Ist die Fertigung bereit für XR-Technologien?

Bedenken Sie, wie Mobiltelefone und das Internet Kommunikation, Bildung und Unterhaltung neu definiert haben, ganz zu schweigen von der Fertigung. XR-Technologien, die Prozesse und Geräte für Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) umfassen, vollziehen dieselben grundlegenden Veränderungen. Alle drei sind komplementäre Technologien; alle haben unterschiedliche Anwendungsfälle.

Dieser Artikel ist eine Zusammenfassung eines Webinars Tooling U-SME, das Herstellern hilft, diese Trends besser zu verstehen. Das Webinar mit dem Titel „Virtual, Augmented and Mixed Reality in Manufacturing Training Solutions“ wurde veranstaltet von Vijayanandraj Vaiyapuri Ramalingam, Ph.D, SiFy Technologies North America Corp.; Dmitri Kopytin, BMW; und Chad Schron, Tooling U-SME.

Was meinen wir damit?

Bevor wir uns mit Anwendungsfällen befassen, lassen Sie uns einige Begriffe klären. Virtual Reality bedeutet vollständiges Eintauchen in eine VR-Umgebung. Schutzbrillen/Headsets können angebunden und nicht angebunden werden. Tethered bedeutet die Verbindung zu einem High-End-PC, der höhere Auflösungen und Verarbeitungsgeschwindigkeiten im Vergleich zu Untethered bietet, die in der Regel kostengünstiger sind. Zu den Geräten gehören HTC-VIVE, Oculus RIFT/Quest und Samsung Gear, um nur einige zu nennen.

Mit Augmented Reality überlagern Sie die reale Welt mit digitalen Inhalten wie Bildern, Videos oder anderen Daten. Denken Sie an Polemon Go. Augmented Reality kann auf einem Gerät stattfinden, das Sie möglicherweise bereits haben, z. B. einem Telefon oder Tablet. Datenbrillen und verschiedene Headsets sind verfügbar. Es gibt viele verschiedene Anwendungen.

Ähnlich wie bei AR werden bei Mixed Reality verschiedene digitale Elemente über die reale Welt gelegt. Der Unterschied besteht darin, dass Sie mit diesen digitalen Elementen interagieren können. Denken Sie an virtuelle Arbeitsanweisungen oder überlagernde Tools für verschiedene Arten von Prozessen.

XR im Training

XR-Technologien gibt es seit langem in der Ausbildung, aber die einzigen Bereiche, die sie sich leisten konnten, waren das Militär und das Gesundheitswesen. Skaleneffekte gehen jetzt zurück und machen XR-Technologien zu einer Säule der Smart-Manufacturing-Strategie. XR-Technologien zeigen sich sowohl in der Fertigungsproduktion als auch in der Ausbildung. Ein überzeugender Grund für ein XR-unterstütztes Training ist die Beibehaltung. Untersuchungen zeigen, dass die Verwendung von XR-Technologien, insbesondere Virtual Reality, zu einem weitaus höheren Grad an Inhaltserhaltung führt.

Es ist auch sehr attraktiv für die kommende Generation von Herstellern. Digital Natives, die mit dem Internet und Immersive Gaming aufwachsen, sind begeistert von XR-Technologien in einer Blended-Learning-Lösung. Zusammenfassend lassen sich sagen, dass niedrigere Kosten, schnelleres Verständnis, gesteigerte Produktivität und Geldeinsparungen XR-Technologien in Fertigungsabläufen empfehlen.

Wenn von Industrie 4.0 die Rede ist, ist meist Automatisierung das Thema. Ein weiterer starker Punkt ist Augmentation oder wenn Menschen mit Technologie arbeiten, um Aufgaben produktiver zu machen. XR macht genau das. Bis zu 30 Prozent der Arbeitszeit in der Fertigung lassen sich durch Extended Reality augmentieren. Wie reagieren Entscheidungsträger?

Laut einer Umfrage des Weltwirtschaftsforums vom September 2020 gaben mehr als die Hälfte der Befragten aus dem verarbeitenden Gewerbe weltweit (54 Prozent) an, bis 2025 wahrscheinlich XR-Strategien einzuführen und zu entwickeln. Auf die Frage, wie die Einführung von XR zur Bewältigung der COVID-Krise beitragen könnte, die häufigste Antwort 80 Prozent der Befragten aus der Fertigungsindustrie nannten die Bereitstellung von mehr Möglichkeiten zur Fernarbeit. Andere beschleunigten die Digitalisierung von Arbeitsprozessen (77 %), beschleunigten die Aufgabenautomatisierung (54,3 %) und die Umschulung/Weiterbildung der Belegschaft (40 %).

Kurz gesagt, Menschen, Prozesse und Produkte bilden die drei Säulen der Einführung von XR in der Fertigung. Bei XR geht es darum, der Fertigung zu ermöglichen, effizienter, sicherer und genauer zu arbeiten.

Gerade bei komplexen Operationen zeigt VR bereits einen großen Vorteil in der Ausbildung. Ein zentraler Trainingsbereich, den XR verbessert, ist grundlegendes Sicherheitsverhalten und -kultur. OSHA-Sicherheitsprinzipien, Leitersicherheit oder vielleicht das Helfen von Menschen, sich in engen Räumen zurechtzufinden, könnten der Bereich sein, in dem immersiver Realismus glänzt. Mit XR können Sie auch aus der Ferne trainieren. Wenn sich der Bediener beispielsweise in der Werkstatt befindet, kann er oder sie das, was er sieht, live an externe Auszubildende weitergeben.

