Themenwelt: Erfinden
Wartungsplanung leicht gemacht
In der digitalen Gesellschaft heißt technischer Fortschritt auch, dass Tests an Maschinen und Anlagen schon möglich sind, bevor diese überhaupt existieren. Dank virtueller Realität (VR) können Entwicklerinnen und Entwickler Industrieanlagen begehen, die es noch gar nicht gibt, und bereits am Prototyp testen, was für den dauerhaften, störungsfreien Betrieb der Anlagen später notwendig ist.
Virtualisierung von AR-Systemen für die Wartungsplanung in immersiven Umgebungen

Damit komplexe technische Anlagen problemlos laufen, müssen sie umfassend und regelmäßig gewartet werden. Unterstützt wird das Servicepersonal durch die Dokumentation der auszuführenden Arbeitsschritte. In der Praxis erfüllen viele Anleitungen und Dokumente nicht die Anforderungen der Nutzerinnen und Nutzer: Sie sind oft unstrukturiert und selten ablauforientiert. Um dies zu ändern, ist in den vergangenen Jahren Augmented Reality (AR) in den Fokus gerückt. AR bezeichnet die erweiterte und veränderte Wahrnehmung der Realität durch die Integration zusätzlicher Informationen. Konkret liefert AR der Technikerin oder dem Techniker angepasste und situationsabhängige Anweisungen, Systemzustände und Warnungen auf mobile Endgeräte, wie Tablets oder Datenbrillen. Während der Wartung sind diese Informationen eingeblendet und unterstützen die Arbeit direkt.

Augmented Reality liefert angepasste
und situationsabhängige Informationen
auf mobile Endgeräte.

Die Ingenieure Ralph Stelzer, Bernhard Saske und Erik Steindecker wollen die Möglichkeiten der „virtuellen“ und der „erweiterten“ Realität kombinieren und dadurch wirklich hilfreiche Anleitungen und Dokumente für die Instandhaltung technischer Produkte erstellen. Weiterentwicklungen und Tests schon am virtuellen Prototyp sollen den „echten“ Einsatz möglichst gut vorbereiten.

Hilfreiche Anleitungen dank Augmented Reality

In ihrem Projekt untersuchen die Wissenschaftler die technischen Grundlagen für die Kombination der AR- und VR-Technologie. Da die meisten Menschen Instandhaltungsunterlagen hauptsächlich „über das Auge“ planen, evaluieren und nutzen, ist die Entwicklung tauglicher digitaler Anzeigen besonders wichtig. Die Wissenschaftler haben ein System entwickelt, das einen virtuellen Prototypen mit AR-Informationen anreichert und so beide Technologien verbindet. Eine Benutzerstudie mit 46 Probanden zeigte, dass diese nach einer Trainingsphase selbstständig mit dem System arbeiten, Anweisungen richtig interpretieren und Wartungsarbeiten am virtuellen Prototypen selbst vornehmen konnten.

Auftretende Probleme sollen
bereits am virtuellen Prototyp
erkannt werden – für eine
verbesserte Wartungsplanung.

Damit die eingeblendeten Informationen schnell und sicher erfasst werden können, müssen die Inhalte vor allem gut lesbar sein. Die Darstellungsqualität hängt dabei von der Hardware des VR-Systems ab. Die Wissenschaftler haben daher bestimmte Anforderungen formuliert, zum Beispiel zu Helligkeit, Kontrast oder Pixeldichte. Das verwendete AR-System soll inklusive aller Programme auf der VR-Hardware, beispielsweise auf einer Datenbrille, laufen. Die Nutzer können die zusätzlichen Informationen dann je nach Anforderung virtuell oder mittels realer Bedienelemente wie einem Controller in der VR-Umgebung nutzen.

Das Dresdner Forschungsprojekt schafft die Voraussetzungen dafür, Augmented Reality bereits am virtuellen Prototyp zu testen. Das hilft dabei, auftretende Probleme frühzeitig zu erkennen und Dokumente, Produkt und Anlage bereits während der Entwicklung anzupassen. Das Ergebnis: Qualitativ hochwertige Anleitungen und Dokumentationen liegen zur Markteinführung vor, und die Produkte der Zukunft können besser gewartet werden, halten länger und werden sicherer.

 

Steckbrief

Name des Projekts: Virtualisierung von AR-Systemen für die Wartungsplanung in immersiven Umgebungen

Standort: Technische Universität Dresden

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Prof. Dr. Ralph Stelzer; Dr. Bernhard Saske; Dipl.-Ing. Erik Steindecker

DFG-gefördert im Programm: Einzelförderung/Sachbeihilfe

Förderung: seit 2012

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