AdaptAR – Adaptive und kontextspezifische technische Handlungsanweisungen für den gesamten Produktlebenszyklus in einer AR-Umgebung

Forschungspropjekt »AdaptAR«

Projektlaufzeit: 1.6.2020 bis 31.5.2023

Ziel des Verbundprojekts »AdaptAR« ist es, den hohen Aufwand zur Erstellung individualisierter Anleitungen zu reduzieren:

Anleitungen, die im Lebenszyklus eines Produkts zum Einsatz kommen, werden heute oft noch auf Papier erstellt und herausgegeben. Ihre Erstellung erfolgt größtenteils manuell und zu Beginn des Produktlebenszyklus. Für eine große Zahl verschiedener Produkte orientieren sich daher solche Informationen nicht an den tatsächlichen Bedürfnissen der Nutzer und an der konkreten Situation. Fehlende Angaben zu ergänzen oder Änderungen an den beschriebenen Produkten ist dadurch in der Regel nicht möglich.

Für Anwender ist es deshalb unter Zuhilfenahme solch komplexer Handbücher schwierig, die passenden Antworten auf individuelle Fragen zu seinem Produkt zu finden. Der Überfluss an Informationen führt dazu, dass Anwender häufiger als nötig auf die Hilfe von Experten zurückgreifen müssen. Die hochgradig individualisierte Produktion bedingt immer neue Anleitungen, die mit großem Aufwand für alle Anwendungsfälle im Lebenszyklus des Produkts erstellt werden müssen.

Das Projekt »AdaptAR« zielt darauf, die hohen finanziellen Aufwände zur Erstellung von Handlungsanweisungen zu reduzieren und individuelle Anleitungen für jedes Produkt bereitszustellen.

Teilziele im Projekt sind deshalb:

  • Definition und Ausgestaltung eines Smart Service zur automatischen Generierung kontext-, anwender- und lebenszyklusbezogener Montage-, Reparatur- und weiterer Anleitungen
  • Definition und Ausgestaltung eines digitalen Zwillings zur Bereitstellung aller erforderlichen Daten und Informationen
  • Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und digitalem Zwilling in Augmented Reality mit der Möglichkeit zur Spracheingabe und -ausgabe von Informationen und Anweisungen
  • Definition und Ausgestaltung einer Smart-Service-Plattform, die die Transformation von Informationen aus allen relevanten Softwaresystemen für die Generierung von Handlungsanweisungen ermöglicht
  • Rechtssichere Gestaltung aller Projektergebnisse, um den Transfer der Ergebnisse sicherzustellen

Nutzen für den Anwender

Mit den Ergebnissen aus dem Projekt »AdaptAR« soll sich der Aufwand zur Erstellung technischer Handlungsanweisungen um rund 70 Prozent verringern. Die Anwenderunternehmen nutzen die Software in verschiedenen Use Cases über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg: von der Montage eigener Produkte über die Inbetriebnahme und den Betrieb bei internen oder externen Kunden bis hin zur Instandhaltung und schließlich sogar die Wiederaufbereitung.

Lösungskonzept für die Bereitstellung adaptiver und kontextspezifischer Handlungsanweisungen im gesamten Produktlebenszyklus

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen (Koordinator)

Das Fraunhofer IPT ist in Forschungs- und Entwicklungsprojekten Partner produzierender Industrieunternehmen. Tätigkeitsschwerpunkte im Umfeld der Produktionsqualität liegen vor allem in der Produktionsplanung, -steuerung und -optimierung, dem Einsatz von Smart Devices in der Produktion sowie im Bereich des betrieblichen Datenmanagements und der Datenanalyse.

Für das Fraunhofer IPT stehen in diesem Forschungsvorhaben der Erkenntnisgewinn und der Ausbau der eigenen Kompetenzen im Vordergrund: Hier geht es vor allem um die Auswahl und die Vernetzung von IT-Systemen für die Produktion und die Zusammenführung der dort verwalteten Daten, die Aufbereitung und Auswertung der vorhandenen Daten aus den Produktions-IT-Systemen sowie die Aufbereitung der gewonnenen Informationen als Entscheidungsunterstützung oder für automatisierte Entscheidungen in der Produktion.

