Status Update der Umsetzungen

Interaktive Inbetriebnahme mit AR am Tablet

Für den Aufbau und die Inbetriebnahme eines neuen Gerätes hat der Hersteller eine virtuelle Bedienungsanleitung zur Verfügung gestellt. Die Fachkraft des Kunden nutzt dafür ein eigenes Tablet und wird Schritt für Schritt durch den Aufbau des Gerätes geführt. Dabei wird ein kleiner QR-Code am Gerät selbst als Referenzpunkt am Anfang mit dem Tablet gescannt. Danach kann die Fachkraft sich am Tablet die nächsten Handlungsschritte und die Position im realen Raum vor Ort anzeigen lassen und Schritt für Schritt selbst durchführen. Kritische Handlungsschritte oder mögliche Fehlerquellen können so direkt während des Aufbauprozesses mit Hinweisen hervorgehoben werden.

Wartungsprozess-Übung mit VR am Laptop

Für die Wartungsschritte an einer neuen Maschine soll ein Mitarbeiter aus dem Field-Service bereits im Vorfeld vorbereitet werden. Hierzu wird der Fachkraft auf seinem Laptop ein 2D-VR-Programm zur Verfügung gestellt. Die Fachkraft kann dann in seinem eigenen Tempo die nötigen Wartungsschritte verinnerlichen und in der Simulation einüben. Dabei können zwar nicht die realen Handgriffe (z.B. das Lösen einer Schraube) geübt werden, aber die Fachkraft kann die Reihenfolge und die kritischen Punkte im Wartungsprozess bereits im Vorfeld identifizieren und die reale Wartung damit besser vorbereiten. Abschließend ergibt sich daraus eine erste Kombinationstabelle der verschiedenen XR-Formen und häufiger Anwendungsbereiche.

Eignung von VR und AR für verschiedene Anwendungsszenarien

Mit den konkreten Beispielen im Hinterkopf, stellten wir im nächsten Schritt allgemeingültigere Aussagen für die Eignung von XR-Technologien auf. Dabei unterschieden wird zwischen Virtual und Augmented Reality Anwendungen sowie zwischen der Hardware Headset / Brille und Laptop / Tablet.

Erste Prototypen werden getestet

Unser Partner der Siemens-Energy programmierten im Folgenden drei prototypische Anwendungen, die im weiteren Verlauf des Projekts in verschiedenen Kontexten erprobt werden.

Augmented Reality Prototyp für OTS

Die erste Anwendung wurde für unseren Partner OT Oberflächentechnik generiert. Es handelt sich um eine interaktive Aufbauanleitung für mobile Beschichtungscontainer, die als Augmented-Reality-Anwendung auf einem Tablet laufen soll. Die Zielgruppe sind Field-Service Mitarbeiter und OnSite Personal weltweit. Eine erste prototypische Durchführung fand im Februar 2022 statt. Dabei wurde überprüft, ob die AR-Anleitung Vorteile gegenüber einer klassischen Papieranleitung mit sich bringt.

Im ersten Schritt der Umsetzung reisten alle Partner nach Schwerin zur Forma OT Oberflächentechnik. In dem Treffen demonstrierten erfahrene Fachkräfte den Arbeitsprozess, um den es in der AR-Anwendung gehen soll: Eine mobile Zusatzkabine soll zwischen zwei bereits stehenden 20-Fuß-Containern aufgebaut werden.

Die Projektpartner der Siemens Energy, des Sustainum Instituts und der Berliner Hochschule für Technik dokumentierten den Vorgang genaustens mithilfe von Maßen, Fotos und Videos. Dieses Material diente als Grundlage für die Erstellung der AR-Anwendung.

Im weiteren Verlauf wurde ein 3D-CAD-Modell mit allen nötigen Bauteilen konstruiert und für die spätere Hologrammverwendung texturiert. Das Foto- und Videomaterial wurde aufbereitet und den passenden Arbeitsschritten zugeordnet. 

Durch den Scan eines QR-Codes auf einer der bereits stehenden Container soll vom Tablet aus auf die App zugegriffen werden. Die App führt dann Schritt für Schritt durch den Aufbau der Zusatzkabine, wobei den einzelnen Schritten die benötigten Werkzeuge, Hilfsmittel und Bauteile zugeordnet sind. Eingeblendete Hologramme sind der Realität auf dem Tablet überlagert und zeigen dem Nutzer dadurch die richtige Einbauposition eines Bauteils an.

Insgesamt wurden 26 CAD-Bauteile, 48 Hauptarbeitsschritte, 11 zusätzlich nötige Schritte und 86 Mediendateien in die App aufgenommen. Die AR-Anwendung wurde mithilfe der Software „Viscopic PINS“ programmiert. Für Bau und Texturierung des 3D-CAD-Modells wurde die Software „Siemens NX“ verwendet.

Augmented Reality Prototyp für EPE

Eine weitere AR-Anwendung für Tablets wurde für den Partner EP Ehrler Prüftechnik Engineering programmiert. Hier soll ein Durchflussmengenmessgeräts für die Gasturbinenbrennerwartung mithilfe einer App in Betrieb genommen und gewartet werden. Zielgruppe sind Field-Service-Mitarbeiter und das weltweit agierende Personal vom EP Ehrler Prüftechnik selbst.

Aus einer vorhandenen Produktdokumentation des Durchflussmengenmessgeräts für die Gasturbinenbrennerwartung wurden die Arbeitsschritte abgeleitet und mit dem modifizierten 3D-CAD-Modell kombiniert. Einer erster Praxistest hat in dem Siemens Energy Toolcenter in Forchheim stattgefunden, woraufhin die aufgetretenen Feedbacks eingearbeitet wurden. Im April 2022  soll ein Testlauf an einem Gerät durchgeführt werden. Dabei werden die Handhabung, die inhaltliche Richtigkeit und die Möglichkeit eines Videoanrufs zu einem Backoffice-Experten (Remote-Support) getestet

Bis jetzt wurden 5 CAD-Baugruppen, 111 Hauptarbeitsschritte und 19 Mediendateien eingefügt. Auch hier wurde mit den Softwareprogrammen „Viscopocs PINS“ und „Siemens NX“ gearbeitet.

XR-Anwendungen für Siemens Ägypten

Für die Service-Mitarbeitenden im Reparatur-Center in Ägypten wurde eine 2D Virtual-Reality-Anwendung für den Laptop erarbeitet. Diese leitet die korrekte Montage einer Gasturbinenbrennerbaugruppe an.

Für die Anwendung wurde eine 3D-Umgebung geschaffen und mit den Modellen des Engineerings die einzelnen Komponenten animiert und texturiert. Die Nutzer können sich dann mit Tastatur- und Mausbefehlen durch die Anwendung navigieren und die Arbeitsschritte erlernen.

Ein Review zur fachlichen Richtigkeit ist mit den Subject Matter Experten erfolgt , das Feedback wird momentan eingearbeitet.