Augmented Reality (AR)-Software verschmilzt Layer von 3D- oder 2D-Grafiken, Videos, Texten und Audio mit der realen Umgebung des Anwenders über AR-Brillen oder aus der Kameraansicht eines Geräts. AR in der Fertigung kann die reibungslose Zusammenarbeit von Teammitgliedern bei der Arbeit per Fernzugriff unterstützen.
Neben anderen Kerntechnologien von Industrie 4.0, wie dem Industriellen Internet der Dinge (IIoT), Cloud-Computing, Big Data und KI/maschinellem Lernen, spielt Augmented Reality eine Schlüsselrolle bei der Synchronisierung von Technologie, Prozessen, Daten und menschlicher Arbeit – was für die intelligente Fertigung (Englisch) unerlässlich ist. Im Gegensatz zum vollständigen Eintauchen in die virtuelle Realität bei Virtual Reality (VR) verschmilzt AR die physische Umgebung des Anwenders mit Überlagerungen digitaler Informationen in Echtzeit. Dadurch ist es möglich, AR in die Werkshalle zu integrieren oder physische Prototypen mit digitalen Inhalten wie 3D-Modellierungsdaten und anderen Informationen zu überlagern.
Augmented Reality-Software kann auf jedem beliebigen Verarbeitungsgerät mit Kamera funktionieren, z. B. Smartphone oder Tablet. Die Mitarbeiter in der Fertigung könnten auch AR- oder Mixed-Reality (MR)-Brillen oder Headsets verwenden, um die Hände zum Arbeiten frei zu haben.
Der Nutzen von AR für die Konstruktions- und Fertigungsbranche beginnt bereits früh im Konstruktionsprozess, wenn Konstrukteure mithilfe von Augmented Reality-Software wie Autodesk VRED den digitalen Zwilling eines Produkts in einem realitätsgetreuen Raum erleben können. Mithilfe einer solchen Software können sie das Produkt außerdem per Fernzugriff Projektbeteiligten vorführen, es simulieren und testen und vor dem Bau des eigentlichen Prototyps Änderungen daran vornehmen.
Für Maschinenbediener kann AR einen digitalen Zwilling (Englisch) mit Daten zu einer beliebigen Fertigungsmaschine überlagern. Dies ermöglicht den Zugriff auf Betriebsanweisungen sowie Daten für die vorausschauende Wartung und Reparatur und hält die Produktion am Laufen. Auch der Fernzugriff eines Experten für Beratungszwecke wird möglich.
Ebenso können Unternehmen mithilfe von AR die Montage eines Produkts bereits frühzeitig im Prozess planen, um die Erreichbarkeit, Sicherheit und Ergonomie für die Mitarbeiter im Rahmen der Arbeitssicherheit zu gewährleisten.
Darüber hinaus lassen sich Mitarbeiter mit AR ohne Betriebsunterbrechungen an den Maschinen und Prozessen in der Fabrik einarbeiten und weiterbilden. Weiterbildungen in der Fertigung mithilfe von Augmented Reality ermöglichen den Unterricht mit virtuellen Mitteln. Dadurch werden Risiken gesenkt und die Sicherheit verbessert. Die Weiterbildungen können On-Demand durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung auf die Arbeitszeiten der Mitarbeiter. Die Lerninhalte können entweder vorher erstellt und per Streaming von der Cloud angesehen oder als Live-Videokonferenz mit externen Kursleitern vermittelt werden.
In einem Betrieb, der vollständig auf intelligente Fertigung setzt, werden die Produkte mit IIoT-Sensoren eingebettet. Diese Sensoren können Daten an die Produktbauteile senden. Das Qualitätskontrollpersonal kann die Produkte dann unter Einsatz von AR überprüfen und anhand der Produktdaten etwaige Mängel feststellen. In einem AR-fähigen Lager kann eine Augmented Reality-Software den Mitarbeitern Informationen für die Auftragsabwicklung liefern, Barcodes automatisch scannen und Bestandsdaten aktualisieren.
Der Einsatz von Augmented Reality in der Fertigungsindustrie bietet während des gesamten Produktlebenszyklus Vorteile, vom ersten Konzeptentwurf bis hin zum Kundenservice.
Mithilfe der Visualisierungen von AR können Konstrukteure Produktkonzepte im Kontext realistischer Räume betrachten. Dadurch werden weniger physische Prototypen benötigt. Die Iterations-, Validierungs- und Prüfprozesse werden beschleunigt, und das Produkt kann schneller zur Marktreife gebracht werden.
Mithilfe von Augmented und Mixed Reality können Konstrukteure den digitalen Zwilling eines Produkts Führungskräften oder Kunden überall auf der Welt vorführen oder sich aus der Ferne mit einem Maschinenexperten in der Werkshalle beraten.
