Spielend lernen in der virtuellen Realität
Weiterbildung durch Gamification

Steve Killian, DECURA Consulting GmbH, Nicola Nendel, Tobias Markert und Ralph Riedel, Technische Universität Chemnitz

Viele Unternehmen stehen vor der Herausforderung ihre Arbeitnehmer für die Bearbeitung immer komplexer werdender Produkte sowie die Ausführung vielschichtiger Prozesse geeignet zu schulen. Im Zuge der Globalisierung geschieht dies nicht mehr nur klassischerweise interdisziplinär, sondern auch multikulturell und multilingual. Zusätzlich muss an weltweit verteilten Produktionsstandorten oft der gleiche Wissensstand aufgebaut und aufrechterhalten werden. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob klassische Weiterbildungsangebote in Form von externen Mensch-zu-Mensch-Schulungen dem heutigen Qualifizierungsbedarf noch gerecht werden oder ob die Digitalisierung selbst Chancen bietet, Schulungen effektiver und effizienter zu gestalten.

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Weiterbildung in der Instandhaltung mit digitalen Assistenzsystemen

Axel Friedewald, Robert Rost, Nikolaj Meluzov und Hermann Lödding, TU Hamburg

In ihren Sieben Thesen zur Betrieblichen Weiterbildung [1] erwartet die Wissenschaftliche Gesellschaft für Arbeits- und Betriebsorganisation (WGAB) e. V. ein zunehmendes Lernen im Prozess der Arbeit über die Integration technologiebasierter Lern- und Assistenzsysteme. Weil bislang Erfahrungen in der Weiterbildung mit digitalen Assistenzsystemen fehlen, stellen sich wesentliche Fragen: Eignen sich digitale Assistenzsysteme, um das Lernen in der Weiterbildung zu fördern? Wie können Unternehmen den Vorbereitungsaufwand begrenzen? Um diese Fragestellungen untersuchen zu können, wurde ein bestehendes Assistenzsystem für die Zwecke der Weiterbildung erweitert. Ein wesentlicher Schritt hierfür war es, die Lerninhalte zunächst in ihre Bestandteile zu zerlegen, um diese im folgenden Schritt mit entsprechenden (digitalen) Werkzeugen aufwandsarm visualisieren und überprüfen zu können. Der Beitrag beschreibt ein modulares, Augmented-Reality-basiertes Assistenzsystem, das den Anwender durch eine Wartungs- oder Instandhaltungsaufgabe führt und dazu abhängig vom Know-how des Benutzers schrittweise Bauelemente und erforderliche Metainformationen einblendet. Erste Tests deuten darauf hin, dass das System zur Weiterbildung von Servicetechnikern und Bedienpersonal eingesetzt werden kann.

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Augmented Reality in der Fabrik
Wie der Assistent der Zukunft aussehen könnte

Sander Lass

Im Zentrum Industrie 4.0 Potsdam (ZIP 4.0) kann diese Frage individuell und ohne großen Aufwand beantwortet werden. Mehr noch, mit Hilfe der hybriden Simulationsumgebung ist die Interaktion mit dem AR-Gerät durch den Akteur innerhalb von Fertigungsprozessen möglich. So kann nicht nur der Nutzen demonstriert, sondern auch durch den tatsächlichen Einsatz innerhalb der realitätsnahen Prozessabbildung die Akzeptanz für die spätere Nutzung geschaffen werden.

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Roboterprogrammierung vereinfachen
Wie Augmented Reality den Programmierer dabei unterstützt

Jan Guhl, Oliver Heimann und Jörg Krüger

Roboterprogrammierung ist trotz allen Weiterentwicklungen in der Steuerungstechnik und Mensch-Maschine-Interaktion immer noch ein kompliziertes Problem und dementsprechend kostspielig. Gerade in kleinen und mittelständischen Unternehmen stehen daher dem Robotereinsatz hohe Hürden gegenüber. Dieser Artikel befasst sich mit Möglichkeiten die Roboterprogrammierung – unter Zuhilfenahme von verschiedenen erweiterten Realitäten – zu vereinfachen und zu beschleunigen.

