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Augmented- und Virtual Reality machen Produktion greifbar, bevor sie entsteht

Fertigung und Produktion neu gedacht
Augmented- und Virtual Reality machen Produktion greifbar, bevor sie entsteht

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Der Einsatz von Augmented- und Virtual Reality unterstützt Maschinen- und Anlagenbauer sowie deren Kunden in der Fertigungsplanung. Bild: zapp2photo/stock.adobe.com
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Für den reibungslosen Aufbau einer Produktionslandschaft und die Herstellung neuer Produkte, ist die Planung der Produktion ein entscheidender Erfolgsfaktor. Da der zu gestaltende Produktionsprozess, ebenso wie das Produkt komplexer werden, sind unter anderem neue IT-Werkzeuge notwendig, die diese Komplexität abbilden können.

Torsten Fell
Leiter Institute for Immersive Learning und freier Journalist in Werdum

Neue digitale Tools müssen für Mitarbeiter beherrschbar bleiben. Dabei ist eine intuitive Bedienung genauso wichtig wie das Beachten nötiger Sicherheitsaspekte oder die effiziente Herstellung und die damit verbundene Kostenoptimierung. Insbesondere in Zeiten steigender Vernetzung und der vermehrten Nutzung von Industrie 4.0-Komponeten, ist die Simulation und die virtuelle Integration vom Internet der Dinge (IoT) spannend.

Durch Virtual- und Augmented Reality (AR und VR) ist es heute möglich, den neuen Produktionsbereich oder gar eine ganze Industrieanlage virtuell zu begehen und bereits im Vorfeld zu optimieren. Die Produktionsabläufe, Platzverhältnisse und das äußere Erscheinungsbild können so schon in der Planungsphase reell erfahren und angepasst werden. Zudem können Sicherheitsprozesse trainiert und effizienter gestaltet werden. Auch werden Onboarding und Inbetriebnahme über 3D-Modelle schneller realisiert. Darüber hinaus können die gewonnenen Modelle im laufenden Betrieb als Basis für Wartung und Support oder auch den Vertrieb genutzt werden.

Fertigungsplanung und Kernprozesse optimieren

Durch den Einsatz von VR und AR werden die Maschinen, die in Zukunft in der Halle stehen sollen, bereits im Vorfeld sinnvoll angeordnet und platziert, Türen können geöffnet sowie getrennte Produktionsbereiche eingerichtet werden und das ganze über verschiedene Ebenen hinweg. Zukünftige Arbeitsabläufe werden auf diese Weise optimiert und prozessoptimierte Anlagen sowie Maschinen werden konstruiert. Hinzu kommt, dass auch Sicherheitsmaßnahmen, wie Arbeits-, Umwelt- oder Brandschutz, miteinbezogen werden, indem man die Lagerflächen und die Transport- bzw. Fahr- und Fluchtwege einplant. Zudem binden Unternehmen schon im Vorfeld Schaltschränke, Kabelwege, Rohrleitungen und Lüftungssystemen unter Berücksichtigung des optimalen Zugangs für Wartungs- und Support-Prozesse in die Planung ein. So werden auch Fehlerquellen eliminiert und zusätzliche Kosten verringert. Durch den Einsatz von VR können bereits existierende Fertigungsanlagen optimiert oder neue geplant werden. Zudem können die Anlagen auf Grundlage von verschiedenen Varianten diskutiert und entsprechend angepasst werden.

Wenn alles geplant ist, testen unterschiedliche Abteilungen die Planung auf Herz und Nieren. So kann beispielsweise die Betriebsfeuerwehr den Ernstfall proben, indem sie Notfallszenarien simuliert. Auch kann die Inbetriebnahme der Anlagen – zum Beispiel der Zugang zum Bedienpult und Elemente der Wartung, auf die optimale Anordnung geprüft werden. Virtual Reality unterstützt Unternehmen auf diese Weise bei Entscheidungsfindungen.

Kunde kann die Produktion schon in der Planungsphase begehen

Indem Maschinen- und Anlagenbauer VR und AR in der Fertigungsplanung einsetzen, können sie ihre Kundenberatung professionalisieren. Der Kunde kann die Anordnung seiner Maschinen und die dazugehörigen Rahmenbedingungen gemeinsam mit dem Berater in der virtuellen Welt aus unterschiedlichen Perspektiven simulieren.

