Mixed-Reality-Brille Wie die Hololens den Produktionsalltag eines Lackherstellers verändert

Autor / Redakteur: Jürgen Frisch* / Anke Geipel-Kern

Pilotprojekt: Lackhersteller Bergolin steuert Teile seiner Produktion mit der Mixed-Reality-Brille Hololens.Was nach Spielerei klingt, hat einen handfesten Hintergrund. Die Echtzeitsteuerung durch Mixed Reality soll die Produktqualität erhöhen und die Arbeit sicherer machen.

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Die Mixed-Reality-Brille Microsoft Hololens blendet beim Lackhersteller Bergolin einem Facharbeiter neben einer Mischanlage ein virtuelles Dashboard ein.
Die Mixed-Reality-Brille Microsoft Hololens blendet beim Lackhersteller Bergolin einem Facharbeiter neben einer Mischanlage ein virtuelles Dashboard ein.
(Bild: Yaveon)

Bergolin ist ein mittelständischer Lackhersteller, der sich den Herausforderungen und Potenzialen der Digitalisierung stellt. Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde jetzt erstmals der Einsatz der Microsoft Hololens in den produktionslogistischen Prozessen der Lackherstellung getestet.

„Mir ist es wichtig, dass alle Arbeitsschritte in Echtzeit rückgemeldet werden“, berichtet Christoph Heinen, Leiter IT Controlling und Organisation beim Lackhersteller Bergolin. „Nur so können wir die für Industrie 4.0 nötige Transparenz erreichen und völlig neue Organisationskonzepte umsetzen. Hololens bringt uns in der Produktion und der Logistik einen großen Schritt weiter.“

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Microsoft Hololens ist eine Mixed-Reality-Brille, die dem Benutzer dreidimensionale Darstellungen einblendet. Die Steuerung über Gesten, Kopfbewegungen sowie Sprachbefehle stammt aus der Microsoft Kinect, die u.a. bei der Videospielkonsole Microsoft XBox eingesetzt wird. Die Idee, mit Mixed-Reality-Brille die Geschäftsprozesse zu steuern, hatte Heinen nach einer Produktvorstellung.

Produktionsschritte in Echtzeit zurückmelden

Das Portfolio von Bergolin reicht von Beschichtungen für die Automobil- und Möbelindustrie über Lacke für Windkraftanlagen bis hin zum schweren Korrosionsschutz. In der Produktion tragen die Mitarbeiter chemikalienbeständige Schutzhandschuhe, mit denen sie kein Industrieterminal bedienen können. Daher haben sie bislang 30 Minuten am Stück gearbeitet, und dann die in dieser Zeit abgearbeiteten Schritte im Block zurückgemeldet. Mit der neuen Technik ändert sich das: Im Gesichtsfeld der Facharbeiter erscheint ein virtuelles dreidimensionales Dashboard, das ihm die für diese Maschine notwendigen Arbeitsschritte anzeigt und über Gesten gesteuert wird.

Bald gibt es kein Papier mehr in der Produktion

Somit können sie jeden Arbeitsschritt sofort ins IT-System melden. „Bewegt sich der Arbeiter zur nächsten Maschine, sieht er ein anderes Dashboard“, erklärt Bernd Holzwarth, Sales-Manager des Microsoft-Partners Daenet, der die Arbeitsumgebung für die Mixed-Reality-Brille entwickelt hat.

Die Positionierung des Dashboards startet der Sprachbefehl ‚Begin Setup‘ Nach dem Kommando ‚End Setup‘ wechselt die Mixed-Reality-Brille in den Prozessmodus.

Bergolin will auf diese Weise die papierbasierte Steuerung und Dokumentation der Fertigung ablösen. „Unser Mitarbeiter bestätigt über eine Geste, dass er diesen oder jenen Rohstoff in den Mischbehälter gegeben und dass die Temperatur dabei X Grad betragen hat“, berichtet Heinen. „Diese Daten übertragen wir in Echtzeit in unsere betriebswirtschaftliche Software.“

Um seine Geschäftsprozesse zu optimieren, hat der Lackhersteller die auf Microsoft Dynamics Nav 2013 basierende Branchenlösung Yaveon Probatch eingeführt, welche die Geschäftsprozesse für die Farben- und Lackindustrie in Produktion, Logistik und Finanzbuchhaltung abbildet.

