Mit dem Aufkommen von Industrie 4.0 kam eine Vielzahl intelligenter Fabriklösungen und Technologien auf, darunter auch verschiedene Arten von Augmented Reality (AR).
Augmented Reality beeinflusst Abläufe in der Produktion spürbar, da sie Herstellern dabei hilft, stabile, reproduzierbare Prozesse für manuelle Aufgaben einzuführen, die Qualität, Durchsatz und Schulungen verbessern. Aus diesem Grund nutzen führende Hersteller weltweit AR, um der steigenden Nachfrage nach Geschwindigkeit und Effizienz gerecht zu werden und Mitarbeitern in Umgebungen mit hoher Variantenvielfalt die Komplexität zu erleichtern.
AR findet in zahlreichen Branchen breite Anwendung und ermöglicht Herstellern, veraltete Papier- und Monitor-basierte Arbeitsanweisungen zu ersetzen, sodass sie die richtigen Informationen (Arbeitsanweisungen) zur richtigen Zeit (ein Schritt nach dem anderen) direkt vor den Augen des Bedieners bereitstellen. Doch nicht jede AR-Variante ist gleich geschaffen.
Lesen Sie weiter, um mehr über die verschiedenen Augmented-Reality-Technologien für die Fertigung zu erfahren und welche Fragen Sie sich stellen sollten, um herauszufinden, welche Lösung sich für Ihr Unternehmen am besten eignet.
3 Arten von Augmented Reality für die Fertigung
Der Schlüssel für den erfolgreichen Einsatz von Augmented Reality in der Fertigung besteht darin, den idealen Anwendungsfall zu definieren, um zu entscheiden, welche AR-Variante sich am besten zur Erreichung der gesteckten Ziele eignet.
Derzeit existieren drei AR-Typen, die in der Fertigung zum Einsatz kommen: Wearable AR mit Smartglasses und Headsets, Tablet-basierte AR mit Consumer-Tablets und Smartphones sowie Projektions-basierte AR-Systeme.
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Verwendung von Wearable AR
Wearable AR setzt auf Technologien mit speziellen AR-Smartglasses oder Headsets, um Grafik-Overlays im Sichtfeld des Mitarbeiters anzuzeigen.
Vorteile: Wearable-Technologie ist freihändig, sodass den Bedienern beide Hände zur Verfügung stehen. Ein Alleinstellungsmerkmal von Wearable-Technologie ist die Möglichkeit zur Fernzusammenarbeit. Operatoren können Fotos oder Videos aufnehmen und sie mit Vorgesetzten oder Technikern teilen, sodass diese „sehen, was ich sehe“ und in Echtzeit zusammenarbeiten können.
Nachteile: Da Wearables Akkus nutzen, ist es schwierig, über ganze Schichten hinweg eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Außerdem sind Brillen oder Headsets häufig nicht für den Dauergebrauch ausgelegt, was bei Mitarbeitern zu Schwindel, Übelkeit oder Augenbelastung führen kann. Zudem können Wearables ein Sicherheitsrisiko darstellen, da AR-Brillen und Headsets das Sichtfeld des Bedieners beeinträchtigen und potenzielle Gefahrenquellen verdecken.
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Verwendung von Tablet-AR
Tablet-basierte AR verwendet mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablets, um Arbeitsanweisungen über AR-Apps bereitzustellen.
Vorteile: Tablet-basierte AR zählt in der Regel zu den kostengünstigeren Formen von Augmented Reality für die Fertigung und ist besonders einfach einzusetzen. Da Smartphones und Tablets sowohl im Büro als auch zu Hause weit verbreitet sind, fällt den Nutzern die Bedienung leicht, da sie bereits damit vertraut sind. Außerdem ist der Einstieg denkbar unkompliziert und kann zum Beispiel durch das Herunterladen einer AR-App erfolgen, die sich dann zu einem leistungsstarken AR-Werkzeug weiterentwickeln lässt.
Nachteile: Handheld-Geräte sind praktisch, solange Bediener nicht beide Hände für ihre Arbeit benötigen. Andernfalls werden Tablets schnell unhandlich. Tablets sind zudem akkubetrieben, sodass Firmen sicherstellen müssen, dass stets geladene Geräte verfügbar sind. Außerdem sind Tablets häufig über WLAN eingebunden, was zu langsamer Verbindung oder zu Verbindungsabbrüchen führen kann, gerade wenn man das Gerät dringend benötigt. Und bei Fragen zur Datensicherheit könnte die WLAN-Verbindung ein potenzielles Risiko darstellen.
