert sind und dass Fragen der Skalierbarkeit, der langfristigen Integration und der vergleichenden Wirksamkeit über verschiedene Anwendungsfälle hinweg offen bleiben. 

Vor diesem Hintergrund zielt der vorliegende Beitrag nicht darauf ab, einen systematischen Überblick über die gesamte XR-Literatur zu geben, sondern vielmehr ausgewählte industrielle Anwendungsbereiche anhand repräsentativer, kommerziell erhältlicher Softwarelösungen zu skizzieren und die Arten von Funktionalitäten und Anwendungsszenarien zu beschreiben, die diese derzeit ermöglichen. Die Auswahl der Softwarelösungen basiert auf den praktischen Erfahrungen des Autors bei der Anwendung dieser Werkzeuge und Technologien in der Lehre, bei Laborexperimenten und in studentischen Projekten mit Industriepartnern. 

Damit immersive Technologien eine breite industrielle Akzeptanz finden, müssen zwei grundlegende Voraussetzungen erfüllt sein: 

  1. die Verfügbarkeit von erschwinglicher, benutzerfreundlicher und ergonomisch geeigneter XR-Hardware
  2. das Vorhandensein spezialisierter XR-Softwareplattformen, die diese Hardware voll ausschöpfen und gleichzeitig die Erstellung immersiver Inhalte ohne oder mit nur geringem Programmieraufwand ermöglichen

In wichtigen Anwendungsbereichen wie Produktentwicklung, Konstruktionstechnik und Montageplanung fehlen den Fachexperten in der Regel Ressourcen für die Softwareentwicklung, und eine maßgeschneiderte XR-Programmierung ist sowohl zeitaufwendig als auch kostspielig. In diesem Beitrag untersuchen die Autoren aktuelle XR-Softwarelösungen für den industriellen Einsatz, die den Schwerpunkt auf die No-Code-Erstellung von Inhalten legen, mit dem Ziel zu beurteilen, ob sie eine transformative Rolle bei der Förderung der praktischen Einführung immersiver Technologien in der Industrie spielen können.

Anwendungsbereiche industrieller immersiver Technologien

Obwohl die in diesem Artikel untersuchten Anwendungsbereiche auch durch herkömmliche, nicht-immersive Technologien wie Desktop-Computer mit 2D-Monitoren oder mobile Tablets unterstützt werden können, bieten immersive Technologien deutliche Vorteile in Bezug auf räumliche Präsenz, Tiefenwahrnehmung und natürliche Benutzerinteraktion. Diese Eigenschaften sind besonders wertvoll in industriellen Kontexten, in denen räumliches Verständnis, Situationsbewusstsein und freihändige Interaktion entscheidend sind.

Dieser Beitrag konzentriert sich auf vier Hauptkategorien immersiver Anwendungen in der Industrie: Schulung und Simulation, räumliche Anleitungen und Wegweiser, kollaborative Konstruktionsprüfung sowie Montage- und Produktionsplanung.

Jede Kategorie erfüllt spezifische betriebliche Anforderungen in industriellen Umgebungen und wird durch spezielle XR-Softwarelösungen unterstützt. In den folgenden Abschnitten wird für jede Anwendungskategorie ein repräsentatives Tool vorgestellt. Für jedes Tool liefern wir eine kurze Beschreibung, untersuchen seine Kernfunktionen und erörtern relevante industrielle Anwendungsfälle. Die Auswahl der Tools basierte auf drei Kriterien:

  1. aktiver kommerzieller Einsatz in industriellen Umgebungen, um die praktische Relevanz sicherzustellen,
  2. direkte praktische Laborerfahrung mit dem Tool, damit die Bewertung auf Erfahrungen aus erster Hand und nicht ausschließlich auf der Dokumentation des Anbieters basiert,
  3. Abdeckung spezifischer Funktionsbereiche, die in der Literatur identifiziert wurden, wobei Schulung und Montage in jüngsten systematischen Übersichtsarbeiten wiederholt hervorgehoben wurden [7, 9–11], während sich die Bereiche Anleitung und Konstruktionsprüfung aus den Laborerfahrungen der Autoren ergaben. Jede Kategorie wird durch ein einzelnes Tool repräsentiert; obwohl alternative Lösungen existieren, gehen diese über den Rahmen dieser Übersicht hinaus. 

