VR / AR / MR in MRO & Service: VDC-Whitepaper

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center (VDC )
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde
Marianne Ludwig
Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
www.vdc-fellbach.de
Virtuelle Techniken im Service
VDC-Whitepaper

Überblick Mission Service-AssistenzAbsicherung Serviceability Service-Training Zusammenfassung
Whitepaper
 stark angestiegene Variantenzahl
 Mass Customization, stark
ausdifferenzierbare Produkte
 Bedienung von Weltmärkten:
Sprach- und Kulturbarrieren
 sehr hohe Komplexität:
Entwicklung, Produktion,
Inbetriebnahme, Bedienung,
Service
 nicht die Maschine, sondern die
Leistung wird verkauft
(Verantwortung für Betrieb der
Maschine liegt damit beim
Hersteller selbst)
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Herausforderungen Einsatzfelder VR/AR
 Service Engineering /
Absicherung Serviceability
 Service-Training
 Service-Assistenz
Überblick

Whitepaper
 Darstellung des Wartungsplans in digitaler Form
 Abfrage von Konstruktionsdaten
 Freihändig ohne gedruckte Arbeitsanweisung
 Bewahrung des Raumgefühls, das für ein
sicheres Arbeiten unabdingbar ist
 Fernsupport - Techniker führt schwierige
Wartungsarbeiten durch während ein Experte
über die Schulter schaut
 Geringere Fehlerquoten bei Servicemaßnahmen
 Schritt-für Schritt-Anleitung im Sichtfeld der
Techniker
 Technische Erhebung, Kontrolle und Revision –
sie fungieren auch las verlässlicher Führer durch
die Anlage
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Wartung
Bild: ESI
Check Serviceability
vor Powerwall
Bild: ESI
Interaktive Untersuchung
flexibler Bauteile (Kabel,
Schläuche)
Bild: Jaguar-Landrover
DMU-Review
in CAVE

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Serviceability-Untersuchungen
 Überprüfung Zugänglichkeit visuell und
manuell
 Überprüfung Zugänglichkeit Baugruppen,
Verbindungselemente, Schmierstellen, etc.
- visuell,
- mit Händen und
- Werkzeug
 alle Varianten, Perspektiven und Positionen
 Überprüfung De-/Montierbarkeit,
Montagereihenfolgen
 Vermeidung von Spezialwerkzeugen
 Mitschrieb, Ermittlung Vorgabezeiten
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Service Engineering / Absicherung Serviceability
Bild: Industriehansa
Dokumentation der
Arbeitsschritte:
Generierung von
Vorgabezeiten
Bild: Virtalis
Ein-Ausbau-Untersuchung
mit Haptik
(Positionsvorgabe und
Force-Feedback über
mechanisches
Gelenkarmsystem)
Bild: ESI Courtesy of Extricom
Virtuelle Demontage:
Zugängllichkeit

Whitepaper
Techniken
 Benutzer in VR-Umgebung
oder virtuelles Menschmodell
 Vorteil realer Benutzer:
subjektive Einschätzung,
(implizites) Expertenwissen
 Vorteil Menschmodell: objektiv, Aussagen für
großen Bevölkerungsteil erzielbar
 Aussagen: Ergonomie, Belastungen, Eignung
des Prozesses
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Bild: OPTIMA
Bild: Siemens PLM
Greifraum-
Untersuchungen
an einem
Mixed Mock-Up
Zugänglichkeits-
Untersuchungen mit
einem virtuellen
Menschmodell

Whitepaper
16.08.2018 6
Bild: Virtalis
Review an
Powerwall bei CNH

Whitepaper
Möglich zu verwaltende Wissensarten
in Virtuellen Umgebungen
 Positionswissen
 Strukturwissen
 Verhaltenswissen
 Prozedurwissen
Möglichkeiten des Lernens
in Virtuellen Umgebungen:
 räumliches Explorieren
 konzeptuelles Lernen
 Erlernen motorischer Fähigkeiten
 prozedurales Lernen
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Service-Training
Bild: 5DT
Schaltplan
Umspannungswerk mit
räumlicher Zuordnung
MissionService-Training
Bild: ESI
Werkzeugwechsel unter
Kollisions- und Abgleit-
Bedingungen
Virtual Service Review
am Daimler-VRSC, BrühlBild: ESI – IC.IDO

