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Industrielle AR-Lösungen bieten Chancen für Unternehmen und Mitarbeiter

Die Welt war nicht ganz bereit für die Vision von Google Glass, Augmented Reality (AR) vollständig in unseren Alltag einzubinden. Die Online-Werbeaktionen von Google haben ein verlockendes Bild eines Hipster-Lebensstils gezeichnet, bei dem man kontinuierlich Kalenderbenachrichtigungen erhält, Kontaktinformationen einsehen kann, sich mit per Navigationssystem zu seinen Terminen leiten lässt, ortsbasierte Anmerkungen erhält und vieles mehr. Es schien jedoch, als würden sich die meisten bei dem Gedanken, ständig von Menschen mit einer Glass auf der Nase aufgenommen zu werden, nicht besonders wohl fühlen.

Seitdem hat sich Glass zu einem Unternehmen entwickelt und andere Smartbrillen wie die Microsoft HoloLens 2 werden auch in industriellen Anwendungen eingesetzt. Während verbraucherorientierte AR-Apps für Spiele (z. B. Pokemon Go) und den Einzelhandel (Ikea Place) die Allgegenwärtigkeit der Smartphone-Plattform nutzen, sind Virtual-Reality-Brillen – oder Smartbrillen – hervorragend für den Industriebereich geeignet. Zwei Gründe dafür sind, dass die Benutzer ihre Hände frei haben und dass die Brille immer die Perspektive des Benutzers genau erfasst. Bei industriellen Anwendungen, darunter Produktdesign, Montage, Service und Wartung, Logistik und Fernunterstützung, spielen diese Dinge eine wichtige Rolle.

Grundlagen der AR

Eine AR-Anwendung optimiert das Anwendungserlebnis einer Smartbrille (oder einer Smartphone-Kamera), indem sie dem Sichtfeld des Benutzers Multimedia-Inhalte hinzufügt. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Hier sind vier wichtige AR-Techniken, die heute eingesetzt werden:

  • Die markerbasierte AR verwendet eine Kamera, um ein visuelles Objekt, den sogenannten Marker, im Sichtfeld zu erkennen und Inhalte oder Informationen an einer geeigneten Position und Ausrichtung einzufügen. Der Marker ist ein einfaches Muster, wie z. B. ein QR-Code, der mit minimaler Verarbeitungsleistung leicht zu erkennen ist.
  • Die markierungslose AR verwendet Daten von GPS- oder Sensoren zur Koppelnavigation (Beschleunigungsmesser, Gyroskop, Geschwindigkeitsmesser), um AR-Daten zu Objekten in der Nähe einzublenden. Zu den typischen Verwendungszwecken gehören Wegbeschreibungen oder standortbasierte Dienste auf mobilen Geräten.
  • Der projektionsbasierte AR projiziert ein Bild auf eine reale Oberfläche (oder ein Hologramm, das mitten in der Luft projiziert wird) und erkennt die menschliche Interaktion mit dem Bild, z. B. mit einer Tastatur, die auf die Hand des Benutzers projiziert wird.
  • Die überlagerungsbasierte AR erkennt ein Objekt und ersetzt es durch ein digitales Objekt oder eine erweiterte Ansicht desselben Objekts.

In jedem Fall identifiziert die AR-App Inhalte, mit denen der Benutzer interagieren kann, und legt fest, wie, wo und wann sie angezeigt werden sollen. Um sicherzustellen, dass die digitalen Objekte im Sichtfeld des Benutzers an der richtigen Stelle und in der richtigen Ausrichtung dargestellt werden, und um ihr Erscheinungsbild entsprechend anzupassen, wenn der Benutzer den Standort wechselt, verwendet die simultane Positionsbestimmung und Kartenerstellung (Simultaneous Localisation and Mapping, SLAM) Daten von der Kamera und den Bewegungssensoren wie Beschleunigungsmesser, Kompass und Gyroskop, die in der Brille integriert sind.

Komplexe Funktionen wie SLAM unterstützen die Funktionen von AR-Entwicklungs-Frameworks wie Tracking, Objekt-/Bilderkennung und 3D-Rendering und helfen Entwicklern dabei, AR-Erlebnisse auf der von ihnen gewählten Plattform zu schaffen. Zu den bekannten Frameworks gehören Wikitude SDK und PTC Vuforia, die auf Smartbrillen-Plattformen, mobilen Plattformen und anderen Plattformen wie Windows und Qt funktionieren. Mit Plugins wie InGlobe ARMedia können Endbenutzer AR-Erlebnisse mithilfe von 3D-Inhalten schaffen, die sie bereits besitzen, z. B. CAD-Modelle ihrer Produkte oder Komponenten.

Anwendungsfälle in der Industrie

Die industrielle AR (IAR) kann in der gesamten Wertschöpfungskette eingesetzt werden. Wenn von neuen Produkten 3D-Modelle erstellt und verfeinert werden, kann mithilfe der AR eine detaillierte Bewertung erfolgen, bevor Prototypen erstellt werden. Die Teams können Zusammenhänge erkennen, ohne physische Prototypen entwickeln zu müssen und können schnell von feinen Details auf ein größeres Bild zoomen, um Aspekte wie Benutzerfreundlichkeit oder Zugriff auf austauschbaren Teile zu bewerten. Gleichermaßen können Designer, die in größerem Umfang arbeiten, wie Architekten oder Städteplaner, die AR nutzen, um die Auswirkungen ihrer Ideen schnell zu beurteilen und Alternativen zu minimalen Kosten zu bewerten.

