Datenbrillen sowie die verschiedenen Technologien – Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality – werden häufig mit der Spieleindustrie in Verbindung gebracht. Spätestens seit dem großen Erfolg von Pokemon GO und dem Hype um Magic Leap wird Augmented Reality in der Wahrnehmung verstärkt damit verknüpft. Dieser Artikel vermittelt einen Überblick über Augemented Realtiy und den Einsatz der Technologie in der Präventiven Wartung.
Augmented Reality kommt auch in der Industrie 4.0 zum Einsatz
Das Potenzial von Augmented Reality und Virtual Reality geht weit über den Gaming-Bereich hinaus. Anwendungen in der Industrie und der Arbeitswelt 4.0 zählen zu den großen Stärken der „Realität erweiternden Technologien“ und werden zu einem neuen Standard in der vernetzten Produktion werden. Insbesondere die Präventive Wartung (Predictive Maintenance) wird durch den Einsatz der computergestützten Realitätserweiterung, wie etwa Augmented Reality, profitieren.
HoloLens & Co sind längst Realität
Wie sehr Augmented Reality und Mixed Reality bereits zu einem Trend in der Industrie geworden ist, zeigt beispielsweise das Unternehmen Thyssen Krupp. Der Industriekonzern führte flächendeckend Microsofts HoloLens-Technologie ein. Mit Hilfe der Datenbrille und Augmented Reality werden sowohl die Wartung als auch andere Servicearbeiten an ihren Aufzügen verbessert, schneller und sicherer gemacht. Auch der weltweit größte Konzern für Baumaschinen, Caterpiller, setzt auf Augmented Reality, um Maschinen jederzeit fachmännisch warten zu können:
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Sobald die Data Strategy und die entsprechenden Algorithmen und Tools implementiert wurden, kann jeder Mitarbeiter mithilfe einer Datenbrille oder auch eines Tablets Anweisungen von Fachleuten erhalten. Augmented Reality macht‘s möglich. So können Maschinen gewartet werden oder – abhängig von Fehler und Ursache – sogar aus der Ferne repariert werden.
Head Mounted Displays halten beide Hände frei
Dabei bieten sogenannte Head Mounted Displays / Devices, also Geräte, die auf dem Kopf getragen werden, gegenüber anderen mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets einen entscheidenden Vorteil. Die Hände sind frei, um damit arbeiten zu können.
Präventive Wartung lässt sich mit Hilfe neuer Technologien wie Augmented Reality immer besser planen und durchführen. Um von den daraus resultierenden Vorteilen profitieren zu können, sind jedoch einige Voraussetzungen zu erfüllen.
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Voraussetzung für Präventive Wartung: Sensoren
Damit der technische Zustand von Maschinen sowohl vor Ort als auch aus der Ferne diagnostiziert werden kann, müssen diese entsprechend mit Sensoren ausgestattet sein. In komplexen Maschinen befinden sich zu diesem Zweck zum Teil mehrere hundert Sensoren. Durch diese Sensoren können unterschiedlichste – vor allem wartungsanfällige – Bauteile und Funktionen permanent überwacht werden.
Sensoren messen unterschiedlichste Werte wie:
- Temperaturen
- Vibrationen
- Druck
- Füllstände
- Feuchtigkeit
- Geschwindigkeit
- Gewicht
- Beschleunigung
- Neigung
Um Fehlmessungen zu vermeiden, werden an unterschiedlichen Stellen zusätzliche Sensoren angebracht, die Vergleichswerte erheben. Jeder dieser Sensoren liefert Daten, die im Rahmen von Data Science Projekten verwertet werden können. So kann ein vollständiges Bild über die Nutzung entstehen.
Sensoren erzeugen eine große Menge an Daten, die im Rahmen von Analysen genutzt werden können
Viele dieser Daten, die durch das Monitoring entstehen, haben einen zusätzlichen wirtschaftlichen Wert und können durch Datenanalysen zu verschiedenen Zwecken genutzt werden. Verständlicherweise haben manche Unternehmen Bedenken, diese Daten an ein anderes Unternehmen weiterzugeben. Unternehmen, die sich für die Präventive Wartung entscheiden, sollten entsprechend darauf achten, dass ausschließlich die zu Wartungszwecken notwendigen Daten übermittelt werden.
Linktipp: Wenn Sie mehr zum richtigen und sorgsamen Umgang mit Daten wissen wollen, lesen Sie auch unseren Blog-Artikel zum Thema Data Governance.