Whitepaper
Konzepte
 Vorteile:
o Darstellung kritischer Szenarien ohne
Gefahr für Mensch und Maschine
o orts- und zeitunabhängiges Training
o Training in noch nicht existenten zukünftigen
Umgebungen
o Training ohne Belegung (teurer, gefährlicher, …)
realer Infrastruktur
 Lernkonzepte:
Vorführen – Begleiten – Prüfen
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Service-Training
Bild: LightShape
Transfer Prozesswissen:
Stichtypen bei Groz-Beckert
Bild: Volkswagen
AR-Aufprojektion
auf physisches Fahrzeug
Bild: ESI – IC.IDO
Ausbau Motor aus
Gabelstapler

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Konzepte
 Abläufe, Prozesswissen
 Beschädigungsgefahren
 Ressourcen-/Werkzeugeinsatz
 alle Varianten
 alle Perspektiven
 Einbringen von Dokumentation
 Einbringen von Simulatoren
 Sichtbarmachen von Verborgenem
 [animierte] AR-Aufprojektion
(z.B. verdeckte Einbauten) auf reale Objekte
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Service-Training
Bild: ESI
Beidhändige
Ausbausimulation
Virtual Service Review
am Daimler-VRSC, BrühlBild: Daimler
Bild: VRMMP
Funktionsweise
eines Prozesses

Whitepaper
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Service-Training
Bild: VRMMP
Screenshot eines
verteilten,
kooperativen
Trainingssimulators
des Virtual Reality
& Multimedia
Park Turin für
Total: eine Gruppe
von Mitarbeitern –
jeder mit
seinem eigenen
Avatar – hat
gemeinschaftlich
Aufgaben der
Störungsdiagnose
und -behebung
zu lösen.

Whitepaper
Konzepte
 Anzeige
- nächster Arbeitsschritte
- Prozessorte
- notwendige Werkzeuge
- Prozessparameter
im Blickfeld des Betrachters
 Anzeige ortsrichtig überlagert über
Kamerabild des realen Objekts
 Erfassung des aktuellen Zustands
(Demontage, Steuerung, …)
 Remote-Servicekräfte in Ergänzung
zuschaltbar
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Service-Assistenz
Bild: Volkswagen
AR-basierte Wartungs- &
Reparaturassistentin
„Marta“ auf Tablet-PC
Bild: Nee
Überblenden
Online-Prozessdaten
auf Werkstück
Bild: Fraunhofer IPA
AR-unterstützte
Maschinenbedienung
Service-Assistenz

Whitepaper
16.08.2018 12
Service-Assistenz
Tele-Support mit
Augmented Reality:
 Operator in Zentrale erhält
Sicht des Werkers und seine
Problemstellung
 Werker erhält Anweisungen
des Operators mit
ortsrichtiger ZuweisungBild: Re‘flekt
Service-Assistenz

Whitepaper
Dokumentation & Nachweis
 Dokumentation im 3D-Modell
 AR-Annotationen für mobile Endgeräte
 Aufnahme (Digitalisierung) neuen Wissens über
mobile Endgeräte (Kameraaufnahmen,
Sensordatenerfassung etc.); Ablage zwecks
Dokumentation und Teilen mit anderen (etwa
über Wissensmanagementsysteme und Soziale
Medien)
[Wissensarten in Virtuellen Umgebungen:
Positions-, Struktur-, Verhaltens- und
Prozedurwissen]
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Service-Assistenz
Bild: Volkswagen
Bild: Fh-IPA
Bild: ProGlove
AR-basiertes, mobiles
Werkstattinformations-
system Databrowser
Demonstrator
„Service Tools“:
Dokumentation im
interaktiven 3D-Modell
Datenhandschuh für den
industriellen Kontext mit
CPU, Display, Scanner,
Sensoren (u.a. Spannung,
Temperatur) Erfassung
manueller Tätigkeiten,
und Funkverbindung
Service-Assistenz

