Der Stellenwert der Extended Reality in der digitalen Transformationsstrategie für die Fertigung: Anwendungsfälle und Vorteile

Dieser Artikel konzentriert sich auf die erweiterte Realität als eine der entscheidenden Technologien, die führende Unternehmen der Branche einsetzen, um ihre Geschäftsprozesse zu verbessern, zu automatisieren und zu modernisieren.

Wachsende Rolle der Erweiterten Realität in der Fertigung

Sicherlich steht die massive Einführung innovativer Technologien in der Fertigung in engem Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie. Der State of Manufacturing Report 2021 zeigt, dass 95 % der Unternehmen der Ansicht sind, die Pandemie habe langfristige Auswirkungen auf ihr Geschäft, was der Industrie 4.0 wiederum einen willkommenen Auftrieb verleiht.

Neben fortschrittlicher Datenanalyse, IoT, KI, ML und Robotik ist die Erweiterte Realität (Extended Reality, XR) eine der vielversprechendsten Richtungen der digitalen Transformation in der Fertigung: 91 % der Unternehmen haben ihre Investitionen in die digitale Transformation im Jahr 2020 erhöht und sich für XR als eine der wertsteigernden Lösungen entschieden.

Der Anstieg der Investitionen in die digitale Transformation

Quelle

Was ist Extended Reality? Extended Reality Technology ist ein Sammelbegriff für drei verschiedene Arten von computergenerierten Simulationen: Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR). Letztere unterscheiden sich durch ihren "Virtualitätsgrad" und sind eine Mischung aus realen und virtuellen Umgebungen, die mit 3D-Modellen erstellt werden und auf die mit speziellen Wearables zugegriffen werden kann.

Obwohl das Konzept der erweiterten Realität nicht neu ist - es wurde bereits 1968 eingeführt -, begann es sich vor etwa zehn Jahren durchzusetzen, und zwar nicht nur in der Spielebranche, sondern auch im Gesundheitswesen, im Bankwesen, in der Architektur und im Bauwesen, in der Gas- und Ölindustrie sowie in der Automobilindustrie.

Vorteile von Extended Reality in der Fertigung

Die umfassende Einführung von XR in der Fertigung ist durch die enormen Vorteile, die sie bringen kann, vollkommen gerechtfertigt. Worin besteht also der potenzielle Nutzen der Anwendung von Lösungen der erweiterten Realität?

Optimierung der Abläufe

Durch den Einsatz der Extended Reality können Unternehmen sowohl Zeit als auch Geld einsparen und gleichzeitig ihre wesentlichen Abläufe rationalisieren. Boeing beispielsweise verwendet AR-Brillen, die die kognitive Belastung der Mitarbeitenden beim Zusammenbau eines Flugzeugs verringern. Jede Boeing umfasst 130 Meilen interner Kabel. Und bis vor kurzem mussten die Ingenieure diese Kabel mit Hilfe von Papierdokumenten voller Diagramme und Pläne überprüfen. Durch die Implementierung von AR konnte Boeing von der Methode der Querprüfung auf Anweisungen mit Sichtkontakt umstellen, wodurch das Fehlerrisiko minimiert und die Zeit für die Kabelmontage um 25 % reduziert werden konnte.

Verbesserte Zusammenarbeit

Extended Reality hilft, die Herausforderungen der Remote-Arbeit erfolgreich zu meistern. Sie ermöglicht eine effiziente Echtzeit-Zusammenarbeit zwischen Fertigungsspezialisten, unabhängig von deren Standort. XR-Lösungen ermöglichen es Teams, ihre Erfahrungen in virtuellen Umgebungen auszutauschen und im Falle eines Ausfalls der Fertigungslinie sofortigen Rat einzuholen.

Wie funktioniert das nun in der Praxis? In den Mercedes-Benz-Autohäusern können Techniker, die Hilfe benötigen, beispielsweise die HoloLens 2-Headsets tragen, die eine Mixed-Reality-Umgebung über ihr Sichtfeld legen. Sie sind dann mit remote arbeitenden Mercedes-Benz-Spezialisten verbunden, die sehen können, was die Techniker sehen und mit ihnen in Echtzeit kommunizieren können. Dadurch erhalten die Techniker vor Ort schnelle Antworten auf Fragen zur Instandhaltung, was ihnen ein produktiveres Arbeiten ermöglicht.

