Fraunhofer IPT und Partner setzen Standards für Augmented-Reality-Anwendungen in der Produktion

Pressemitteilung / 04. August 2020

In der Montage, Bedienung und Umrüstung moderner Produktionssysteme steigen die Anforderungen an die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Industrie. Die digitale Vernetzung und Automatisierung fordern heute sehr spezialisiertes Know-how, um Fertigungs- und Montageprozesse zu beherrschen und Produktionsanlagen zu warten. Damit Unternehmen eine solche Expertise schnell und ortsunabhängig, ohne die Anreise eines Spezialisten abrufen können, forscht das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit seinen Unternehmenspartnern an neuen Remote-Service-Lösungen und erarbeitet erste Branchenstandards für die Anwendung von Augmented Reality in der Produktion.

Wissenschaftler mit Hololense arbeitet an einer Mikromontagestation
© Fraunhofer IPT
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.

Während der Mitarbeiter die digitale Bedienanleitung im Sichtfeld seiner Datenbrille liest, behält er die Hände frei, um den Rüstvorgang einzuleiten, und den Blick auf die Maschine gerichtet. Für diese und andere Szenarien bietet Augmented Reality (AR) produzierenden Unternehmen und ihren Mitarbeitenden digitale Unterstützung. Durch die Einblendung von Textinformationen und Computergrafiken lassen sich Anwender in ihren Arbeitsprozessen unterstützen und auch über einen Remote Service von externen Spezialisten anleiten.

Im Projekt »Augmented5G« entwickeln die Projektpartner Aixemtec GmbH und oculavis GmbH aus Aachen zusammen mit der Hella GmbH und Co. KG 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 GmbH integriert. Auch den Einsatz der leistungsstarken 5G-Mobilfunktechnologie für die Datenübertragung im Remote Service will das Projektteam testen.

Neue Technologien erfordern Branchenstandards

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 auch Informationen aus den Bestandssystemen des Unternehmens umfassen, beispielsweise aus dem Manufacturing Enterprise System oder aus Simulationssoftware.

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.

5G bietet große Bandbreite für AR-Funktionen im Remote Service

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-Mobilfunktechnologie 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.

Das Projekt »Augmented5G« erhält Förderung durch das Förderprogramm EFRE.NRW im Leitmarkt IKT.NRW der Europäischen Union (Förderkennzeichen EFRE-0801882).