Technologie: Augmented Reality

Diese Ausgabe thematisiert die Digitale Transformation in der Industrie. Von datenbasierten Dienstleistungen zur Optimierung der Logistik über industrielle Laser-Assistenzsysteme bis hin zu Investitionen in Industrie 4.0 – wir analysieren, welche Technologien und Strategien den größten Nutzen bringen. Erfahren Sie, wie Augmented Reality und Machine Learning die Produktion verbessern und welche Potenziale Blockchain für die Logistik bietet.

Erweiterte Realität steht zwar noch am Beginn der Durchsetzung in der Praxis. Aber die gesamte Bandbreite dieser Technologien, die auch unter dem englischen Begriff Augmented Reality (AR) zusammengefasst werden, hat das Potenzial, in den kommenden Jahren und Jahrzehnten sowohl unsere private Umwelt als auch die Arbeitswelt von Grund auf zu verändern. Beispielsweise wird Erweiterte Realität die Art und Weise verändern, wie wir lernen, wie wir Entscheidungen treffen oder mit der physischen Umwelt interagieren. Sie wird - in ihrer Bedeutung verstärkt noch durch die Kombination mit intelligenten, vernetzten Systemen - eine neue Brücke schlagen zwischen der digitalen und der physischen Welt, zwischen Mensch und Maschine.

Die Kernaufgabe der Logistik lässt sich anhand der sogenannten „sieben R“ beschreiben. So muss das richtige Produkt im richtigen Zustand zur richtigen Zeit am richtigen Ort verfügbar sein. Darüber hinaus werden die richtige Menge, die richtigen Kosten sowie die richtigen Informationen als weitere Schlüsselfaktoren einer funktionierenden Logistik herausgestellt. In Zeiten der stetigen Digitalisierung fällt den Informationen eine immer größere Bedeutung zu. Werden die falschen Informationen bzw. die richtigen Informationen zum falschen Zeitpunkt bereitgestellt, kann dies erhebliche Folgen für den gesamten Prozess nach sich ziehen. Insbesondere der Mensch, der meist der Empfänger der Informationen ist, hat die anspruchsvolle Aufgabe, die Informationen, die ihm zur Verfügung gestellt werden, korrekt zu selektieren und zu interpretieren. Aufgrund dessen trägt die Mensch-Maschine-Schnittstelle einen entscheidenden Anteil am Gelingen der Kommunikation zwischen den menschlichen ...

Monteure und Servicemitarbeiter im Maschinen- und Anlagenbau benötigen sehr viele Informationen, um die immer komplexeren Produkte zu montieren. Zusätzlich entsteht ein erheblicher Aufwand, wenn Monteure Arbeitsfortschritte oder Fehler dokumentieren sollen. Eine Ursache dafür ist: Die Produktion ist in der Regel nicht in den digitalen Informationsfluss eingebunden. Fallbeispiele aus der Industrie zeigen die hohen Potenziale von innovativen Software-Lösungen, indem man auch die Produktion perfekt in den digitalen Informationsfluss einbindet.

Durch den hohen Konkurrenzdruck auf dem Weltmarkt suchen Unternehmen seit jeher Alleinstellungsmerkmale bei dem Vertrieb ihrer Produkte. Eine möglichst enge Bindung zwischen Kunde und Hersteller ist dabei vorteilhaft. Für Investitionsgüter, wie z. B. Yachten oder Kreuzfahrtschiffe, ist es zunehmend wichtig, dem Kunden regelmäßig den Baustatus zu demonstrieren und Änderungswünsche noch in der Bauphase kurzfristig umzusetzen. Um dem Kunden lange Anreisen zu ersparen und Konstruktion und Controlling besser in den Vertrieb einzubinden, stellt dieser Beitrag ein Konzept vor, um Änderungswünsche über weite Entfernungen mit Augmented Reality kurzfristig abstimmen zu können. Ziel ist es, Machbarkeit und Kosten der Änderungswünsche unmittelbar zu bewerten und schnell über Kundenwünsche entscheiden zu können.

Die Unikatfertigung ist oftmals von einem hohen Anteil manueller Arbeit geprägt. Ein wesentlicher Anteil der Mitarbeiterzeit dient der Informationsbeschaffung. Der Beitrag zeigt auf, wie Augmented Reality dazu beitragen kann, den Aufwand für die Informationsbeschaffung zu senken und die Produktivität zu steigern.

