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Augmented Reality: Mit der Datenbrille auf Inspektionsrundgang

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Dass Maschinen-, Anlagen- und Prozessdaten mobil verfügbar sind ist inzwischen bei vielen OEMs Standard. Dass die Informationen aber in das Kamerabild eines Tablets oder Smartphones eingeblendet werden, oder per Datenbrille direkt ins Sichtfeld des Nutzers, ist eher selten anzutreffen. Dabei ist die zugrundeliegende Technik ausgereift und schnell zu implementieren.

Ist das die Zukunft der Instandhaltung? Der Wartungsmitarbeiter tritt an die Maschine heran, visiert mit der Tablet-Kamera den Motor an und bekommt in das Livebild die Real-Time-Daten eingeblendet. Sind alle Werte im grünen Bereich, geht er weiter zur nächsten Komponente. Der Motor wird derweil automatisch als „In Ordnung“ qualifiziert. Nur wenn außergewöhnliche Zustände entdeckt werden, muss der Mitarbeiter aktiv werden. Er tippt dazu auf den Bildschirm, wo sich ein Eingabemenü öffnet, in dem er die Störung vermerkt und beispielsweise einen Reparaturauftrag anstoßen kann. Zurück am Arbeitsplatz liegen die gesammelten Daten bereits alle auf dem Server, so dass er den fälligen Report nur noch ausdrucken, abzeichnen und archivieren muss.

Was sich wie Science Fiction anhört, ist eigentlich schon Realität – nämlich Augmented Reality (AR) in der Wartung und Instandhaltung. Und diese „erweiterte Realität“ funktioniert nicht nur mit einem Tablet. Auch per Smartphone lässt sich so ein System nutzen, ebenso mit Laptops, Helm-Displays (Head Mounted Displays, HMD) und sogar mit „Smart Glasses“, also intelligenten Brillen wie die Hololens von Microsoft.

Ein Anbieter solcher Lösungen ist die österreichische Softwareschmiede Augmensys, die für die Kombination aus der AR-Datenmanagement Ubik und die zugehörige iBeacon-Lokalisierung im März 2017 auf der Berliner Instandhaltungstagung MainDays mit dem Maintainer-Sonderpreis für Innovation ausgezeichnet wurde. Die iBeacons sind im Raum verteilt angebrachte Bluetooth-basierende Marker, deren Signal für die räumliche Ortung verwendet wird, ähnlich dem GPS-Satellitensignal für die Fahrzeugnavigation. So kann das System erkennen, welche Maschine sich gerade im Kamera-Sucher befindet, auch wenn die Anlage mehrere gleichartig aussehende Maschinen umfasst. Neben der Darstellung als erweiterte Realität, in der anklickbare „virtuelle Bubbles“ die Objekte überlagern, gibt es auch eine geografische Kartenansicht.

Wie das System in der Praxis funktioniert, zeigt dieses Youtube-Video. 

Keine doppelte Datenhaltung

Ubik ist nicht zu verwechseln mit einer Datenbank, sondern eine Lösung, die in erster Linie Datenkonsolidierung betreibt. Sie greift auf verschiedene Quellen zu, wie MES, ERP und CAD, und generiert daraus die Augmented-Reality-Ansichten. Dies können beispielsweise Visualisierungen von Maschinendaten sein, Checklisten für Inspektionsaufgaben, Datentabellen oder Menüs. Es werden also zunächst keine neuen Daten erzeugt, die aufwendig auf Inkonsistenten geprüft werden müssten. Nutzt der Wartungsmitarbeiter die Standard-Hardware, ein ruggedized Android-Tablet, kann er aber vor Ort mit der Kamera Fotos und Videos zur Dokumentation anlegen sowie Meldungen in den Inspektionsreport eintragen.