Fortbildungsmöglichkeiten

Die Extended Reality bietet die Möglichkeit, neue Mitarbeitende in Trainingssituationen zu versetzen, die die Arbeitsprozesse genau simulieren und ihnen helfen, ihre Fähigkeiten zu entwickeln, bevor sie in die Produktion gehen. Darüber hinaus können Fachkräfte bei immersiven Schulungen problemlos digitale Schritt-für-Schritt-Anleitungen erstellen, die dann auf reale Geräte gelegt werden können. Dies führt automatisch zu effizienteren Schulungsprozessen und trägt zur Minimierung der Schulungskosten bei.

So entwickelte Infopulse beispielsweise für einen weltweit tätigen Automobilhersteller eine immersive Schulungsplattform, die eine umfangreiche Bibliothek mit maßgeschneiderten interaktiven Schulungsszenarien enthält. Die Lösung führte zu einer erheblichen Kostenreduzierung, da Schulungseinrichtungen und Requisiten durch ihre digitalen Zwillinge ersetzt wurden und die Notwendigkeit von Reisen entfiel, da eine sofortige Zusammenarbeit von jedem Ort aus möglich war. Außerdem trug die VR-gestützte Ausbildung während COVID zur Sicherheit der Mitarbeitenden bei.

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Verbesserte Qualität der Produkte

Im State of Manufacturing Report 2021 wurde festgestellt, dass Qualitätsprobleme bei 81 % der Befragten im Jahr 2020 zu Kostenüberschreitungen führten. Extended Reality kommt als Retter in der Not, um die Herausforderungen der Arbeit Remote-Arbeit und Mangel an internen Experten wirksam zu bewältigen. Innovative XR-Tools ermöglichen es Ingenieuren, Systeme über Headsets zu betrachten und Probleme aus der Ferne zu erkennen.

Verbesserte Sicherheit

Die Sicherheit der Mitarbeitenden ist in jedem Unternehmen von entscheidender Bedeutung. In der verarbeitenden Industrie ist sie jedoch noch wichtiger. Das ist auch gut so, denn viele Arbeitsumgebungen erfordern den Einsatz potenziell gefährlicher Geräte. Mit XR-Anwendungen können unerfahrene Mitarbeitende in risikoarmen Umgebungen geschult werden, wodurch das Verletzungsrisiko minimiert wird.

Kürzere Markteinführungszeit

Virtual Reality kann die Zeit zwischen dem Produktdesign und der kommerziellen Produktion erheblich verkürzen, indem das zeitaufwändige physische Prototyping durch interaktive virtuelle Modelle ersetzt wird. Digitale Zwillinge lassen sich leichter verändern als physische Modelle. Sie lassen sich außerdem leichter anderen Menschen zugänglich machen, was einen schnelleren und effizienteren Entscheidungsprozess und eine kürzere Markteinführungszeit bedeutet.

Watermark Products beispielsweise, eine Agentur, die Bordprodukte für Fluggesellschaften entwickelt und herstellt, suchte nach einer Lösung, um den erheblichen Zeit- und Kostenaufwand zu bewältigen, der mit der Herstellung von Prototypen zum Testen neuer Designs verbunden ist. Heute setzt das Unternehmen Manufacturing AR ein, um die Lücke zwischen dem, was auf dem Bildschirm zu sehen ist, und dem tatsächlichen Ergebnis effektiv zu schließen. Mit Hilfe des Solidworks-Plugins von Augment lassen sich Mock-Ups leicht visualisieren und die Größenverhältnisse für ihre Produkte überprüfen.

Extended Reality in der Fertigung: 5 Anwendungsfälle, die Sie inspirieren werden

1. Der Fall Lloyd's Register: Außergewöhnliche Schulungserfahrungen

Extended Reality fördert die Schaffung hocheffizienter und sicherer Lernumgebungen, die von jedem Punkt der Erde aus zugänglich sind. Statista prognostiziert, dass bis 2024 4,1 Milliarden Dollar in die Ausbildung mit Hilfe von Augmented und Virtual Reality investiert werden.