Von der Hololens verspricht sich Bergolin eine detaillierte Fertigungssteuerung. „Wir blenden dem Mitarbeiter immer nur den momentanen Arbeitsschritt ein“, erläutert Heinen. „So wollen wir die Mitarbeiter entlasten und gleichzeitig die Qualität steigern.“ Auf dem Papier habe der Arbeiter immer den gesamten Ablauf gesehen, und es sei möglich gewesen, Arbeitsschritte in einer anderen Reihenfolge abzuarbeiten, weil beispielsweise der für einen späteren Schritt benötigte Rohstoff bereits in Griffnähe war.

Eingeblendete Checklisten steigern die Arbeitssicherheit

Auch die Arbeitssicherheit soll gesteigert werden, indem sie Mitarbeiter vor Gefahren warnt: „Pulverförmige Stoffe dürfen unsere Mitarbeiter nur mit einer Staubschutzmaske verarbeiten“, berichtet Heinen. „Wir blenden bei diesem Arbeitsschritt eine Checkliste ein, und der Mitarbeiter bestätigt über eine Geste, dass er diese Maske angelegt hat. Tut er das nicht, bekommt er den nächsten Arbeitsschritt nicht angezeigt.“

Die Hololens orientiert sich über Infrarot. Hat das Gerät einmal die Topographie eines Raums gescannt, weiß es fortan seine Position darin auf den Zentimeter genau. Die Einblendungen der Mixed-Reality-Brille beziehen sich ausschließlich auf die künstlichen Objekte, während der Anwender die Realität durch die eigenen Augen wahrnimmt.

Um zu verhindern, dass die Einblendungen Sicherheitshinweise an den Maschinen verdecken, zeigt der Lackhersteller die Dashboards immer an der gleichen Stelle: „Die Einblendungen erscheinen ausschließlich neben dem Mischbehälter oder neben einer Maschine an einer Stelle, die wir durch einen farbigen Rahmen und einen Barcode markiert haben“, berichtet Heinen. „So vermeiden wir eine Gefährdung der Arbeiter, und die Hololens erkennt, welches Dashboard sie an dieser Station einblenden soll.“

Fertigung und Logistik als künftige Einsatzfelder

Erste Tests mit der Mixed-Reality-Brille hat Bergolin erfolgreich abgeschlossen. Dabei zeigte sich, dass sich die Hololens auch in einer großen Fertigungshalle orientieren kann, und die Gestensteuerung der Dashboards sowie die Datenübertragung zu Yaveon Probatch gut funktionieren. Im nächsten Schritt will das Unternehmen den Dauereinsatz testen. Entstehen soll eine Erweiterung für Yaveon Probatch, mit der sich Prozesse in Fertigung und Logistik steuern lassen.

Die virtuelle Arbeitsumgebung für die Hololens hat der Microsoft Partner Daenet entwickelt, der in der Vergangenheit u.a. Integrationsszenarien über Microsoft Biztalk Server realisiert hat.

„Die grafische Anwendungsoberfläche haben wir mit der 3D-Entwicklungsumgebung Unity erstellt“, berichtet Sales Manager Holzwarth. „Wir sehen beim Einsatz von Augmented- bzw. Mixed-Reality-Geräten in der Fertigung und der Logistik einen Zukunftsmarkt.“

Bei der Koppelung der Brille mit der betriebswirtschaftlichen Lösung nutzt Yaveon laut Portfoliomanager Marcus Kotsch zwei Varianten: Die Übertragung der Prozessdaten erfolgt über Seitenbeschreibungssprache HTML (Hypertext Markup Language). Sollen zusätzliche Informationen übermittelt werden, kommt Universal App zum Einsatz, die Entwicklungsplattform von Windows 10. „Die Hololens kennt den Lagerplatz eines gesuchten Produktes und zeigt den Weg dorthin“, berichtet Kotsch. „Nähert sich der Arbeiter dem Lagerplatz, bekommt er ein Licht eingespiegelt, damit er sofort weiß, wohin er greifen muss.“

Diese Art der Logistiksteuerung könne das Verfahren „Pick by Light“ ablösen. Hierbei gehe nahe bei dem gesuchten Artikel ein Licht an. Das aufwändige Einrichten eines Lagers für die Pick-by-Light-Technologie entfalle auf diese Weise.