Bild 1 fasst die identifizierten Anwendungskategorien und die in dieser Studie untersuchten repräsentativen Softwaretools zusammen.

Bild 1: Überblick über immersive Anwendungsbereiche und untersuchte Software-Tools.
Bild 1: Überblick über immersive Anwendungsbereiche und untersuchte Software-Tools.

Immersives Produkt- und Prozesstraining: VUSE XR

Produkt- und Prozessschulungen stellen Kernanwendungsbereiche für immersive Technologien im industriellen Kontext dar. XR ermöglicht es Mitarbeitern, Aufgaben sicher, wiederholt und unter Bedingungen zu üben, die realen Arbeitsumgebungen sehr ähnlich sind, und gleichzeitig Kosten, Risiken und Betriebsausfälle zu reduzieren [6].

Webbasierte XR-Plattformen wie VUSE XR [12] konzentrieren sich auf skalierbare und leicht zugängliche Produkt- und Prozessschulungsszenarien. VUSE XR ist eine No-Code-Software-as-a-Service-Plattform (SaaS), die die Erstellung von XR-„Erlebnissen“ für Schulungen, Support und Produktkommunikation auf der Grundlage von CAD-Daten (Computer-Aided Design) und anderen 3D-Assets ermöglicht. Die Erlebnisse sind in Szenen gegliedert, die einzelne Aufgaben oder Produktmerkmale darstellen, wobei jede Szene weiter in geordnete Schritte unterteilt ist, um einen klaren didaktischen Ablauf für das prozedurale Lernen zu unterstützen.

Da VUSE XR vollständig im Browser läuft, kann auf denselben Inhalt über mehrere Geräte hinweg zugegriffen werden, darunter Desktop-PCs, Tablets, Smartphones und eigenständige XR-Headsets. Auf Geräten wie dem Meta Quest können Nutzer zwischen vollem VR-Modus und einem Pass-Through-MR-Modus wählen, bei dem die physische Umgebung sichtbar bleibt. Diese Flexibilität kann dazu beitragen, Cyber-Übelkeit bei längeren Schulungssitzungen zu reduzieren. Die Interaktion ist in erster Linie für einzelne Benutzer ausgelegt: Komponenten können hervorgehoben und angefasst (Bild 2), verschoben, gedreht oder über Schaltflächen oder Handgesten aktiviert werden, und einfache Animationen wie Verschiebungen und Drehungen können ausgelöst werden.

Bild 2: Ansicht eines Planetengetriebes über den VUSE XR Hub: Explosionsdarstellung auf dem Desktop (links) und interaktive Ansicht im Headset, die die Interaktion des Nutzers mit den Teilen hervorhebt (rechts) [12].
Bild 2: Ansicht eines Planetengetriebes über den VUSE XR Hub: Explosionsdarstellung auf dem Desktop (links) und interaktive Ansicht im Headset, die die Interaktion des Nutzers mit den Teilen hervorhebt (rechts) [12].

Die in VUSE XR implementierten Schulungserlebnisse folgen in der Regel linearen, schrittweisen Arbeitsabläufen ohne bedingte Verzweigungen oder automatisiertes Leistungsfeedback. Alternative Szenarien können jedoch als separate Szenen innerhalb eines einzelnen Erlebnisses realisiert und über ein Menü ausgewählt werden. Schulungssitzungen können vom Headset auf einen externen Bildschirm übertragen werden, sodass Ausbilder oder Beobachter die Sitzung in Echtzeit verfolgen können, obwohl die Plattform derzeit keine echte Multi-User-Ko-Präsenz unterstützt.

