Verknüpfung von mechanischen Prozessen mit elektronischen Daten führt zu mehr Effizienz

VR und AR als zuverlässige Helfer in der Industrie 4.0

| Autor: Lars Vogel

CC0/Pixabay
CC0/Pixabay (VR und AR verändern grundlegend unsere Wahrnehmung der Welt - auch in der industriellen Fertigung.)

Auch in der Industrie 4.0 halten moderne Technologien, wie Virtual und Augmented Reality, Einzug. Um Arbeitsschritte zu beschleunigen oder zu erleichtern, werden im Zuge der Industrie 4.0-Revolution mechanische Prozesse mit moderner IT verknüpft.

Virtual und Augmented Reality sind dabei mögliche Technologien, die zum Beispiel die Wartung und Instandhaltung von Maschinen, Fahr- und Flugzeugen oder auch medizinischen Geräten unterstützen können. Außerhalb der Industrie wird die Technik etwa im E-Commerce für virtuelle Anproben oder auch in der Freizeitunterhaltung genutzt.

Rundgang im virtuellen Raum

Dank computergestützter Modelle können Unternehmen mithilfe von Virtual Reality (VR) komplett neue, digitale Realitäten erschaffen. So ist zum Beispiel Herstellern in der Luftfahrtbranche möglich, ihren Kunden einen virtuellen Rundgang im neuen Flugzeugmodell anzubieten, obwohl der Prototyp in Wirklichkeit noch gar nicht erbaut wurde. Mittels Hightech-Brillen, wie etwa der Oculus Rift oder der HTC Vive, können sich Interessenten im Modell sozusagen frei „bewegen“, ohne dafür vor Ort sein zu müssen. Zusätzlich kann die Technologie an passenden Stellen weitere Informationsdetails einblenden, sobald der Besucher ein Objekt länger anschaut. Virtuell wird ein völlig neues Erlebnis erzeugt, das selbst umfassende Beschreibungen und Foto- oder Filmmaterial kaum erzielen können.

Augmented Reality unterstützt bei Echtzeit-Analysen

In der Augmented Reality (AR) werden bereits real existierende Objekte mit virtuellen Daten verknüpft. Um beim Beispiel der Luftfahrt zu bleiben: Das Wartungspersonal von Fluggesellschaften kann eine Luftfahrt-spezifische Software, wie beispielsweise die von T-Systems Multimedia Solutions mitentwickelte Individuallösung „Aircraft Maintenance“, für die Wartung einsetzen. Servicetechniker können mithilfe von Smartphone oder Tablet in Echtzeit direkt am Objekt Details zu Flugzeugteilen anfragen, indem sie ein Foto des Bauteils mit der Datenbank abgleichen lassen. Sie erhalten dann weitere Informationen, wie beispielsweise CAD-Daten, 3D-Animationen, Videos, eine Fehleranalyse oder sogar die einzuleitenden Wartungsschritte. Für zusätzliche Ratschläge können sie Webkonferenzen mit anderen Fachexperten per Tablet einberufen. Zudem können sie virtuell in den Aufnahmen Bereiche markieren, die möglicherweise auf Schäden, wie etwa Haarrisse, hinweisen und einer genaueren Untersuchung bedürfen. Die AR-Lösung kann Ersatzteile im Lagerbestand abfragen oder erforderliche Teile direkt anfordern. Wartungsarbeiten sind somit wesentlich schneller, effizienter und mit einer geringeren Fehlerquote umsetzbar.

Neben Tablet und Smartphone kann der Techniker auch mit einer Datenbrille arbeiten, die ebenfalls die Lage des gerade untersuchten Objekts erfassen kann und die Information mit der Software austauscht. Sind an den Objekten noch QR-Codes, iBeacons oder Seriennummern angebracht, können sie so per Datenbrille zugeordnet werden. Bei der Erfassung des Objekts mit der Smartphone- oder Tabletkamera erfolgt die Zuordnung über die Edge-Tracking-Methode. Diese erfasst die Form des Objekts, ähnlich wie bei der biometrischen Gesichtserkennung, und dient ebenfalls der Zuordnung.

Hard- und Software-Entwicklung steht noch am Anfang

Auch wenn schon einige Unternehmen VR und AR einsetzen, so steckt die Entwicklung eigentlich eher noch in den Kinderschuhen. Bevor die Nutzung im industriellen Tagesgeschäft wirklich salonfähig wird, sind noch einige Entwicklungsschritte wünschenswert. Datenbrillen sind zum Beispiel noch nicht so leistungsfähig, um sie einen ganzen Arbeitstag einsetzen zu können. Zudem können Brillen der ersten Generation noch sehr heiß werden und bieten noch nicht den gewünschten Tragekomfort. Beim Edge-Tracking ist unter ungünstigen Lichtverhältnissen die Fehlerquote in der Objekterkennung außerdem noch recht hoch.

Aber nicht nur die Geräte müssen noch weiterentwickelt werden. Viel größer scheint das Problem der mangelnden Datenbasis zu sein, vor allem auch standardisierter Daten. Von neueren Maschinen und Objekten liegen meist CAD-Daten vor. Von älteren Maschinen und Geräten wiederum gibt es meist nur Papierzeichnungen, im besten Fall noch eingescannt, aber ohne elektronische Erfassung oder Verschlagwortung. Dazu kommt, dass Hersteller im Moment noch nicht an einer Standardisierung der Daten interessiert sind, und somit ein vollständiges und gemeinsames Datenportal nicht in Sicht ist.

Blick in die Zukunft: Schulungen und papierlose Wartung

Allerdings zeigen die ständigen Weiterentwicklungen auch, dass die aktuellen Hürden bald überwunden sein können, und die Industrie VR und AR tatsächlich bald vielseitig und effizient einsetzen wird. Nicht nur für die Wartung, sondern auch für Schulungen ist der Einsatz von Datenbrillen bestens geeignet.

In Zukunft sind alle Informationen elektronisch im Tablet oder dem Wearable des Technikers enthalten. Der Nutzer kann Defekte sehen, weitere Arbeitsschritte abrufen oder direkt Feedback von anderen Experten und Mitarbeitern bekommen. Die komplette technische und soziale Vernetzung ermöglicht eine viel effizientere und präzisere Arbeit. Gedruckte Handbücher, Bestätigungszettel und Papierdokumentationen gehören somit hoffentlich bald der Vergangenheit an.

 

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