Monitoring und Prognosemodelle
Nach der Aufzeichnung der Daten werden mithilfe von Data Science diese Sensordaten auf Muster hin untersucht und virtuelle Modelle entwickelt. Auf diese Weise werden Richtwerte und Algorithmen ermittelt, die mit den Monitoring-Daten abgeglichen werden.
Modell und Realität werden so aufeinander abgestimmt und es wird möglich, Vorhersagen sowohl über den aktuellen Zustand einer Maschine, als auch über den zukünftigen Verlauf bei einer bestimmten Nutzung möglich. Das Ziel ist es also zunächst, den Normalbetrieb zu definieren, um auf dieser Basis den möglichen Ausfall einzelner Teile in der Zukunft zu erkennen.
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Werden im aktuellen Betrieb einer Anlage die vorab festgelegten Eckwerte überschritten, können (teilweise) automatisiert Gegenmaßnahmen ergriffen oder Warnungen an Mitarbeiter übermittelt werden.
Hier kommen die Augmented- und Mixed-Reality-Geräte ins Spiel: Setzt ein Mitarbeiter diese auf, sieht er zwei verschiedene Realitätsebenen: Die echte, also die Maschine oder eine Anlage und darüber gelegt die virtuelle Realität. Durch die große Anzahl an Sensoren kann das virtuelle Abbild auf die reale Maschine in Echtzeit projiziert werden. Im Fall eines Defekts kann exakt lokalisiert werden, wo ein Schaden aufgetreten ist.
Präventive Wartung und Augmented Reality
Eine aktuelle Studie der Unternehmensberatung KPMG kam zu dem Ergebnis, dass die Technologien Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality soweit ausgereift sind, dass sie vor dem Durchbruch stehen. Sie können zur Verbesserung der Produktqualität, Kosteneinsparung und zur Effizienzsteigerung beitragen.
Die Präventive Wartung als eines von mehreren Anwendungsbeispielen hat insbesondere in der Produktion, der Automobilbranche sowie der Chemie- und Pharmaindustrie großes Anwendungspotenzial.
Allerdings genügen die Augmented Reality Brillen allein nicht, um das mit ihnen verknüpfte Wertschöpfungspotenzial zu realisieren. Erst die Kombination aus den Sensor- bzw. Monitoring-Daten und den Prognosemodellen führen zu den praktischen Werkzeugen, die zur Verbesserung der Planung und Durchführung von Wartungsarbeiten führt.
Durch Anleitung via Brillen mit Augmented Reality können Mitarbeiter oder Nutzer vor Ort bestimmte Fehler anhand von Experten-Vorgaben in Echtzeit schnell und direkt beheben. Nicht jede Datenbrille eignet sich für die komplexen Aufgaben gleich gut (Hier ist eine Übersicht über die verschiedenen Modelle und Varianten).
Brillen für die Präventive Wartung müssen mehrere Eigenschaften aufweisen: Sie müssen sowohl den Blick desjenigen einfangen, der die Brille trägt, als auch dem Träger die echte und die virtuelle Realität gleichzeitig zeigen können und schließlich eine Audio-Verbindung herstellen. Reine virtuelle Realität (VR) ist für den industriellen Kontext weniger geeignet als Mixed oder Augmented Reality.
Vorteile durch die virtuell erweiterte Präventive Wartung
Durch die Kombination von virtuell erweiterter Realität und Data Science wird die präventive Wartung noch interessanter für Unternehmen. Sie wissen permanent über den Zustand ihres Maschinenparks und ihrer Anlagen Bescheid und können dies in Echtzeit visualisieren. Die Ausfallzeiten, die Wartung und Reparatur verursachen, werden noch geringer, besser durchführbar und die Produktivität steigert sich dadurch.
Linktipp: Lesen Sie hier unseren Artikel zum Thema Industrie 4.0: Brownfield vs. Greenfield – Jede Fabrik und jedes Unternehmen kann Teil der Industrie 4.0 werden.
Die ersten Praxisanwendungen zeigen bereits, dass Reparaturen bis zu viermal schneller durchgeführt werden können. Dadurch profitieren nicht nur die Unternehmen selbst, sondern auch ihre Kunden – sowohl im Bereich B2B als auch im B2C. Die Bewohner eines Hauses mit Aufzug, profitieren ebenso von sehr viel kürzeren Wartungszeiten wie ein Autobauer.
Die Präventive Wartung wird damit zu einem wesentlichen Bestandteil einer Unternehmensstrategie, die auf Effizienzsteigerung und Kundenzufriedenheit ausgelegt ist.
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