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen, Aachen (Forschungspartner)

Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen erforscht und entwickelt mit mehr als 850 Mitarbeitenden innovative Produktionstechnik, unter anderem in den Feldern Fabrikplanung, Montageplanung und -technik, Fertigungsmesstechnik, Qualitäts- und Produktionsmanagement.

Das WZL untersucht im Rahmen des Projekts, wie messtechnische Sensorik zur Situationserkennung genutzt werden kann. Es werden Softwaretools entwickelt, die den Kontext der jeweiligen Situation ermitteln. Dies ist erforderlich, um jeweils passende Handlungsanweisungen bereitzustellen. Die Modellierung individueller Anleitungen – besonders für die Montage – wird ebenfalls durch das WZL untersucht.

DEGUMA-SCHÜTZ GmbH, Geisa (Anwender)

Die DEGUMA-SCHÜTZ GmbH stellt an ihrem Standort in Geisa Walzwerke für die Gummiverarbeitung her. Zusätzlich besteht ein wesentlicher Teil des Geschäfts aus dem An- und Verkauf gebrauchter Maschinen, die auch nach Kundenanforderungen überholt und modernisiert werden.

Für die DEGUMA-SCHÜTZ GmbH steht die Verbesserung des internen und externen Dokumentationswesens im Vordergrund. Durch die spezielle Stellung im Produktlebenszyklus, die Überarbeitung und Aufrüstung von Gebrauchtmaschinen, hat die DEGUMA-SCHÜTZ GmbH das Ziel, Informationen des originären Lieferanten der Maschinen als auch des vorherigen Nutzers zu integrieren, um die Demontage und Umrüstung zu unterstützen. Außerdem müssen auch die eigenen Anpassungen in die Dokumentation integriert werden. Mit Hilfe der Ergebnisse aus dem Projekt »AdaptAR« lässt sich für die Käufer der gebrauchten Maschinen eine hohe Qualität der Dokumentation erzielen.

fionec GmbH, Aachen (Anwender)

Die fionec GmbH ist ein im Jahr 2007 in Aachen gegründetes Hightech-Unternehmen aus dem Bereich der optischen Technologien. Ziel ist die Bereitstellung innovativer, hochgenau messender, faseroptischer Systeme, Komponenten und effizienter Algorithmen für eine kundenspezifische Fertigungsmesstechnik, beispielsweise zur hochgenauen Abstandmessung im Nanometerbereich.

Individualisierte Messsysteme wecken den Bedarf nach ebenso individualisierten Handlungsanweisungen und Benutzeraanleitungen. Ziel von fionec ist daher die Verbesserung des internen und externen Dokumentationswesens: Auf der einen Seite werden so interne Prozesse in der Produktion vereinfacht, auf der anderen Seite profitieren Kunden durch eine individualisierte Dokumentation.

Miele & Cie. KG, Bielefeld (Anwender)

Miele konzentriert sich auf die Herstellung von Hausgeräten für die Küche, Wäsche- und Bodenpflege sowie Geräte für den Einsatz in Gewerbebetrieben oder medizinischen Einrichtungen. Am Standort Bielefeld entwickelt und fertigt Miele Staubsauger, Geschirrspüler für Haushalt und Gewerbe sowie Reinigungs- und Desinfektionsgeräte für Kliniken, Arztpraxen und Labore. Darüber hinaus koordiniert Miele von hier aus die Produktion weiterer Staubsauger- und Geschirrspüler-Baureihen an seinen Standorten Dongguan/China bzw. Uničov/Tschechien.

Die Reaktionsfähigkeit in der Instandhaltung zu verbessern ist Ziel von Miele im Projekt »AdaptAR«: Individuell vorhandenes Expertenwissen gilt es innerhalb des internationalen Miele-Produktionsverbunds zu dokumentieren und digital weiterzugeben. Mit Blick auf einen zukünftigen Fachkräftemangel in Deutschland versetzen die Projektergebnisse Miele in die Lage, das Kompetenzprofil der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu erweitern und der wachsenden Komplexität des Produktionssystems entgegenzuwirken.

