Dank der rasanten Fortschritte von modernen Technologien wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) eröffnen sich ständig neue Anwendungsbereiche entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Unternehmen aus dem industriellen Umfeld erkennen zunehmend den Mehrwert von VR und AR und setzen diese ein, um ihre Arbeitsabläufe zu optimieren und den Anforderungen der Industrie 4.0 zu entsprechen.
Virtual und Augmented Reality im Fokus: Ein Überblick
Virtual Reality (VR) bezeichnet eine Technologie, die es Usern ermöglicht, mithilfe spezieller VR-Brillen in komplett virtuelle 360-Grad-Umgebungen einzutauchen. Da die Augen vollständig umschlossen sind, nimmt der User die reale Welt nicht mehr wahr, wodurch die computergenerierten, alternativen Realitäten eine besonders immersive Erfahrung bieten.
Augmented Reality (AR) stellt eine künstlich erweiterte Realität dar, bei der sich digitale Informationen, zum Beispiel Texte, Grafiken oder ganze 3D-Objekte, in die reale Umgebung der anwendenden Person einblenden lassen. Die Visualisierung dieser Informationen erfolgt durch den Einsatz von AR-Brillen sowie Kameras und Displays auf Smartphones oder Tablets.
Die Unterscheidung zwischen virtueller und erweiterter Realität
Der Hauptunterschied der beiden Technologien liegt hauptsächlich im Nutzungserlebnis. Während VR eine komplett virtuelle Umgebung erzeugt, die den User in eine alternative Realität versetzt, erweitert AR die reale Welt um digitale Informationen, indem sie diese direkt in die Umgebung einbettet.
Schlüsseltechnologien für den Fortschritt in der Industrie 4.0
Der Einsatz von Virtual und Augmented Reality im industriellen Umfeld eröffnet eine Reihe neuartiger Möglichkeiten, um Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu optimieren. Je nach verwendeter Technologie tragen die immersiven bzw. interaktiven Umgebungen dazu bei, die Qualität und Genauigkeit der Arbeitsabläufe zu verbessern, was zu einer effizienteren Durchführung vielschichtiger Aufgaben führt.
In der Industrie 4.0 ist vor allem die virtuelle Realität von großem Nutzen, da sie Produkte oder Prozesse visualisieren kann, die sich noch in der Planungsphase befinden. So lassen sich virtuelle Produkte bereits vor der Fertigstellung aus allen Blickwinkeln testen und auf Fehler hin überprüften. Diese Vorgehensweise reduziert Kosten und unterstützt Unternehmen dabei, qualitativere Entscheidungen zu treffen.
Ein weiterer Vorzug dieser Technologien liegt in der schnellen Fehlererkennung und -behebung. Dies veranlasst immer mehr Unternehmen dazu, sie im Qualitätsmanagement einzusetzen.
Wie VR und AR das Qualitätsmanagement effektiver gestalten
Die virtuellen und erweiterten Realitäten etablieren sich zunehmend als wichtiger Faktor im Qualitätsmanagement. Dies liegt vor allem an den immersiven 360-Grad-Umgebungen sowie der Visualisierung interaktiver Informationen, die eine effiziente Durchführung von etablierten Prozessen wie Qualitätskontrollen ermöglichen. Die virtuellen Produkte oder Prozesse helfen dabei, Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen und zu beheben, was zu einer Steigerung der Produktqualität führt.
Unterstützung erfahren derartige Anwendungen durch ein smartes Daten- und Dokumentenmanagement-System (DMS), das relevante Informationen an einem Ort verwaltet, für deren Aktualität und Sicherheit sorgt sowie sämtliche qualitativen Prozesse nachvollziehbar dokumentiert.
Das DMS-System Approve on Fabasoft PROCECO bietet eine nahtlose VR- und AR-Integration. Dadurch ergeben sich eine Menge wichtiger Anwendungsbereiche für das Qualitätsmanagement:
Virtuelle Qualitätskontrolle
Die Integration einer Virtual- oder Augmented-Reality-Anwendung in ein DMS ermöglicht eine virtuelle und interaktive Visualisierung von Produkten oder Anlagen, was eine umfassende Qualitätskontrolle erlaubt.