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Verwendung von projektionsbasierter AR
Projektionsbasierte AR setzt Projektoren und Vision-Sensoren ein, um visuelle Arbeitsanweisungen Schritt für Schritt auf eine beliebige Arbeitsfläche zu projizieren und so zur richtigen Zeit die richtigen Informationen am passenden Ort bereitzustellen.
Vorteile: Diese Form von AR ist vielseitig und hat sich in diversen Branchen und Fertigungsanwendungen bewährt, beispielsweise bei der Montage, beim Teilepicken und Kitting, bei Inspektionen und Schulungen. Projektionsbasierte AR liefert sofortige, durchgehende Unterstützung im Betrieb durch intuitive, interaktive Arbeitsanweisungen – und das schicht- und standortübergreifend. Speziell für Fertigungsanwendungen konzipiert, ist die Hardware auf 24/7-Einsatz ausgelegt und benötigt weder Akku noch WLAN, was mehr Sicherheit und eine einfachere Skalierbarkeit bedeutet.
Nachteile: Projektions-AR ist noch relativ neu, daher sind ihre Vorteile in der Fertigungsbranche noch nicht weit verbreitet. Allerdings wird projektionsbasierte AR bereits von Tausenden Herstellern weltweit eingesetzt und liefert gerade bei hohen Volumina und großer Variantenvielfalt den größten Nutzen.
Einige Hersteller sorgen sich um eingeschränkte Mobilität und den Zeitaufwand für die Verlagerung an einen anderen Standort – da Projektions-AR in stationären Arbeitszellen verwendet wird. Dies kann jedoch auch ein Vorteil sein, weil das Risiko entfällt, dass sich der Bediener frei bewegt und unbeabsichtigt in eine Gefahrensituation gerät.
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Wichtige Überlegungen bei der Auswahl einer AR-Lösung
Statt sofort in AR einzusteigen, empfiehlt sich ein fundierteres Verständnis dafür, welche Art von Augmented Reality in Ihrem Fall den größten Nutzen stiftet. Je nach Einsatzumgebung und Anwendungsfall kann eine AR-Variante deutlich mehr Vorteil bringen als eine andere. Um die beste AR für die Fertigung zu wählen, beginnen Sie damit, Einsatzmöglichkeiten zu ermitteln, bei denen AR wirksam sein kann. Typische Anwendungsfälle in der Fertigung sind:
- Standardisierung von Arbeitsanweisungen
- Teilepicken und Kitting
- Montage
- Schulung
- Qualitätskontrolle und Inspektion
- Lagerprozesse
- Instandhaltung
Darüber hinaus sollten Sie prüfen, für welche der identifizierten Anwendungsfälle der Prozessverbesserung mithilfe von AR am meisten Nutzen verspricht. Wenn Sie genau wissen, was Sie optimieren möchten, haben Sie eine bessere Ausgangsbasis, um zu beurteilen, welche AR-Lösung über die Zeit und im gesamten Unternehmen den größten Mehrwert bringt. Die folgenden Fragen können bei dieser Einschätzung helfen.
7 Fragen, die Sie sich bei der Bewertung unterschiedlicher Arten von Augmented Reality stellen sollten
1. Wird es die Produktivität steigern?
Machen Sie sich Gedanken, wie praktikabel die AR-Lösung im täglichen Einsatz sein wird. Gibt es große Variantenvielfalt in der Montage? An welcher Linie wird sie eingesetzt? Welche Art von Arbeit wird ausgeführt? Wenn zum Beispiel Bediener beide Hände für ihre Aufgabe benötigen, sollte das Augenmerk auf einer freihändigen Lösung liegen.
Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, Lösungen daraufhin zu bewerten, wie sehr sie Ablenkungen für Bediener bei der Montage, beim Kitting oder bei Inspektionen verringern. Beispielsweise kann das Einsehen von Arbeitsanweisungen auf einem Bildschirm für Wartungsarbeiten geeignet sein, während es bei Montagearbeitern, die mit verschiedenen Produktvarianten umgehen und eine bestimmte Taktzeit einhalten müssen, die Produktivität senken kann. Denken Sie auch an die Mobilitätsanforderungen, etwa ob sich die Bediener bei ihrer Arbeit frei bewegen oder an einem stationären Arbeitsplatz arbeiten.
Wearable AR: Eignet sich gut für Außendienste, mobile Lagerumgebungen und Wartungsaufgaben. Die Kombination aus hoher Mobilität und Fernassistenzfunktion unterscheidet Wearables in diesen Bereichen von anderen Arten der Augmented Reality.