Lloyd's Register bietet den Akteuren der Energiewirtschaft professionelle Unterstützung bei der Sicherheit und den Geschäftsabläufen, wobei die Schulung der Kunden im Umgang mit der Ausrüstung eines der wichtigsten Angebote des Unternehmens ist. Ein Abschwung auf dem Markt veranlasste Lloyd's Register, innovative Wege zu finden, um seinen Marktanteil zu halten. Das Unternehmen war auf der Suche nach einer Lösung, die das in der Schulung vermittelte Wissen vertieft, reale Situationen simuliert und es ihm ermöglicht, Mitarbeiter außerhalb seines Standorts in Houston zu schulen und so sein Geschäft zu erweitern.

Zur Bewältigung dieser Aufgaben setzte das Unternehmen AR und VR ein. Ein gamifizierter Virtual-Reality-Sicherheitssimulator wurde entwickelt, um Situationen nachzustellen, in denen Leben in Gefahr sind, wenn man nicht richtig handelt. Durch den Einsatz von XR konnte Lloyd's Register seine Schulungsbuchungen vervielfachen und den ROI um das Dreifache steigern.

2. Der Fall L’Oréal: Optimierte Montage und Wartung der Geräte

Extended Reality ermöglicht Herstellern eine effektive Zusammenarbeit mit Experten an anderen Standorten und die Nutzung interaktiver Wissensdatenbanken für eine schnelle Fehlerbehebung, was zu einer höheren Effizienz und niedrigeren Servicekosten führt.

L'Oréal stellt eine Vielzahl von Produkten her, die hochentwickelte Produktionsanlagen erfordern, die ihrerseits eine ordnungsgemäße Montage und Instandhaltung voraussetzen. Die Anreise von Fachleuten ist mit Kosten verbunden und führt fast immer zu Verzögerungen in der Produktion.

Der beste Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderung bestand darin, einen Weg zu finden, das Fachwissen externer Fachleute zu nutzen. Dafür wählte das Unternehmen Microsoft Dynamics 365 Remote Assist auf HoloLens 2. Damit können Mitarbeitende an einem Ort die Mitarbeitenden an einem anderen Ort in Echtzeit überwachen. Sie können auf dasselbe Bild reagieren, Mixed-Reality-Anmerkungen verwenden und Anweisungen in ihrer realen Ansicht sehen. Darüber hinaus ermöglicht das HoloLens 2-Headset die Manipulation digitaler Objekte mit den Fingern. Dadurch konnte L'Oréal die Kosten erheblich senken und die Effizienz der Produktion steigern.

3. Der Fall Airbus: Mixed Reality hebt Design und Fertigung auf ein neues Level

Mixed Reality ermöglicht es, digitale Daten mit Hilfe von Hologrammen in ein dreidimensionales Erlebnis zu verwandeln. In Verbindung mit künstlicher Intelligenz und modernster Hardware ermöglicht MR den Nutzern die Interaktion mit Hologrammen in einer physischen Umgebung, entweder separat oder in Kombination mit realen physischen Gegenständen.

Airbus, ein wegweisender Hersteller von Flugzeugen und Satelliten, weist Mixed Reality eine besondere Rolle in seiner digitalen Transformationsstrategie zu. Das Unternehmen entschied sich für Azure Mixed Reality und HoloLens 2 von Microsoft, um so die Entwicklung und Produktion von Flugzeugen zu beschleunigen und gleichzeitig die Sicherheit und Funktionalität zu verbessern.

Mit Mixed Reality können Airbus-Konstrukteure ihre Entwürfe virtuell testen, um sicherzustellen, dass sie für die Fertigung geeignet sind. Dank der Einblendung von Instruktionen oder Diagrammen auf einem realen Gerät ermöglicht MR dem Personal an der Fertigungsstraße außerdem den einfachen Zugriff auf wichtige Informationen, ohne die Hände benutzen zu müssen. Diese Mixed-Reality-Lösungen halfen den Airbus-Konstrukteuren, ihre Design- und Fertigungsprozesse zu beschleunigen und gleichzeitig die Qualität erheblich zu verbessern.

4. Der Fall SEACOMP: Kundenvertrauen remote aufbauen

Durch das Simulieren der Realität helfen XR-Technologien den Unternehmen dabei, Produkte und ihre Funktionen anschaulich zu demonstrieren und wertvolles Feedback zu sammeln, bevor das Produkt auf den Markt kommt, um Fehler zu vermeiden und Erkenntnisse über die Kundenbedürfnisse zu gewinnen.