Ergonomierichtlinien entstehen gerade erst

Da Bergolin als erstes Unternehmen in der Lackbranche mit der Hololens arbeitet, gibt es noch keine gesetzlichen Regelungen für deren Einsatz. Mittelfristig rechnet Heinen damit, dass Ergonomierichtlinien festlegen, wie lange Mitarbeiter mit einer Mixed-Reality-Brille arbeiten dürfen, oder wie dort Informationen eingeblendet werden, um die Augen nicht zu überlasten. Für den Usability-Test hatte Heinen junge Mitarbeiter herausgesucht, die dieser Technologie positiv gegenüberstehen. Für den nächsten Schritt hat der IT-Leiter Kontakt mit der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin aufgenommen. Yaveon-Manager Kotsch hält diesen Kontakt für sehr wichtig: „Wir müssen eine Lösung schaffen, die allen Anforderungen der Praxis genügt. Daher stimmen auch wir uns mit den Arbeitsmedizinern ab.“

Nachgefragt bei Marcus Kotsch, Portfoliomanager bei Yaveon

Marcus Kotsch, Portfoliomanager bei Yaveon
Marcus Kotsch, Portfoliomanager bei Yaveon
(Bild: Friedrun Reinhold)

Herr Kotsch, Microsoft hat im Herbst letzten Jahres mit der Auslieferung der Hololens an ausgewählte Partner und Entwickler begonnen. Erzählen Sie uns, wie Yaveon an die Brille gekommen ist?

Kotsch: Yaveon hatte hier in enger Zusammenarbeit mit Daenet, einem führenden IoT-Partner von Microsoft, bereits im Frühjahr davor Zugriff auf einige der wenigen in Deutschland verfügbaren Hololens-Exemplare.

Wie groß ist das Interesse der Industrie an der neuen Mixed Reality-Technik?

Kotsch: Die Mixed-Reality-Technik ist bereits seit einigen Jahren ein Forschungsbereich in dem sich große europäische Konzerne engagieren. Die Einsatzgebiete der entwickelten Hard- und Softwarelösungen reichen von der Forschung & Entwicklung über Planung und Produktion bis in den Service Bereich. Seitdem wir unseren Kunden die Hololens als neues Device vorgestellt haben, sind viele Kunden vor allem im Bereich der Logistik (von der Wareneingangsprüfung bis zur Kommissionierung) und im Service mit Praxisideen auf uns zugekommen. Wir arbeiten u.a. mit der BAUA an Fragen der Arbeitssicherheit und der Ergonomie.

Wie kam die Zusammenarbeit mit Bergolin zustande?

Kotsch: Bergolin ist einer unserer langjährigen Kunden, der bereits die gesamten Unternehmens-Prozesse in hohem Maße mit Microsoft Dynamics digitalisiert hat. Letztlich war es aber die konkrete Idee von Christoph Heinen von Bergolin die Microsoft Hololens in der Produktion zu nutzen, die wir gerne aufgegriffen haben. ? Jetzt ist das erste Pilotprojekt fast abgeschlossen.

Gibt es schon weitere Pläne?

Kotsch: Wir haben natürlich Ideen, wo sich mögliche Einsatzfelder öffnen. Als Einsatzfeld für die Hololens sehen wir die Qualitätssicherung in der Produktion von Arzneimitteln. Einige pharmazeutische Betriebe mischen Wirkstoffe individuell, um eng auf den Patienten abgestimmte Rezepturen zu erzeugen. Die Hololens könnte dabei sicherstellen, dass der Mitarbeiter durch den Herstellungsprozess geführt und jeder Einsatz eines Inhaltsstoffes in Echtzeit mit den Rezepturdaten abgeglichen wird. Möglich ist auch die Überwachung der Technologieentwicklung sowie mehrdimensionale Key Performance Indikatoren im Finanzcontrolling.

Wie können Anwender hier vom Mixed-Reality-Einsatz profitieren?

Kotsch: Im Engineering und im Anlagenbau müssen Entwickler teilweise drei bis fünf Bildschirme gleichzeitig verfolgen, um während eines Tests sämtliche Temperatur- und Telemetriedaten im Blick zu haben. Die Hololens könnte farbige Werte einblenden. Wechselt die Farbe auf rot, so weiß der Entwickler, auf welchen Bildschirm er schauen muss, um die anormalen Werte zu sehen. Im Finanzwesen schließlich könnte sich ein Controller mehrdimensionale Schlüsselwerte grafisch animieren lassen. Das ist sehr viel plastischer als Tabellen oder Grafiken in Excel.

Dieser Beitrag ist auf unserem Partnerportal PROCESS erschienen.

* * Der Autor ist Journalist in Stuttgart. Kontakt Yaveon: +49-931-46555-151

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