Assisted Reality

Kurzbeschreibung:

Mit der Digitalisierung im Rahmen von Industrie 4.0, IoT und Cyberphysical Systems bzw. Digital Twins werden Daten und ihre Verarbeitung zu einem der zentralen Elemente der Wertschöpfung. Den Ansätzen der Automatisierung, Autonomisierung und dem Einsatz künstlicher Intelligenzen, um die wachsenden Datenmenge beherrschen zu können zum Trotz, bleibt der Mensch weiterhin die zentrale Entscheidungsinstanz. Dieser Tatbestand und das Paradigma von Human bzw. Customer Centricity lässt digitalen Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI – Human-Machine-Interfaces) eine zentrale Bedeutung zukommen. So gilt es, noch effektivere Assistenzsysteme zu schaffen, die es dem Menschen in den Arbeitsprozessen erlauben weiterhin Kontrolle, Monitoring und sichere Entscheidung zu gewährleisten. Hier kommen Augmented (AR), Mixed (MR) und Virtual Reality (VR) als humanzentrierte Frontend-Technologien zum Tragen.

Die Anwendungsmöglichkeiten von AR, MR und VR erstrecken sich über den gesamten Produktlebenszyklus, da Visualisierung in jeder Phase des Produktlebenszyklus immer wichtiger wird und da die Stärke in der räumlichen und dynamischen Visualisierung liegt. Mit AR kann dies im Anwendungskontext oder komplett zeit- und ortsunabhängig wie bei VR erfolgen. Die T-Systems Multimedia Solutions GmbH zeigt im Trail „Assisted Reality“ anhand bisheriger Kunden- und Evaluationsprojekte, wie sich Assistenzsysteme mit AR, VR und MR sowohl für den industriellen Einsatz in Produktion, Wartung und Service als auch für die Bereiche Marketing, Vertrieb und Unternehmenskommunikation kreieren lassen. Es entstehen neue Möglichkeiten für den Nutzer, um effizienter und schneller Aufgaben zu erledigen, schneller zur Entscheidung zu gelangen und Komfort und Erlebnis zu erhöhen und somit die Motivation von Nutzern zu steigern.

Die Anwendungsfälle sind prinzipiell eigenständig, erlauben aber die Verlinkung zu Smart Maintenance und Smart Products.

Koordinator:

Lars Vogel
T-Systems Multimedia Solutions GmbH

Zielgruppen:

    • Geschäftsführer und C-Level-Entscheider (CEO, CDO, CFO, CMO,CIO)
    • Leiter und Planer aus Entwicklung, Produktion, Betrieb und Wartung
    • Leiter technischer Außendienst/Fieldservice
    • Leiter Marketing und Leiter Vertrieb

Branchensegmente:

    • Maschinen- und Anlagenbau, Fertiger und Anlagenbetreiber, Flugzeug- und Triebwerksbau, Automobilbau, Telekommunikation, Konsumgüter, Bundeswehr, Polizei

Wertversprechen des Trails:

Der Trail Assisted Reality umfasst fünf Use Cases aus verschiedenen Kundenprojekten und Branchen.

Pain Killers:

Weltweit agierende Anlagenbauer und -betreiber haben durch IoT die Möglichkeit, den Status ihrer Produkte zu monitoren und von der Ferne aus zu steuern. Trotz vieler digitaler Vorzüge besteht zusätzlich der Bedarf vor Ort Einstellungen oder eine Analyse der Anlage vorzunehmen. Meist besitzt das Personal am Anlagenstandort jedoch das notwendige Know-how nicht, um die Anlage richtig einzustellen, Störungen zu analysieren und zu beheben. Die notwendigen Reisen, um die Anlagen dennoch in Stand zu halten, binden wichtige Experten und erzeugen enorme Kosten. Die durch die Wartungsfenster entstehenden Stillstandszeiten ziehen zusätzlich hohe Kosten und Stress nach sich, die Produktionsausfälle gehen schnell in den sechsstelligen Bereich. Hier können VR, AR und MR helfen, um Wartungen und Arbeiten auch vor Ort abzudecken.

Der Störungsbehebung über Telefon oder Mail wird durch sprachliche Barrieren, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Muttersprachen oder Fachbegriffe – sowie kultureller Eigenheiten (z. B. Umgang mit Fehler) enorm erschwert. So suchen global agierende Hersteller nach Lösungen, die Experten auch aus der Ferne eine umfassende Analyse von Anlagen und dem Anlagen- und Bedienkontext erlauben.

