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Fraunhofer IPA entwickelt HoloLayouts

Mit Mixed Reality zum Fabriklayout

Mixed Reality-Anwendungen können Unternehmen bei der Fabrikplanung unterstützen. Mit HoloLayouts haben Forschende am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA eine Anwendung entwickelt, mit der sich flächeneffiziente Fabriklayouts von mehreren Personen interaktiv in Mixed Reality entwerfen lassen.

Modell einer Glovebox - Behälter, der gegenüber der Umgebung hermetisch und gasdicht abgeschlossen ist - in HoloLayouts (Bild: Fraunhofer IPA / ©Rainer Bez)

Modell einer Glovebox – Behälter, der gegenüber der Umgebung hermetisch und gasdicht abgeschlossen ist – in HoloLayouts (Bild: Fraunhofer IPA / ©Rainer Bez)

Bei der Fabrikplanung am Computer ist es schwierig, Mitarbeitende aus der Produktion einzubeziehen, da die Software in der Regel die Bedienung durch einen Experten erfordert. Das Fachwissen der Produktionsmitarbeiter ist für die Gestaltung der Fabriklayouts und Räume jedoch unerlässlich. Zudem erfordern sich ändernde Fertigungsprozesse Um- und Neubauten von Produktionshallen – so auch in der Batterieproduktion.

Forschende des Fraunhofer IPA haben eine Anwendung für die Mixed-Reality-(MR)-Fabrikplanung entwickelt. HoloLayouts entstand im Rahmen des Projekts ‚DigiBattPro4.0 – BMBF‘ und wurde bereits in der Batterieproduktion getestet.

„Bei der Batterieproduktion fallen hohe Flächenkosten an, bedingt durch die speziellen Anforderungen an Rein- und Trockenräume. Auch sind die vorhandenen Flächen in der Regel knapp. Produktionstechnische Innovationen verlangen vielfältige zukünftige Gestaltungsmöglichkeiten. Die Fabrik der Zukunft muss wandlungsfähig sein“, sagt Christian Kaucher, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA.

„Mit HoloLayouts reagieren wir auf diese Anforderungen und ermöglichen eine flächeneffiziente, flexible Planung, bei der sich Layouts schnell an neue Produkt- und Produktionstechnologien anpassen lassen.“

Mit dem Mixed Reality Tool können sich mehrere Personen interaktiv an der Fabrikplanung beteiligen. Im Gegensatz zu Virtual Reality (VR) sind die Beschäftigten nicht von der Umgebung abgeschottet. Neben den virtuellen Modellen sehen sie weiterhin die reale Umgebung und können mit den weiteren Planungsbeteiligten interagieren.

HoloLens 2 im Einsatz

Möglich wird dies durch die Kombination aus Soft- und Hardware, in diesem Fall die Microsoft HoloLens 2. Dadurch wird die virtuelle Planungsumgebung in das Blickfeld der Anwender projiziert. Wie die Fraunhofer-Forschenden mitteilen, können die Nutzer dann einzelne Objekte wie etwa Maschinen oder Werkstücke greifen, bewegen, verschieben, skalieren und platzieren. Aus einem Katalog lassen sich darüber hinaus neue Objekte einfügen. Die Entfernung der Objekte zueinander sowie beispielsweise die Breite von Gängen ist variierbar. Im Miniaturmodus können die Nutzenden zunächst verschiedene Layoutvarianten entwerfen und einen Überblick über die Planung erhalten. Im 1:1-Modus werden die entwickelten Layouts dann in Originalgröße dargestellt und lassen sich so umgehend validieren.

Erste Anwendungsfälle mit Varta erprobt

In der Praxis wurde die Die Mixed Reality-Anwendung für die Neuplanung eines Bereiches mit zwei Rohstoffaufgabestationen für Big Bags sowie diversen Peripheriegeräten wie Staubfiltern herangezogen. Die Planung fand in Zusammenarbeit mit Varta Consumer Batteries statt. Darüber hinaus wurde HoloLayouts im Zentrum für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) für die Planung einer Assemblierungslinie für 21700 Lithium-Ionen-Batteriezellen genutzt.

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Mit Mixed Reality zum Fabriklayout

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