Aus der Perspektive der Erstellung arbeiten Content-Ersteller in einem browserbasierten Editor, in dem Assets hochgeladen und Szenen zusammengestellt werden, ohne dass Programmierkenntnisse erforderlich sind. Bei großen industriellen CAD-Modellen sind oft Vorverarbeitung und Vereinfachung erforderlich, um eine flüssige Leistung auf eigenständigen Headsets zu gewährleisten, während PC-basierte Betrachtungsumgebungen eine höhere Modellkomplexität bewältigen können.

Räumliche Anweisungen und Anleitungen: Taqtile Manifest

Der Anwendungsbereich räumlicher Anweisungen und Anleitungen stellt einen zentralen Anwendungsfall für immersive Technologien dar, insbesondere in industriellen Umgebungen, in denen prozedurale Aufgaben von Bedienern präzise und konsistent ausgeführt werden müssen, Programmierkenntnisse jedoch nicht vorhanden sind. 

Taqtile Manifest [13] ist eine immersive Anleitungsplattform, die speziell für industrielle Umgebungen entwickelt wurde, in denen Abläufe strukturiert, nachvollziehbar und überprüfbar sein müssen. Das System ermöglicht die Erstellung von Schritt-für-Schritt-Workflows, die visuelle Anweisungen, räumliche Anmerkungen, eingebettete Dokumentation und Verifizierungs-Checkpoints integrieren. Bild 3 zeigt ein Beispiel für einen Manifest-gesteuerten Arbeitsablauf im Kontext der Montage orthopädischer Produkte und verdeutlicht die Überlagerung räumlicher Anweisungen sowie die Erfassung fotografischer Nachweise direkt im Sichtfeld des Bedieners, während dessen Hände frei bleiben, um die Ausrüstung zu bedienen.

Diese Arbeitsabläufe unterstützen Bediener bei Wartungs-, Inspektions- und Montageaufgaben und tragen dazu bei, die Konsistenz der Abläufe zu verbessern und Fehlerquoten zu senken. Durch die Überlagerung digitaler Anweisungen direkt auf physische Geräte verbessert Manifest das räumliche Verständnis und reduziert die kognitive Belastung, da Bediener nicht mehr zwischen gedruckten Handbüchern, Tablets oder separaten Computerbildschirmen wechseln müssen. Sasikumar et al. untersuchten, wie 3D-Anmerkungen und Handgesten (beides in Taqtile verfügbar) Benutzer in MR-Umgebungen unterstützen, und wiesen nach, dass sich sowohl die durchschnittliche Aufgabenleistung als auch die Auswirkungen in Bezug auf mentale Belastung, Aufwand und Frustration verbesserten [14].

Eine zentrale Funktion von Manifest ist die Aufzeichnung von Ausführungsnachweisen, einschließlich Fotos, Bestätigungen und strukturierter Datenprotokolle. Dies ermöglicht es Vorgesetzten und Qualitätsmanagern, die Einhaltung von Verfahren zu überwachen, die Erledigung von Aufgaben zu dokumentieren und Abweichungen oder Fehler nahezu in Echtzeit zu identifizieren. Eine solche Rückverfolgbarkeit ist besonders relevant in regulierten Industriezweigen, in denen Dokumentation und Überprüfbarkeit vorgeschrieben sind.

Neben geführten Arbeitsabläufen unterstützt Manifest immersive Fernunterstützungsszenarien. Bediener können bei unerwarteten Situationen Live-Verbindungen zu Vorgesetzten oder Fachexperten herstellen. Über eine integrierte Kommunikationsfunktion können Remote-Experten die First-Person-Perspektive des Bedieners einsehen, räumliche Anmerkungen setzen und direkt innerhalb der immersiven Umgebung kontextbezogene Anweisungen geben. Diese Kombination aus strukturierter Aufgabenführung, Verfahrensüberprüfung und Echtzeit-Fernunterstützung macht Taqtile Manifest zu einer robusten Lösung für räumliche Anweisungen und Anleitungen in industriellen Anwendungen [15].

