Gegenüber analogen Maßnahmen bieten bieten VR- und AR-Brillen in der Produktentwicklung, Reparatur und Instandhaltung mehrere Vorteile.(Bild: adobe.stock.com - Monopoloy919)
Anzeige
Als Augmented Reality (AR, unterstützte Realität) wird im Allgemeinen die Einspielung virtueller Informationen oder Bilder in das normale Sichtfeld verstanden. Das bedeutet, die Trägerin oder der Träger der Brille sieht weiterhin sein reales Umfeld, erhält bestimmte Dinge aber überlagernd eingespielt.
Bei Virtual Reality (VR, virtuelle Realität) ist vom echten Umfeld für die Träger:innen der Brille nichts mehr zu sehen. Das Sichtfeld wird komplett vom Bildschirm innerhalb der Brille eingenommen.
System-geleitete Asisstenzsysteme sind ein Must-Have der Industrie 4.0. Virtual- und Augmented-Reality-Brillen machen die Entwicklung, Präsentation und Produktion smarter. Sie lassen Ideen der Ingenieure zu einem digitalen Schaubild werden, helfen Kunden ihre Vorstellungskraft der neuen Maschine oder Anwendung zu schärfen und zeigen den nächsten Montageschritt im Display an. Entscheidend ist, welche Form von Assistenzsystemen ein Unternehmen für welche Arbeitsprozesse zur Anwendung bringt. Produktion.de hat Hersteller, Anwender und VR-Experten nach den Vorteilen der Datenbrillen gefragt.
Warum setzt die Industrie auf Virtual- und Augmented-Reality?
Anzeige
Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) sind eine unabdingbare Säule der digitalen Transformation von Produktionsunternehmen geworden. Dies füttert eine Studie des Umfrageinstituts IDG Research Services und dem Consulting-Unternehmen PTC mit validen Datensätzen. Ein zentrales Faktum der Studie zeigt, dass Unternehmen in Deutschland derzeit Virtual und Augmented Reality vor allem für die Aus- und Weiterbildung nutzen.
Wissen aus der Entwicklung und Produktion wird durch die Datenbrillen weitergegeben. Ingenieure und Monteure arbeiten sich mit der virtuellen Unterstützung schneller und effizienter in Pläne und Projekte ein. Angesichts des grassierenden Fachkräftemangels ein bedeutender Pluspunkt bei der Argumentation für den Einsatz solcher Datenbrillen.
Video: AR in der Industrie
Anzeige
Potenzial von Virtual und Augmented-Reality-Brillen
effizientere Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten
Anzeige
Zukunftstechnologien verstehen!
Die Technik entwickelt sich so schnell weiter wie noch nie. Neue Technologien halten ständig Einzug in unserem Leben. Natürlich heißt das nicht, dass alte Technologien verschwinden werden, aber die Relevanz wird sich verschieben. Welche Technologien und Konzepte wichtiger werden, was der aktuelle Stand ist und worin Chancen für die Industrie liegen, lesen Sie in unserer Rubrik "Zukunftstechnologien" - hier entlang!
So wird zum einen die Montagezeit verkürzt, da der Monteur nicht lange Stücklisten wälzen muss und zum anderen für die Fertigungsplanung nachvollzogen werden muss, wie der Fortschritt der Montage aktuell ist”, erklärt Andreas Laubsch, Leiter Außendienst bei Rauh Hydraulik. “Über unseren Augmented Support kann der Kunde uns Daten übermitteln, die für eine erste Analyse des Schadens oder des Problems oft schon hilfreich sind”. Diese Option werde zwar noch sehr wenig genutzt, “aber die Anfragen und Projekte steigen und es ist nur eine Frage der Zeit, bis sich solche Systeme durchgesetzt haben”, so Laubsch weiter.
(Bild: Rauh Hydraulik)
"So wird zum einen die Montagezeit verkürzt, da der Monteur nicht lange Stücklisten wälzen muss und zum anderen für die Fertigungsplanung nachvollzogen werden muss, wie der Fortschritt der Montage aktuell ist", sagt Andreas Laubsch.
Wie die Studie weiter offenbart, haben deutsche CEO zudem erkannt, dass Virtual und Augmented Reality die Arbeitsprozesse ihrer Mitarbeiter beschleunigen und vereinfachen können. Die visuellen Assistenzsysteme entlasten Monteure. Sie erhöhen somit die Qualifikationsanforderungen an Mensch und Maschine.
Anzeige
So helfen VR-Brillen dabei, potenzielle Planungsfehler beim Konstruieren, Anlagen-Layout oder Design von autonomen Systemgruppen sowie Fehlinvestitionen zu vermeiden. Einen weiteren Einsatz finden die Brillen, wenn der “Digitale Zwilling”, also das Daten-basierte Abbild eines Produkts, dargestellt werden soll.
Welche VR- und AR-Brillen für die Industrie gibt es?
Bei der Verwendung von Datenbrillen als VR- oder AR-Brille muss zwischen der Hardware und Software unterschieden werden. So gibt es quantitativ mehr Softwareanbieter, deren Lösungen für die verschiedenen Brillen konzipiert wurden. In diesem Beitrag soll es jedoch primär um die Hardware-Komponenten in der virtuellen und erweiterten Realität gehen.
Anzeige
Hervorzuheben gelten hierbei die Hersteller Microsoft, HTC, RealWear und Vuzix als einige der wichtigen Marktführer. Klicken Sie sich durch die Bildergalerie und erfahren Sie mehr über die Features von industriell genutzten VR- und AR-Brillen.
Diese AR- und VR-Brillen werden eingesetzt
Die All-in-One Vive Focus 3 bietet ein Handtracking mit 26 Messpunkten an - sodass die Controller auch bequem zur Seite gelegt werden können. Die integrierte Handgestenerkennung ermöglicht benutzerdefinierte Aktionen in den VR-Anwendungen. Sie besitzt eine 5k-Auflösung und ein 120°-Sichtfeld. Mit dem aktiven Kühlmechanismus und dem thermisch optimierten Akku behalten Anwender immer einen kühlen Kopf. Der Einstellbereich für IPD (inter-pupillary distance, deutsch: Pupillenabstand) von 57 bis 72 mm bietet die passende Einstellung für jeden Mitarbeiter. Das energieeffiziente Design ermöglicht bis zu zweistündigem Dauerbetrieb. Schnelles Aufladen bis zu 50 Prozent Leistung in nur 30 Minuten. Der Akku lässt sich austauschen. Die Vive Focus 3 aus dem Hause HTC kostet in der Basisversion 1.180 Euro.(Bild: vive.com / HTC Corporation)
Die HoloLens 2 von Microsoft ist eine klassische Mixed-Reality-Datenbrille, die die Realität um virtuelle dreidimensionale Elemente erweitert. Dies geschieht durch die Integration Elemente in das Sichtfeld des Anwenders integriert. So lassen sich Objekte beliebig platzieren und bleiben dank räumlicher Verankerung immer an ihrer ursprünglichen Stelle. Die Kamera des Head-Mounted Displays (HMD) ist mittig angeordnet. Somit deckt sich die Sicht des Experten somit nahezu mit derjenigen des Mitarbeiters vor Ort. Nutzer steuern die Datenbrille durch Sprachbefehle, sodass beide Hände frei bleiben, um an der Maschine bleiben. Außerdem lässt sich die Datenbrille auch mit Gesten steuern. Mit der HoloLens 2 kann sich das Remote-Team leicht vernetzen. Die Mitarbeiter arbeiten auf einer holografischen, in ihrer physischen Umgebung überlagerten Leinwand, um Probleme gemeinsam zu lösen. Die HoloLens 2 ist ab 3.849 Euro erhältlich. In der Industrie-Version kostet sie bereits 5.049 Euro. Mit speziellem Schutzhelm (Trimble XR10) ist sie preislich auf Anfrage bei Microsoft im Angebot.(Bild: Microsoft HoloLens)
Die Vuzik ist die erste Smart Glasses mit dem Vuzix-Waveguide, der die Lichtquelle dorthin lenkt, wo der Anwender der Brille sie im Blickfeld haben will. Sie besitzt flexible Eingabemöglichkeiten mit Tasten, Sprachsteuerung und Wischpad. Im Lieferumfang sind die M4000 Smart Glasses, ein 750 mAh IP67-zertifizierten USB-C-Akku mit 3-stufiger LED-Anzeige, ein Lade- und Anzeigekabel, eine Schutzbrille, einen zusätzlichen Waveguide, ein getöntes Glaszubehör, eine Schnellstartanleitung und einem robustes Etui enthalten. Die Vuzik M4000 Smart Glasses kommt mit einer USB-C-Powerbank mit verlängerter Lebensdauer (3350mAh), einem Lade- und Anzeigekabel, einer Schutzbrille, einem zusätzlichen Waveguide, getönten Gläsern, einer Schnellstartanleitung und einem robustem Etui. Mit dem 28°-großen Sichtfeld haben Anwender alles im Blick. Eine erhöhte Rechenleistung mit einem 8 Core 2.52Ghz Qualcomm XR1 Prozessor visualisiert und verarbeitet alle Industriedaten Nutzer-konform.(Bild: facebook.com/Vuzik)
Auch in Österreich werden innovative Datenbrillen für die Industrie entwickelt. RealWare hat mit Barcotec ein neues Topmodell auf den Markt gebracht. Die RealWare Navigator 5000 folgt dem Head Mounted Tablets HMT-1 nach. Sie präsentiert sich mit weniger Gewicht, einem schnelleren Prozessor, einer 48 MP Kamera und modularen Komponenten. Für die Geräuschunterdrückung in lauter Maschinenumgebung besitzt die Brille mehrere Mikrofone die bei zu lauten Nebengeräuschen aktiv die Umgebungslautstärke herunterregeln. Die Anzeige lässt sich über ein flexibel einstellbares Micro-Display einstellen, das einem etwa 7 Zoll großen Bildschirm entspricht. Die 48-MP-Kamera macht hochauflösende Fotoaufnahmen und ermöglicht Echtzeit-Video-Chat in Full-HD. Die Navigator 5000 ist für die Schutzklasse IP66 zertifiziert, staubdicht, strahlwassergeschützt und stoßfest. Android 11 bietet eine sichere technische Umgebung für vielfältige Softwarelösungen. Der Preis ist bei Barcotec auf Anfrage erhältlich.(Bild: Barcotec)
Wie sieht die Zukunft mit VR- und AR-Brillen in der Industrie aus?
Anzeige
„Unsere Kunden sollen die Möglichkeit haben, von einfachen Mixed-Reality-Anwendungen zu profitieren – ohne dass sie dafür Programmierkenntnisse benötigen“, wie Felix Meißgeier, Managing Director und Co-Founder von Viscopic betont. „Auf der Microsoft-Mixed-Reality-Plattform basierend haben wir Viscopic Pins entwickelt.“ Dies ist eine Softwareanwendung, mit der Kunden Augmented-Reality-Anleitungen erstellen. In den Bereichen Produktion, Wartung, Reparatur, Installation oder für Schulungszwecke kann die Software punkten.
Die „Out-of-the-box-Software“ erlaubt es Unternehmen, aus 3D-CAD-Daten interaktive 3D-Animationen oder Simulationen zu erstellen, wie zum Beispiel Arbeitsanleitungen für bestimmte Industrieanlagen oder die Darstellung von standardisierten Prozessen. Über die Hardware Microsoft HoloLens können diese Informationen dann punktgenau auf reale Objekte projiziert werden. Auch der Automobilhersteller Audi baut auf die Anwendung von Viscopic, um eine virtuelle Lernumgebung zur Qualitätsprüfung seiner Fahrzeuge zu schaffen.
Thomas Immich, Managing Director und Head of UX Services beim User-Experience-Experten Centigrade sieht aus seiner Erfahrung die Vorteile nicht alleine bei den physischen Datenbrillen: “Bei einem großen Industriekunden, der automated guided vehicles einsetzt, haben wir eine Lösung gefunden, die auf die klassischen Datenbrillen verzichtet. Der sogenannte Magic-Lense-Effekt filmt die entsprechende Transportbox. Das Kamerabild wird hierzu in einem Monitor gezeigt und mit Overlays visualisiert.”
Die User-Experience-Profis von Centigrade haben es in diesem Fall geschafft, die Transportbox, die physisch neben dem Mitarbeiter steht, mit virtuellen Overlays zu featuren. “Dieser Effekt ist total pragmatisch, weil der Anwender keine Brille mehr braucht”, sagt Immich. Weitere positive Merkmale: sie ist kostengünstig und schafft leicht Orientierung für den Anwender. “Zudem bieten wir unseren Kunden die Möglichkeit der Projektion an, die ebenfalls kostengünstiger und pragmatischer als VR- oder AR-Brillen ist.”
So habe die Projektion den Vorteil, dass der Bediener an der Maschine nur das Kabel, die Leitung oder den Schalter wartet, der ihm durch die Projektion schnell angezeigt wird. Hierfür benötige der Unternehmer lediglich einen Projektor, der über seiner Maschine hängt. So leitet dieser auf jedes Bauteil, das Schritt-für-Schritt, in der richtigen Reihenfolge also, ausgetauscht, bzw. gewartet werden soll.
(Bild: Centigrade)
"Bei einem großen Industriekunden, der AGV einsetzt, haben wir eine Lösung gefunden, die auf die klassischen Datenbrillen verzichtet", sagt Thomas Immich.
Egal, ob Anwender im industriellen Segment mit Smart Glasses, dem Magic-Lense-Effekt oder Projektion arbeiten. Der Anwendungsfall in Kombination mit der passenden UX entscheidet über die Werkzeuge. Der nächste Schritt für die Forschung und Entwicklung besteht darin, Virtual- und Augmented-Reality-Lösungen um KI-Funktionen zu erweitern. Doch eines ist sicher: Der Mensch bleibt nach wie vor der spiritus rector der Anwendungsfälle. Weder eine AR-Lösung noch ein KI-Algorithmus können ihn in naher Zukunft ersetzen.
überarbeitet von Dietmar Poll
Dossier Klimaneutrale Industrie - hier zum Download
(Bild: mi connect)
Entdecken Sie, wie Sie den steigenden Energiekosten entkommen und gleichzeitig Ihr Unternehmen klimaneutral für die Zukunft aufstellen. Wie das geht, ist in dem Dossier Klimaneutrale Industrie verständlich erklärt. Hier gelangen Sie zur Leseprobe. Weitere Informationen und den Link zum Download der Studie gibt es hier.
Das erwartet Sie:
Wirtschaftliche Vorteile eines klimaneutralen Unternehmens
Welche pragmatischen Lösungen es für die Reduzierung von CO2-Emissionen gibt
Wie Sie an die richtigen Fördertöpfe kommen
Experteninterviews mit Tipps aus der täglichen Praxis und gezielten Lösungsstrategien zu Fragen wie „Was will ich erreichen, was kann ich erreichen und wo fange ich überhaupt an?“
