Virtual Reality Mobile Endgeräte verändern die Produktion

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde / Nico Litzel

Tablets, Datenbrillen und Handprojektion werden zunehmend ein fester Bestandteil in Produktionsszenarien. Mit dem Einzug von Augmented und Virtual Reality sind Chancen und Risiken verbunden, auf die die Unternehmen reagieren.

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Im Audi Production Lab tüfteln Produktionsplaner an innovativen Technologien für die Produktion der Zukunft. Eine vielversprechende Technik ist die Handprojektion.
Im Audi Production Lab tüfteln Produktionsplaner an innovativen Technologien für die Produktion der Zukunft. Eine vielversprechende Technik ist die Handprojektion.
(Bild: Audi)

Wenn sich am 8. und 9. September in München die Teilnehmer zur VDI-Fachkonferenz „Mobile Endgeräte in der Produktion – Augmented und Virtual Reality im Unternehmenseinsatz“ versammeln, so erwartet sie ein zweitägiges Programm, welches wissenschaftliche Erkenntnisse und praktische Erfahrungen aus verschiedensten Branchen vermittelt. In Fachvorträgen, Diskussionsrunden und in einer begleitenden Fachausstellung werden Entwicklungen und Anwendungen aus den Bereichen Maschinenbau, Antriebstechnik, Automobilproduktion, Automatisierungstechnik, Logistik, Luftfahrt, Hausgerätefertigung und Flughafenbetrieb beleuchtet.

Datenbrillen regulär in bestimmten Prozessen einsetzen

Einer der Referenten ist Dr.-Ing. Johannes Tümler, Forschungsmitarbeiter der Volkswagen-Konzernforschung „Virtuelle Techniken“, der sich in seinem Vortrag mit der Thematik „Modernes Training im Automobilbau – Mitarbeiterschulung durch Augmented Reality“ auseinandersetzen wird. Bei Volkswagen wird der Einsatz von Datenbrillen seit mehr als 15 Jahren erforscht. In der Vergangenheit stand einerseits die Erforschung von Trackingalgorithmen und andererseits die Erstellung von Anwendungsdemonstratoren zum Nachweis der Machbarkeit im Vordergrund. Die Endgeräte waren PC-gebunden und wenig mobil. Diese Situation hat sich in den letzten drei Jahren grundlegend geändert. Durch die aktuellen Fortschritte im Bereich der Consumer-Elektronik hin zu hoch integrierten Endgeräten mit Smartphone-ähnlichen Eigenschaften ist es heute bereits möglich, Datenbrillen regulär in bestimmten Prozessen einzusetzen. So besteht ein Vorschlag der VW-Konzernforschung darin, die Brillen nicht mit dynamischen Augmented-Reality-Visualisierungen zu nutzen, sondern anstelle dessen statische Bilder, Videos und Texte zur Unterstützung zu verwenden. In seinem Referat wird Tümler einen Anwendungsfall beschreiben, der im Bereich der Qualifizierung von Mitarbeitern liegt.

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Augmented Reality wird für Mitarbeiterschulungen genutzt

Für das Training von Mitarbeitern in der Fertigung wurde zusammen mit dem Trainingszentrum der Volkswagen Nutzfahrzeuge in Hannover ein System entwickelt, welches aus einer Datenbrille und einem Tablet besteht. Das Tablet dient dabei sowohl als Autorenwerkzeug für den Trainer als auch als Arbeitsmittel bei der eigentlichen Durchführung eines Trainings. Im Autorenmodus nutzt der Trainer Fotos und Bilder, die das reale Bauteil beziehungsweise den Prozess verdeutlichen. Diese Bilder werden um Annotationen und Icons ergänzt. Es können drei verschiedene Schwierigkeitslevel abgebildet werden. Im Trainingsmodus verteilt das Tablet die Trainingsdaten an eine Datenbrille. Der Trainee trägt diese Brille und arbeitet mit den dargestellten Informationen Schritt für Schritt den Arbeitsprozess ab. Dabei steuert der Trainee entweder seine Arbeitsschritte selbst oder der Trainer steuert mittels Tablet als „Fernbedienung für die Brille“. Am Ende eines Trainings kann das Tablet dafür genutzt werden, ein Gespräch zur Auswertung zu führen.

Mit diesem System wurde bei VW eine Studie im realen Trainingseinsatz durchgeführt. Durch etwa 75 Teilnehmer aus den Kategorien „Jüngere“ wie auch „Ältere“ wurde ein guter Querschnitt im Bereich zukünftiger Anwender erreicht. Generell kann die beschriebene Methodik überall dort eingesetzt werden, wo Mitarbeitern komplexe Prozesse erklärt werden müssen und wo kein automatisierter Datenaufbereitungsprozess stattfindet.

Der zukünftige Schwerpunkt der Forschungsarbeit zu diesem Thema liegt bei VW auf der weiteren Vereinfachung des Drehbuchwerkzeugs sowie der Erstellung von Handlungsempfehlungen für unterschiedliche Trainingskategorien.

Dies ist nur eines von vielen Beispielen aus diesem Bereich. Doch es verdeutlicht, dass die Technologie der Datenbrillen heute so weit fortgeschritten ist, dass realistische Anwendungen möglich sind, ohne hohen technischen Aufwand zu verursachen.