Die VR-Haptik befindet sich noch in der Entwicklung, aber das Potenzial des taktilen Feedbacks im Training ist hoch. Praktische Bearbeitungsmethoden, taktile Montage und Wartungsunterstützung sind Betriebsbereiche, die davon profitieren könnten.

Best Practices für XR

Bei der Festlegung von XR-Strategien für ein Fertigungsunternehmen kommt zuerst die Vision. Denken Sie immer daran, wo Sie investieren, ob es sich um Menschen, Produkte oder Prozesse handelt. Auch die IT-Richtlinien werden sich ändern und weiterentwickeln. Was wollen Sie aus XR-Sicht tun, welche Art von Daten und wie viele werden Sie sammeln? Portabilität, Datenschutz und Cybersicherheit müssen alle berücksichtigt werden. Aus technologischer Sicht gibt es viele Geräte und Technologien auf dem Markt. Geschäftsanforderungen müssen genau definiert sein, um die effektivsten XR-Entscheidungen treffen zu können.

Es gibt Fälle, die für VR funktionieren, und es gibt Anwendungsfälle, die besser für AR geeignet sind. Bei der Bewertung des Adoptionsrisikos müssen Sie sich über das gewünschte Ergebnis und die beteiligten Risikofaktoren im Klaren sein. Das Alter könnte ein solcher Faktor sein; Das Teilen von Geräten könnte eine andere sein.

Eine offene Einschätzung der Arbeitsplatzbereitschaft ist eine weitere Voraussetzung. Ist Ihre Arbeitsplatzinfrastruktur bereit für XR-basierte Lösungen? Können Sie genügend physischen Raum bereitstellen? Sind Ihre Leute an Bord? Jede Technologie der ersten Generation wird Kinderkrankheiten haben. Die Aufklärung Ihrer Leute ist unerlässlich, damit sie vorbereitet sind. Klein anzufangen und von einem Proof of Concept zur Skalierung überzugehen, ist oft der beste Weg. Nutzen Sie alle internen Ressourcen wie 3D-Programmierung und -Modellierung, und Sie werden feststellen, dass die Entwicklung von VR- und AR-Technologien einfacher und benutzerfreundlicher wird.

Denken Sie ganzheitlich darüber nach, wie sich eine XR-Lösung in Ihre anderen Systeme wie ERP, Qualitätsberichte oder Ihr Lernmanagementsystem integrieren lässt. Eine Vision zu haben, Metriken festzulegen und den Return on Investment zu berechnen, bringt Ihre XR-Implementierungsstrategie auf die nächste Stufe.

Immersing XR bei BMW

Wenn es um XR in Fertigung und Ausbildung geht, beschäftigen sich selbst die weltweit führenden Hersteller mit den gleichen Problemen wie kleinere Betriebe. Das Werk von BMW in Greer, S.C., sah sich mit steigenden Schulungskosten konfrontiert und musste neue Inhalte integrieren, die junge Fertigungsmitarbeiter anziehen würden.

Vor rund drei Jahren baute das Unternehmen ein Projektentwicklungsteam auf und beschloss, die VR-Welt mit zwei 360-Grad-Videos zu erleben. 360-Grad-Videos sind aus der Immobilienbranche bekannt und ermöglichen es den Benutzern, in einen Raum einzutauchen. Obwohl sie keine Objekte manipulieren können, können Benutzer die Umgebung beobachten und daraus lernen.

Nach etwas mehr als einem Jahr meldete BMW große Ergebnisse:„Es macht wirklich Klick“, sagte Kopytin. „Wir sehen, dass die Mitarbeiter tatsächlich teilnehmen und die Module durchgehen und Dinge viel schneller erkennen.“

Als wir zurückkamen und die Schulung für nachfolgende Module wiederholten, sah BMW einen kontinuierlichen Fortschritt, dass die Leute erfassten, was ihnen in XR geliefert wurde.

Von der Einbettung von 360-Grad-Videos begann BMW, in die so genannte nächste Phase von VR zu expandieren:die Gestaltung und Nutzung virtueller Räume. Es wurde zu einem Beta-Tester für die Entwicklungsbemühungen der virtuellen Fertigungslabore von Tooling U-SME.

Laut Kopytin:„Wenn Sie sich vorstellen können, dass ein Mitarbeiter versucht, einen Steckertest oder eine Dichtsitzprüfung durchzuführen, müssten Sie mehrere Maschinen und ein riesiges Schulungszentrum für große Klassen haben. Aber wenn Sie einen virtuellen Raum nutzen, können Sie ein Klassenzimmer mit Auszubildenden haben, in dem mehrere von ihnen in einer virtuellen Realität die gleiche Aktivität ausführen.“

Als nächstes kommt die Überlagerung in AR und die Kombination mit Mixed Reality. BMW hat untersucht, wie es Arbeitsanweisungen erstellen und die Arbeit erleichtern kann.

„Wir wollen mit den Mitarbeitern interagieren und mit den Auszubildenden interagieren, denn das ultimative Ziel ist es, qualifizierte zukünftige Mitarbeiter zu liefern, sich in die Ausbildung einzubetten und das Thema, in welcher Form es auch immer dargestellt wird, vollständig zu verstehen“, sagt Kopytin abgeschlossen.

Weitere Informationen zu Tool U-SME und insbesondere Zugang zu diesem Webinar finden Sie unter www.toolingu.com/resources/Watch-and-Listen und suchen Sie nach Virtual, Augmented And Mixed Reality In Manufacturing Training Solutions. em>