Erschienen am: 06.10.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 10 2017

Datenbrillen unterstützen Techniker im Anlagenfeld

Mehrwert für den Service

Menschen mit Datenbrillen sind in den Hightech-Schmieden des Silicon Valley keine Überraschung. In der Fertigung eines Industrieausrüsters in Detmold würde man sie aber wohl weniger erwarten. Doch auch dort sind sie bereits im Einsatz. Denn Weidmüller hat erkannt, dass die Augmented Reality deutlich mehr Potenzial hat, als nur den elektronischen Ersatz von ausgedruckten Wartungsunterlagen.


Durch den Einsatz der AR-Brillen verspricht sich Weidmüller Zeit- und Flexibilitätsgewinne beim Service an Kunststoff-Spritzmaschinen.
Bild: © dpa Picture-Alliance GmbH

Montageanleitungen sind unpraktisch aber unentbehrlich. Schon beim einfachen Zusammenbauen eines Möbelstücks fehlt oft die dritte Hand zum Jonglieren mit Bauteil, Werkzeug und Anleitung. Dazu kommt das räumliche Umdenken, wenn sich Zeichnung und reale Welt aus unterschiedlichen Perspektiven präsentieren. In der industriellen Fertigung potenzieren sich die Herausforderungen. Selbst Spezialisten können hochautomatisierte Maschinen nur mit Hilfe eines Handbuchs warten oder umrüsten - wobei sich unter der Bezeichnung Handbuch in der Regel mehrere Ordner verbergen. Dazu kommt der Zeitdruck beim Maschinenstillstand. Schon in den 90er Jahren gab es deshalb erste Versuche, Bediener mit Datenbrillen auszurüsten. Die Technik war jedoch sehr unhandlich und teuer. Das hat sich geändert.

Welt der Datenbrillen

Man muss zwischen verschiedenen Typen von Datenbrillen unterscheiden: VR-Brillen (Virtual Reality) schirmen den Anwender komplett ab, während sie eine dreidimensionale, realistische oder phantastische Umgebung simulieren. Über die integrierte Sensorik kann sich der Nutzer in der simulierten Umgebung bewegen. Etwas näher an der echten Welt ist die Assisted Reality. Hier werden Inhalte wie bei einem Headup-Display dargestellt. Die Brille funktioniert wie ein Tablet und der Nutzer muss Informationen aktiv abrufen. Augmented Reality ist eine Weiterentwicklung dieses Ansatzes: Über die Positionsdaten des Geräts und dem Bild der eingebauten Kamera lassen sich zusätzliche Elemente in die echte Umgebung einblenden. Dieses Verfahren nutzt Weidmüller am Stammsitz in Detmold und hat Servicetechniker für Kunststoffspritzgussmaschinen mit Hololens-Datenbrillen von Microsoft ausgerüstet.

Augmented Reality an der Spritzgussmaschine

Reihenklemmen gehören bei Weidmüller zu den meist verkauften Produkten. Die Klemmträger entstehen in großer Anzahl in Kunststoffspritzgussmaschinen - eine hohe Anlagenverfügbarkeit ist entsprechend wichtig. Geplante Stillstände für Umrüst- und Wartungsarbeiten, vor allem aber ungeplante Unterbrechungen sind kostspielig. Kann man die Prozesse durch intelligente Systeme erleichtern, spart man Geld und verbessert zugleich die Arbeitsbedingungen. Die Datenbrille soll dabei weit mehr sein als ein eingescanntes Handbuch. Zukünftig soll der Servicetechniker bei der Einrichtung alle Informationen zur Maschine angezeigt bekommen, gleichzeitig den Auftrag, der darauf laufen soll. Nähert er sich der Spritzgussmaschine, legt sich ein 3D-Modell in leuchtenden Umrissen über die reale Anlage. Die Ansicht folgt seinen Bewegungen, selbst wenn er sich über eine Komponente beugt und Details betrachtet. Der Clou ist jedoch, dass er wie mit einer Röntgenbrille in die Maschine blicken kann. Was er dort sieht, kann er seinen Aufgaben anpassen. Überflüssiges bleibt verborgen, Relevantes wird hervorgehoben. So kann er die Schläuche für das Kühlsystem nacheinander farbig aufblinken lassen, genauso die zugehörigen Anschlüsse. Damit ist klar, was an welcher Stelle und in welcher Reihenfolge zu montieren ist. Idealerweise soll die Datenbrille auch die Werkzeuge neben der Maschine erkennen und durch Blinken das Passende hervorheben.