Das mit der Störungsbehebung gewonnene Wissen (z. B. die richtigen Einstellparameter) muss wiederum schnell in die Produktentwicklung und der Dokumentation überführt werden können, um auch für Schulungen effizienter und schnell aktualisierbar bereitgestellt zu werden. So werden Lösungen gesucht, die es erlauben, leicht verständliche Dokumentationen „on the fly“ zu erstellen und in anderen Kontexten weiter zu nutzen.

In der Anlagenkonstruktion und -planung ist es bis heute nach wie vor üblich, Anlagen in 2D zu planen und dann papierbasiert zur Veranschaulichung zu nutzen. Die Folge ist, dass die Vorstellungen der Anlagen oder von komplexen Produkten und eine entsprechend präzise Anforderungsdefinition sehr weit von denen der realen Bedürfnissen und der realen Konstruktion abweichen. Folgen sind neben Frustration ein mehrmonatiger Zeitverlust sowie steigende, vorher nicht kalkulierte Kosten durch Änderungen.

In der Anlagensteuerung gibt es die Herausforderung, dass immer weniger Mitarbeiter ganze Prozessketten überwachen müssen, die durch ihre Beschleunigung auch eine schnelle Reaktionsfähigkeit bei Störungen nach sich zieht. Mithin muss der Bediener mehr Komplexität beherrschen, da er immer mehr im Blick behalten muss. Hier werden Lösungen gesucht, die es erlauben, jederzeit von jeder Stelle aus und schnell erfassbar, Anlagen zu monitoren und zu steuern.

Assisted Reality – Remote Support in der Wartung

Zielgruppe: Leiter Wartung und Instandhaltung
Anwendungsbeispiel: Maschinenbauer

Pain Killers:

Die Wartung muss schneller und effizienter erfolgen, so leistet jede eingesparte Stunde einen wichtigen Wertbeitrag. Ein entscheidender Faktor ist die Vermeidung von Weg- und Wartezeiten entweder durch Trennung vom Dokumentations- und Installationsorten oder durch die Anfahrt von Experten. Der bisher manuell und über analoge Laufkarten erfasste Wartungsfortschritt soll zukünftig automatisch und in Echtzeit erfassbar sein, um Instandhaltern diese Arbeit abzunehmen, auf mögliche Engpässe besser reagieren zu können und knappe Ressourcen optimal zu planen. Weiterhin muss papierbasierte Dokumentation durch digitale ersetzt werden, um fehlerverursachende Medienbrüche zu vermeiden und diese leichter auf den aktuellen Stand zu halten. Zudem gilt es, das Wissen, das auf mehrere Wartungsteams verteilt ist, anzureichern und zu aktualisieren. Digitale Bedienungsanleitungen und Lernvideos können die Wissensvermittlung erleichtern und beschleunigen. Neben Herausforderungen im Wissensmanagement sollen auch Verschleiß und Schäden durch die Wartungs- und Instandhaltungsprozesse digital erfassbar und prozessierbar werden. Die volle Integration in ERP, PDM oder CRM-Systeme ist Ziel und Voraussetzung zugleich.

Gain Creators:

Die T-Systems Multimedia Solutions zeigt, wie Instandhalter AR-Technologien während der Wartung einsetzen können.

    1. Über Tablet oder Datenbrille werden in Echtzeit Statusinformationen des Roboters bzw. der Maschine direkt an den Bauteilen angefragt.
    2. Instandhalter erhalten dann System- oder Produktinformationen wie sensorische Daten, 3D-Animationen, Videos, eine Fehleranalyse oder sogar die einzuleitenden Wartungsschritte.
    3. Für zusätzliche Ratschläge können ähnlich einer Videokonferenz anderen Fachexperten per Tablet oder Datenbrille hinzugezogen werden. Ein Chat erlaubt die leichte Eingabe von Arbeitsanweisungen.
    4. Zudem können die Servicetechniker virtuell in den Aufnahmen Bereiche markieren, die möglicherweise auf Schäden, wie etwa Haarrisse, hinweisen und einer genaueren Untersuchung bedürfen.
    5. Über die Videofunktion der Datenbrille lassen sich Wartungsvideos erzeugen, um sie für Analysen, Dokumentationen oder als Schulungsvideos weiter zu nutzen.

Assisted Reality – Training und Unterstützung im Serviceprozess

Zielgruppe: Leiter Service und Technik
Anwendungsbeispiel: AR-basierte Unterstützung der Leitungsschaltung für den Technischen Service der Deutschen Telekom

Pain Killers:

Service-Unternehmen haben eine ganze Reihe von Herausforderungen zu meistern. Die technische Entwicklung mit der Folge einer zunehmenden Produkt- und Leistungsvielfalt sowie der Zeit- und Kostendruck machen es zunehmend schwer, die Service-Qualität zu halten. So müssen neben der weiteren Senkung von Fehlerraten, die Reaktionszeiten beschleunigt und zusätzliche Subdienstleister eingebunden werden, um preiswert Personal bereitzustellen. Das erfordert, das technische Wissen in den Köpfen besonders der älteren und erfahrenen Mitarbeiter digital verfügbar zu machen, um es skalieren zu können. Mit Hilfe von AR und MR soll zudem das Unternehmen im Recruiting junger Mitarbeiter und bei der Kundengewinnung attraktiver werden und auch eine Brücke zu älteren Mitarbeitern schaffen.

