AR- und VR-Assistenzsysteme

„Diese Technologien eröffnen große Optimierungspotenziale“

Computergestützte Assistenzsysteme können dabei helfen, die stark zunehmende Digitalisierung der Arbeitsprozesse zu bewältigen und die Mitarbeiter individuell im Produktionsumfeld unterstützen. Prof. Dr. Dr. Carsten Röcker, Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo, über den Nutzen von AR und VR in produzierenden Unternehmen.

Herr Prof. Dr. Röcker, die zunehmende Komplexität der Arbeitsinhalte, die steigende Digitalisierung der Arbeitsprozesse und die Vielfalt von technischen Systemen in der industriellen Produktion stellen viele Unternehmen vor große Herausforderungen. Wie und wo können Augmented Reality (AR) oder Virtual Reality (VR) in produzierenden Unternehmen Unterstützung bieten?

Prof. Dr. Dr. Carsten Röcker, Fraunhofer IOSB-INA: „Intelligente Assistenzsysteme eröffnen große Optimierungspotenziale und tragen langfristig zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit bei.“ Foto: IOSB-INA

Prof. Carsten Röcker: Industriebetriebe suchen vermehrt nach innovativen Lösungen, um ihre Mitarbeiter erfolgreich begleiten zu können. Dank computergestützter Assistenzsysteme auf AR- oder VR-Basis können viele dieser Herausforderungen bewältigt werden. Durch den Einsatz dieser Technologien ergibt sich eine geringere Einarbeitungszeit, eine Reduktion der Fehlerrate, eine Steigerung der Ausbildungsqualität sowie eine gesteigerte Flexibilität der Mitarbeiter. Assistenzsysteme auf Basis von AR- und VR-Technologien bieten hier besonders große Potenziale, indem der reale Arbeitsplatz mit virtuellen Informationen angereichert oder komplett in eine virtuelle Welt umgewandelt wird.

Bisher sind aber nur wenige Arbeitsplätze für die virtuelle Welt gerüstet, oder?

Prof. Carsten Röcker: In der Tat, aus diesem Grund haben wir die XTEND-Plattform entwickelt, die den AR- und VR-Einsatz in produzierenden Unternehmen ermöglicht. Die Plattform kombiniert die Vorteile verschiedener Ein- und Ausgabesysteme und bietet ein modulares Assistenzsystem zur Unterstützung unterschiedlicher industrieller Tätigkeiten an.

Wo genau liegen die Vorteile der Plattform?

Prof. Carsten Röcker: XTEND erweitert die physische Arbeitsumgebung des Anwenders um prozessbezogene digitale (Zusatz-)Informationen im unmittelbaren Umfeld des Arbeitsbereichs. Wichtige Informationen beispielsweise unter Zuhilfenahme von Datenbrillen, mobiler Endgeräte oder ortsnaher Projektionen werden angeboten, ohne von der primären Arbeitsaufgabe abzulenken. Durch ihre Modularität, flexible Konfiguration und intuitive Bedienung erweitert XTEND vor allem die kognitiven und körperlichen Möglichkeiten der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und schafft so die Voraussetzung für neue Arbeitsstrukturen oder digitale Geschäftsmodelle wie zum Beispiel die Remote Maintenance.

Lassen sich die Assistenzsysteme überall im Unternehmen bzw. im Arbeitsumfeld einsetzen?

Prof. Carsten Röcker: XTEND setzt auf verschiedene innovative Assistenzfunktionen,
um die Beschäftigten in ihrem Arbeitsumfeld gezielt und möglichst effizient zu unterstützen. Hierbei können die Assistenzfunktionen, je nach Anwendungsfall, überall im Unternehmen eingesetzt werden und sind nicht an stationäre Arbeitsplätze gebunden. Je nach Nutzungskontext lassen sich durch den modularen Aufbau verschiedene Komponenten flexibel kombinieren.

Was leisten AR- und VR-Systeme z.B. in der betrieblichen Aus- und Weiterbildung? Können Sie das an einem konkreten Beispiel erklären.

Prof. Carsten Röcker: Eine beispielhafte Anwendung eines Assistenzsystems liegt im Bereich der Getriebefertigung bzw. Getriebereparatur. Getriebe werden in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt und eignen sich hervorragend zur Vermittlung der Grundlagen von Kraft und Kraftschluss für die Auszubildenden der Metall- und Elektroindustrie. Begleitet durch ein VR-/AR-basiertes Assistenzsystem können
hier projektbezogene Situationen geschaffen werden, die die Handlungskompetenz der Auszubildenden fördern und weiterentwickeln. Ein AR- oder VR-Assistenzsystem kann beispielsweise die Auszubildenden bei möglichen Verständnisproblemen unterstützen, indem es eine Vielzahl von relevanten Parametern wie zum Beispiel den Verschleiß der Bauteile mittels einer Datenbrille direkt in das Sichtfeld der Auszubildenden einblendet. Das Assistenzsystem ermöglicht so nicht nur die visuelle Darstellung von kontextbezogenen Informationen, sondern unterstützt die Auszubildenden je nach Lernkompetenz individuell beim Lösen von Aufgaben ohne Zeitrestriktionen. Dies erlaubt, neben einer Entlastung des
Ausbilders, eine deutlich gezieltere Anleitung der einzelnen Auszubildenden bei der Durchführung ausbildungsrelevanter Aufgaben. Bei Schwierigkeiten oder Unklarheiten könnten zudem theoretische Hilfefunktionen durch die Auszubildenden angefordert und auf einem jeweiligen Endgerät angezeigt werden.
Darüber hinaus könnte das System einen Teil der Kontrollaufgaben der Ausbilder übernehmen und die durchgeführten Aufgaben überprüfen. Auch hier können optische Hilfefunktionen wie zum Beispiel Videoanleitungen für die korrekte Vorgehensweise eingeblendet werden. Anschließend kann das Assistenzsystem die Aufgaben überprüfen, indem es die Ist-Maße der Aufgaben mit den vorgegebenen Soll-Maßen abgleicht und anhand vorher festgelegter Prüfungskriterien Punkte für die Zielerfüllung vergibt. Anschließend können die Auszubildenden in der Auswertungsphase ihre Ergebnisse mit dem Ausbilder diskutieren und das Level für die nächste Aufgabe festlegen.

Wie sieht Ihr Fazit aus?

Prof. Carsten Röcker: Es lässt sich festhalten, dass der Einsatz von intelligenten Assistenzsystemen im industriellen Kontext die Anwender in ihren komplexen Tätigkeiten effizient und vielfältig unterstützen kann. Aus Sicht der Unternehmen eröffnet die Nutzung solcher Technologien große Optimierungspotenziale und erlaubt durch die Entwicklung innovativer digitaler Geschäftsmodelle die langfristige Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit auf dem nationalen und internationalen Markt.

BU: Prof. Dr. Dr. Carsten Röcker, Fraunhofer IOSB-INA: „Intelligente Assistenzsysteme eröffnen große Optimierungspotenziale und tragen langfristig zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit bei.“  Foto: IOSB-INA