Informationen für alle

Die nötigen Daten erhält die Brille per WLAN. Alle digitalen Informationen und Modelle sind auf den Firmenrechnern hinterlegt. Die Datenbrille lässt sich so unkompliziert in die Netzwerk-Infrastruktur einbinden, wie ein Windows-Rechner. Informationen lassen sich leicht aktualisieren und sind an jedem angeschlossenen Ausgabegerät abrufbar. Damit bietet diese Technik einen Lösungsansatz für eine der großen Herausforderungen bei Weidmüller: Das Firmen-Know-how zu bündeln, zu pflegen und an jedem Standort verfügbar zu machen. Ein Beispiel ist die richtige Einstellung der Fertigungsparameter. Generationen von Werkern haben das nötige Know-how zusammengetragen. Früher genügte es, diese Kompetenz am Stammsitz zu halten. Inzwischen fertigt Weidmüller an Standorten in aller Welt. Um die Mitarbeiter dort zu Spezialisten auszubilden, müssen erfahrene Kollegen mehrtägige Dienstreisen auf sich nehmen. In Zukunft könnten diese zumindest zum Teil durch gemeinsames Training per Datenbrille ersetzt werden. Über die Brille, die ein Mitarbeiter an einem ausländischen Standort trägt, kann ihn der deutsche Kollege unterstützen - denn er sieht das Geschehen durch die Brille des Kollegen. Er kann gezielt Hinweise geben, Objekte markieren und Informationen einblenden. Der Prozess kann sogar aufgezeichnet werden. So lässt er sich zur Verbesserung auswerten oder für die nächste Reparatur dokumentieren. Dieser Remote Support internationaler Standorte per Datenbrille ist Kern des aktuellen Projekts bei Weidmüller.

Nächstes Ziel: Interaktivität

Ein weiterer Schritt könnte eine interaktive Datensammlung sein, in die Mitarbeiter ihre Erfahrungen und Hinweise einspeisen. Jemand, der mehrfach auf den gleichen Fehler an einer bestimmten Maschine trifft, hinterlegt am 3D-Modell die Informationen, wie er den Fehler gelöst hat. Das hilft dann auch allen anderen, die ihn vertreten. Mitarbeiter könnten Reparaturen filmen und das Video für die Kollegen in aller Welt bereitstellen, die zum ersten Mal vor demselben Problem stehen. Denkbar wären auch Video-Tutorials. Maschinenneulinge können sie sich über die Brille irgendwo im Raum einblenden, während sie den Videoanleitungen mit beiden Händen folgen. Die Konzepte hierfür sind jedoch noch in den Kinderschuhen. Aktuell kann man die Darstellung von Informationen programmieren, die im 3D-Modell der Maschine hinterlegt werden und dann als Video, Text, Skizze oder in anderen Formaten abrufbar sein werden. Im nächsten Schritt bekommen die Maschinen QR-Codes, über die die Brille das zugehörige 3D-Modell aufrufen kann. Anschließend misst sie den Abstand zum Objekt und kann mit dieser Information das 3D-Modell in der richtigen Dimension und mit allen Rüstinformationen über die Maschine legen. Datenbanken, aus denen sich derartige Systeme speisen lassen, sind aktuell im Aufbau bei Weidmüller. Lohn der Mühe soll dann eine außergewöhnliche Auswertung der Datenfülle sein, über die sich die Qualität der Fertigungsprozesse weiter steigern lässt. Gleichzeitig profitieren die Mitarbeiter: Sie bekommen auf den AR-Brillen immer genau die Informationen aus der firmeneigenen Datenbank eingeblendet, die sie gerade benötigen.