Ein denkbarer Anwendungsfall stellt die Überprüfung eines Elektromotors dar. Die prüfende Person untersucht den Motor virtuell auf eventuelle Qualitätsprobleme und kann sofortige Maßnahmen einleiten, ohne physisch darauf zuzugreifen. Während des Vorgangs stellt das Daten- und Dokumentenmanagement-System sicher, dass sämtliche Qualitätsanforderungen erfüllt sind.
Verwendung eines „digitalen Zwillings“
Ein DMS kann dazu dienen, digitale Zwillinge – sprich virtuelle Abbilder – von Produkten, Anlagen oder Prozessen zu verwalten. User verwenden diese digitalen Zwillinge anschließend in VR- oder AR-Anwendungen, um eine immersive oder erweiterte Darstellung realer Objekte zu ermöglichen.
Beispielsweise wird eine virtuelle Maschine, die parallel zur realen existiert, mittels VR aus der Ferne gewartet. Die Prüfperson vergleicht die Soll-Ist-Werte miteinander und führt die notwendigen Maßnahmen an der realen Maschine durch.
Abarbeitung von digitalen Checklisten
Ein smartes Daten- und Dokumentenmanagement-System bietet eine sichere Umgebung, auf der digitale Checklisten erstellt, verwaltet und aktualisiert werden können. Prüfende Personen greifen anschließend direkt im Shopfloor oder im Wareneingangsbereich auf diese Checklisten zu und arbeiten die einzelnen Punkte virtuell ab, während das Display der verwendeten Brille visuelle Anweisungen oder Hilfestellungen anzeigt. Dies ermöglicht eine effiziente und präzise Überprüfung der erforderlichen Aufgaben.
Visualisierung von 3D-Modellen
Die Integration von VR- und AR-Anwendungen in einem DMS erlaubt es Usern, mittels spezieller Brillen auf 3D-Modelle (beispielsweise CAD-Daten von Anlagen, Maschinen oder Pumpen) zuzugreifen und diese in einer virtuellen oder erweiterten Realität zu visualisieren.
Als potenziellen Anwendungsfall betrachten User eine Anlage in ihrer dreidimensionalen Darstellung, wobei sie einzelne Komponenten wie zu prüfende Bauteile genauer untersuchen können. Mit dieser Vorgehensweise lassen sich potenzielle Schwachstellen oder Optimierungsmöglichkeiten schnell und einfach identifizieren.
Abbildung: User prüfen ein 3D-Objekt mittels VR-Brille im dreidimensionalen Raum und erteilen anschließend die Freigabe.
Das DMS übernimmt die Speicherung und Verwaltung solcher 3D-Modelle sowie den Zugriff auf begleitende Dokumentationen, Anweisungen oder Prüfprotokolle, die mit den Objekten verknüpft sind.
Qualitätsmanagement 4.0: Die Zukunft gehört VR und AR
Virtual und Augmented Reality spielen bereits jetzt eine entscheidende Rolle in der Industrie, indem sie neuartige Möglichkeiten eröffnen, um Arbeitsabläufe zu optimieren. Der Einsatz dieser modernen Technologien führt durch die verbesserte Fehlererkennung und -behebung zu einer erhöhten Produktqualität und stellt einen wichtigen Schritt in Richtung Qualitätsmanagement 4.0 dar.
Zusätzlich steigern lässt sich die Effizienz, Genauigkeit und Sicherheit der Prozesse durch die Vernetzung mit einem intelligenten Daten- und Dokumentenmanagement-System. Auf diese Weise optimierte Produktionsprozesse sorgen letztendlich dafür, dass Industrieunternehmen qualitativere Entscheidungen treffen, Kosten reduzieren und somit ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern.
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