Schichtleiter mit Datenbrille

Jede Maschine im Blick

Augmented Reality (AR) steckt noch in den Kinderschuhen und dürfte gerade in der Industrie noch großes Potenzial entfalten. Einen Beitrag leistet die Centigrade GmbH mit ihrem Virtual-Reality-Setup. Diese Anwendung zeigt anhand des Beispieles der Festo AG, wie Schichtführer in Werkshallen von AR-Datenbrillen profitieren können.

Bild: Centigrade GmbH

Ein Schichtführer steht in einer großen Maschinenhalle und überwacht die Produktion. Von seinem Standpunkt aus kann er die gesamte Halle überblicken. Anstatt eines Laptops oder eines Tablets trägt er eine Brille, die es ihm ermöglicht, die Maschinen zu überwachen. Lässt er seinen Blick auf einer der Maschinen ruhen, so öffnet sich in seinem Sichtfeld ein Fenster, das die wichtigsten Informationen zum aktuellen Status der Maschine enthält. So kann er kontrollieren, an welchem Auftrag die Maschine gerade arbeitet, wie hoch die bereits produzierte Stückzahl ist und ob alle Werkzeuge fehlerfrei funktionieren. Wendet der Schichtführer seinen Blick von der Maschine ab, verschwindet das Fenster wieder und er kann sich erneut frei in der Halle umschauen.

Potenziale von Augmented Reality

Eine derartige Vision ist mit dem heutigen Stand der Technik noch nicht ohne Abstriche umsetzbar. Der schnelle Fortschritt bei der Entwicklung von Datenbrillen lässt dennoch bei den klassischen Industrien immer mehr Interesse an den neuen Möglichkeiten aufkommen. Neben dem immersiven Eintauchen in komplett digitale Welten (Virtual Reality) ist auch gerade das Überlagern real vorhandener Objekte mit digitalen Informationen (Augmented Reality) reizvoll. Mitarbeiter können durch die Technologie – von der Planung über die Produktion, Logistik, Wartung und Reparatur – entlang des gesamten Produktlebenszyklus unterstützt werden.

Eine Technologie vor ihrer Zeit

Doch wie lässt sich bereits heute auf die Verwirklichung dieser Visionen hinwirken? Die Centigrade GmbH hat gemeinsam mit der Festo AG & Co. KG daran gearbeitet, die Potenziale von Virtual Reality (VR) und AR aus Sicht der Anwender zu ermitteln und die Ergebnisse in der DeepSight-Studie aufgearbeitet. Das Setup stellt Nutzern auf vier Quadratmetern Fläche mittels VR-Brille eine 1.000 Quadratmeter große Maschinenhalle von Festo in Sankt Ingbert dar und erlaubt ihnen, beispielhaft in der Produktion auftretende Probleme per Fernwartung zu lösen.

Die Fabrikhalle in VR

Für die Entwicklung des Schichtführer-Arbeitsplatzes mussten von Grund auf neue Interaktionsparadigmen für die Arbeit mit einer AR-Brille erarbeitet werden. Dafür haben die Entwickler die Fabrik inklusive der AR-Elemente vollständig in einer VR-Umgebung simuliert. So konnte der Effekt erreicht werden, bei dem Nutzer tatsächlich das Gefühl haben, mit einer realen Maschinenhalle zu interagieren.

360°-Videos statt 3D-Modelle

Damit sich der Nutzer in der virtuellen Umgebung präsent fühlt, war es für die Deepsight-Anwendung wichtig, dass die Maschinenhalle und alles, was darin vor sich geht, möglichst real wirkte. Aus diesem Grund wurde für das Projekt anstelle der üblichen 3D-Modelle ein stereoskopischer Realfilm mittels zweier 360°-Kameras aufgenommen. Durch die leicht versetzte Position der Kameras wurde sichergestellt, dass der Nutzer auch tatsächlich eine räumliche Wahrnehmung innerhalb des Setups hat. Zusätzlich wurde eine Tonaufnahme erstellt, um die Geräuschkulisse in der Anwendung wiedergeben zu können.

Arbeit mit realen Daten

Für die Entwicklung des AR-Interaktionskonzeptes und der Bedienoberfläche stellte Festo reale Daten zu Aufträgen der einzelnen Maschinen zur Verfügung. Diese Daten wurden als AR-Elemente gestaltet und sollen dem Nutzer einen Überblick über die aktuell laufende Produktion ermöglichen, wenn dieser seinen Blick auf eine Maschine richtet. Die AR-Elemente sind somit als Overlay direkt in der Maschinenhalle zu sehen.

Fehler intuitiv beheben

Um den Benutzern eine einfache Interaktion zu ermöglichen, kommt zusätzlich zur VR-Brille ein Controller zum Einsatz. Per Knopfdruck gelangt in die in die Detailansicht einer Maschine. Auf diese Weise lassen sich Maschinen ausschalten oder ein Werkzeug aussortieren. Für das Deepsight-Projekt wurde ein Fehler am Werkzeug einer Maschine simuliert. Zu einer visuellen Fehlermeldung in Form eines Warndreiecks wird gleichzeitig ein Warnton abgespielt. Durch das Ausschalten der betroffenen Maschine oder das Aussortieren des fehlerhaften Werkzeuges lässt sich der Fehler intuitiv beheben.

Tägliche Arbeit verbessern

Das Projekt zeigte das Potenzial von AR-Interaktionskonzepten auf, um die tägliche Arbeit in der Industrie zu vereinfachen. Virtuelle Overlays lassen sich in die reale Umgebung integrieren und können so bei neuen, aber auch bestehenden Arbeitsabläufen das Verständnis verbessern. Diese Erkenntnisse verdeutlichen, dass die Fabrik der Zukunft durch den Einsatz von AR-Brillen stark profitieren kann.

Bild: Centigrade GmbH

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