Bild 3: Einsatz von Taqtile Manifest in einem orthopädischen Projekt in Zusammenarbeit mit pohlig ottobock.care. 
Bild 3: Einsatz von Taqtile Manifest in einem orthopädischen Projekt in Zusammenarbeit mit pohlig ottobock.care. 

Kollaborative Konstruktionsprüfung: Campfire

Unter den identifizierten Anwendungskategorien stellt die kollaborative Designprüfung einen besonders relevanten Anwendungsfall für XR dar, da sie es Ingenieurteams ermöglicht, komplexe 3D-Modelle gemeinsam in einer gemeinsamen immersiven Umgebung zu begutachten und zu diskutieren.

Campfire [16] ist eine immersive Plattform für die Designprüfung, die darauf ausgerichtet ist, Ingenieurteams die gemeinsame Erkundung, Diskussion und Bewertung dreidimensionaler Modelle in MR zu ermöglichen. Das System unterstützt die immersive Zusammenarbeit mehrerer Benutzer, sodass mehrere Teilnehmer einem gemeinsamen virtuellen Arbeitsbereich beitreten und über integrierte Sprachinteraktion auf natürliche Weise kommunizieren können. Die Zusammenarbeit kann in einer Umgebung am selben Standort stattfinden, in der alle Teilnehmer dasselbe virtuelle Objekt wahrnehmen, das im physischen Raum verankert ist, wobei jeder seinen individuellen Blickwinkel einnimmt. Dieser Modus ist in Bild 4 dargestellt, das drei Benutzer zeigt, die gemeinsam ein virtuelles Motormodell in MR begutachten.

Neben der Zusammenarbeit vor Ort unterstützt Campfire auch die Fernteilnahme, bei der geografisch verteilte Benutzer als Avatare an derselben Sitzung teilnehmen. Diese Avatare visualisieren die Position, Ausrichtung und Blickrichtung der Fernteilnehmer und vermitteln so den räumlichen Kontext und den Fokus der Aufmerksamkeit während der Diskussionen. Dieses gemeinsame Präsenzgefühl verbessert die Kommunikationseffizienz, unterstützt die gemeinsame Entscheidungsfindung und beschleunigt Designbewertungsprozesse. Durch die direkte Integration mit CAD-Daten und die Unterstützung einer Vielzahl gängiger 3D-Dateiformate ermöglicht Campfire den schnellen Import und die Überprüfung komplexer industrieller Modelle, was dazu beiträgt, Feedback-Zyklen zu verkürzen und die Markteinführungszeit zu reduzieren.

Campfire bietet darüber hinaus eine umfassende Palette an Interaktionswerkzeugen für die detaillierte Untersuchung komplexer Baugruppen. Dazu gehören Explosionsansichten, Schnittebenen, Hervorhebungsfunktionen sowie die direkte Objektbearbeitung wie das Greifen, Drehen oder Verschieben einzelner Komponenten. Mit diesen Werkzeugen können Ingenieurteams interne Strukturen untersuchen, räumliche Beziehungen analysieren und potenzielle Konstruktionskonflikte identifizieren, die bei herkömmlichen Desktop-basierten oder 2D-CAD-Prüfungen nur schwer zu erkennen sind.

Bild 4: Gemeinsame Designprüfung eines Ferrari-Lampredi-V12-Motormodells vor Ort mit Campfire, die die gemeinsame räumliche Wahrnehmung und individuelle Blickwinkel in einer MR-Sitzung mit mehreren Benutzern veranschaulicht.
Bild 4: Gemeinsame Designprüfung eines Ferrari-Lampredi-V12-Motormodells vor Ort mit Campfire, die die gemeinsame räumliche Wahrnehmung und individuelle Blickwinkel in einer MR-Sitzung mit mehreren Benutzern veranschaulicht.

