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Standards für Augmented Reality in der Produktion

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Wissenschaftler des Fraunhofer IPT arbeiten zusammen mit Partnern an Standards für Augmented-Reality-Anwendungen (AR) in der Produktion. Aber auch Remote-Service-Lösungen sollen weiter entwickelt werden.

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Der Wechsel eines Maschinenmoduls gemäß einer Augmented-Reality-Anleitung: Das echte Modul wird durch ein virtuelles Modul überlagert, damit der Mitarbeiter die korrekte Ausführung der ihm angezeigten Arbeitsschritte unmittelbar prüfen kann.
Der Wechsel eines Maschinenmoduls gemäß einer Augmented-Reality-Anleitung: Das echte Modul wird durch ein virtuelles Modul überlagert, damit der Mitarbeiter die korrekte Ausführung der ihm angezeigten Arbeitsschritte unmittelbar prüfen kann.
(Bild: Fraunhofer IPT)

Mit Augmented Reality lassen sich ganz unterschiedliche Informationen intelligent darstellen oder komplexe Vorgänge visualisieren. Das ist enorm wichtig, da vor allem in der Produktion und im Speziellen in der Montage, Bedienung und Umrüstung moderner Produktionssysteme die Anforderungen steigen.

So kann ein Mitarbeiter eine digitale Bedienanleitung im Sichtfeld seiner Datenbrille lesen und hat seine Hände dabei frei. Ein Beispiel für den Einsatz von Augmented Reality (AR) in einem produzierenden Unternehmen. Mit zusätzlichen Textinformationen oder Visualisierungen lassen sich Anwender in ihren Arbeitsprozessen unterstützen und auch über einen Remote Service von externen Spezialisten anleiten.

Erste Branchenstandards für AR-Anleitungen

Im Projekt „Augmentend5G“ entwickeln die Projektpartner Aixemtec und oculavis aus Aachen zusammen mit Hella aus Lippstadt unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT neue Anwendungen für die Fertigung und Montage optischer Systeme. Gemeinsam möchten die Partner erste Branchenstandards für die Datenkonvertierung und für die softwaregestützte Erstellung von AR-Anleitungen setzen.

Für die Entwicklungsarbeit werden die Produktionsmaschinen und -anlagen in eine „Remote Expert Platform“ der oculavis integriert. Auch den Einsatz des Mobilfunkstandards 5G für die Datenübertragung im Remote Service will das Projektteam testen.

Die Projektpartner entwickeln einen Datenkonverter als Teil ihrer Software, mit dem Nutzer, schnell und einfach das CAD-Format eines Bauteilmodells in geeignete AR-Formate umwandeln können. Daran anknüpfend soll die Software AR-Anleitungen für Umrüstungs- und Montageprozesse erstellen oder eine Video-Protokollierung vereinfachen. Ebenso wird an einer direkten Steuerung durch die AR-Funktionen der Smart Devices gearbeitet.

Die Standardisierung der Anleitungen anhand festgelegter Kriterien gewährleistet, dass der Anwender eine geeignete Informationsmenge pro Arbeitsschritt erhält. Die Darstellungsgenauigkeit der Modelle wird passend zum jeweiligen Arbeitsschritt festgelegt, um eine praktikable Datenmenge nicht zu überschreiten. Die standardisierten Datensätze sollen Informationen aus den Bestandssystemen des Unternehmens umfassen, beispielsweise aus dem Manufacturing Enterprise System oder aus Simulationssoftware.

Schnelle Datenverbindung dank 5G

Maschinen und Anlagen, für die während des Projekts AR-Datensätze erstellt wurden, lassen sich in die „Remote Expert Platform“ integrieren. Die Plattform dient als Cloud-Zugang zu der entwickelten Software, für Testzwecke sowie zum Austausch von Daten und Modellen. Maschinen des Fraunhofer IPT, die mit dem neuen System zusammenarbeiten, werden im Rahmen des Projekts mit einem grafischen Code als „AR-Ready“ gekennzeichnet. So können auch Besucher die Wirksamkeit der Projektentwicklungen am Fraunhofer IPT auf ihrem Smartphone oder ausgehändigten Smart Devices ausprobieren.

Datenbrillen mit AR-Funktionen können nicht nur Bedienanleitungen, sondern auch virtuelle Bauteile in das Sichtfeld des Mitarbeiters einblenden. Im Service-Gespräch mit einem extern zugeschalteten Experten können gemeinsam Betriebsstörungen aufgedeckt oder Produktionsfehler am Bauteil digital gekennzeichnet werden.

Um die Maschinenmusterung und -wartung von einem entfernten Ort zu ermöglichen, ist eine schnelle Übertragung hochauflösender Bilder an mehrere Anwender erforderlich. Das Fraunhofer IPT testet den Einsatz der leistungsstarken 5G-Mobilfunktechnik für diesen Zweck auf dem „5GIndustry Campus Europe“ in Aachen. Das größte europäische 5G-Forschungsnetz bietet den Wissenschaftlern eine Bandbreite von zehn Gigabit pro Sekunde und erfüllt damit alle wichtigen technischen Voraussetzungen zur AR-Datenübertragung.

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