Inhalt:
PRODUKTNEUHEITEN
Möglichkeiten der Einbindung von e-Systemen in reale Umgebungen
Augmented Reality am Beispiel der Rieter Automatik
Einblendung von Kennzahlen und weiteren Informationen in der realen Arbeitsumgebung per Augmented Reality
Beim Aufbau und der Inbetriebnahme industrietechnischer Anlagen spielt neben der Qualität und den Kosten einzelner Bauteile insbesondere die Verfügbarkeit von technischen Unterlagen eine entscheidende Rolle. Sie entscheidet maßgeblich, wie schnell und kompetent eine Anlage in Betrieb genommen wird, und ist damit sowohl Entlastung für den Mitarbeiter als auch beeinflussbarer Faktor für eine anhaltende Kundenzufriedenheit.
Stand der Technik sind hierbei weitgehend gedruckte Handbücher oder als Neuerung webbasierte Dienste. Beide geben jedoch keine direkte visuelle Auskunft über denFunktionszustand oder den baulichen Zusammenhang der Teile. Die Erstellung dieser für Funktion und Wartung relevanten Informationen bleibt damit der Vorstellungskraft der mit den Arbeiten beauftragten Person überlassen. Schwankungen hinsichtlich Qualität und unnötige Produktionsausfälle sind die Konsequenz, spezialisierte Fachkräfte die einzige wirksame Gegenmaßnahme. Durch die Entwicklungen der letzten Jahre im Bereich der mobilen Endgeräte ergeben sich nun weitreichende, neue Lösungsansätze, wie Informationen und Daten interaktiv direkt vor Ort, genutzt werden können.
Als Demonstrationsbeispiel soll der Bereich des Schneidkopfes eines RIETER Sphero Unterwasser-Granuliersystems dienen. Im Betrieb beherbergt die Schneidkammer die mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Messer und das durch die strangförmig austretende Schmelze auf Brühtemperatur erhitzte Wasser. Mittels eines mobilen Gerätes (z. B. Handy mit Kamera oder Notebook mit Webcam) ist es möglich, computergenerierte Daten zusätzlich einzubringen. So können im Display Grafi ken wie etwa aus CAD, Planung oder Prozessanalyse direkt in das aufgenommene Bild eingeblendet werden und zwar in Echtzeit mit der Möglichkeit, Blickpunkt und Detailtiefe der Informationen durch Bewegen des Gerätes zu steuern. Stellen Sie sich vor, Sie würden durch eine Videokamera blicken und dabei die CAD Zeichnung über das Realbild eingeblendet sehen können. Die Vorteile, welche durch das direkte Zuordnen der Funktion einzelner Bauteile oder eine etwaige Zusatzinformation wie Bauteilnummern für den Wartungsfall oder Prozessdaten im Betrieb entstehen, liegen auf der Hand. Keine Frage, dass diese Informationen nicht nur in kritischen Situationen einen vorteilhaften Eindruck beim Kunden hinterließen.
In der Abbildung sehen Sie ein Beispiel, in dem, neben den aktuellen Kennzahlen, wie z. B. Rotationsgeschwindigkeit (RPM), auch der Grad des Verschleißes einzelner Bauteile (RWL) direkt in die reale Arbeitsumgebung eingeblendet sind. Im Gegensatz zu Abbildungen in Handbüchern kann der Benutzer den Betrachterstandpunkt hier frei wählen, wodurch insbesondere bei komplexen Bauteilen überhaupt eine Darstellung und Hervorhebung möglich gemacht und die schnelle, sichere Lokalisierung erheblich vereinfacht wird. Durch die optische Zuordnung können so der Abgleich bei Sichtkontrollen oder Wartungsarbeiten effi zienter durchgeführt werden. Ebenso werden mögliche Fehlerquellen wie z. B. die Verwechslung eines Bauteils vermieden, sowie anstehende Wartungsarbeiten direkt planbar gemacht. Somit ist ein insgesamt reibungsloser Betrieb gesichert.
Möglich werden solche Anwendungen durch den Einsatz von Technologien der Augmented Reality (AR). Hierbei werden reale Bildund Videoaufnahmen in Echtzeit um virtuelle, computergenerierte Anteile erweitert. Die technische Grundlage hierfür ist die Verfügbarkeit von integrierten Videolösungen in mobilen Geräten. Die Entwicklungen in diesem Bereich sind zukunftsweisend. So ist es mittlerweile kaum mehr möglich, ein Handy ohne Kamera zu kaufen. Darüber hinaus hat sich die Hardware durch 3D-Unterstützung so weiter entwickelt, dass selbst aufwendige 3D-Inhalte auf diesen Zielplattformen in großem Umfang genutzt werden können. Somit sind alle Voraussetzungen erfüllt, um innovative 3D-Anwendungen zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt hierbei darin, dass die eingeblendeten Daten unabhängig vom Betrachterstandpunkt deckungsgleich mit dem Realbild dargestellt werden. Im Falle des oben beschriebenen Beispiels wird dies durch die Verwendung von speziellen Markern möglich gemacht. Deren Lage wird aus den Videoaufnahmen in Echtzeit bestimmt, so dass die Darstellung und Überblendung der virtuellen Anteile möglich wird. In ferner Zukunft sind sogar direkte Zuordnung aus datenbankbasierten Softwarelösungen mit Blick auf eine homogene Betriebs- und/ oder Ersatzteilverwaltung denkbar.
Open-Source-Lösungen und Autorenumgebungen sind nun verfügbar und schaffen Entwicklungs- und Adaptionsmöglichkeiten in einem für die aktuelle Industrie bisher unvorstellbaren Ausmaß bei erhöhter Investitionssicherheit. Innovative Technologien zeichnen sich nicht nur durch die Machbarkeit aus, sondern auch dadurch, dass sie einfach und schnell für Anwendungsfälle eingesetzt werden können. So muss neben der Verfügbarkeit der Software-Plattform sowie der notwendigen Endgeräte sichergestellt sein, dass die Erstellung von Inhalten in bestehende Erstellungsprozesse leicht eingegliedert werden kann.
Im Rahmen des Projektes AMIRE hat die EU in vier Ländern die kooperative Entwicklung von Autorenumgebungen für AR-Anwendungen gefördert. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse hat die FH Erfurt in Kooperation mit dem CLab eine entsprechende Open- Source-Lösung entwickelt. Diese enthält eine Autorenumgebung, die sich durch eine einfache Integration bestehender Daten (z.B. CAD-Daten aus dem Entwicklungsprozess) ebenso auszeichnet, wie die Integrierbarkeit von Echtzeit-Messwerten. Durch den Open-Source-Ansatz ist für Anwender eine Planungssicherheit ebenso gegeben, wie eine hohe, langjährige Verfügbarkeit. Diese Software-Plattform stellt eine gute Grundlage für Dienstleister dar, die AR-Angebote für den Markt erstellen wollen. Die beschriebene Umsetzung am Beispiel des RIETER Sphero Unterwasser Granuliersystem erfolgte zum einen durch die FH Erfurt als Technologieentwickler und zum anderen durch die Fa. Ocanom.
Ansprechpartner:
Dr. Paul Grimm
E-Mail: grimm@fherfurt.de
Luigi Monaco
E-Mail: monaco@ocanom.com