Durch die Kombination von Echtzeit-Zusammenarbeit mehrerer Benutzer mit intuitiven räumlichen Interaktionsmöglichkeiten bietet Campfire eine effektive Umgebung für immersive Konstruktionsprüfungen, insbesondere in frühen Entwicklungsphasen, in denen schnelle Iterationen, ein gemeinsames Verständnis und interdisziplinäre Kommunikation entscheidend sind [16].

Immersive Montage- und Produktionsplanung: Halocline

Herkömmliche Lean-Produktionsmethoden stützen sich auf physische Modelle aus Pappe oder Holz, um Arbeitsplatzlayouts und Montageprozesse zu validieren. Diese Ansätze sind zwar effektiv, erfordern jedoch beträchtliche Stellfläche, sind arbeitsintensiv und bieten nur begrenzte Flexibilität, sobald die physischen Strukturen aufgebaut sind [19].

Im Bereich der Montage- und Produktionsplanung führt Halocline [17] einen methodischen Wandel weg vom traditionellen Cardboard Engineering hin zum Virtual Cardboard Engineering (VCE) [18] ein. Halocline begegnet diesen Einschränkungen durch die Bereitstellung einer immersiven VR-Umgebung, die es Industrieingenieuren ermöglicht, Produktionslayouts im Maßstab 1:1 ohne physische Prototypen zu entwerfen, zu bewerten und iterativ zu optimieren [17].

Im Gegensatz zu reinen Visualisierungstools unterstützt Halocline die konstruktive Interaktion mit der virtuellen Fertigungshalle. Mithilfe von No-Code-Rauminteraktion können Planer Arbeitsstationen zusammenstellen, Anlagen positionieren und manuelle Montagevorgänge direkt in der immersiven Umgebung simulieren. Dies ermöglicht eine frühzeitige Überprüfung von Reichweite, Sichtfeldern, Kollisionsrisiken und der Zugänglichkeit von Komponenten, bevor Hardware beschafft wird (Bild 5).

Während der virtuellen Montage steuern Benutzer einen getrackten Avatar über Kopf- und Controller-Eingaben, was eine realistische Bewegungsdarstellung ermöglicht. Bewegungswege können aufgezeichnet und mithilfe virtueller Spaghetti-Diagramme analysiert werden, um unnötige Gehwege oder ineffiziente Bewegungsabläufe zu identifizieren. Parallel dazu werden ergonomische Bewertungen durchgeführt, indem kritische Körperregionen direkt auf dem Avatar hervorgehoben werden.

Aktuelle wissenschaftliche Studien zeigen, dass VCE die frühen Planungsphasen erheblich beschleunigen kann, indem es physische Prototypen im Originalmaßstab in Fabrikhallen durch kompakte VR-Sicherheitsbereiche ersetzt. Dieser Ansatz unterstützt eine schnelle, zerstörungsfreie Iteration von Layout-Alternativen und reduziert gleichzeitig den räumlichen, materiellen und organisatorischen Aufwand [19].

Bild 5: Visualisierung des Montage-Workflows in Halocline, die einen Avatar zeigt, der die Montage eines Rollers in der virtuellen Fertigungshalle durchführt.
Bild 5: Visualisierung des Montage-Workflows in Halocline, die einen Avatar zeigt, der die Montage eines Rollers in der virtuellen Fertigungshalle durchführt.

Ein wesentlicher Fortschritt von Halocline ist die Integration des MTM-Standards (Methods-Time Measurement) über die MTMmotion-Schnittstelle. Diese Funktion wandelt VR von einem vorwiegend qualitativen Planungswerkzeug in ein quantitatives Analyseinstrument um [19]. Durch die Erfassung von Hand- und Körperbewegungsdaten während virtueller Montageversuche leitet das System automatisch MTM-Prozesselemente ab und berechnet standardisierte Prozesszeiten. Empirische Implementierungen zeigen, dass dieser digital unterstützte Arbeitsablauf präventive Ergonomie fördert und Zykluszeiten, Bewegungseffizienz sowie menschliche Faktoren vor dem Produktionsanlauf optimiert [18–19].