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Visualisierung des digitalen Zwillings mit AR

Tim Körppen und Christof Thim

Für die Transformation der industriellen Fertigung stellt die Integration der Realwelt und die parallele Abbildung in der Digitalwelt eine wichtige Anforderung dar. Hier greift das Konzept des digitalen Zwillings zur digitalen Repräsentation physischer Objekte. Zur Verbesserung der Mensch-Maschinen-Interaktion zwischen Fabrikpersonal, Anlagen sowie Werkstücken und Steigerung der Transparenz am Shopfloor, kann ein solcher digitaler Zwilling relevante Daten liefern. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Visualisierung des digitalen Zwillings mittels Augmented Reality vorgestellt und evaluiert.

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Lernen in der VR-Lackierwerkstatt

Raphael Zender, Gregor Tallig und Ulrike Lucke

Im industriellen Alltag stehen zumeist neue Innovationen in den Produktionshallen im Fokus. Eher ungeachtet bleibt jedoch leider in vielen Fällen die Ausbildung junger Mitarbeiter [1]. Dabei versprechen neue Technologien wie Virtual oder Augmented Reality (VR/AR) [2] in diesem Bereich großes Potenzial [3].

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Interview

Was bringt die Blockchain, Herr Wunderlich?

Jürgen Wunderlich ist Professor für Wirtschaftsinformatik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Landshut – und ein Experte für die Blockchain-Technologie. Ein Gespräch über Wassertemperaturen, Datenschutzbedenken und die aktuelle Debatte zum Lieferkettengesetz.

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Kolumne

Sensoren verändern die Logistik

Götz-Andreas Kemmner

Das Internet of Things beginnt sich auszubreiten und konkretere Gestalt anzunehmen. Die meisten von uns haben schon erste Erfahrungen mit Smart Home gemacht. Mit ein paar Sensoren, Schaltern und etwas Entscheidungslogik kann man Beschattungs- und Beleuchtungsprozesse im Haus automatisieren, Temperaturen, Energieverbrauch und das Haus auf Eindringlinge überwachen. Manches davon ging auch früher schon, doch war es aufwändiger und teurer zu realisieren.

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Mikrotechnologie

Prinzipien und Techniken der Mikrohandhabung
Eine Übersicht

Nele Brenner

Teile mit einer Größe von einigen Mikrometern bis zu wenigen Millimetern, sogenannte Mikrobauteile, werden von der Mikrosystemtechnik bis hin zur Medizintechnik vermehrt benötigt. Hierbei liegen die Herausforderungen für die Forschung und Entwicklung nicht nur in der Miniaturisierung und Entwicklung technischer Verfahren. Für die Einbindung in Produktionsprozesse werden geeignete Handhabungstechniken benötigt. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht der Handhabungsprinzipien und –techniken zum Greifen, Fördern, Ablösen und Sortieren von Mikroobjekten. Die unterschiedlichen Prinzipien werden insbesondere an Beispielen aus dem Bereich der Greiftechnik dargestellt.

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5G Infrastruktur

5G-basierte Sensorik zur Überwachung der Produktion
Erprobung der 5G Mobilfunktechnologie in der Produktion auf dem 5G-Industry Campus Europe

Sarah Schmitt, Sven Jung, Niels König und Robert H. Schmitt, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen

Wenn komplexe Bauteile und Herstellungsverfahren zu einer immer größeren Herausforderung für Maschinen werden, wird es Zeit, aufzurüsten: mit Sensorik, die große Datenmengen mit 5G- und Cloudtechnologie nahezu verzögerungsfrei überträgt und die Maschine mit neuen Funktionen zur Prozessüberwachung und -regelung ausstattet. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt im Projekt 5GSensPRO gemeinsam mit sieben Industriepartnern ein modular erweiterbares Sensor-Cloud-System für bestehende Maschinen. Dieses System umfasst Sensorik, Steuerungs-, Auswerte- und Visualisierungssoftware, Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle, um hochdynamische Produktionsprozesse gründlicher zu überwachen und adaptiv zu regeln. Das weltweit erste 5G-Mobilfunknetz, das vollständig drahtlos in einer Produktionsumgebung arbeitet, steht dem Konsortium zu Forschungszwecken in der Maschinenhalle des Fraunhofer IPT zur Verfügung. Mit dem Ziel, die produzierende Industrie durch 5G schneller und effizienter zu gestalten, wird in den kommenden zwei Jahren die 5G-Forschungsumgebung in einem weiteren Projekt 5G-Industry Campus Europe auf die Fläche des Campus Melaten in Aachen ausgedehnt. Dort entsteht eine einzigartige 5G-Testumgebung, in der die Projektpartner im Sinne der industriellen Transformation, Anwendungen von 5G-Technologie in der Produktion umsetzen und untersuchen.