Oberstes Ziel der Lösung ist es, die vorhandenen Daten nutzbar zu machen – zur richtigen Zeit, am richtigen Ort – und damit deren Wert zu erhöhen. Dazu gehört auch, die Konsistenz der Daten zu prüfen: Sind ERP, CAE und DMS auf dem gleichen Stand? Im Zweifelsfall kann der Mitarbeiter bei der Inspektion feststellen, wie die reale Situation ist und diesen Zustand ans System zurückmelden. Ebenso kann Ubik als Datendrehscheibe fungieren und konsolidierte Daten zwischen unterschiedlichen Quellsystemen austauschen.

Neben der Inspektion und Abgabe von Meldungen lässt sich Ubik auch für die mobile Instandhaltung nutzen, für Inbetriebnahme oder Shut-down-Management inklusive aller dabei anfallenden Aufgaben und nötiger Reportings, Datenaufnahme im Feld oder auch zur Aktualisierung von Plänen, wenn die Installationen verändert wurden. Dies kann zum einen per Rotstiftfunktion geschehen, oder durch das Hinzufügen neuer Objekte inklusive der Erfassung von Daten und Fotos.

Die Einträge auf Typenschildern können per OCR (optischer Zeichenerkennung) automatisch generiert werden. Sämtliche Eingaben werden mobil übertragen und sofort auf dem Server abgelegt. Zur Kommunikation mit Kollegen oder externen Experten ist Skype integriert, die darüber einen Online-Remote-Support realisieren können. Und die iBeacon-Ortung kann auch ortsfremde externe Mitarbeiter an den Ort der nächsten Aufgabe führen.

Dabei ist sichergestellt, dass jeder Mitarbeiter nur die Daten sieht, die zu seiner Rolle und seinen Aufgaben, Workflows und Unternehmensprozessen gehört. Die Kommunikation der App mit dem Server ist verschlüsselt und ordnet sich den Policies und Standards der Unternehmens-IT unter.

Einbindung in MES und ERP

Einer der Vertriebspartner in der Region DACH (Deutschland, Österreich, Schweiz) ist die acs ag in Wil, ein Dienstleister für massgeschneiderte Software-Lösungen zur Steuerung von Abläufen in der Prozessindustrie. Geschäftsführer Martin Wolf weiß, dass im Bereich der Inspektionen bei vielen Industrie-Kunden die Digitale Transformation noch in den Kinderschuhen steckt. Während in der Produktion immer mehr Unternehmen auf MES und die Vorteile der papierlosen Auftragsbearbeitung setzen, sind in der Inspektion die Excel-Tabellen eher noch die Regel.

Doch hier wie dort gleichen sich die Vorteile: Reduzierung von Fehlerquellen durch Datenkonsolidierung und schnelle Datenerhebung, Effizienzsteigerung durch Echtzeitinformation und mobile Kommunikation sowie schnellere, einfachere Arbeitsprozesse. Gerade in Unternehmen, in denen bereits viele Daten im MES oder im ERP-System digital vorliegen, ist die Ausdehnung von Industrie 4.0 auf Instandhaltung und Wartung ein bedeutender Mehrwert, dem nur ein geringer Aufwand gegenübersteht.

Fazit Augmented Reality 

Augmented Reality ist eine der Anwendungen, die zeigt, dass Industrie 4.0 mehr ist als nur alter Wein in neuen Schläuchen. Die Verknüpfung von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht eine Anwendung, die es so zuvor nicht gab. Sie bietet aber eine Reihe von Vorteilen, die zum einen die Effizienz bei Inspektionen, Wartung und Service-Fällen verbessert. Zum anderen aber auch Nebeneffekte wie einen Abgleich von Daten aus verschiedenen Quellen untereinander sowie mit der Realität vor Ort bewirkt. Dabei ist die Einführung einfach: Die Anwender können vielfach auf bereits vorhandene Hardware zurückgreifen, die Applikation bedient sich des vorliegenden Datenpools, eigene Daten müssen nicht erzeugt werden.

 

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