Ergebnisse zur praktischen Wirksamkeit industrieller XR-Anwendungen

In diesem Beitrag wurden vier aktuelle Anwendungsbereiche immersiver Technologien im industriellen Kontext untersucht: Produkt- und Prozessschulungen, räumliche Anweisungen und Anleitungen, kollaborative Konstruktionsprüfung sowie Montage- und Produktionsplanung. Anhand eines repräsentativen Tools für jede Kategorie zeigte der Beitrag, dass zeitgemäße XR-Lösungen nicht mehr auf experimentelle Visualisierung beschränkt sind, sondern durch zugängliche Hardware, browserbasierte Bereitstellung und No-Code- oder Low-Code-Ansätze zur Inhaltserstellung zunehmend praktische industrielle Arbeitsabläufe unterstützen.

Über alle vier Kategorien hinweg ist eine zentrale Erkenntnis, dass die Wirksamkeit immersiver Technologien weniger in der Immersion als Selbstzweck liegt, sondern vielmehr in ihrer Fähigkeit, das räumliche Verständnis, die kontextbezogene Führung und die Interaktion mit digitalen Produkt- und Prozessinformationen zu verbessern. In Schulungsszenarien kann XR sichere und wiederholbare Lernumgebungen schaffen.

In Anwendungen zur räumlichen Orientierung kann es aufgabenrelevante Informationen direkt im Sichtfeld des Bedieners bereitstellen und gleichzeitig die Rückverfolgbarkeit und Dokumentation unterstützen. Bei der Konstruktionsprüfung können immersive Mehrbenutzerumgebungen ein gemeinsames Verständnis komplexer 3D-Modelle fördern und die interdisziplinäre Kommunikation verbessern. Bei der Montage- und Produktionsplanung können immersive Umgebungen die frühzeitige Validierung von Layouts, Ergonomie und Prozessabläufen vor der physischen Umsetzung unterstützen.

Die in diesem Beitrag diskutierten Beispiele zeigen zudem, dass Low-Code- und No-Code-XR-Plattformen eine wichtige Rolle bei der industriellen Einführung spielen können. Ihre Wirksamkeit beruht darauf, dass sie technische Hürden für Fachexperten, die keine Softwareentwickler sind, senken und es ihnen dennoch ermöglichen, immersive Inhalte für relevante Anwendungsfälle zu erstellen, anzupassen und bereitzustellen.

Dies ist besonders wichtig in industriellen Engineering-Umgebungen, wo der praktische Nutzen von kurzen Iterationszyklen, der direkten Einbindung von Prozessexperten und der Fähigkeit abhängt, digitale Inhalte in bestehende Arbeitsabläufe zu integrieren. Aus dieser Perspektive erscheinen Low-Code- und No-Code-Ansätze besonders effektiv, um die Implementierung zu beschleunigen, die Abhängigkeit von kundenspezifischer Softwareentwicklung zu verringern und den skalierbaren Einsatz von XR über mehrere Geräte und Nutzergruppen hinweg zu unterstützen.

Gleichzeitig zeigt die Arbeit auch, dass die Wirksamkeit dieser Ansätze anwendungsabhängig ist und durch aktuelle Einschränkungen begrenzt wird. Die untersuchten Tools unterscheiden sich erheblich in ihrem Schwerpunkt und ihren Fähigkeiten, beispielsweise in Bezug auf die Zusammenarbeit mehrerer Benutzer, die Flexibilität der Arbeitsabläufe, den Umgang mit CAD-Modellen, die Erfassung von Belegen und die quantitative Analyse. Darüber hinaus können Hardware-Einschränkungen, Anforderungen an die Modellvorverarbeitung, proprietäre Software-Ökosysteme und die begrenzte Tiefe der konfigurierbaren Interaktion einen breiteren Einsatz einschränken. Low-Code- und No-Code-Plattformen ersetzen daher nicht in allen Fällen die spezialisierte Entwicklung, sondern bieten vielmehr einen pragmatischen und oft äußerst nützlichen Mittelweg in industriellen Szenarien.