Tablet-AR: Tabletbasierte AR eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen allgemeine Anleitungen und kurze Informationsabschnitte erforderlich sind – insbesondere, wenn kein sofortiger Zugriff auf Daten benötigt wird. Geeignete Einsatzgebiete sind Wartungsprozesse, bei denen sich die Mitarbeiter stärker auf die Anlage statt auf die Anweisungen konzentrieren, sowie das Bereitstellen einfacher Arbeitsanweisungen in einer Umgebung mit geringer Variantenvielfalt.
Projektionsbasierte AR: Projektions-AR ist besonders geeignet für Prozesse mit hohem Volumen und hoher Variantenvielfalt und steigert die Produktivität erheblich in nahezu jeder Branche. Das Personal kann sich voll auf seine Aufgaben konzentrieren und bleibt zugleich aufmerksam für die Umgebung, wodurch eine flexible Reaktion auf agile Prozesse ermöglicht wird. Zudem ist dies die einzige AR-Variante, die durchgehende, unmittelbare Unterstützung im Betrieb bietet.
2. Kann es zur Fehlervermeidung beitragen?
Wenn Qualität im Vordergrund steht, sollte vor allem die Fähigkeit von AR zur Fehlervermeidung in Montage, Kitting und Inspektion berücksichtigt werden. Systeme mit einem „no-fault-forward“-Ansatz sind explizit darauf ausgerichtet, jeden Montageschritt erst dann zum nächsten freizugeben, wenn er korrekt durchgeführt wurde. Das ist insbesondere in Umgebungen mit großer Variantenvielfalt nützlich, in denen es kaum möglich ist, dass Bediener alle Feinheiten der Montage beherrschen.
Wearable AR: Führt Mitarbeiter bei der korrekten Ausführung von Abläufen an, prüft aber nicht selbst das Ergebnis auf Fehler.
Tablet-AR: Unterstützt Bediener bei der korrekten Ausführung von Vorgängen, überprüft jedoch nicht eigenständig das Resultat auf Fehler.
Projektionsbasierte AR: Erkennt Fehler während des gesamten Prozesses mithilfe zusätzlicher 3D-Vision-Kameras und eignet sich daher besonders gut zur Qualitätssteigerung in Montage, Teilepicken und Kitting sowie bei Inspektionen.
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3. Lässt es sich mit Fabriksystemen integrieren?
Die meisten Fabriken nutzen MES, SPS oder ähnliche Technologien, um Prozesse zu koordinieren und zu steuern. Bei der Auswahl von AR-Lösungen ist es wichtig, deren Fähigkeit zu berücksichtigen, sich in diese Systeme sowie in intelligente Werkzeuge wie digitale Drehmomentschlüssel zu integrieren.
Die Fähigkeit von AR, sich in Fabriksysteme einzubinden, hängt nicht vom Formfaktor (Tablet, Wearable oder projektionsbasiert) ab, sondern davon, ob der AR-Anbieter eine schlüsselfertige Integrationslösung anbietet. So kann die patentierte AR-Software von LightGuide beispielsweise für die Kommunikation mit Fabriksystemen konfiguriert und auf die Einbindung in verschiedene gängige Fabrikwerkzeuge ausgerichtet werden.
4. Ermöglicht es ein effizientes Training?
Neue Mitarbeiter rasch in neue Prozesse einzuarbeiten und sie für unterschiedliche Montageanforderungen fit zu machen, ist für viele Hersteller ein zentrales Thema, insbesondere bei knappem Arbeitskräfteangebot. Achten Sie auf Lösungen, die ein Training in einer realen Produktionsumgebung statt nur in einer Simulation ermöglichen. Je näher das Training an der echten Produktionslinie stattfindet, desto effektiver ist es.
Wearable AR: Bietet in der Regel ein immersives, intuitives Training, meist auf Simulationsbasis.
Tablet-AR: Ermöglicht ebenfalls ein immersives, intuitives Training, häufig via Simulation.
Projektionsbasierte AR: Liefert ein immersives, interaktives Training direkt an oder neben der Linie in einer echten Produktionsumgebung, anstatt in einer Simulation.
5. Ist es sicher?
Nicht gesicherte Endpunkte werden von Hackern häufig ins Visier genommen, weshalb Endgeräte wie Tablets oder Smartglasses ohne Sicherheitsscreening nicht als vertrauenswürdig gelten sollten. Wenn Ihre AR-Lösung eine WLAN-Verbindung benötigt, achten Sie auf den Einsatz aktueller Cybersicherheitstechnologien.
