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Erweiterte Realität Augmented Reality in der Industrie: Herausforderungen, Potenziale, Chancen

| Autor/ Redakteur: Christopher Bouveret / Sebastian Human

Augmented Reality ist im deutschen Fachjargon kaum noch wegzudenken. Alle sprechen darüber, doch nur die wenigsten Unternehmen nutzen es effektiv. Wie viel Potenzial steckt wirklich dahinter? Wie sehen die Einsatzmöglichkeiten aus?

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AR bietet große Marktchancen für die deutsche Wirtschaft - sofern die Technologie richtig eingesetzt wird.
AR bietet große Marktchancen für die deutsche Wirtschaft - sofern die Technologie richtig eingesetzt wird.
(Bild: gemeinfrei / Unsplash)

Die digitale Transformation steht weltweit für drastische Veränderungen in den verschiedensten Bereichen der Industrie. Einige Prozesse verändern sich langsam, andere wiederum verändern die Arbeitsweise, wie wir sie heute kennen und leben, geradezu revolutionär. Zu Letzteren zählt die Technologie Augmented Reality (AR).

Warum nutzen Unternehmen AR?

Mit dem Industrial Internet of Things werden täglich enorme Datenmengen erzeugt. Sollen diese übersichtlich dargestellt werden, scheitern konventionelle Anwendungen oftmals an der Visualisierung. Mit AR wird es möglich, relevante digitale Daten zu einem Kontext so anzuzeigen, dass für den Anwender ein Mehrwert entsteht. Die Möglichkeiten sind nahezu grenzenlos – von interaktiven Schulungen direkt an der Maschine oder der Visualisierung von Arbeitsschritten bei der Reparatur, über Warnungen beim Betreten von Gefahrenzonen in Fabriken oder Laboren, bis hin zu einem gesteigerten Markenerlebnis auf dem Messestand.

AR-Anwendungen können die Effizienz in nahezu allen Bereichen der operativen Arbeit steigern. Mehrere Fälle und Studien belegen eine durchschnittliche Produktivitätssteigerung von 32 Prozent. Aus diesem Grund setzt auch DHL Supply Chain, der Kontraktlogistikspezialist von Deutsche Post DHL Group, auf AR-Technologien in der Logistik. Beim sogenannten Vision Picking werden dem Logistikmitarbeiter mittels Datenbrille Arbeitsanweisungen sowie Hinweise zur Lage des gesuchten Artikels und Ort der Platzierung angezeigt. Unterstützt wird die Technologie durch die Datenbrillen der Hersteller Google und Vuzix.

Weitere Anwendungsfelder zeigt die Bühler AG in Uzwil. Vom Lager bis zur Qualitätskontrolle wurden bei dem Schweizer Unternehmen diverse Prozesse durch AR-Technologie digital abgebildet. Im smarten Lager wird auf der Datenbrille eine Anwendung ausgeführt, die den Mitarbeitern unter anderem bei jedem kommissionierten Bauteil eine Rückmeldung gibt. So können keine Verwechslungen bei Bauteilen entstehen, die möglicherweise erst bei der Montage auffallen und somit eine Produktionsverzögerung nach sich ziehen. Verwendete Werkzeuge werden in den digitalisierten Prozess eingebunden, so kann kontinuierlich überprüft werden, ob beispielsweise alle Schrauben mit dem richtigen Drehmoment angezogen sind. Diese Informationen dienen einerseits dem Monteur zur Kontrolle, andererseits auch zur nachträglichen Dokumentation.

Das Hochtechnologie-Unternehmen Trumpf setzt mittels AR-Technologie auf die Visualisierung ihrer Anlagen. Mithilfe einer iPad-Applikation können Trumpf-Anlagen maßstabsgetreu visuell in die Maschinenparks der Kunden vor Ort platziert werden. Platzbedarf, Anschlüsse oder mögliche Kollisionen können dadurch im Vorfeld analysiert werden. Mögliche Fehlentscheidungen lassen sich somit vermeiden.

Einsatz der geeigneten Hardware

Die Auswahl der richtigen Hardware schafft eine wichtige Rahmenbedingung. Bei AR denken die meisten Unternehmen sofort an Datenbrillen, dabei ist die Technologie heutzutage mit jedem modernen Endgerät nutzbar. Je nach Anwendung kann es sich um Laptop, Smartphone, Tablet, Smartwatch oder Datenbrille handeln. Die zugrunde liegende AR Software nutzt verschiedene intelligente Verfahren zur Erkennung realer Objekte auf Basis von Echtzeitanalysen des Kamerabilds und weiterer Sensoren. Somit wird es möglich, digitale Informationen mit realen Gegenständen zu verknüpfen, was vielfältige neue Einsatzmöglichkeiten eröffnet.

Im Hinblick auf Datenbrillen lassen sich monokulare und binokulare Modelle unterscheiden. Während monokulare Datenbrillen die Sicht von nur einem Auge überlagern, projizieren binokulare Datenbrillen die digitalen Informationen vor beide Augen. Ferner werden verschiedene Displaytechniken unterschieden. Nicht transparente Displaytechniken werden als Look-Around- oder VR-Brillen bezeichnet. Diese projizieren ausschließlich virtuelle Informationen, die Realität wird völlig ausgeblendet. Im Gegensatz dazu ermöglichen See-Through-Datenbrillen durch einen halbtransparenten Display die Wahrnehmung der Realität und das Hinzuschalten von virtuellen Informationen.