Premiumhersteller setzt auf Tablets, Datenbrillen und die Handprojektion

Ob Mitarbeiterschulung, schnell wechselnde Modellreihen, kleine Serien oder eine optimierte Lagerhaltung – Gründe für schnelle und effiziente Organisations- und Produktionsabläufe gibt es viele. Und so ist auch bei Audi Augmented Reality eine wichtige Technologie – gerade und konkret mit Blick auf die digitale Produktion. „Sie ist die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, mit der unsere Mitarbeiter einfach und schnell die richtigen Informationen zur richtigen Zeit erhalten“, sagt Jens Dehlke, Projektleiter im Audi Production Lab.

Smart Factory heißt die Produktion der Zukunft bei Audi. „Darunter vereinen wir intelligente Systeme, innovative Technologien und effiziente Strukturen, die es uns erlauben, noch besser auf die Wünsche unserer Kunden einzugehen, die Arbeitsplätze in der Audi-Produktion attraktiv zu gestalten und gleichzeitig nachhaltig mit den Ressourcen der Umwelt umzugehen“, fasst Dehlke zusammen. Im sogenannten Production Lab arbeitet er mit einem interdisziplinären Team daran, Augmented Reality intuitiv bedienbar und damit auch reif für die Serienproduktion zu machen.

Interaktion von Mensch und Maschine durch Augmented und Virtual Reality

Derzeit bearbeiten Experten aus verschiedenen Bereichen vier zentrale Handlungsfelder im Audi Production Lab. Feld eins befasst sich mit neuen Wegen der automatisierten Qualitätsprüfung, das zweite Feld mit Möglichkeiten, wie sich Autos zukünftig montagefreundlicher gestalten lassen. Das Handlungsfeld Nummer drei behandelt Big Data – das Beherrschen großer Datenmengen – und im vierten Feld geht es um die Interaktion von Mensch und Maschine durch Augmented und Virtual Reality.

„Für Audi sind drei Umsetzungen besonders interessant: Tablets, Datenbrillen und die Handprojektion. Alle drei haben das Potenzial, den Mitarbeiter in der Produktion bei seinen Tätigkeiten zu unterstützen“, sagt Dehlke. Eine vielversprechende Technik sei die Handprojektion. Sie könnte künftig die Fertigungsmitarbeiter beim Prüfen und Montieren von Bauteilen unterstützen. Auf dem heutigen Stand der Technik besteht die Handprojektion aus einem Laptop, der in einem Rucksack steckt, und einer Einheit, die auf einem Riemen über der Schulter sitzt. Sie integriert einen kompakten Infrarotsensor und einen kleinen Laserprojektor, der einfache Informationen – etwa die Anweisung „Ölstand prüfen“ – auf die Handfläche des Trägers projiziert. Dafür misst der Sensor den Abstand zur Hand und ihre Lage, um die Projektion anzupassen. Diese ist immer scharf, sie verschwindet, sobald der Benutzer die Hand schließt, und stört ihn somit nicht beim Ausführen der Tätigkeit. In naher Zukunft will Audi als erster Automobilhersteller Ansätze der Handprojektion auf die Datenbrille übertragen und sie damit reif für die Serie machen.

Welche Hürden es zu meistern galt, bevor die Technik bei Audi funktionierte, und welche Empfehlungen das Unternehmen für gleichgelagerte Anwendungen hat, darüber wird Jens Dehlke in seinem Vortrag auf der VDI-Fachkonferenz sprechen.

Spezialtage ermöglichen detaillierte Auseinandersetzung mit dem Thema

Für all die Interessenten, denen die Fachvorträge allein nicht ausreichen, veranstaltet das VDI Wissensforum im Vorfeld der Veranstaltung beziehungsweise direkt danach einen sogenannten Spezialtag zum Thema. Am 7. September steht Virtual Reality im Unternehmenseinsatz im Fokus. Thematisiert werden an diesem Tag die Möglichkeiten, Herausforderungen und Stolpersteine des Einsatzes von Virtual Reality im industriellen Kontext. Dazu werden praktische Einsatzfälle und Nutzenpotenziale diskutiert sowie Technologiegrundlagen und Managementthemen wie Einführung, Integration und Wirtschaftlichkeitsabschätzung.

Am 10. September geht es um mobile Instandhaltung zum Anfassen. Die Teilnehmer erarbeiten zusammen mit dem Referenten eine praktische mobile Lösung mit Integration in SAP PM/MM/QM und werden dabei mit den Grundlagen, Erfolgsfaktoren und Umsetzungsstrategien bei der Einführung einer mobilen Instandhaltungslösung beziehungsweise einer mobilen Plattform vertraut gemacht.

Für das VDI Wissensforum als Veranstalter ist es die erste Fachkonferenz zu diesem Thema. „Wir freuen uns, dass wir so viele erfahrene Referenten gewinnen konnten. Das große Interesse an der Thematik und an unserer Veranstaltung zeigt uns, dass es wichtig ist, sich fundiert und detailliert damit auseinanderzusetzen. Wir freuen uns auf eine inhaltsreiche Veranstaltung mit vielen Diskussionen und Anregungen“, blickt Timo Taubitz, Geschäftsführer der VDI Wissensforum GmbH, schon einmal voraus.

Dieser Artikel stammt ursprünglich von unserem Schwesterportal MaschinenMarkt.

* Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde ist Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik in 99094 Erfurt, Tel: (03 61) 78 94 46 95, info@bose-munde.de

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Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik