5 Schritte zum optimalen Einsatz von Datenbrillen: So finden Sie auch für Ihre Intralogistik und Produktion das richtige Wearable.

5 Schritte zum optimalen Einsatz von Datenbrillen: So finden Sie auch für Ihre Intralogistik und Produktion das richtige Wearable. - Bild: Ubimax

Wearable Computing boomt. Am Körper getragene Computer, Smart Watches und Datenbrillen (Head-Mounted Displays, HMD) sind heute leistungsfähig genug, um sie im Produktions- und Logistikumfeld einzusetzen. Um die Einführung der Datenbrillen-Technologie im Unternehmen erfolgreich zu realisieren, hat sich ein strukturiertes Vorgehen mit fünf Phasen bewährt, wie Frank Lampe von Ubimax anhand der oben aufgezeigten fünf Schritte darstellt.

Phase 1: Planung

Zunächst sollten Unternehmen geeignete Szenarien beziehungsweise erfolgversprechende Use Cases für Wearable Computing und HMDs identifizieren. Wo können sie die Brillen einsetzen, was bringt es und welche Unterstützung erhalten Mitarbeiter dadurch? Hier beraten spezialisierte Unternehmen, zum Beispiel in Form von ein bis drei Workshops vor Ort. Im Anschluss sollten die Projektverantwortlichen eine unternehmensspezifische Wearable-Computing-Roadmap erstellen, die den Ablauf der Einführung und der zu erreichenden Ziele skizziert.

Positive Beispiele für Smart Glasses

Dabei gehe es in der Logistik meist um Augmented Reality statt der immersiven Virtual Reality, bei der die Informationen meist um die zentrale Sichtachse eingespielt werden, um die räumliche Überlagerung von real Gesehenem und virtuellem Bild zu ermöglichen.
Positive Beispiele für den Einsatz von Datenbrillen gibt es genügend: „Wir bei Klosterfrau Berlin setzen seit 2016 auf die Pick-by-Vision-Lösung von Picavi für die Produktionsversorgung. Für unser langfristiges Ziel, den Materialfluss komplett zu digitalisieren, ist die Datenbrille ein elementar wichtiges Arbeitsmittel geworden – und wird es weiter sein“, erklärt Maik Wunderlich, stellvertretender Leiter Logistik bei Klosterfrau Berlin.

Phase 2: Auswahl der Hardware

Jetzt geht es um die Auswahl der geeigneten Hardware für die gewählten Szenarien. HMDs lassen sich in vier Klassen einteilen: Man unterscheidet zwischen monokularen und binokularen sowie see-through und non-see-through HMDs. Die Auswahl des jeweils ‚besten‘ Typs ist abhängig von der jeweiligen Applikation und dem zu unterstützenden Arbeitsplatz. Obwohl es grundsätzlich ‚bessere‘ und ‚schlechtere‘ HMDs für ein gewähltes Anwendungsszenario gibt, gilt esm, das am besten geeignete HMD anhand des konkreten Anwendungsszenarios durch eine Kosten- und Nutzenanalyse zu bewerten.

Freie Hände wegen Augmented Reality Brille

Der Werker habe die Hände frei und könne sich auf seine eigentliche logistische Aufgabe, das Picken, konzentrieren. „Er wird mittels des klar strukturierten Interfaces auf dem Display visuell durch seinen Auftrag geführt. Damit sinkt die Fehlerquote deutlich, fast gen Null, und wir sind auch bei der Durchführung der Kommissionieraufgaben zügiger unterwegs. Beim Picken von Kleinteilen können wir im Vergleich zur Vorgängerlösung eine Zeitersparnis von bis zu 30 Prozent durch die Datenbrille konstatieren“, fügt Wunderlich hinzu. Zuvor seien MDE-Geräte im Einsatz gewesen. „Je digitaler das Lager wird, desto mehr Einsatzmöglichkeiten sollten künftig entstehen. Davon bin ich überzeugt, vor allem wenn wir die mit der Brille gewonnenen Daten zu unseren bisherigen Abläufen zielgerichtet nutzen und uns fragen, was verbessert werden kann“, so Wunderlich.

