24. Juni 2022
4 Min.

XR meets Manufacturing

Extended Reality (XR) ist spätestens seit Facebooks großer Offenbarung unter dem Begriff Metaverse in aller Munde. Neben den propagierten virtuellen, sozialen Zusammenkünften kann XR noch viel mehr. Mit einem gezielten Einsatz profitiert auch die Manufacturing-Branche von der Technologie und erhält neben einer räumlichen Zuordnung von Diagrammen, Alarmen oder Kennzahlen neue, spannende Möglichkeiten für digitale Services.

Condition Monitoring – ist ein bekanntes Konzept aus dem Bereich des Industrial Internet of Things (IIoT). Für Unternehmen in der Manufacturing-Branche ist es häufig der erste Schritt auf dem spannenden und vielversprechenden Weg der Digitalisierung.  

Wenn die bereits erfassten Maschinendaten um ein komplementäres Dashboard ergänzt werden können, ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen für die Produktion. Gezielt eingesetzt kann ein Unternehmen damit nicht nur effizienter arbeiten, sondern auch eigene digitale Services entwickeln und sich als Plattformanbieter am Markt etablieren.

Geht man einen Schritt weiter und erweitert Condition Monitoring mithilfe von innovativer Software-Technologien, eröffnen sich neue Horizonte und Möglichkeiten.
Besonderes Augenmerk legen wir in diesem Blogbeitrag auf die Technologien, die vor allem seit der großen Ankündigung von Facebook mit der Vision des Metaversums in Verbindung gebracht werden. Die Rede ist von Extended Reality, kurz XR. 

Condition Monitoring mit AR

Bei XR handelt sich um einen Sammelbegriff für die immersiven Technologien Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR).

Beide Technologien werden in den kommenden Jahren zunehmend unseren Alltag einnehmen und ermöglichen ihren Nutzer:innen, die digitale Welt zu erfahren. Bits und Bytes werden erlebbarer, greifbarer und verschmelzen mit der physischen Welt.  

Besonders Augmented Reality bietet durch die Verschmelzung von Realität und Virtualität in Verbindung mit Condition Monitoring einen großen Mehrwert.  Die Technologie kann genutzt werden, um die zuvor erfassten Maschinendaten im Kontext der physischen Welt darzustellen: die Daten werden visuell in die Umgebung der Datenquelle platziert, sodass beteiligte Personen leicht auf die Daten zugreifen und diese schnell kognitiv verarbeiten können. Werden hierfür Datenbrillen wie die HoloLens 2 eingesetzt, haben die Nutzer:innen außerdem beide Hände frei und können sie für weitere Arbeiten nutzen.

Anders als bei einem herkömmlichen Dashboard, befinden sich die Daten nicht starr auf einem bestimmten Bildschirm, wie z.B. auf dem HMI einer Maschine (Human Machine Interface), sondern können flexibel im Sichtfeld der Nutzer:innen platziert und betrachtet werden.  

Bei der Darstellung der Daten sind dabei kaum Grenzen gesetzt. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass bei der Umsetzung insbesondere zwei Darstellungsformen von Interesse sind:

AR Übersichtsanzeige
Für einen schnellen und einfachen Überblick über den Status bzw. Zustand von Maschinen in einer Maschinenhalle werden die Zustände einzelner Maschinen so angezeigt, dass sie visuell über den Maschinen schweben und von einer erhöhten Position aus gut zu sehen sind. Die Statusanzeige umfasst dabei die von der Maschine vorgegebenen Zustände und Alarme. Hierfür wird in der Regel eine Darstellung in Form einer Ampel o.ä. gewählt.

Zusätzlich zu der übersichtlichen Darstellungsform ist die Besonderheit, dass die Statusanzeigen der einzelnen Maschinen an ihrer Position fixiert sind, wodurch den Nutzer:innen die Zuordnung zu den Maschinen erleichtert wird. 

AR Dashboard
Bei der zweiten Darstellungsform handelt es sich in der Regel um ein Dashboard, dass die Nutzer:innen für jede Maschine einzeln betrachten können. Diese werden z.B. jeweils über einen virtuellen Button aufgerufen oder lassen sich öffnen, sobald sich ein Nutzer oder eine Nutzerin auf die Maschine zubewegt. Jedes Dashboard ist dabei den einzelnen Maschinen örtlich zugeordnet und kann gesammelte Maschinendaten in Form von beliebigen Diagrammen darstellen.  

