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26.07.2018

VDC veröffentlicht Whitepaper zu Virtuellen Techniken im Service

Das Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach hat Anwendungsmöglichkeiten und Nutzenpotenziale des Einsatzes virtueller Techniken in Service-Anwendungen erarbeitet und in einem Whitepaper zusammengestellt.

Virtuelle Techniken wie Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) sind seit vielen Jahren in etlichen Anwendungsfeldern etabliert, wie beispielsweise in der Produktentwicklung im Training oder im Marketing. Betrachtet man das Umfeld komplexer Maschinen, so trifft man auf folgende typische Herausforderungen: Gestiegene Produktkomplexität wirkt sich aus auf die Entwicklungskomplexität, die Herstellung des Guts selbst, Kommissionierung, Betrieb, Bedienung sowie auf den Service. Kundenindividuelle Produkte führen zu entsprechend hohen Variantenzahlen. Exportstarken Gütern müssen Sprach- und Kulturbarrieren des Weltmarkts meistern. Betreibermodelle verlagern auch die Verantwortung für und das Interesse am Service auf dem Hersteller. Damit ergeben sich zahlreiche Anküpfungspunkte zum Einsatz Virtueller Techniken in Ser­vice-Anwendungen.

Service Engineering

Mit Hilfe von VR- Serviceability-Studien lassen sich interaktive 3D-Modelle explorieren, um visuelle und manuelle Zugänglichkeit zu allen relevanten Komponenten der Maschine sicherzustellen - für alle Varianten, an allen Verbau-Optionen und aus allen denkbaren Perspektiven. Ebenso ist zu überprüfen, ob alle Baugruppen, Verbindungselemente und Schmierstellen visuell, mit den Händen, mit Werkzeug zugänglich ist und ob Sonderwerkzeuge vermieden werden können. Weiterhin werden die Montage-/Demontageeignung und Montagereihenfolgen evaluiert. Weitergehende Untersuchungen in VR ließen in der Vergangenheit bereits die Ermittlung von Vorgabezeiten für den Service zu. Eingesetzte Technologien sind entweder immersive, interaktive Umgebungen, in denen der Nutzer im Sinne eines "human-in-the-loop" mit einem digitalen 3D-Modell arbeitet oder aber digitale 3D-Menschmodelle, die Service-Tätigkeiten virtuell durchexerzieren. Mit letzterem Ansatz sind auch objektive Aussagen zur Prozessergonomie erzielbar.

Service Training

Virtuelle Umgebungen eignen sich hervorragend dafür, die vier Wissensarten Positionswissen, Strukturwissen, Verhaltenswissen und Prozedurwissen zu verwalten. Diese Möglichkeiten lassen sich natürlich nutzen, um Service-Kräfte zu trainieren. Klassische Lernstufen (1. vorführen, 2. begleiten, 3. prüfen) lassen sich in VR umsetzen. Die Vorteile liegen auf der Hand: kritische Szenarien lassen sich durchspielen ohne Gefahr für Mensch und Maschine. Das Training kann ohne die Belegung realer (teurer, gefährlicher, weit entfernter, nicht verfügbarer,...) Infrastruktur durchgeführt werden. Das Training kann in noch nicht existenten zukünftigen Umgebungen erfolgen. Schließlich lässt sich das Training zeit- und ortsunabhängig virtuell durchführen. Neue, kollaborative VR-Umgebungen erlauben auch das simultane Szenarien-Training und die Zuschaltung eines entfernten Experten als Trainer. Inhalte des VR-/AR-Service-Trainings sind Abläufe, Prozesswissen, Beschädigungsgefahren, Ressourcen-/Werkzeugeinsatz für alle Varianten und Perspektiven. Weitere Multimedia-Inhalte, Dokumentationen, Simulatoren lassen sich einbinden. Technische Optionen zeigen sowohl interaktive VR-Umgebungen als auch AR-Aufprojektionen auf physische Objekte im Sinne eines "Röntgenblicks" auf zu trainierende aber verdeckte Inhalte.