Dynamische Lagersysteme durch AR-Brille

Was notwendig ist, ein Wearable einzusetzen, erklärt auch Johanna Bellenberg von Picavi: „Einfach gesagt: Ein stabiles WLAN im Lager und ein funktionierendes Lagerverwaltungssystem reichen bereits aus, um uns bezüglich des Einsatzes der Datenbrille zu kontaktieren. Um die Einbindung der Brille in bestehende intralogistische Kommissionierprozesse kümmern wir uns projektspezifisch. Wir verfügen bereits über eine Vielzahl von Standardschnittstellen, die ohne Mid­dle­ware zwischen der Pick-by-Vision-Software und der Lager-IT des Auftraggebers agieren. Bei Bedarf programmieren wir eine solche Verbindung jedoch auch neu.“

Immer am richtigen Ort dank Smart Glasses

Bellenberg sieht Einsatzmöglichkeiten für die Pick-by-Vision-Lösung entlang der gesamten Supply Chain sowie Vorteile in Sachen Effizienz und Fehlerminimierung. „Produktivitätssteigerungen von bis zu 40 Prozent – je nach Vorgängersystem – bei der Kommissionierung in der Intralogistik überzeugen in vielen Lagerprozessen, sei es beim Warenein- und -ausgang, der Produktionsversorgung oder der Inventur.“
Doch ein wichtiges Thema beim Einsatz von Datenbrillen ist auch die Ergonomie, wie Uwe Vogel vom Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP klarstellt: „Da haben durchaus die meisten – um nicht zu sagen alle – die auf dem Markt sind, durchaus noch verschiedene Defizite. Bei der Holo Lens sind die Nachteile das hohe Gewicht und die Größe. Der Grund liegt darin, weil der Nutzer ja mit der Datenbrille interagieren muss. Dann kann das Volumen, also die Form, noch nachteilig sein sowie bei manchen Brillen die Kabelgebundenheit.“

Phase 3: Auswahl der Software

Die beste Datenbrille ist nutzlos ohne die passende lokale Software. Auch bei der Wahl eines Anbieters für spezifische Softwarelösungen für HMDs und Wearable Computer müssen Unternehmen den für ihre Anforderungen passenden Partner finden. Auch die Entscheidung, ob sie ein On-Premise- oder ein Cloud-basiertes Modell bevorzugen, wird meist in dieser Phase getroffen. Nur so können Anbieter ein Angebot erstellen und den nächsten Schritt – das Pilotprojekt – einläuten.

Kompakt und passend für's Auge

Bei den Kabellosen sei typischerweise auch die Akkulaufzeit ein ganz wichtiges Thema, da sie häufig nicht für eine Schicht von acht Stunden ausreiche – was bei Industrieanwendungen hingegen notwendig sei.
Wichtig für die Ergonomie sei auch das ‚field of view‘. „Das ist der Winkelbereich, der von dem virtuellen Bild abgedeckt wird. Dazu ist bei den Durchsichtbrillen zu beachten, ob nicht auch das reale Sichtfeld eingeschränkt wird. Das reale Sichtfeld liegt bei etwa 175 Grad horizontal und 150 Grad vertikal. Das virtuelle Sichtfeld ist vergleichsweise gering und liegt bei den Datenbrillen bei circa 9 bis 30 Grad“, erklärt Vogel.

Hohe Akzeptanz in der Logistik

Bellenberg ist der Meinung, dass jeder Mitarbeiter mit Smart Glasses arbeiten könne, „einige Werker vergessen teilweise auch das Abnehmen der extrem leichten Datenbrille in der Mittagspause, weil sie sich so sehr an diese gewöhnt haben. Nicht nur Millennials können mit der einfach zu bedienenden Technik umgehen, wir haben auch Kunden, bei denen in Teilzeit beschäftigte Senioren mit der Datenbrille arbeiten und damit keine Schwierigkeiten haben.“

Phase 4: Pilotprojekt

Nun werden die betroffenen Mitarbeiter und der Betriebsrat informiert und involviert. Hierbei sollten Unternehmen transparent kommunizieren und Vorteile darstellen sowie auf mögliche Bedenken eingehen. Anschließend gilt es, Key-User für das Pilotprojekt zu gewinnen und die ausgewählten AR-Workflows für die Datenbrillen zu konfigurieren. Auch eine Integration in die bestehende IT-Systeme (WMS, ERP, EWS, PMS) sollte jetzt erfolgen. Zum Abschluss wird das Pilotprojekt durchgeführt und inklusive der Berechnung des ROI bzw. der Amortisationsdauer evaluiert.