Gain Creators:

Die T-Systems Multimedia Solutions zeigt eine Service-App auf Basis von Microsoft Hololens für die Schaltung von Netz-Leitungen. Dies ist ein laufendes Projekt, gezeigt wird das Ergebnis der ersten Entwicklungsstufe, wie ein Schaltvorgang am sogenannten MFG (Multifunktionsgehäuse) erfolgt.

    1. In der Hololens bekommt der Servicetechniker den Auftrag mit den Kundendaten, den Standort des MFG und den notwendigen Werkzeugen angezeigt.
    2. Am MFG angelangt, muss dieser mit einem Transponder geöffnet werden, um die Alarmanlage zu deaktivieren.
    3. Ist der MFG geöffnet, startet der Servicetechniker den Arbeitsprozess: Er bekommt in im Raum schwebenden Panels Schritt-für-Schritt-Arbeitsanweisungen und den korrekten Schaltweg über den Schaltblöcken angezeigt.

Die klaren Arbeitsanweisungen sorgen für eine leichte Einarbeitung selbst ungelernter Mitarbeiter. Der visualisierte Schaltweg erlaubt die schnelle Erfassung und eine qualitativ hochwertige Schaltung. Die Hololens selbst sorgt für eine hohe Motivation der Mitarbeiter, wie Nutzertests ergeben haben.

Das Design dieses Assistenzsystems erhielt 2017 einen Red Dot Design Award für hervorragendes Anwendungsdesign.

Assisted Reality – Unterstützung von Robotics in der Produktion

Zielgruppe: Leiter Produktion
Anwendungsbeispiel: AR-basierte Roboterkontrolle via IoT-Gateway

Pain Killers:

Anlagebediener müssen zunehmende ganze Produktionsstrecken bestehend aus mehreren Einzelanlagemodule monitoren. Um hierbei schnell den Status des jeweiligen Moduls zu monitoren ohne direkt vor dem jeweiligen Anlagepanel stehen zu müssen, sollen AR- oder MR-Applikation helfen, den Status des Systems von jedem Ort aus rein mit Blickkontakt zu ermöglichen. Des weiteren sollen Roboter intuitiver und direkter bedienbar sein, um entweder Abläufe zu definieren oder die Kontrolle generell temporär übernehmen zu können.

Gain Creators:

Die T-Systems Multimedia Solutions zeigt eine MR-App auf Basis von Hololens, welche das Monitoren des Status eines Roboters – zu Demonstrationszwecken wird ein Lego Mindstorm als Stellvertreter für Anlagen verwendet – erlaubt. Darüber hinaus kann der Roboter von der Hololens mit einfachen Kommandos gesteuert werden.

Assisted Reality in Marketing und Vertrieb

Zielgruppe: Marketeer, Sales, Produktentwickler
Anwendungsfälle: Holo-Marketing-App und Digital Reality App

Pain Killers:

Komplexe Produkte, wie Anlagen, Flugzeuge oder Yachten aber auch Möbel oder andere große Objekte sind schwer zu vermarkten, da sie gar nicht oder nur als exemplarisches Muster beim potentiellen Käufer vor Ort vorgestellt werden können. Noch schwieriger wird es, wenn es sich um noch in der Entwicklung befindlicher Produkte handelt oder solche, die erst mit der Kaufentscheidung entstehen.

Das gilt auch für kleinere, jedoch variantenreiche und individualisierbare Produkte in großer Vielfalt hergestellt werden können, auch hier ist viel Vorstellungskraft beim Kunden Voraussetzung für eine sichere Kaufentscheidung.

Gain Creators:

Die T-Systems Multimedia Solutions zeigt anhand einer Smartphone-App und einer Hololens-App, wie der Verkauf und die Präsentation von Produkten optimiert werden.

Mit der Holo-Marketing-App wird gezeigt, wie dreidimensionale, holografische Produktprojektionen unter Einbezug des Realraumes die Vorstellungskraft unterstützen und eine Aufstellplanung im Raum erlaubt. Mit dieser Anwendung wird weiterhin gezeigt, wie sich mehrere Hololenses zu einer „Shared Experience“ verbinden lassen.

