Wie Augmented Reality die Industrie unterstützt

Es ist schwer zu glauben, aber Augmented Reality (AR) begleitet uns bereits seit mehr als 30 Jahren. Ein Bereich, den die Technologie derzeit verstärkt erobert, ist die Industrie. Aber was kann AR in der Industrie? Um diese Frage beantworten zu können, müssen wir zunächst verstehen, was AR eigentlich ist. Es handelt sich um die Erweiterung der Realität. Computergenerierte, dreidimensionale Inhalte, die im räumlichen Bezug zu physikalischen Objekten stehen, ergänzen die reale Welt in Echtzeit. Diese lassen sich über mobile Endgeräte, AR-Brillen oder Projektionen einblenden. Auf diese Weise ergänzt und erweitert die Technologie die reale Wahrnehmung um nützliche Informationen wie Montagepositionen und Arbeitsanweisungen.

Wen Augmented Reality in der Industrie unterstützt

In der Fabrikhalle unterstützt AR schon heute Werker und Service-Personal bei ihren Aufgaben. Diesen assistiert die Technologie zum Beispiel indem sie über ein digitales Endgerät Arbeitsanweisungen oder Montagepositionen in das Sichtfeld des Nutzers einblendet – und das in Echtzeit. Da die Informationen virtuell direkt vor Ort zur Verfügung stehen, sparen Mitarbeiter in erster Linie Zeit und aufwendiges Durchforsten von Verzeichnissen, Ordnern und Unterlagen entfällt. Dass Augmented Reality nicht nur in der Industrie, sondern auch in fast allen anderen Bereichen der Wirtschaft Fuß gefasst hat, zeigt eine aktuelle Studie von Computerwoche und CIO mit PTC. Insgesamt nutzen derzeit bereits 48 Prozent der größeren Unternehmen (1.000 und mehr Mitarbeiter) und 30 Prozent der kleineren Unternehmen (bis 999 Beschäftigte) Augmented-Reality-Technologien im Produktivbetrieb.

Darum nutzen Unternehmen Augmented Reality in der Industrie

In der Industrie fallen täglich enorme Datenmengen an, die möglichst klar und übersichtlich darzustellen sind. Mithilfe von AR-Lösungen lassen sich dreidimensionale Daten mit räumlichem Bezug so anzeigen, dass für Anwender ein echter Mehrwert entsteht. Mögliche Szenarios sind das Visualisieren von Arbeitsschritten, interaktive Schulungen direkt an der Maschine oder Warnungen beim Betreten von Gefahrenzonen. Ebenso ermöglicht die Lösung präzise Positionierungen von Bolzen, Haltern und anderen Anbauteilen sowie präzise Beschnitte und Kabelverläufe. Ein Teil der Industrieunternehmen nutzt die virtuelle Technologie bereits. Das liegt unter anderem daran, dass sich damit Kosten reduzieren lassen – und das nicht zu knapp. Unternehmen können physische Schablonensätze einsparen und mit der gestiegenen Variantenvielfalt mithalten ohne Qualitätseinbußen zu riskieren. Auch die Zeitersparnis gegenüber herkömmlichen messtechnischen Verfahren, die klassischerweise für präzise Positionierungen zum Einsatz kommen, sorgt für mehr Effizienz.

Beispieltechnologie: Dynamische Laser- und Videoprojektion

In vielen Bereichen der Industrie ist höchste Präzision gefordert. Für solche Arbeiten eignet sich der Einsatz von Laser- oder Videoprojektion, die Informationen direkt auf Werkstücken visualisiert. Sie spielt ihre Stärke sowohl in der qualitativen Ausgabe von Informationen als auch in der Visualisierung quantitativer, präziser Bemaßungen aus. Der Werker hat hier die Hände frei und muss nicht permanent eine unergonomische Datenbrille tragen. Welche der beiden Methoden infrage kommt, hängt vom Anwendungsfall und den Umgebungsbedingungen ab. Videoprojektion wird oft bei Designprozessen oder in der Montage genutzt – sie erreicht eine Genauigkeit von bis zu unter einem Pixel. Mit dieser Technologie lassen sich viele Informationen gleichzeitig transportieren und Flächen, Farben und Texturen nahezu fotorealistisch visualisieren. Das erleichtert in der Automobilindustrie beispielsweise den Einbau von Kabelbäumen oder den Aufbau von Sandwichpaneelen aus unterschiedlichen Werkstoffen in der Caravan-Industrie.

Die Laserprojektion punktet mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 Millimeter pro Meter Arbeitsabstand. Dank der hohen Kontrastauflösung ist die AR-Projektion auch auf dunklen und stark reflektierenden Flächen sowie bei hellen Lichtverhältnissen gut erkennbar. Erfüllt ein Laser die Schutzklasse IP64, ist er beispielsweise für den Einsatz in Schweißerei-Umgebungen vorteilhaft, da die Projektion trotz Metallstaub einwandfrei funktioniert. Hier kann er beispielsweise Schweißnähte sowie die Positionierung von Anbauteilen visualisieren.

Rückschau und Zukunftspotenzial von AR in der Industrie

Fakt ist, dass der Einsatz von Augmented Reality in der Industrie noch immer in den Kinderschuhen steckt, wenn auch die ersten Hürden bereits genommen sind. Denn lange war die Trackingtechnologie noch nicht genug ausgereift, um dynamische Bewegungen von Objekt und Betrachter nachzuvollziehen. Erst durch die Leistungszuwächse bei mobilen Endgeräten – wie AR-Brillen, Tablets und Smartphones – und durch verbesserte Algorithmen für markerloses modellbasiertes Tracking wurde es möglich, Bewegungen ohne Unterbrechung zu folgen. Zudem waren Datenprozesse lange eine Hürde. Denn 3D-Daten bilden die Grundvoraussetzung für Augmented Reality in der Industrie 4.0 – und diese verlangen Endgeräten eine enorme Rechenleistung ab. Um den damit einhergehenden Hardware-Einschränkungen entgegenzuwirken, wird der Großteil der Rechenarbeit inzwischen ausgelagert und nur die zu visualisierenden Inhalte gestreamt. Da die meisten Werkshallen und Produktionsstätten mittlerweile mit WLAN und Internet ausgestattet sind, steht einer lückenlosen Datenversorgung und damit einer dynamischen Datenvisualisierung nichts mehr im Wege.

Auch wenn AR in der Industrie derzeit einen regelrechten Hype erlebt, ist weiterhin noch viel Luft nach oben. Vielerorts gilt es noch eine angemessene Infrastruktur zu schaffen, um digitale Informationen dort verfügbar zu machen, wo sie gebraucht werden. In kleineren und mittelständischen Unternehmen (KMU) fehlen häufig Ressourcen, solche Tools einzubauen. In naher Zukunft wird AR-Technologie jedoch auch dort Einzug halten, da digitalisierte Prozesse angesichts des Trends zu Flexibilisierung und immer höherer Variantenvielfalt enorme Wettbewerbsvorteile bieten.