Erweiterte Realität
Fertigungsindustrie gewinnt mit AR
Augmented Reality (AR) verändert unsere Art der Wahrnehmung und Interaktion mit der Welt. Sie erweitert die reale Umgebung mit virtuellen Informationen und eignet sich somit für vielerlei Anwendungen. So kann AR die Prozesse speziell auf dem Shopfloor verbessern und Mitarbeiter unterstützen.
Immer mehr Unternehmen entdecken die Einsatzmöglichkeiten und die Vorteile von Augmented Reality (AR) in der Industrie. Übersetzt bedeutet der Begriff »erweiterte Realität« – und genau sie ist für viele Aufgaben nutzbar. Mit AR lassen sich reale Szenen durch virtuelle Informationen ergänzen, während sich Anwender frei im Raum – beispielsweise in einer Werkshalle – bewegen. Die wirkliche Umgebung wird vollständig und uneingeschränkt wahrgenommen. Um zusätzliche virtuelle Informationen abzurufen, genügt die Ausstattung mit einem Tablet-PC oder einem Smartphone. Das Kamerabild des Geräts wird – wie ein erweitertes Sichtfenster – durch die gewünschten Details ergänzt. Ein besonderer Vorteil ist, dass das tragbare Gerät überallhin mitgenommen werden kann – wo auch immer der Einsatzort ist. AR eignet sich demnach besonders für Anwendungen, die Bewegungsfreiheit erfordern, etwa in der Montage, Qualitätssicherung oder Instandhaltung.
Augmented, Virtual und Mixed Reality im Vergleich
Im Gegensatz dazu wird bei Virtual Reality (VR) die Umwelt ausgeblendet und meist eine alternative, neue Umgebung für die Nutzer dargestellt. Für VR-Erlebnisse ist das Tragen einer augenumschließenden Brille nötig. Dies schränkt jedoch die Mobilität erheblich ein, und die freie Bewegung ist aus Sicherheitsgründen nicht möglich. Sinnvoll ist VR vor allem für Berichterstattungen und Anwendungen in speziellen Räumen.
Die dritte Variante wird Mixed Reality (MR) genannt und ist eine Kombination aus AR und VR. Hierbei wird die natürliche Wahrnehmung mit einer künstlich erzeugten Realität vermischt. Wie bei VR sind Nutzer darauf angewiesen, eine Brille zu tragen. Die Brillengläser sind teilweise transparent, sodass Anwender jederzeit die reale Umgebung im Blick haben. Das macht den Einsatz von MR wesentlich flexibler in der Anwendung als den von vollständiger VR. Entsprechende Brillen sind derzeit jedoch sehr kostspielig in der Anschaffung und empfindlich in der Nutzung.
Breite Anwendungsfelder für Augmented Reality
Augmented Reality ist für fertigende Unternehmen durch die flexiblen Einsatzmöglichkeiten daher meist das Mittel der Wahl. Besonders geeignet ist die Technologie für die Montage und Qualitätssicherung sowie die Instandhaltung. Die Aufgaben und Arbeitsschritte dort sind oft sehr komplex – ebenso die Arbeitsanleitungen für die ausführenden Fachleute. Leider helfen die Inhalte der Theorie nicht immer in der Praxis. Mithilfe von AR können Mitarbeiter direkt in der Arbeitsumgebung angeleitet werden. Einzelne Arbeitsschritte lassen sich auf ein Bauteil oder eine Maschine projizieren, sodass direkt zu sehen ist, was getan werden muss. Dies ist von der ersten Maßnahme bis zur Fertigstellung des Auftrags möglich – unabhängig von Unternehmensgröße und Branche.
