Augmented Reality hält den Takt in der Produktion

Eine Wellpappenschneidemaschine der G. KRAFT Maschinenbau GmbH steht still. Die Messer müssen ausgetauscht werden; jede Minute, in der die Maschine nicht produktiv läuft, kostet bares Geld.

Ein Mitarbeiter scannt mit seinem Tablet den Marker auf der Maschine ein. Mithilfe von IoT erscheinen auf dem Display sofort alle relevanten Arbeitsschritte, wahlweise als Text, Video oder 3D-Animation, um die Maschine instand zu setzen.

Durch den direkten Bau- und Ersatzteilbezug und der Verknüpfung mit Fehlercodes ist ein langwieriges Nachschlagen in Handbüchern nicht mehr nötig. Kein Scrollen und Suchen mehr im PDF und der ausgedruckten Dokumentation, um das passende Bauteil zu finden. Mit dem Internet of Things wird der Mitarbeiter Schritt für Schritt visuell durch den Wartungsprozess geführt, bekommt einzelne Handgriffe angezeigt und kann die Maschine sofort einsatzbereit machen. Für den Fall, dass Ersatz- und Verschleißteile für die Reparatur benötigt werden, kann deren Bestellung direkt über das angebundene Warenwirtschaftssystem ausgelöst werden. Bei aufkommenden Fragen besteht die Möglichkeit zur Kontaktaufnahme mit dem Support, dem augenblicklich der aktuelle Wartungsfall zugespielt wird.

In diesem Szenario ermöglicht Augmented Reality die Verschmelzung der tatsächlichen mit der erweiterten Realität und zeigt dem Betrachter ergänzende Informationen zu einem Produkt oder Bauteil auf dem Tablet, dem Smartphone oder einer Datenbrille an.

Sehen Sie in diesem Video die Augmented Reality Wartungs-App der G. KRAFT Maschinenbau GmbH, umgesetzt durch Neuland-Medien GmbH & Co. KG.

Wartung & Service  

Richtig eingesetzt, spart Augmented Reality Zeit und Geld. Informationen werden dort abgerufen, wo sie benötigt werden. Probleme können schneller gelöst werden und manch aufwändiger Serviceeinsatz mit langer Anfahrt muss gar nicht erst erfolgen. Reparaturen werden zukünftig auch ohne Servicetechniker vor Ort durchgeführt – Internet der Dinge sei Dank. Maschinenstillstände werden somit erheblich reduziert, eine höhere Auslastung der Maschine ist die Folge.  

Prototyping  

Viele Maschinen- und Anlagenbauer setzen komplexe Projekte um, bei denen ein hoher Testbedarf entsteht. Nur so lassen sich „böse“ Überraschungen bei Montage, Inbetriebnahme oder Wartung der Maschine vermeiden. Um dieser Problematik vorzubeugen, bedarf es eines integrierten Simulationskonzeptes, das die Maschine als Ganzes betrachtet und alle seine Komponenten digital abbildet.  

Hardware-Prototypen sind jedoch beschränkte Ressourcen, teuer in der Erstellung und stehen in der Regel erst im fortgeschrittenen Entwicklungsprozess zur Verfügung. Dennoch sind genau diese Hardware-Prototypen für die Entwicklung, die Schulung von Service-Mitarbeitern und Bedienern und den Vertrieb unabdingbar.  

Augmented Reality kann hier helfen: mehrere Personen können zur gleichen Zeit und unabhängig vom Standort an ein und denselben Prototypen entwickeln. Dieser kann zudem in die virtuelle Welt projiziert werden, um ihn dort zu „begehen“ und zu besprechen.  

Produktpräsentation  

Mit der erweiterten Realität kann man seine Produkte und deren Funktionsweise präsentieren, ohne sie physisch dabei zu haben – egal ob auf Veranstaltungen, Messen oder direkt beim Kunden. Das bietet sich immer dann an, wenn die Maschine oder Anlage aufgrund von Platzmangel nicht präsentiert werden kann. Ganze Ausstellungsräume, Maschinen und Anlagen, aber auch der Blick ins Innere von Produkten wird durch die Visualisierung mit Augmented Reality realisierbar.  