Wearable AR: WLAN-Anbindung kann ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Tablet-AR: WLAN-Anbindung kann ein Sicherheitsrisiko darstellen.
Projektionsbasierte AR: Für sichere Kommunikation über Kabelverbindung konzipiert.
6. Wie wird es mit Energie versorgt?
Überlegen Sie, wie Ihre AR-Lösung mit Strom versorgt wird und wie zuverlässig die Stromquelle ist. Wenn beispielsweise eine gesamte Schicht abgedeckt werden soll, ist zu prüfen, ob die Lösung dies unterstützen kann. Akkus sind zwar praktisch für den mobilen Einsatz, doch auch die Logistik – das Vorhalten ausreichend geladener Akkus – muss bedacht werden. Wenn Akkus fest in den Geräten verbaut sind, benötigen Sie genügend funktionsfähige Geräte, wenn die Akkus sich entladen.
Wearable AR: Wird durch wiederaufladbare Akkus betrieben.
Tablet-AR: Wird durch wiederaufladbare Akkus betrieben.
Projektionsbasierte AR: Direkt an eine Stromquelle angeschlossen und ohne Akkus.
7. Trägt es zur Sicherheit auf dem Fabrikboden bei?
Ein Aspekt, den man nicht vernachlässigen sollte, ist, ob eine AR-Lösung Sicherheitsfragen berücksichtigt. Achten Sie auf Lösungen, die in einer Umgebung funktionieren, ohne das Sichtfeld einzuschränken oder die Fähigkeit der Bediener zu beeinträchtigen, potenzielle Gefahren zu erkennen.
Wenn AR während einer gesamten Schicht durchgängig oder fortwährend eingesetzt wird, sollten Sie die Auswirkungen auf den Bediener bedenken. Faktoren wie Augenbelastung durch zu langes Starren auf einen Bildschirm können sowohl gesundheitliche als auch sicherheitstechnische Risiken darstellen, wenn das Sichtfeld des Bedieners durch AR eingeschränkt wird.
Wearable AR: Je nach Einsatzgebiet kann Wearable AR Sicherheitsrisiken bergen, falls das Sichtfeld der Bediener beim Herumlaufen eingeschränkt wird. Zusätzlich kann es zu Augenbelastungen beim Tragen von Wearables kommen.
Tablet-AR: Abhängig vom Anwendungsfall könnte Tablet-AR zu Sicherheitsproblemen führen, wenn Bediener nicht beide Hände frei haben. Außerdem kann die Nutzung kleiner Bildschirme zu Augenbeschwerden führen.
Projektionsbasierte AR: Wird mit Blick auf Sicherheit entwickelt, oft bleibt der Bediener an einem Ort und behält ein uneingeschränktes Sichtfeld. Die große Projektionsfläche und die hohe Leuchtkraft reduzieren die Augenbelastung und sind mit Funktionen für Personen mit Farbsehschwäche oder lichtbedingter Epilepsie ausgestattet.
Ihre Prozesse mithilfe von AR transformieren
Augmented Reality in der Fertigung ist nicht nur ein kurzlebiger Trend. Sie wird weltweit bereits erfolgreich eingesetzt, damit Hersteller Qualität, Durchsatz und Schulungen verbessern können, indem Fehler bei Montage, Teilepicken und Kitting sowie Inspektionen reduziert werden. AR erleichtert zudem, Mitarbeiter schneller einzuarbeiten – mithilfe einheitlicher, validierter Trainings.
Welche Form von AR – Wearable, Tablet oder Projektion – sich für Ihre Fabrik am besten eignet, hängt von den Anwendungsfällen und Zielen ab. Obwohl jede Methode die Abläufe verbessern kann, lohnt es sich, die sieben Fragen oben zu Rate zu ziehen, um zu entscheiden, mit welcher AR-Lösung Sie in Ihrem Umfeld den größten Nutzen erzielen.
LightGuide ist die führende Softwareplattform für projektionsbasierte AR, die manuelle Montage- und Fertigungsprozesse für Unternehmen weltweit revolutioniert. Aktuell arbeitet LightGuide mit verschiedensten Branchen zusammen, darunter führende Unternehmen aus der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung, der Elektronik, dem Nahrungsmittel- und Getränkesektor, der diversifizierten Fertigung sowie dem Gesundheitswesen, um ein breites Spektrum an Herausforderungen zu bewältigen.
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