Der Maschinenhersteller und der Kunde skizzieren und diskutieren gemeinsam Ideen, die anschließend in 3D angelegt werden und dann in 2D-Modelle überführt und zur weiteren Realisierung verwendet werden. So können 2D-Ansichten in ein räumliches Gebilde projiziert werden, wodurch der Kunde entscheiden kann, ob die Abläufe in der Produktion wirklich optimal sein werden.

Eine virtuelle Planung ist eine gute Grundlage, um später über AR Wartungs- und Support-Prozesse zu unterstützen und zu realisieren. Dabei können bestehende 3D-Modelle der Anlage durch zusätzliche Schritt-für-Schritt-Anleitungen oder digitale Informationen ergänzt werden. Diese können dann von Mitarbeitern entweder mit Mobile Devices oder AR-Brillen am entsprechenden Ort in der Fertigung abgerufen werden. Auf Messen, Kongressen oder Firmenevents können die Produkte virtuell mitgebracht und allen Beteiligten präsentiert werden. Dadurch hat der Berater immer alle Varianten vor Ort beim Kunden dabei und kann diese ins Verkaufsgespräch einbinden.

Auch im Online-Handel bieten sich durch AR neue Möglichkeiten. In Zukunft kann der Kunde über die normale Google-Search die Maschine oder die ganze Anlage suchen und per AR-Funktion in Echtgröße in seinen Gebäudekomplex stellen. Dabei können bereits erste Sicherheitszonen, Anschlüsse und Zugänge geprüft werden. Diese Funktion wird gerade im Handel getestet, so können Autos, Handtaschen oder Schuhe virtuell im Raum platziert und vom Kunden begutachtet werden und dies alles über die Standard-Google-Suche.

Teilnehmer sind in der ganzen Welt verteilt

Durch kollaborative VR-Lösungen können sich Nutzer von verschiedenen Standorten in die gleiche Anwendung einwählen und dort miteinander virtuell mittels Avatar und Sprachübertragung agieren. Dies stellt eine abteilungs-, bereichs- und werksübergreifende Zusammenarbeit sicher. Auch können sich Kunden und Auftragnehmer virtuell treffen ohne physisch am gleichen Ort sein zu müssen und können Vorschläge diskutiert und weiterentwickelt oder Ideen zur Umsetzung ausgetauscht werden. Experten entwickeln die neue Produktionsumgebung gemeinsam und setzen die Ideen um.

Die Zukunft ist Spatial Computing

In Zukunft wird das sogenannte „Spatial Computing“ eine große Rolle spielen. Hier werden virtuelle Layer übereinandergelegt, die mithilfe von VR und AR-Technologien zugänglich sind. Daten werden in einer AR-Cloud gespeichert und vernetzen die visuelle Darstellung mit Echtdaten, zum Beispiel von Sensoren, Produktionskennzahlen oder Informationen durch IoT-Objekte. Der Zugang zu allen Informationen wird über AR-Brillen dargestellt, die es durch Hands-Free gewährleisten, manuelle Arbeitsprozesse durchzuführen und trotzdem digitale Informationen und Hilfestellung von Remote Assistent-Lösungen zu erhalten.

Am Ende der Entwicklung kann eine „Digitale Fabrik“ anhand von VR abgebildet werden. Diese oder Teile daraus können als „Digitaler Zwilling“ von jedem Ort der Welt aus gesteuert und gewartet werden. Hier wird sich zeigen, inwieweit sich moderne Einsatzpotentiale von „Spatial Computing“ auch in der Industrie durchsetzen lassen und welche neue Geschäftsmodelle realisiert werden können.


Event zum Thema:

Sie wollen mehr zu den Themen Mixed-, Augmented- und Virtual Reality erfahren? Wir bieten gemeinsam mit der Technology Academy der Deutschen Messe auch ein Fachforum zum Thema an. Erste Informationen dazu sowie einen Rückblick zum letztjährigen Forum finden Sie unter:

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