Die Vorteile für Produktionsleiter, Maschinenführer oder Techniker sind vielfältig und zahlreich. Neben bspw. einer verbesserten Ergonomie beim Einstellen von Maschinen kann vor allem Zeit gespart und Fehler minimiert werden. 

Wie Condition Monitoring bzw. eine Datenvisualisierung mittels AR aussehen kann, ist im folgenden Video zu sehen. 

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AR Condition Monitoring – Beispielanwendung. Quelle: eigene Produktion. 

Und was ist mit „alten“ Maschinen? 

Wenn man nun den Mehrwert derartiger Anwendungen erkannt hat und sich jetzt Sorgen macht, dass vorhandene Maschinen oder Anlagen „zu alt“ sind, dann kann man beruhigt sein. Denn auch ältere „Gerätschaften“ können mittels Retrofit für die digitale Zukunft fit gemacht werden. So können Sensoren auch im Nachgang angebracht und Daten gesammelt werden.

Von hier aus ist dann der Weg zu Condition Monitoring bzw. Condition Monitoring mit AR kein weiter mehr. Probieren Sie es aus, Sie werden von den technischen Möglichkeiten begeistert sein! 

Integration weiterer Funktionalitäten 

Hat man den ersten Schritt geschafft und eine Visualisierung von Daten erfolgreich mittels Augmented Reality umgesetzt, bietet sich eine Integration weiterer AR Funktionalitäten an: 

  • Remote Support bspw. hat sich bereits zu Beginn der Corona-Pandemie großflächig durchgesetzt und ermöglicht eine technische Videounterstützung aus der Ferne. Das Sichtfeld oder Kamerabild der Nutzer:innen wird hierbei von technischen Expert:innen um visuelle Annotationen ergänzt, sodass Anweisungen leicht und zielgerichtet befolgt werden können. 
  • Die Orientierung in jeder noch so großen Produktionsanlage wird mithilfe einer AR Indoor Navigation zum Kinderspiel. Hierfür wird neben einer Internetanbindung lediglich ein Smartphone, Tablet oder eine Datenbrille benötigt. Mithilfe der eingebauten Sensorik, sogenannten SLAM-Algorithmen und einer Cloud-Technologie, können Nutzer:innen bis auf wenige Zentimeter genau an ein beliebiges Ziel navigiert werden. 

Mit derartigen Funktionen lässt sich folglich auch dem fortschreitenden Fachkräftemangel innerhalb der Manufacturing-Branche entgegenwirken. Kleine Instandhaltungsteams können mit entsprechenden Anwendungen und Werkzeugen ausgestattet werden, sodass sie überall auf der Welt Unterstützung leisten oder sich schnell zurechtfinden können. 

Monetarisierung

Ein weiterer großer und wichtiger Aspekt sind die Monetarisierungsmöglichkeiten. Digitale Services sind ein wichtiger Bestandteil der Digitalisierung und machen Unternehmen langfristig wettbewerbsfähig.

So können beispielsweise Datenbrillen in Verbindung mit einer AR Condition Monitoring Software als Service für Kunden angeboten werden. Diese können je nach Bedarf zusätzliche Services bzw. Features, wie Remote Support oder Indoor Navigation, hinzu buchen und dadurch im besten Fall nicht nur Reisekosten einsparen, sondern auch bei Produktionsangelegenheiten flexibel, souverän und eigenständig handeln. 

Möglichkeiten von XR und Condition Monitoring

Die Benefits und die Möglichkeiten von Condition Monitoring mit Augmented Reality sind riesig. Die Technologie ist startklar, kann produktiv eingesetzt werden und den Shopfloor um die dritte Dimension erweitern. Doch nicht nur der Einsatz von AR hilft in der Manufacturing-Branche dem Ziel einer digitalisierten Produktion näherzukommen.

Die Verwendung von XR-Technologien öffnet neue Türen und Anwendungsfälle, die großen Einfluss auf die Art und Weise haben, wie wir in der Fertigung produzieren, lernen oder planen. So verhelfen uns AR Schritt-für-Schritt-Anleitungen, Trainings oder Produktionsplanungen in Virtual Reality zu einem effizienteren, einfacheren und schnelleren Arbeiten.

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