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Digitale Daten

Technologieauswahl zur automatischen Identifikation
Ein systematischer Ansatz zur Technologieauswahl für die automatische Identifikation von Werkstücken und Produkten

Luise Weißflog, Philipp Wilsky, Tobias Markert und Ralph Riedel, Technische Universität Chemnitz

Die automatische Identifikation von Werkstücken stellt einen obligatorischen Schritt hin zum Digitalen Zwilling und zu einer durchgängigen Lebenslaufakte von Produkten dar. Da für diese Identifikation unterschiedliche Technologien existieren, stehen Unternehmen häufig vor der Frage, für welche sie sich entscheiden sollen. Gerade die hohe Bekanntheit einiger dieser Technologien provoziert dabei vorschnelle Entscheidungen ohne einen fundierten Auswahlprozess, was zu suboptimalen Lösungen führen kann. Um die Unternehmen bei diesem Prozess zu unterstützen wurde an der Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz im Rahmen eines Industrieprojekts eine Auswahlmethode für Auto-ID-Technologien entwickelt und in einem Microsoft Excel-basierten Tool umgesetzt.

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Vertraulicher Datenaustausch mittels Information-Gateway
Produktionsdaten in der Cloud - sind sie sicher?

Sander Lass

Im Rahmen der Digitalisierung stehen Technologiekonzepte zur Verfügung, die die Integration geschäftsrelevanter Informationen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg realisieren können. Im Rahmen des systematischen Vorgehens erfolgt in diesem Beitrag ausgehend von der Strukturierung der Hinderungsgründe, die Fokussierung auf den Bereich der Schaffung von Vertrauen und Akzeptanz als Voraussetzung der erfolgreichen Einführung (technischer) Neuerungen. Anschließend wird ein dementsprechender Lösungsansatz mit einem Referenzmodell und einem Hardwarekonzept vorgestellt, das die Umsetzung von Information-Gateways für bestehende Anlagen ermöglicht.

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AutoID-Technologien in der Produktion

Interview mit Wolf-Rüdiger Hansen, Geschäftsführer des Industrieverbands AIM, zu aktuellen Trends

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Nachhaltigkeitseffekte in der Produktion durch RFID

Kai Zimmermann

Bei der Betrachtung von RFID zur Automatisierung von Produktionsprozessen standen bislang meist die Optimierung der Prozesse und die resultierenden Kosteneinsparungen im Mittelpunkt. Da in der Produktion auch Nachhaltigkeitsaspekte immer wichtiger werden, zeigt der folgende Beitrag erziel-bare Nachhaltigkeitseffekte des RFID-Einsatzes auf und geht auf Bewertungsansätze der Nachhaltigkeitseffekte ein.

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Standardisierter Informationsaustausch in der automobilen Lieferkette

Hegmanns, Parlings, Müller

In diesem Artikel wird ein Ansatz vorgestellt, wie durch RFID-Einsatz auf der Basis standardisierter, dezentraler Informationssysteme, die Informationstransparenz und die Steuerbarkeit von Logistikprozessen der Automobilindustrie verbessert werden kann. Ein Anwendungsbeispiel in der überbetrieblichen verbrauchsgesteuerten Nachschubsteuerung bei der Robert Bosch GmbH wird skizziert.

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Sichere Geräte durch sichere Prüfprozesse - Unterstützung wiederkehrender Prüfungen an Lastaufnahmeeinrichtungen durch 
AutoID-Systeme

Sergii Kolomiichuk, Frank Ryll, Michael Wiesner

Für Betrieb und Nutzung von Lastaufnahmemitteln existieren zahlreiche Vorschriften mit den eingeschlossenen allgemein anerkannten Regeln der Technik, Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften. Diese Anforderungen verpflichten den Betreiber zur Durchführung und Dokumentation der vorgeschriebenen Prüfungen, durch eine Person mit entsprechender Qualifikation. Durch die Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge und Mittel mit unterschiedlichen Prüfanforderungen und –fristen besteht ein Bedarf an IT-Unterstützungswerkzeugen, um diesen Betreiberpflichten nachkommen zu können.

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