Forschung & Praxis IPA exklusiv Serie Industrie 4.0 _Industrie 4.0 AR-Brillen in der Produktion: Von der Fabrikplanung bis zu Betrieb und Wartung Vielseitiger Helfer: Augmented Reality Augmented-Reality-Brillen (AR) haben nicht nur das Potenzial, die Planung einer Fabrik wesentlich zu erleichtern, sondern auch deren Betrieb zu revolutionieren. Laufende Forschungsprojekte am Fraunhofer IPA zeigen, was mit Datenbrillen alles möglich ist. „AR-Brillen sind ein wertvolles Tool für die Fabrikplanung, weil alle dasselbe Bild vor Augen haben, selbst wenn sich die beteiligten Planer an verschiedenen Orten aufhalten oder unterschiedliche Kompetenzen mitbringen“, sagt Jonas Gutjahr vom Fraunhofer IPA. Mikrofon und Lautsprecher, die in das Gerät integriert sind, unterstützen die Kommunikation über verschiedene Standorte hinweg. Um zu veranschaulichen, wovon er spricht, tippt Gutjahr auf einem virtuellen Bauplan, der mitten im Raum zu schweben scheint, einzelne Räume an und schiebt vir- Quelle: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez Fernwartung: Ein Experte und ein Techniker, der vor Ort ist, verständigen sich über AR- Brillen. Um Missverständnisse und unnötige Arbeitsschritte zu vermeiden, kann der Fachmann das Bauteil farblich hervorheben, das ausgetauscht werden muss. tuelle Maschinen und Roboter hin und her wie Figuren auf einem Schachbrett. Der Forscher muss dabei kaum etwas erklären. Aber nicht nur zukünftige, sondern auch laufende Produktionsprozesse lassen sich mit AR-Brillen veranschaulichen. Dazu sammelt Gutjahr relevante Daten aus der Maschinensteuerung und schafft so ein virtuelles Abbild der Produktion, den digitalen Schatten. Treten Probleme auf – ein Werkstückträger klemmt, ein Rohstoff geht zur Neige –, erfährt der Verantwortliche echtzeitnah davon. Die betroffene Maschine leuchtet auf dem Display seiner AR-Brille rot auf und was das Problem ist, verrät ihm der digitale Schatten. „Mit der Zeit“, so Gutjahr, „entsteht eine minutiöse Chronologie der Produktion, aus der sich ablesen lässt, welcher Fehler welche Ursache hatte.“ Muster werden erkennbar, die im Idealfall dabei helfen, dass Probleme behoben werden können, ehe sie entstehen. Predictive Maintenance, die vorausschauende Wartung, wird so möglich. Techniker kommt virtuell zur Maschine Und auch die Instandhaltung selbst geschieht dank AR-Brillen schneller und effizienter. „Techniker müssen nicht mehr von weit her eingeflogen werden“, sagt Florian Strieg vom Fraunhofer IPA. Stattdessen setzt sich ein Werker vor Ort eine AR-Brille auf, nimmt Kontakt mit einem Experten auf und lässt sich Schritt für Schritt zeigen, was an der Maschine zu tun ist. „Das Bauteil, das ersetzt werden muss, kann der Experte mit farbigen Anmerkungen kennzeichnen, um Missverständnisse und überflüssige Arbeitsschritte zu vermeiden“, erklärt Strieg. Fehler vermeiden und die Effizienz steigern – darum dreht sich auch das Projekt ARAssembly, das 22 Oktober 2018
_Industrie 4.0 aiPRESS Strieg zusammen mit Ramez Awad, Gruppenleiter Montageautomatisierung am Fraunhofer IPA, vorantreibt. Die beiden Wissenschaftler haben eine digitale Montage-Instruktion entwickelt. Ein Monteur, der eine neue Aufgabe bekommen hat, setzt sich eine AR- Brille auf und erhält detaillierte Anweisungen, was zu tun ist. Die Daten zur Visualisierung sowie die Instruktionen werden halbautomatisiert erstellt und in einer Datenbank hinterlegt. Es muss also kein Mitarbeiter mehr abgestellt werden, der neue Kollegen einlernt, und eine gedruckte Anleitung ist auch nicht mehr nötig. Einen Haken gibt es aber: „AR- Brillen machen das Leben erst dann leichter, wenn man die nötigen Daten zur Visualisierung aufbereitet hat. Das ist momentan noch ein ganz erheblicher Aufwand “, gibt Jonas Gutjahr zu bedenken. Sein Rat: „Man sollte also nicht einfach mal anfangen, sondern sich vorher über den Nutzen im Klaren sein.“ Wer unsicher ist, kann sich bei den Forschern am Fraunhofer IPA melden. Sie erstellen Machbarkeitsstudien über den Einsatz von AR-Brillen, aus denen hervorgeht, welcher Mehrwert im konkreten Einsatzfall erreicht werden kann. ↓ Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA www.ipa.fraunhofer.de; Motek Halle 7, Stand 7102 Mobiler Sensorkoffer für den Industrie-4.0-Einstieg Bild: IOSB-INA Inasense kann Daten von bestehenden Prozessen sowie von zusätzlichen Sensoren temporär erfassen und via Mobilfunk an eine Datenbank übermitteln. Verfahren der maschinellen Intelligenz können diese Daten dann analysieren und Ursachen für Qualitätsdefizite offenlegen oder An - zeichen für eine anstehende Wartung identifizieren. Dr.-Ing. Holger Flatt, Leiter der Forschungsgruppe Intelligente Sensorsysteme bei Fraunhofer: „Industrie 4.0 ist für viele Mittelständler noch ein abstrakter Begriff. Mit dem mobilen Sensorsystem wollen wir vor Ort Daten gewinnen, Transparenz Der Inasense-Koffer kann Daten von erzeugen und Potenziale aufzeigen oder bestehenden Prozessen sowie von bei dem Auffinden von Problemen unterstützen. Ein großer Vorteil dabei ist, dass zusätzlichen Sensoren erfassen und via Mobilfunk an eine Datenbank weder eigene Sensorik-Hardware noch übermitteln. Industrie-4.0-Kompetenz vorhanden sein muss. Das Sensorsystem bietet zur Gewinnung der Daten eine große technische Bandbreite: Infrarot-, Vibrations-, Druck-, Distanz-, Temperatur-, Luftfeuchte- und Anlagenleistungsmessung sowie diverse weitere physikalische Eigenschaften der Anlage – all das nimmt das Messsystem von Fraunhofer wahr. Außerdem ist eine SPS verbaut, ein interner Rechner und ein Gateway sowie ein LTE-Router zur Übermittlung der Sensordaten an eine sichere Cloud. ↓ Fraunhofer IOSB-INA www.fraunhofer-owl.de Arbeitsplatz 3 kN 15 kN 36 kN Hubtisch Sicherheitskonzept itskonzept gemäß Performance level PLd Stand 5220 Halle 5 Die nächste Generation der IEF-Servopressen ist zu sehen auf der internationalen Fachmesse Motek vom 08.10.2018 – 11.10.2018. www.ief-werner.de Oktober 2018 23