Der Beitrag dieses Artikels ist daher weder eine systematische Übersicht über den gesamten XR-Markt noch ein empirischer Vergleich von Tools, sondern eine anschauliche Kategorisierung relevanter industrieller XR-Anwendungsbereiche auf der Grundlage ausgewählter repräsentativer Beispiele. In diesem Rahmen hebt der Artikel hervor, dass industrielle XR über vereinzelte Demonstrationen hinaus gereift ist und nun praktische Lösungen für Schulung, Anleitung, Zusammenarbeit und Planung bietet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Kombination aus erschwinglicher XR-Hardware und spezialisierten No-Code- oder Low-Code-Softwareplattformen ein Schlüsselfaktor für eine breitere industrielle Akzeptanz ist.

Zukünftige Arbeiten sollten diese Grundlage durch einen systematischeren Vergleich von XR-Lösungen, transparente Auswahlkriterien, eine umfassendere Einbeziehung von peer-reviewter Literatur und empirische Evaluierungen in realen industriellen Umgebungen erweitern. Insbesondere messbare Ergebnisse in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit, Schulungseffektivität, Produktivität, Ergonomie und Qualität der Zusammenarbeit würden dazu beitragen, die praktischen Auswirkungen immersiver Technologien genauer zu bewerten.

Dies ist die deutsche Version des englischen Originalbeitrags mit der DOI: 10.30844/I4SE.26.3.4


Literatur

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Unternehmen sind zunehmend gefordert, Fach- und Arbeitskräftemangel bei steigenden Anforderungen an Produktivität, Flexibilität und Innovationsfähigkeit zu bewältigen. Während sich das Arbeitskräfteangebot nur begrenzt erweitern lässt, rückt die produktivitätsorientierte Gestaltung von Arbeitssystemen stärker in den Fokus. Autonome Systeme bieten hier erhebliches Potenzial. Ihr Einsatz erfordert neben technischen Anpassungen vor allem Veränderungen in Organisation, Kompetenzen und Arbeitsgestaltung. Im Beitrag werden empirisch fundierte Änderungsbedarfe in bestehenden Arbeitssystemen sowie damit verbundene wirtschaftliche Potenziale analysiert.
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 5 | Seite 44-50 | DOI 10.30844/I4SD.26.5.5
Kooperationsroutinen in digitalen Ökosystemen

Kooperationsroutinen in digitalen Ökosystemen

Eine Mikrofundierung integrativer dynamischer Fähigkeiten
Christian Zabel ORCID Icon, Tahir Schmidt ORCID Icon
Komplementoren spielen eine zentrale Rolle bei der Wertschöpfung in digitalen Ökosystemen, verfügen jedoch nur über begrenzten Einfluss und müssen sich durch dynamische Fähigkeiten anpassen. Aufbauend auf dem „Profiting From Innovation“-Rahmenwerk untersucht diese Studie, wie sich integrative Fähigkeiten bei Komplementoren durch kooperative Routinen manifestieren. Auf Basis einer systematischen Literaturrecherche von in Scopus indexierten Studien aus den Jahren 2020 bis Mitte 2025, die die Mikrofundierung „Orchestrierung von Ökosystemakteuren“ untersuchen, identifizieren wir zwei Routinecluster. Zum einen kooperieren Komplementoren untereinander durch die Auswahl geeigneter Partner, Koalitionsbildung, Ressourcenteilung und Risikoverteilung, während sie gleichzeitig kritische Ressourcen schützen. Zum anderen kooperieren sie mit Plattformbetreibern durch Interaktion über verschiedene Kanäle, Qualitätssignalisierung, Einhaltung von Governance-Vorgaben, Integration ...
Industry 4.0 Science | 42. Jahrgang | 2026 | Ausgabe 4 | Seite 22-28 | DOI 10.30844/I4SD.26.4.3