Die Konstruktion mit AR senkt den Bedarf an physischen Prototypen und spart dadurch Zeit und Material. Durch die Kombination von Sensordaten mit AR lassen sich Probleme in der Fertigung schneller erkennen und beheben. Das Ergebnis sind weniger Betriebs-unterbrechungen.
Der Einsatz von AR im Lager kann bei der Produktkommissionierung und Bestandspflege helfen sowie bei der Visualisierung und Behebung anderer Probleme im Lagerraum.
AR eignet sich für die solide Einarbeitung und Weiterbildung von Mitarbeitern und ist bei Bedarf jederzeit und von überall aus verfügbar. Die Trainer brauchen nicht zum Standort zu reisen.
Fertigungsunternehmen können sicherere Arbeitsabläufe mit weniger Aufwand für die Einrichtung planen. Auch Weiterbildungen sind mit AR sicherer, da die Mitarbeiter Aufgaben ohne Risiken üben können. Wenn sie dabei eine Mixed-Reality-Brille verwenden, können sie sogar freihändig arbeiten.
3D-Software für die virtuelle Prototypenerstellung im Automobilbau – verfügbar als VRED Design, VRED Professional, VRED Server und VRED Presenter
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AR wird häufig in der medizinischen und militärischen Ausbildung eingesetzt. Auch im Handel findet sie Anwendung: Käufer und Mitarbeiter können damit Produktinformationen abrufen oder betrachten, wie bestimmte Produkte (z. B. Möbel oder Wandaufhängungen) in ihren Räumen wirken.
In der Fertigung wird AR in allen Prozessen eingesetzt, von der Produktentwicklung bis hin zur Auftragsabwicklung. Konstrukteure können damit 3D-Modelle in einem realitätsnahen Kontext betrachten, bevor die Produktion anläuft. Produktionsmitarbeitern hilft die Technologie bei der schrittweisen Montage. Neben der Anzeige von Betriebs- und Wartungsdaten für Werksmaschinen unterstützt die Technologie auch die Qualitätskontrolle bei der Beurteilung von Mängeln. Auch in der Produktkommissionierung und bei anderen Aufgaben im Lager ist sie hilfreich.
AR ist wichtig, weil Prozesse wie Produktentwicklung, Fertigung und Auftragsabwicklung damit effizienter gestaltet werden können. Dies spart in erheblichem Maße Zeit und Material.
So können Konstrukteure rasche Iterationen durchspielen und verschiedene Produktversionen testen, bevor der physische Prototyp erstellt wird. Fabriken können ihre Mitarbeiter in einer vollkommen sicheren, virtuellen Umgebung für die Produktion und Inspektion schulen. Zugleich hilft die vorausschauende Fehlerbehebung bei der Reduzierung von Fehlern. Und im Lager kann AR die Bestandsverwaltung unterstützen, die Mitarbeiter durch die Produktkommissionierung führen und bei der Erkennung von Problemen helfen.
Der größte Unterschied zwischen AR und VR liegt im Grad der Immersion der Anwender. Bei VR tauchen die Anwender vollständig in eine virtuelle Welt ein. Mit einer speziellen VR-Brille gewinnen sie eine omnidirektionale Sicht auf die künstliche Umgebung. AR hingegen verbindet die reale physische Umgebung des Anwenders mit Überlagerungen von 3D- oder 2D-Grafiken, Videos und/oder Text.
Die Erstellung und Verwendung von AR-Inhalten ist in der Regel nicht so kompliziert und kostspielig wie die bei VR-Inhalten. Hierfür genügt ein Smartphone oder Tablet. AR kann auch mit einer Spezialbrille und Frontscheibenanzeige im Auto betrachtet werden. Frontscheibenanzeigen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.
KI-Technologien (Künstliche Intelligenz) wie Spracherkennung, natürliche Sprachverarbeitung, maschinelles Lernen und Computer Vision sind häufig in den Funktionen von Augmented Reality (AR)-Anwendungen enthalten. Dadurch werden digitale Grafiken und Informationen in dynamischer Weise mit der realen Umgebung überlagert. Das Ergebnis kann auf einem Mobilgerät oder mit einer Augmented-/Mixed-Reality-Brille betrachtet werden.
Das weite Feld der Machine-Learning-Algorithmen und neuronalen Netze in der KI sind unabhängig von AR und eine Welt für sich. In den meisten AR-Lösungen wird jedoch irgendeine Form von KI verwendet. So kann AR beispielsweise mit Spracherkennung und natürlicher Sprachverarbeitung gesprochene Benutzeraufforderungen erkennen, und mithilfe von Computer Vision kann AR von der Kamera eines Gerätes aus Objekte und Personen identifizieren.