Die Anwendungsfälle sind vielfältig

Je nachdem, welche Hardware genutzt wird, stehen Unternehmen diverse Anwendungsfälle zur Verfügung. Die Zeiten in denen Lagerarbeiter mit ausgedruckten Packlisten durch die Regale schreiten und nach aufwendigem Abgleich die benötigten Artikel aus den Fächern nehmen, gehören bereits in vielen modernen Logistiklagern der Vergangenheit an. Kommissionierung 4.0 ist das Stichwort. Mobile Scanner, Datenbrillen und andere tragbare Endgeräte lösen die langen Papierlisten ab.

Zur Arbeitsunterstützung werden videobasierte Arbeits- und Sicherheitsanweisungen mobil bereitgestellt. Der Fertigungsmitarbeiter wird somit Schritt für Schritt durch den Prozess geleitet. Dies hat den Vorteil, dass alle wesentlichen Informationen auf Abruf ständig zur Verfügung stehen und schwierige Arbeitsschritte mit geringerer Fehlerquote ausgeführt werden können. Durch die Datenbrille hat er außerdem beide Hände frei, um die Tätigkeit simultan zum Arbeitsvideo durchzuführen. Die Visualisierung komplexer Arbeiten reduziert Stillstands- und Montagezeiten. Kurze Maschinenstillstandszeiten durch schnelle Wartung und Reparatur sind für Unternehmen ein wichtiger Erfolgsfaktor. Kann der eigene Techniker die Wartung oder Instandhaltung nicht selbst vornehmen, muss er auf teure externe Ressourcen zurückgreifen. Durch AR-Technologien werden die erforderlichen Werkzeuge und Teile in die Arbeitsumgebung eingeblendet.

Ein weiterer Anwendungsfall umfasst den Remote Support. Über eine Datenbrille können Mitarbeiter bei Problemen den qualifizierten Support live hinzuschalten. Der Supportmitarbeiter sieht das Problem durch die Augen des Brillenträgers und kann sofort Hilfestellungen geben. Mit der Visualisierung komplexer Produkte und Anlagen können Standorte im Vorfeld auf ihre Tauglichkeit überprüft werden. Ganze Anlagen können dadurch getestet werden, bevor eine Produktionskette final in Betrieb genommen wird.

Durch Videokonferenzen mit realen und virtuellen Teilnehmern kann Gruppenarbeit mit verschiedenen standortunabhängigen Teams vereinfacht werden. Zusätzlich können auch mehrere Personen direkt an einem 3D-Modell arbeiten. AR erleichtert auch die Schulung von Mitarbeitern, wenn beispielsweise neue Maschinen in die Produktion integriert werden.

Ganzheitliche Unternehmensvernetzung

Bei Industrie 4.0 und der digitalen Transformation geht es um weit mehr als nur den Einsatz von AR, nämlich um die großflächige Unternehmensvernetzung. Für viele Unternehmen geht es entweder darum, Papierprozesse abzulösen oder aber digitale Lösungen besser in die bestehende Infrastruktur einzubinden. Egal ob beim Picking-Prozess im Lager, bei der Schritt-für-Schritt-Anleitung in der Instandhaltung oder auch beim Smart Remote Service – alle Szenarien sind möglich, mit dem Einsatz der richtigen Plattform, die die Lösungen auf dem jeweiligen Endgerät mit Technologien wie AR kombiniert.

Dabei steigt die Nachfrage nach den passenden Apps stetig an. IT-Abteilungen sind oftmals nicht in der Lage, der Vielzahl von Entwicklungsanfragen gerecht zu werden. Um zu vermeiden, dass Unternehmen den Anschluss verlieren, müssen Mitarbeiter aus anderen Fachabteilungen in der Lage sein, ihre eigenen Apps zu bauen. Genau hier setzt der Low-Code-Ansatz an. Mitarbeiter von Fachabteilungen ohne spezielle IT-Ausbildung können dadurch schnell und einfach eigene Lösungen für ihre Bedürfnisse entwickeln. Geschäftsprozesse können durchgängig und benutzerfreundlich abgebildet und eigene sowie externe IT-Landschaften durch standardisierte Konnektoren miteinander vernetzt werden. Das Anbinden von bestehenden Systemen und Datenquellen wie SAP oder Oracle, aber auch Maschinen, die eine Kommunikationsschnittstelle für einen Datenaustausch besitzen, ist somit problemlos möglich.

Durch den Low-Code-Ansatz können Applikationen bis zu zehnmal schneller erstellt werden. Der Vorteil dabei ist, dass weniger individuell programmiert, sondern Anwendungen einfach konfiguriert werden können. Maßgeschneiderte Anwendungen lassen sich so innerhalb weniger Wochen entwickeln, testen und ausliefern, anstatt Monate in Anspruch zu nehmen. Bestehende Applikationsvorlagen können als Ausgangspunkt genutzt und jederzeit an individuelle Anforderungen angepasst werden. Egal ob Desktop, Smartphone, Tablet, Smartwatch oder Datenbrille, die nachhaltige Anpassbarkeit der Anwendungen durch wiederverwendbare Bausteine und die durch Webtechnologien ermöglichte rasante Umsetzung garantieren Mehrwerte im Unternehmen.

Dieser Beitrag ist ursprünglich in unserem Partnermagazin Next Industry erschienen.

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