SEACOMP ist ein weltweit tätiger Elektronikhersteller, der Fertigungslösungen für Kunden aus unterschiedlichen Branchen auf der ganzen Welt liefert. Das Unternehmen arbeitet bei der Produktentwicklung eng mit den Kunden zusammen und weist darauf hin, dass es bei dieser Partnerschaft um Vertrauen geht. Vor der Pandemie baute SEACOMP mit seiner Politik der offenen Tür Vertrauen auf, indem es seine Kunden einlud, die Anlagen zu besuchen, das Team kennenzulernen und sich aus erster Hand ein Bild von den Verfahren zu machen.

Dies wurde jedoch durch den Ausbruch des Coronavirus unmöglich, sodass SEACOMP nach einer sicheren, genauen und realitätsnahen Alternative zu Besuchen vor Ort suchen musste. Das Unternehmen wählte Matterport als Innovationspartner. Mit Hilfe von Matterport Capture Services und Matterport Capture Technician wurden digitale Zwillinge ihrer Einrichtungen erstellt. Auf diese Weise konnten die Kunden einen 3D-Rundgang durch die Anlagen und das Layout des Werks machen, was Zeit und Kosten sparte und Gesundheitsrisiken ausschloss.

Laut Terry Arbaugh, Vizepräsident für Sales und Marketing bei SEACOMP, sparen die digitalen Zwillinge jährlich fast 250.000 Dollar an Reisekosten für Mitarbeiter und Kunden. Außerdem kann das Unternehmen mit Hilfe dieser Technologie Interessenten früher im Verkaufszyklus in Kunden umwandeln.

5. Der Fall Ford: VR für effektive Zusammenarbeit und auf den Menschen zugeschnittene Designs

Die Automobilindustrie gehört zu den begeistertsten Anwendern der XR-Technologie. Prototypentests, die Entwicklung hochwertiger Navigationssysteme und VR-gestützte selbstfahrende Autos sind die häufigsten Anwendungsbereiche von Extended Reality in dieser Branche. XR wird jedoch auch hinter den Kulissen wirksam eingesetzt.

Eines der Ziele der digitalen Transformation bei Ford war die Verbesserung der Zusammenarbeit bei der Fahrzeugentwicklung. Ford ist der erste Automobilhersteller, der mit Gravity Sketch arbeitet, einem VR-Tool, das es Designern ermöglicht, besser auf den Menschen zugeschnittene Designs zu entwerfen. Mit Hilfe von Headsets und Controllern skizzieren die Ford-Designer mit Gesten ein virtuelles Auto, das gedreht und aus jedem Winkel betrachtet werden kann, auch von innen. Die Co-Creation-Funktion ermöglicht es verschiedenen Designern, sich an der virtuellen Modellerstellung zu beteiligen und Anpassungen in Echtzeit vorzunehmen, wodurch die Notwendigkeit von Reisen während der Entwurfsphase reduziert wird.

Auf diese Weise können die Ford-Konstrukteure praktisch von jedem Ort und zu jeder Zeit auf die bequemste Art und Weise an dem Projekt arbeiten, was zu einer höheren Produktivität führt. Darüber hinaus helfen virtuelle Modelle Ford dabei, die Entwicklungszeit von Wochen auf Stunden zu verkürzen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.

Fazit

Angesichts der enormen Vorteile von Extended Reality für Unternehmen wird diese innovative Technologie definitiv bleiben und die Welt mit immer neuen beeindruckenden Anwendungsfällen in Erstaunen versetzen. XR ist eine der größten Chancen für die Fertigungsindustrie, denn sie ermöglicht die Senkung von Kosten und Risiken, die Verbesserung der Sicherheit und der Zusammenarbeit der Mitarbeiter, eine aufschlussreiche Datenverwaltung und neuartige Marketinglösungen.

Nutzen Sie das enorme Potenzial der Extended Reality, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen und schließen Sie sich den Unternehmen an, die der digitalen Transformation Vorrang vor veralteten Fertigungsverfahren geben. Wir bei Infopulse sind stets bestrebt, unsere Best Practices in der XR-Entwicklung weiterzugeben, um fortschrittliche digitale Lösungen für Unternehmen zu entwickeln und sie bei ihrem Wachstum zu unterstützen.