In der Praxis: Virtual und Augmented Reality in der Industrie

Schon bald könnten Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR)–Brillen zur Standardausrüstung eines jeden Fabrikarbeiters gehören. Neben Helm, Handschuhen und Werkzeug tragen sie hochmoderne VR- oder AR-Hardware. Virtuelle Elemente im Blickfeld oder Arbeiten in einer virtuellen Welt könnten schon bald ganz alltäglich in der Industrie werden. Das glauben Sie nicht? Zahlreiche Industrieunternehmen haben den Wert von VR-/AR-Technologie für sich erkannt. Weit weg vom Gaming: in der Wartung, im Arbeitsschutz, im Produktdesign.

VR und AR als Unternehmensstandard

Die Unternehmensberatung Capgemini führte unter 700 Unternehmen in der Automobil-, Fertigungs- und Versorgungsbranche, die aktuell VR oder AR einsetzen, eine Befragung durch. Beinahe die Hälfte der befragten Firmen gaben an, dass die Technologien innerhalb der nächsten drei Jahre zum Unternehmensstandard gehören werde.

In einer aktuellen Marktstudie von Parametric Technology (PTC) wurden zukünftige Einsatzgebiete von Virtual und Augmented Reality in wertschöpfenden Prozessen der DACH-Region untersucht. Drei von vier der befragten Unternehmen in Deutschland nutzen bereits VR- oder AR-Anwendungen oder arbeiten an Einsatzkonzepten für die Technologien. In 77 Prozent der Unternehmen, die bereits VR/AR einsetzen, werden die jeweiligen Projekte als erfolgreich eingestuft. Virtual und Augmented Reality könnten die Art unserer Zusammenarbeit revolutionieren und die Prozesse der Industrie effizienter gestalten.

Verbesserung der Zusammenarbeit durch VR und AR

Ein Punkt, der große Relevanz für die Industrie hat, ist VR-Prototyping. Produkte werden in einer virtuellen Umgebung entwickelt. Die Prozesse des Produktdesigns werden in der VR-Anwendung gelöst. Modellierungen, Änderungen, Zwischenpräsentationen und Detailbesprechungen können in VR-Anwendungen erfolgen. Alle Projektbeteiligten können gemeinsam im virtuellen Raum am Produkt arbeiten, ohne vor Ort zu sein. Ingenieure und Designer können durch Gesten Bestandteile in der virtuellen Darstellung verschieben und neu arrangieren. Das macht physische Entwürfe hinfällig. So kann kostengünstig und schnell iterativ entwickelt werden. Fehler werden schnell sichtbar und sind ohne großen Aufwand zu beheben.

Das Maschinen- und Fahrzeugbauunternehmen MAN hat eine solche VR-Anwendung bereits in ihrem Produktdesign eingeführt. So kann unter anderem das Münchner Team optimal mit dem schwedischen Scania-Team kommunizieren. Aber auch die Kommunikation zwischen den deutschen Ingenieuren und dem Montage-Team in Polen wird so vereinfacht. Sie können durch Virtual Reality schneller Produkte entwickeln und entsprechend auch die Produktion insgesamt beschleunigen.

Auch der Landmaschinenhersteller Claas nutzt Virtual Reality zur Produktentwicklung und –optimierung. Die Kosten für Prototypen für die großen Landmaschinen waren bisher sehr hoch. Mithilfe von VR kann das Unternehmen deutlich schneller Fehler erkennen. Durch die vereinfachte Kollaboration in der virtuellen Umgebung kann das Unternehmen außerdem umfassendes Feedback in frühen Entwicklungsphasen einholen und so ihre Produkte qualitativ verbessern.

Augmented Reality in Wartung und Montage

Augmented Reality-Anwendungen können Mitarbeitende vor Ort bei der Reparatur und Wartung von Maschinen unterstützen. Über eine AR-Brille werden ihnen exakte, visuelle Anleitungen und Zusatzinformationen ins Sichtfeld projiziert, sodass sie ohne vorherige Erfahrung Instandhaltungsaufgaben ausführen können. Nehmen wir beispielsweise die Reparatur einer sehr speziellen Industriemaschine. Normalerweise muss dafür heute oft noch ein externer Techniker beauftragt werden. Bis ein Termin gefunden und vereinbart ist, kann einiges an Zeit ins Land ziehen. Ist die Maschine in der Zwischenzeit nicht nutzbar, hat dies Auswirkung auf die Produktion. Durch AR-Ausrüstung kann in einem solchen Fall ein Mitarbeiter vor Ort tätig werden. Mit einem Blick in die Maschine, wird das Sichtfeld mit virtuellen Elementen überlagert, die wertvolle Informationen und Hinweise beinhalten. Mithilfe virtueller 3D-Modelle können millimetergenaue Angaben zur Reparatur gemacht werden. Oder aber ein externer Service-Mitarbeiter wird live zugeschaltet und bekommt das Sichtfeld des Mitarbeiters vor Ort angezeigt. Er kann ihn nun Schritt für Schritt durch die Reparatur leiten, über externen Zugriff Teile markieren oder den Vorgang an einem 3D-Modell vorzeigen. Mit AR-Anwendungen lassen sich so auch hochkomplizierte Reparaturen per Fernwartung durchführen.