Die allumfassende Digitalisierung der Arbeitswelt schafft große Herausforderungen im Umgang mit neuen Medien im Hinblick auf eine erweiterte Mensch-Technik-Interaktion. Dabei hat sich die Instandhaltung als ein wesentliches Anwendungsfeld für diese Form von Industrie 4.0 herauskristallisiert. Trotz hoher Prozessanforderungen aufgrund von kurzfristigen Störungen, teilweise rauen Umgebungsbedingungen und engen Zeitkorridoren muss die korrekte Prozessdurchführung und auch -dokumentation sichergestellt werden. Diese Anforderungen sowie die zunehmende Digitalisierung begünstigen die Anwendung von Augmented Reality-Lösungen in diesem Bereich. Mit Schwerpunkt der Windenergie widmet sich dieser Beitrag dem Stand der Technik mit Bezug auf aktuelle Lösungsansätze sowie Entwicklungsbedarfen im Hinblick auf den prozessnahen Einsatz von Augmented Reality. Hierzu werden neben bestehenden, auf dem Markt befindlichen Lösungen auch Ergebnisse aus dem Verbundprojekt „AR Maintenance System“ ...

Die Veränderung der Produktionssysteme infolge von Industrie 4.0 wird vor allem durch die technologischen Entwicklungen getrieben, hat aber auch maßgebliche Auswirkungen auf die Gestaltung von Arbeit. Der vorliegende Beitrag legt den Fokus auf die Veränderungen, die sich für die Mitarbeiter, ihre Arbeitsumgebung sowie die Qualifikations- und Informationsbedarfe ergeben. Es wird dargestellt, dass berufliches Lernen bzw. Weiterbildung zunehmend in den Arbeitsprozess verlagert wird und durch eine Integration von Lern- und Assistenzsystemen zu unterstützen ist. Der Beitrag stellt ausgewählte Lösungen vor, die in der Industrie im Einsatz sind und skizziert notwendige Bedarfe für die Gestaltung lern- und gesundheitsförderlicher Arbeitssysteme.

Industrie 4.0 bedeutet im Sinne der smarten Fabrik die Vernetzung der Produktionsmittel und somit auch aller am Produktionsprozess beteiligten Industrieroboter. Dabei steht eine flexible Konfiguration der Fabrik im Vordergrund, die z. B. durch veränderliche Verkettung von Werkzeugmaschinen und Robotern eine schnelle Reaktion auf zusätzliche Produktvarianten ermöglicht. Intuitive Konzepte für Programmierung und beschleunigte Inbetriebnahme von Roboterzellen sind erforderlich, um Produktionsausfälle zu minimieren. Augmented Reality verknüpft hierzu visuelle Echtzeit-Informationen zur Roboterzelle mit vorgeplanten Produktionsschritten und Programmen. Damit können noch während des laufenden Betriebs neue Anweisungen geplant und verifiziert werden. Mit standortgebundenen und mobilen Endgeräten sind Bediener und Entscheider so jederzeit in der Lage, auf Maschinendaten zuzugreifen und bei Bedarf anzupassen.

Neuartige Assistenzsysteme und intuitive Interaktion mit robotischen Systemen bieten den Anforderungen von Industrie 4.0 Lösungen. Nur durch intuitive Interaktion zwischen Mensch und Maschine kann hoch flexible modulare Produktion erreicht werden, ohne den Menschen zu überfordern. Hierfür sind Ansätze verlangt, die das Erkennen von Absichten, also Intentionen, eines Menschen eingebettet in die Steuerung eines technischen Systems ermöglichen. Am Beispiel von „Embedded Brain Reading“ soll gezeigt werden, wie mobile und in das technische System eingebettete Erkennung menschlicher Handlungsintentionen sicher genutzt werden kann, um die Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu verbessern. Im Ausblick soll der Beitrag skizzieren, wie die aufgezeigten Lösungen vom Ansatz her auch für die intuitive und sichere Unterstützung des Menschen in der Produktion eingesetzt werden können, um die Ziele der Industrie 4.0 zur erreichen.