Wartung und Instandhaltung von Maschinen
Gerade im Maschinen- und Anlagenbau kann Augmented Reality viele Arbeitsprozesse vereinfachen. Maschinen sind oft Spezialanfertigungen und weisen eine hohe Varianz auf – gerade im deutschen Mittelstand sind Aufträge sehr kundenspezifisch. Zudem stehen Facharbeiter meist unter hohem Zeitdruck. Fehler müssen somit schnell ausfindig gemacht und behoben werden. Um beispielsweise an einen defekten Motor heranzukommen, müssen oft einige Bauteile demontiert und nach der Reparatur wieder angebracht werden. Mithilfe von AR lässt sich anzeigen, welches Bauteil zuerst entfernt werden muss – Schritt für Schritt, bis der Arbeitsauftrag erledigt ist. Besonders profitieren können davon KMU, die bislang nicht über das entsprechende Detail-Know-how oder die internen Fachleute verfügt haben, um komplexe Wartungen selbst durchzuführen. AR-Unterstützung verringert die Komplexität – und damit die Abhängigkeit von externer Unterstützung.
Für Instandhalter ist der Einsatz von AR ebenfalls vorteilhaft. Sie können sich gezielt auf Kundentermine vorbereiten, weil sie dank der digitalen Verfügbarkeit der Daten den Aufbau der Maschine bereits im Vorfeld genau analysieren können. So wissen sie vorab, welche Bauteile und Werkzeuge sie benötigen. Doppelte Wege und Termine entfallen.
Qualitätssicherung
Auch in der Qualitätssicherung hat Augmented Reality großes Potenzial, etwa beim Abgleich von Ist- und Soll-Zuständen. Dabei lässt sich etwa feststellen, ob der Bauzustand der Planung entspricht, ob alle Teile richtig montiert wurden oder ob Nachbesserungen nötig sind. Das System erfasst mit einem schnellen Scan, ob alles korrekt ist und alle Bauteile die richtigen Abmessungen haben. Die Konstruktionsdaten werden – wie eine Art Schablone – über das reale Objekt gelegt und etwaige Abweichungen erkannt. Zeitaufwendige manuelle Kontrollen lassen sich damit stark reduzieren. Auch extern gelieferte Teile sind mit dieser Methode schnell zu prüfen.
Interne Qualitätsaudits während der Produktion können ebenso mit Unterstützung von AR durchgeführt und verbessert werden. Registriert das System einen Fehler, lässt sich dieser in jedem Schritt der Wertschöpfung anzeigen. Somit wird potenziell jede Fachkraft in der Fertigung zum Qualitätsprüfer, und Mängel lassen sich weit vor der letzten Qualitätskontrolle beseitigen. Treten Fehler häufiger auf, ist eine direkte Übermittlung an die Produktentwicklung möglich, um Defizite am ursprünglichen Produkt ausfindig zu machen.
Digitalisierung zum Anfassen
Technologien wie Augmented Reality ermöglichen Mitarbeitern eine große Arbeitserleichterung. Umständliches Nachschlagen in oft veralteten Dokumenten entfällt, und komplexe Arbeitsaufträge sind dank der digitalen Unterstützung schnell und problemlos zu erledigen. Somit wird der oft abstrakte Begriff der Digitalisierung für die Anwender tatsächlich erlebbar. Dies fördert nicht nur die Kompetenz, sondern auch die Zufriedenheit und die Akzeptanz gegenüber neuen Technologien.
Im Einklang mit künstlicher Intelligenz
Technische Innovationen wie künstliche Intelligenz (KI) unterstützen die Eigenschaften von AR zusätzlich, etwa durch intelligente Kamerasysteme. Computer Vision ist ein mit der KI verknüpfter Bereich, der es Computern und Systemen ermöglicht, aussagekräftige Informationen aus digitalen Bildern oder anderen visuellen Daten zu gewinnen. Auf dieser Grundlage funktioniert das Zusammenspiel von Computer Vision und AR. Eine Industriekamera fungiert als Schnittstelle zwischen realer und digitaler Welt, indem sie die Umgebung erfasst und die KI dahinter die Bilddaten auswertet. Die Überlagerung der virtuellen Information funktioniert dadurch beispielsweise ohne Marker, weil Informationen wie etwa Kanten erkannt werden.
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