EML Speech Technology GmbH, Heidelberg (Befähiger)

EML forscht und entwickelt seit 2007 im Bereich der automatischen Spracherkennung. Im Mittelpunkt stand dabei zunächst die Entwicklung einer server-basierten skalierbaren und hochverfügbaren Plattform für den Betrieb des eigenen Spracherkenners in Call-Centern. Das gleichzeitig aufgebaute Sprachenportfolio umfasst mittlerweile 15 Sprachen. Aktuelle Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf einen lokalen („low-resource“) Spracherkenner und die Erforschung robuster Verfahren zur online Detektion von Sprache sowie zur Sprecherwechselerkennung. EML entwickelt auch Werkzeuge und Algorithmen zur Anpassung von Vokabularen und Modellen des Spracherkenners und bietet Schulungen und Services auf diesem Gebiet an. Damit werden Anwender in die Lage versetzt, den Spracherkenner flexibel an ihren jeweiligen Use-Case anzupassen und die Erkennungsleistung zu optimieren.

Für EML steht die Spracherkennung bei der Erstellung und Nutzung von Dokumentationen für produzierende Unternehmen im Vordergrund. Dieser »Smart Service«, der im Projekt »AdaptAR« enwickelt wird, soll sich auch auf andere Anwendungsfälle, unabhängig von Handlungsanweisungen, übertragen lassen.

INFORM Institut für Operations Research und Management GmbH, Aachen (Befähiger)

INFORM-Technologie integriert Operations Research und künstliche Intelligenz, einschließlich Fuzzy Logic und maschinelles Lernen. Die Verbindung von Computeralgorithmen und menschlicher Expertise führt zu Ergebnissen, die traditionellem Management und rein datengetriebenen Algorithmen überlegen sind. Dabei arbeitet INFORM auch an der Integration unterschiedlicher betrieblicher Datenquellen wie ERP oder MES zur Steigerung der Transparenz und Planbarkeit von Produktion und Logistik.

Im Projekt »AdaptAR« steht für INFORM die Entwicklung einer Smart-Service-Plattform im Mittelpunkt, die den digitalen Zwillings als Abbild der aktuellen Produktinformationen integriert und es ermöglicht, aus den damit verbundenen Informationen Handlungsanweisungen abzuleiten. Auf dieser Basis sollen Smart Services zur Datenintegration und Bereitstellung von Handlungsanweisungen sowie zur Rückführung der aktualisierten Produktinformationen in den Digitalen Zwilling entwickelt werden.

oculavis GmbH, Aachen (Befähiger)

oculavis entwickelt die Softwareplattform SHARE zur weltweiten Vernetzung von Experten und Technikern mittels mobiler Endgeräte wie Smart Glasses, Tablets und Smartphones. Durch die von oculavis durchgeführten Aktivitäten zur kontinuierlichen Verbesserung und Erweiterung der Software wurde ein umfangreiches Know-how auf dem Gebiet der Visualisierung über Datenbrillen aufgebaut.

oculavis entwickelt im Projekt »AdaptAR« Smart Services in Form einer (AR)-Anwendung, die die Schnittstelle zum Menschen in Bezug auf Handlungsanweisungen bilden: Hier spielt die ergonomische AR-Darstellung von Handlungsanweisungen einr wichtige Rolle. Zusätzlich werden Technologien wie Spracheingabe und -ausgabe eingebunden. Auch die An- und Einbindung der Anwendung in die Infrastruktur des Projekts, bestehend aus der Smart-Service-Plattform und den Smart Services zur Generierung der Handlungsanweisungen sind Entwicklungsziele von oculavis.