Bei der Montage von Produkten können Fabrikarbeiter komplexe Aufgaben unter Anleitung oder mithilfe von Bildern durchführen, die in Echtzeit in ihr Sichtfeld eingeblendet werden. Dabei kann es sich um statische oder animierte 2D- oder 3D-Bilder handeln, die mit Daten wie den korrekten Drehmomenteinstellungen versehen sind. Die IAR-App stellt sicher, dass die Anweisungen rechtzeitig, an den richtigen Stellen und in der richtigen Reihenfolge präsentiert werden. Benutzer können jederzeit mithilfe von Sprachbefehlen oder Gesten jede der aufeinanderfolgenden Anweisungen aufrufen. Dadurch kann der Benutzer Zeit sparen, die sonst für die Suche nach Anweisungen oder Zeichnungen aufgewendet werden muss, und die Gewissheit haben, mit der aktuellen Dokumentation zu arbeiten. Auch die Herausforderungen, denen sich menschliche Mitarbeiter bei der Übertragung von Informationen aus der 2D-Dokumentation auf das physische Werkstück gegenübersehen, werden eliminiert. Darüber hinaus können Montagefehler erheblich reduziert werden, während die Mitarbeiter gleichzeitig weniger Schulungen benötigen.

Mit der Unterstützung durch VR-Brillen können komplexe Montageaufgaben beschleunigt und Fehler vermieden werden. Bild AGCO Corporation.

Ebenso können vor Ort durchgeführte Wartungsarbeiten mit Just-in-Time-Informationen und -Anweisungen unterstützt und beschleunigt werden. Eine visuelle Aufzeichnung der durchgeführten Arbeiten kann als Teil der digitalen Dokumentation jedes gewarteten Geräts gespeichert werden.

Qualitätsprüfer können auch die Vorteile von AR nutzen, um die Sichtprüfung von Produkten zu erleichtern, indem sie Diagramme aufrufen und alle Teile oder Bereiche markieren, die Nacharbeiten erfordern. Das AR-Material kann verwendet werden, um einen Prüfbericht und Anweisungen für Behebungsmaßnahmen automatisch zu erstellen.

Die AR findet auch außerhalb der Fabrik Verwendung: Durch die erweiterte Fernunterstützung können Spezialisten des Unternehmens Kollegen oder Kunden, die außerhalb des Standorts arbeiten, bei der Lösung von Problemen oder bei der Einrichtung oder Anpassung von Geräten unterstützen. Mit AR kann der Spezialist genau sehen, was der Benutzer sieht, die Situation schnell einschätzen und die erforderliche Unterstützung leisten. Er kann Zeichnungen, Dokumente, animierte oder Video-Demonstrationen direkt in das Sichtfeld des Benutzers einblenden und sogar 3D-Markierungen hinzufügen, um den Benutzer durch die empfohlenen Verfahren zu führen.

AR enhances remote assistance

Die Fernunterstützung durch Spezialisten kann durch AR-Funktionen erweitert werden. Bild: RE'FLEKT

Zu den weiteren Möglichkeiten, durch industrielle AR die Produktivität zu steigern, Durchlaufzeiten zu verkürzen und den Umsatz zu steigern, gehört die direkte Bereitstellung von dynamischen Anweisungen in Smartbrillen für Mitarbeiter in Vertriebszentren. Die Verkaufsaktivitäten können ebenfalls vereinfacht und verbessert werden, während gleichzeitig die Transportkosten gesenkt werden, indem die AR für die Erstellung von interaktiven 3D-Produktdemonstrationen in Lebensgröße für potenzielle Käufer großer oder hochwertiger Geräte verwendet wird.

Schnellere und effizientere Logistikaktivitäten durch AR. Bild: Optiscan.

Verbesserung der menschlichen Fähigkeiten

Könnte die neue Technologie zum Verlust von Arbeitsplätzen führen? Während Technologien wie AI und die Robotik viele Rollen sofort und langfristig ändern, könnte die IAR die Arbeit von Menschen potenziell schützen, indem sie ihre Leistung durch geringere Fehlerraten, schnellere Aufgabenerfüllung und geringeren Schulungsaufwand verbessert. Dies könnte dazu führen, dass die menschlichen Arbeiter besser mit Maschinen konkurrieren können, insbesondere in Rollen, in denen natürliche menschliche Vorteile wie Mobilität, bessere Beweglichkeit und Vielseitigkeit verhindern, dass Aufgaben einfach auf einen Roboter oder eine Maschine übertragen werden. Und natürlich schafft die breite Einführung von AR-Technologie neue Möglichkeiten für Entwickler von Tools und Inhalten.

Durch die Verbesserung der menschlichen Leistung könnte die industrielle AR stärkere Unternehmen hervorbringen und eine erfolgreichere Koexistenz zwischen Menschen und fortschrittlicher Technologie fördern.

Peter Dallimore hat noch keine Biografie verfasst...

16 Apr 2019, 13:25

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