Service-Assistenz

Mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablet PCs und Smart Glasses können den Service-Techniken im Feld mit Wissen unterstützen. Augmented Reality kann hier wertvolle Dienst leisten, indem alphanumerische oder 3D-Informationen ortsrichtig angezeigt / graphisch überlagert werden. Auch eine AR-Sicht in verborgene Bereiche ("Röntgen-Blick") ist möglich. Auf diese Weisen erhält die Servicekraft Informationen zu nächsten Arbeitsschritten, Prozessorten, notwendigen Werkzeugen oder Prozessparametern. Weiterhin ist denkbar, über mobile Endgeräte eine Telekonferenz zu Service-Experten in der Firmenzentrale aufzusetzen: per Kamera wird der Blick vor Ort mit der Zentrale geteilt, gleichzeitig kann der Remote-Experte in die Sicht des Werkers vor Ort zeichnen, um etwa wichtige Bauteile zu markieren.

Service-Dokumentation

Aus mehreren Gründen ist die digitale Erfassung eines Service-Vorgangs interessant. Kameras, 3D-Tiefenbildkameras (engl. 3D depth sensors), Gestenerkennungen und Tracking-Technologien (wie etwa in Smart Watches), und Sensor-Erweiterungen (wie etwa in sonderausgestatteten Smart Gloves) lassen sich zur digitalen Erfassung eines Service-Vorgangs einsetzen.Die Erfassung kann als Dokumentation des Vorgangs dienen, gegebenenfalls ergänzt durch Fotos, Sensordaten-Aufzeichnungen, Werkzeugeinstellungen etc. Dieses kann hilfreich sein für die Qualitätssicherung, den Konfliktfall oder als Grundlage für die Abrechnung erbrachter Leistungen. Weiterhin gab es bereits Umsetzungen, die in Service-Prozessen gewonnenen Erfahrungen im Rahmen eines Unternehmens-Intranets - als Social Web - weiteren Kollegen zugänglich zu machen, diese also von den eigenen Erfahrungen profitieren zu lassen.

Fazit

Virtuelle Techniken im Service gewinnen an Relevanz. Vermutlich werden drei Aspekte die Weiterentwicklung maßgeblich bestimmen: Die weitgehend automatisierte Erstellung geeigneten Contents, auch im Sinne von 3D-Inhalten, ist zwangsläufig, soll der zu erzielende Nutzen nicht durch hohe Aufwände in der Content-Aufbereitung aufgefressen werden. Dieser (3D-)Content sollte plattformunabhängig in den oben angeführten vier Hauptanwendungsfeldern zur Verfügung stehen. Werfen wir einen Blick auf die eingeschränkten Darstellungs- und Interaktionsmöglichkeiten mobiler Endgeräte, wird dieses alles andere als trivial sein. Schließlich wird, auch motiviert durch eingeschränkte Interaktionsmöglichkeiten, Kontextsensitivität mit über die Akzeptanz Virtueller Techniken im Service entscheiden.

Das Whitepaper wurde im Rahmen des vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg geförderten Projekts „Digitallotse Baden-Württemberg“ erstellt.

Das Whitepaper kann auf der Webseite des VDC kostenlos heruntergeladen werden:
www.vdc-fellbach.de/downloads/whitepaper

Profil VDC Fellbach

Das Virtual Dimension Center (VDC) ist Deutschlands führendes Kompetenznetzwerk für Virtuelles Engineering. Technologielieferanten, Dienstleister, Anwender, Forschungseinrichtungen und Multipli­katoren arbeiten im VDC-Netzwerk entlang der gesamten Wertschöpfungskette Virtuelles Engineering in den Themen 3D-Simulation, 3D-Visualisierung, Product Lifecycle Management und Virtuelle Realität zusammen. Die Mitglieder des VDC setzen auf eine höhere Innovationstätigkeit und Produktivität durch Informationsvorsprung und Kostenvorteile.

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