Vereinfachtes Kommissionieren

Doch braucht es eine Mindestgröße von Unternehmen beziehungsweise Mindestmenge von Teilen, die bewegt werden müssen, damit sich Wearables rentieren? Dazu Bellenberg: „Klar ist, dass der sogenannte Return on Investment schneller erreicht wird, je mehr Lagerbewegungen vorherrschen und kleinere Unternehmen oft in Sachen IT-Infrastruktur noch weiter in Vorleistung gehen müssen. Aber wir hören uns natürlich – gerade in Zeiten, in denen die Datenbrille aufgrund ihrer hohen Akzeptanz zur Anwerbung von neuen Werkern durch die Intralogistiker als eine Art von ‚Lockmittel‘ genutzt wird – alle Anfragen an und schauen gemeinsam mit den Interessenten, wann ein Projekt für beide Seiten Sinn ergibt.“

Optimierte Lagertechnik und Lagersysteme

Dennoch ist das Einsatzgebiet von Datenbrillen für das jeweilige Modell entscheidend, wie Vogel erläutert: „Wenn es nur um Zusatzinformationen geht, ist ein relativ kleines und leichtes Modul vorstellbar, dass man beispielsweise einfach an einen Helm oder eine Kappe anstecken kann.“ Künftig sei vielleicht sogar ein Anstecken an eine normale Brille oder auch Integrieren in eine normale Schutzbrille möglich.

„Denn einerseits wollen Nutzer sehr kleine Displays haben, die sich beispielsweise in einer Arbeitsschutzbrille integrieren lassen. Andererseits benötigen die Anwender neben dem Display auch noch Optik, Elektronik, Batterie sowie ein drahtloses Interface. Es ist auch potenziell möglich, so etwas in den Nasenbügel einer Arbeitsschutzbrille zu integrieren“, so Vogel.

Entwicklung zugunsten weniger Stromverbrauch

Extrem wichtig sei aber vor allem der Stromverbrauch. Das Mikro-Display sei die zentrale Bildquelle und auch Lichtquelle für die Projektion. Die typischen heutigen Mikrodisplays brauchten 100 Milliwatt bis mitunter ein Watt. Dabei handele es sich nur um das Display, da sei noch kein Stromverbrauch für Elektronik oder Bluetooth enthalten. „Setzt man das von der Kapazität der heutigen Akkus in Relation, dann erreicht man keine Laufzeiten von acht Stunden“, verdeutlicht Vogel.

Für geringeren Stromverbrauch böte das FEP bereits eine Lösung, wie Vogel darstellt: „Wir haben ein Display entwickelt, das lediglich ein Milliwatt benötigt, was einer um den Faktor 100 geringeren Leistungsaufnahme entspricht. Das ist für industrielle Anwendungen wie in der Produktionslogistik extrem wichtig, in der beispielsweise der Kommissionierer einen Barcode scannt, was dem Träger unmittelbar in der Datenbrille angezeigt wird.“

Phase 5: Produktiver Einsatz

Ein positives Ergebnis des Pilotprojekts vorausgesetzt, erfolgt in dieser Phase der Rollout und die Implementierung der Lösung sowie das Training der weiteren Mitarbeiter. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Faktor, um die Zufriedenheit und Akzeptanz der neuen Lösung zu garantieren. Die Sicherstellung des reibungslosen Betriebes erfolgt ab jetzt durch einen kontinuierlichen Service & Support des Anbieters, der im Bedarfsfall auch noch ‚nachjustieren‘ kann.

Ergonomie für den Nutzer von Smart Glasses

Demnach gebe es durchaus noch größere Herausforderungen zur Verbesserung von Datenbrillen, wie auch Bellenberg darstellt: „Wir als Picavi sind nicht die Hersteller von Smartglasses, sondern schlauen diese für die Anwendung in der Intralogistik auf. Um jenen Limitierungen zu begegnen, denen Datenbrillen zum Teil noch unterliegen, haben wir ein sogenanntes ‚Ökoysystem‘ rund um unsere Pick-by-Vision-Lösung entwickelt. Damit konnte beispielsweise durch den Picavi Power Control, ein Akku- und Bedienelement in einem, die Betriebsdauer der Datenbrille über die normale Länge einer Werkerschicht hinaus verlängert werden.“ Das Unternehmen habe ebenfalls eine Vielzahl von Eingabeoptionen geschaffen, sodass der Datenbrillennutzer je nach Auftrag seine Befehle auf einfache und ergonomische Weise an die Brille und die dahinter liegende IT übermitteln könne.