    • Dabei bekommen zwei Nutzer jeweils eine Hololens, die eine interaktive Projektion von Produkten erlaubt.
    • Die Betrachter können aus einem Katalog ein Produkt auswählen, z. B. ein Endoskop, das stereoskopisch und 360-Grad erfahrbar wird.
    • Sie können entweder sich um das Produkt herumbewegen oder es über Tap drehen, skalieren oder ein Panel mit Zusatzinfos öffnen.
    • Das Produkt selbst lässt sich auch auf andere Orte verschieben, so dass sogar die komplette Inneneinrichtung eines Labors möglich ist.

Das Szenario zeigt, wie ganze Produktwelten erlebbar werden.

Mit der Digital-Reality-App der T-Systems Multimedia Solutions wird es möglich, ein analoges Printmagazin über ein Smartphone wie eine magische Linse („magic lense“) digital zu erweitern.

    • So wird eine statische Magazinillustration einer Smart Factory mittels AR lebendig und nach einer Wartezeit sogar als VR erlebbar.
    • Das Szenario wird durch einen Experten-Sprechertext untermalt.
    • Die Digital Reality-App erlaubt zusätzlich mit den Experten über einen einfachen Klick sofort per Mail oder Telefon Kontakt aufzunehmen.

Der markerbasierte Ansatz erlaubt eine Reihe von weiteren Anwendungsfällen, die Marketing, Vertrieb und Schulung miteinander verblenden: durch digital hinterlegte Produktinformationen, die Beipackzettel ersetzen oder die Anzeige von Verfügbarkeit und Herkunftshistorie.

Assisted Reality in der Produktentwicklung

Zielgruppe: Leiter Entwicklung und Konstruktion
Anwendungsfall: Design Review App

Pain Killers:

Weltweit agierende Produkthersteller haben die Herausforderung, schneller und kostengünstiger Produkte zu entwickeln, die gleichzeitig den lokalen Marktbedürfnissen und anforderungen entsprechen müssen. Um diese zu erkennen, sind viele Iterationen mit Änderungen und Anpassungen am digitalen CAD-Modell und oftmals auch mit Realaufbau notwendig. Sie produzieren jedoch enorme Kosten und sorgen für Zeitverzug.

Gain Creators:

Die T-Systems Multimedia Solutions zeigt, wie AR auf Basis von Hololens die frühzeitige Visualisierung von digitalen Entwürfen für verteilte Teams noch vor der ersten realen Aufstellung erlaubt.

    • Die Technologie ermöglicht es Unternehmen, ihre Kunden schon zeitig in den Entwicklungs- und Planungsprozess des Produkts einzubinden, das Produkt für die Kunden erlebbar zu machen, mit den Kunden zu diskutieren und Verbesserungen zu ermitteln. Die Chancen für einen Markterfolg werden dadurch erhöht.
    • Weiterhin wird eine Präsentation von nicht transportfähigen Produkten beim Kunden Vorort als holographische maßstabgetreue Darstellung ermöglicht.

Charakter:

Der Teaser Trail präsentiert den Teilnehmern den Stand der technischen Entwicklung auf dem Gebiet mobiler AR/VR/MR und zeigt Chancen anhand konkreter Kundenprobleme auf. Der Teaser Trail kann durch Workshop-Leistungen zu einem Intensiv Trail erweitert werden.

Teaser Trail:
    • Dauer 1 Tag
    • Vorstellung von Assisted-Reality-Lösungen anhand von Umsetzungsbeispielen
Intensive Trail:
    • Dauer 2-3 Tage
    • Beratungsworkshop aus Trendreport, praxisnahen Anwendungsbeispielen, Anforderungsanalyse und Lösungsdefinition (Analyse Nutzergruppen und Soll-Prozesse, Definition zukünftiger Einsatz von AR, Projekt-Roadmap. inkl. Dokumentation der Ergebnisse
    • Es kommen Methoden des Design Thinkings zum Einsatz, um eine Vision zu entwickeln und diese in realisierbare Kernprobleme zu zerlegen sowie die zukünftigen Kernprozesse, die relevante Nutzergruppe und ein MVP (Minimal Value Product) zu definieren. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die Erstellung eines Angebotes für einen Proof-of-Concept und dem Aufsetzen einer Entwicklungsroadmap.

Laufende Projekte:

Die T-Systems Multimedia Solutions GmbH entwickelt zusammen mit anderen Konzerneinheiten der Deutschen Telekom Lösungen für Kunden im In- und Ausland.

Möglichkeiten für Projekte und Förderinstrumente:

    • Technologiepartnerschaften
    • Ggf. Teilnahme an Verbundprojekten
    • Auftrag an die T-Systems Multimedia Solutions GmbH

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