Insgesamt wird durch die Visualisierung mit Augmented Reality eine stärkere Verankerung beim Anwender erreicht. Wirkungsvolle Bilder und Animationen bleiben in der Regel länger im Gedächtnis, komplizierte Abläufe werden leichter verstanden.     

Warum Augmented Reality?  

Augmented Reality bietet neue Präsentations-, Interaktions- und Kooperationsmöglichkeiten – und somit den entscheidenden Vorsprung im täglichen Wettbewerb. Das besondere an Augmented Reality ist, dass die digitalen Zusatzinformationen dem entsprechenden Kontext gerecht werden. Der Nutzer bekommt nur Informationen angezeigt, die den Inhalt aufwerten. So werden beispielsweise die besonderen Komponenten einer Maschine, die normalerweise im Inneren verdeckt liegen, visuell hervorgehoben und dargestellt.  

Dabei sind die Möglichkeiten von IoT nahezu grenzenlos: von der interaktiven Schulung an einer Maschine über die Visualisierung von Arbeitsschritten bei Windkraftanlagen bis hin zu einer schnelleren Kommissionierung in der Logistik ist alles umsetzbar.  

Die Technik von Augmented Reality kann auch dafür verwendet werden, zusätzliche Informationen zu Printanzeigen oder Printkatalogen bereitzustellen, wenn die Kamera des Smartphones oder Tablets ein bestimmtes Objekt (Marker) erfasst.  

Wie funktioniert Augmented Reality?  

Für die visuelle Erweiterung der Realitätswahrnehmung werden meist mobile Endgeräte wie Smartphone oder Tablet verwendet, da diese am weitesten verbreitet, relativ kostengünstig, leistungsstark und mit allen benötigten Funktionen ausgestattet sind. In der Regel überträgt hier die Kamera das Bild in Echtzeit auf den Bildschirm eines mobilen Endgerätes und erweitert das Objekt mit virtuellen Zusatzinformationen.  

Dies funktioniert zum einen durch Objekterkennungsalgorithmen und zum anderen durch die im Smartphone oder Tablet vorhandenen Beschleunigungssensoren. Deshalb ist es für die mobilen Endgeräte beispielsweise kein Problem, den aktuellen Blickwinkel auf einen Teil der Umgebung zu erkennen. Dadurch weiß das Smartphone bzw. das Tablet genau, in welchem Winkel es sich zu einem virtuellen Objekt befindet und kann diese Informationen in Echtzeit verarbeiten.  

Der Benutzer sieht auf dem Bildschirm seines mobilen Endgerätes nicht nur den eigentlichen Raum, sondern auch das virtuelle Objekt innerhalb dieses Raumes. Verändert er die Position oder den Winkel seines Gerätes, so passt sich der Blickwinkel auf das virtuelle Objekt so an, dass die Illusion entsteht, das Objekt befände sich im Raum.  

Realisierung mit Datenbrillen  

Neben Smartphones werden auch sogenannte „Datenbrillen“ zunehmend populärer, um Daten direkt in das Sichtfeld des Benutzers zu projizieren. Diese werden dann mit den betrachteten Orten oder Objekten kombiniert. Im Gegensatz zur Realisierung über Smartphone oder Tablet werden hier nur die virtuellen Zusatzinformationen auf der Datenbrille projiziert.  

Stationäre Realisierung  

Eine weitere Möglichkeit sind die stationären Augmented-Reality-Realisierungen. Es gibt beispielsweise Spiegel, an denen Benutzer die Möglichkeit haben, in Echtzeit virtuelle Kleidungsstücke anzuprobieren, ohne eine reale Umkleidekabine zu benötigen. Das ganze Szenario wird über eine Kamera realisiert, die die Position und Maße des jeweiligen Benutzers vor dem Spiegel erkennt und in Echtzeit verarbeitet. Mittels dieser Informationen wird über einen hinter dem Spiegel platzierten Bildschirm das gewünschte Kleidungsstück eingeblendet. Größe, Position und Bewegung werden hierbei mit Hilfe der Daten der Kamera in Echtzeit verarbeitet.  

Musik in seinen Ohren  

Der Techniker des Anfangsszenarios hat in der Zeit, in der Sie diesen Artikel gelesen haben, die Schneidemesser ausgetauscht und lauscht bereits zufrieden der taktgesteuerten Maschinen-Sinfonie seiner Produktionshalle.  

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