AIXTRON SE, Herzogenrath (Anwender, Assoziierter Partner)

AIXTRON SE ist ein weltweit führender Hersteller von Anlagen und Ausrüstungen für Halbleiterepitaxie. AIXTRON-Anlagen werden von verschiedensten Kunden weltweit für die Herstellung wichtiger Komponenten wie HBTs, PHEMTs, Lasern, LEDs, Detektoren und VCSELs für faseroptische Kommunikationssysteme und vieles mehr eingesetzt.

AIXTRON wird im Rahmen von »AdaptAR« als Anwender ihre interne anlagenbegleitende Dokumentation verbessern und mit Hilfe der Projektergebnisse die Grundlage für eine lebenszyklusbegleitende Anlagendokumentation legen.

digital.Hub Aachen (Assoziierter Partner)

Der digitalHUB Aachen gestaltet die Digitalisierung gemeinsam mit Startups und etablierten Unternehmen. Durch Information, Bildung und Beratung sowie Vernetzung und CoWorking wird ein Ökosystem für digitale Innovationen geschaffen. Die digitalHUB Aachen Matchingplattform bietet Unternehmen bereits die Möglichkeit die richtigen Partner während und nach Ende eines Projekts zusammenzubringen.

Der digitalHUB Aachen verfolgt mit der Teilnahme als assoziierter Partner die aktuellen Entwicklungen im Bereich der technischen Dokumentation und AR in der Produktion. Der digitalHUB hat zum Ziel, seine Partner und die im Projekt beteiligten Unternehmen bei der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle zu unterstützen. Außerdem werden die im Projekt erarbeiteten Inhalte über das eignene Netzwerk verbreitet und so erste mögliche Kunden für die entwickelten Lösungen ermittelt.

IG Metall, Frankfurt am Main (Assoziierter Partner)

Die IG Metall hat die Digitalisierung und den damit verbundenen Wandel der Arbeit bereits seit einiger Zeit auf ihrer Agenda. Die IG Metall einen großen Erfahrungsschatz aus der Praxis durch die Vertretung der Interessen von insgesamt über 2,2 Mio. Mitgliedern.

Sie verfolgt im Projekt die Entwicklung aktueller digitaler Lösungen, die in den Arbeitsalltag Einzug halten werden und bringt die Interessen der Mitglieder in das Projekt ein.

reuschlaw Legal Consultants, Berlin (Befähiger, Unterauftrag)

Bei der Digitalisierung muss auch das Recht Schritt halten. Daher befasst sich reuschlaw schon heute mit den rechtlichen Aspekten der Technologien von morgen. Dazu zählen neben der künstlichen Intelligenz (KI) oder dem autonomen Fahren auch der für die Industrie besonders interessante digitale Zwilling.

Für reuschlaw steht die Entwicklung eines rechtlichen Bewertungsrahmens bei der Konzeption, Entwicklung, Einführung und Nutzung digitaler Handlungsanweisungen im Vordergrund. Reuschlaw unterstüzt die Entwicklung und das Konsortium kontinuierlich während der gesamten Projektlaufzeit.

Linguatec GmbH, München (Befähiger, Unterauftrag)

Linguatec entwickelt Lösungen für automatisierte Übersetzungen und Text-to-Speech-Lösungen. In diesem Bereich hat das Unternehmen bereits an mehreren EU-Forschungsprojekten teilgenommen.

Im Projekt »AdaptAR« wird die Linguatec GmbH als Auftragnehmer ihre bereits bestehenden Technologien für Sprachsynthese und maschinelle Übersetzungen adaptieren, sodass diese für die Interaktion mit den generierten Handlungsanweisungen genutzt werden können.

Neuigkeiten aus dem Forschungsprojekt »AdaptAR«

Auftakt des Forschungs-
projektes »AdaptAR«

Der Startschuss zum Projekt »AdaptAR« ist gefallen: am 15.7.2020 hat sich das Projektkonsortium erstmalig zum Kick-Off zusammengefunden.

 

Projektträger

PTKA

Fördergeber

BMBF

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm »Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen« gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei beim Autor.

Förderkennzeichen

02K18D070