Gleiches gilt für die Konstruktion, Fertigung und Montage von Waren und Maschinen. In allen Fällen hat der Arbeiter die Hände frei und kann sich voll auf seine Aufgabe konzentrieren. Durch die 3D-Abbildung bekommt er eine realistische Darstellung an die Hand und eine bessere Abbildung der Tiefenverhältnisse. Durch die exakten Anweisungen kommt es zu weniger Fehlern. Da Probleme vor Ort schnell gelöst werden können, entfallen außerdem potenzielle Ausfallzeiten.

Effektives Training mit Virtual Reality

Virtual Reality ermöglicht besonders effektive Schulungskonzepte. Durch die virtuelle Modellierung von Arbeitsprozessen können Arbeitsschritte in der Produktion realistisch nachgestellt werden. Mitarbeiter können virtuell lernen, Maschinen zu bedienen oder Reparaturen durchzuführen. Tätigkeiten, die nur selten ausgeführt werden müssen, können geübt werden. Durch Virtual Reality können Mitarbeiter komplexe und sonst kostspielige Prozesse durchgehen — ohne Materialkosten und völlig sicher. Durch die besonders realistische Darstellung verkürzt sich die Einarbeitungszeit im echten Betrieb. Durch das virtuelle Probearbeiten können neue Mitarbeiter direkt zu Beginn mit guter Performance glänzen.

Mehr Effizienz und Sicherheit durch Augmented und Virtual Reality

Mithilfe von VR/AR-Anwendungen können Produktionsabläufe simuliert und so die Machtbarkeit von Vorhaben überprüft werden. So können zum Beispiel in einem virtuellen Modell Produktionsketten dargestellt oder aber mit einer AR-Anwendung noch nichtexistierende Industriemaschinen in der Fabrikhalle abgebildet werden. So kann bei Bauvorhaben beispielsweise begutachtet werden, wie die Maschine den Materialfluss und die Logistik beeinflusst.

Auch in größerem Rahmen ist diese Planungsoption wertvoll. Zum Beispiel können so komplexe Anlagen, Kraftwerke und Industriehallen vorweg betrachtet werden. Das hat vielerlei Vorteile. Auf der einen Seite können die Projektbeteiligten sich durch die virtuelle Darstellung besser in den Mitarbeiter vor Ort hineinversetzen. Sie erkennen besser, wo zu wenig Platz zum Arbeiten ist, wo schlechte Sichtverhältnisse herrschen oder welche Arbeitspositionen nicht ergonomisch sind. Auf der anderen Seite können Gefahrenstellen besser erkannt und Fluchtwege sowie Sicherheitsvorkehrungen entsprechend geplant werden. Bereits beim Bau einer Fabrik kann der Mitarbeiter miteinbezogen und mitgedacht werden und so bessere, sichere Arbeitsbedingungen geschaffen werden. In der virtuellen Umgebung können verschiedene Varianten der Bebauung einfach durchgetestet werden und so eine optimale Strukturierung erfolgen. Führen Sie verschiedene Stakeholder durch das Gebäude, bevor es überhaupt gebaut wurde.

Ausblick

Führungskräfte der Industrie sollten Einsatz von VR/AR schnellstmöglich prüfen. Denn wer die Entwicklung einfach ziehen lässt, könnte später einen Wettbewerbsnachteil daraus ziehen. VR/AR-Anwendungen können positiv zum Arbeitsschutz und zur Nachhaltigkeit in der Industrie beitragen. Wo die Modellierung von Prototypen besonders kostspielig ist, kann auch ein wirtschaftlicher große Vorteil aus den Technologien gezogen werden.

Welche Bedeutung haben VR/AR für die Industrie?

• Kosteneinsparung für Prototypen durch Entwicklung im virtuellen Raum
• Bessere, ortsunabhängige Kollaboration in der Produktentwicklung
• Fernwartung und Unterstützung in Montage
• Trainingssimulationen und virtuelle Schulungskonzepte
• Planung von Bauvorhaben mithilfe von Simulationen