"Die Datenbrille von morgen sollte über eine variable, anpassbare Fokusebene verfügen. Das ist bis heute nicht der Fall", sagt Uwe Vogel, Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik, FEP

Für's Auge optimiert

Deutliches Verbesserungspotenzial sieht Vogel noch in der Fokus­ebene des virtuellen Bildes. Denn das virtuelle Bild liege immer in einer fixen Fokusebene. Schaue man hingegen ‚real‘, so blicke man ständig in verschiedenen Fokus­ebenen – denn beim Nah- und Fernschauen passten sich Linse und Augenstellung ständig an. Das ändere sich permanent. „Bei unserem System liegt die Fokus­ebene bei 75 Zentimetern – also einer Armlänge, was für Industrieanwendungen typisch ist“, führt Vogel aus.
Laut Vogel sollen die Smart Glasses von morgen über eine variable, anpassbare Fokusebene verfügen. Demnach sei es egal, wo der Blick hingehe, denn der Nutzer sehe die überlagerte Information auch in der realen Welt beziehungsweise genau in dieser Ebene scharf. Das sei bis heute noch nicht der Fall. „Es gibt lediglich sogenannte Lichtfelddisplays, die von Haus aus mehrere Fokusebenen bieten – je nachdem, wo ich hinschaue. Dabei merke ich gar nicht, auf welche Fokusebene mein Blick geht. Dafür benötigt man aber sehr lichtstarke Displays, was den Stromverbrauch allerdings erhöht,“ beschreibt Vogel.

„Je digitaler das Lager wird, desto mehr Einsatzmöglichkeiten sollten künftig entstehen. Davon bin ich überzeugt, vor allem wenn wir die mit der Brille gewonnenen Daten zu unseren bisherigen Abläufen zielgerichtet nutzen und uns fragen, was verbessert werden kann“, sagt Maik Wunderlich, stellvertretender Leiter Logistik bei Klosterfrau Berlin.

System für die Logistik unerlässlich

Eine große Herausforderung sei zudem noch die Kombination des Displays mit der Optik. Diese sei in Relation groß und schwer. Man habe ja typischerweise mehrere Linsen oder Prismen, was für das Gesamtsystem einen gewissen Formfaktor bewirke – sprich mehr Volumen und Gewicht. Dazu Vogel: „Da gibt es durchaus Innovationen. So haben wir erst kürzlich unser Display in Kombination mit der Optik einer koreanischen Firma gezeigt, die eine Lösung hervorbringt, die wie eine normale Brille aussieht. Die Optik ist sehr effizient, sodass keine großen Helligkeitsverluste beim Display dazukommen, was sich wiederum günstig auf den Stromverbrauch auswirkt.“

Ob Lift oder Lagerlift: Steuerung durch AR-Brille wichtig

Seitens Picavi meint Bellenberg, dass die Smart Glasses der Zukunft trotz der rasant voranschreitenden Digitalisierung den heutigen Modellen ähneln werde – auch wenn da von den Smartglasses-Her­stellern sicher auch Fortschritte bei Betriebsdauer, Gewicht, Displayschärfe, Design und anderen Faktoren zu erwarten seien. „Nichtsdestotrotz versuchen wir, die Anwendung selbst zu optimieren. Dazu stehen wir auch in einem engen Kontakt mit der X.Company, von Google gegründet und Hersteller der Glass Enterprise“, gibt Bellenberg zu verstehen.

Ranking: Die größten Fabriken der Welt

Mit einer Fläche von bis zu 6,5 Millionen Quadratmetern sind die größten Werke der Welt so groß wie eine Kleinstadt. Von Samsung bis Volkswagen - wir haben ein Ranking der 10 größten Fabriken zusammengestellt. Zum Ranking.