Whitepaper
 Konzepte: Zielstellungen AR-Einsatz
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Service-Assistenz
 was ist das Wunsch-Ergebnis des Datenbrillen-Einsatzes?
 woran wird der Erfolg gemessen werden? Und wie geschieht dieses?
Logistik
• schneller
• fehlerlose
Kommissionen
Wartung, Reparatur, Service
• Qualifikationsanforderungen
senken
• Experten in strategischen
Projekten konzentrieren
• Reisekosten senken
• Lösungen ad-hoc anbieten
• Dokumentation Vorgang
Produktion
• Einarbeitung beschleunigen
• Qualität erhöhen
• kundenindividuelle
Produkte beherrschen
• Dokumentation Vorgang
Bild: BMWBild: Picavi Bild: Volvo
Service-Assistenz

Whitepaper
Konzepte: Grundfunktionen des AR-Systems?
 Telekonferenz
 Assistenz, Röntgen,
Konsistenzchecks
real-digital mit
Augmented Reality
 Informationsdisplay
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Service-Assistenz
 Dokumentation
 Training
 Echtzeit-Tracking
und –Tracing für
Big-Data-Analysen,
etwa zu Prozess-
verbesserungenBild: all-electronics.de
Bild: VDI-Nachrichten
Bild: itiZZimo Bild: ioxp0
Bild: ioxp
Bild: metaio
Service-Assistenz

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Einsatzrahmen - 1
 Unter welchen Rahmenbedingungen kommt die Datenbrille zum Einsatz?
 Schmutz, Enge, Temperaturen, Feuchtigkeit, Staub, Lärm,
explosionsgefährdete Umgebung, …
16.08.2018 16
Service-Assistenz
Bild: www. v3.co.uk
Bild: Microsoft Bild: KNAPP
Service-Assistenz

Whitepaper
Einsatzrahmen - 2
 Von wem wird das Produkt bedient?
 Qualifikation, Aufgabenspektrum, Brillenträger,
andere Einschränkungen mit Relevanz zur Bedienung,
Art der Tätigkeit während Benutzung
 Was sind die (Vor-) Kenntnisse und Erfahrungen?
 Kenntnisse der operativen Tätigkeit, Kenntnisse in der
Benutzung von IT im Allgemeinen und Wearables im
Speziellen
 Was ist der Vorteil des Datenbrillen-Einsatzes für den Nutzer?
 Geschäftsmodell Service?
 Tätigkeitsprofil, Leistungsmessung künftig?
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Service-Assistenz
Bild: Ii‘s OWL
Bild: Ubimax
Bild: 123RF
Service-Assistenz

Whitepaper
 Von wem wird das Produkt bedient?
 Service-Techniker, Anlagenbediener, Mitarbeiter
 Viele Datenbrillen auch als Brillenträger nutzbar
 Anwendung bei denen:
 Die Hände frei sein müssen
 Mobilität bei der Aufgabe erforderlich ist
 Beschäftigte in der Anlernphase
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Service-Wartung / Reparatur / Instandhaltung
Service-Assistenz
https://www.opra.de/opencms/export/sites/opra/de/Industrie-
4.0/_images/AR_523_Test.jpg
https://media.springernature.com/lw736/springer-
cms/rest/v1/img/10797992/v1/4by3

Whitepaper
 Was sind die (Vor-) Kenntnisse und Erfahrungen?
 Relevante Informationen sind dank Datenbrille immer
verfügbar
 Datenbrille lässt sich nahtlos in den physischen Prozess
integrieren
 Mittels der Datenbrille kann der Werker mit Kollegen und
Vorgesetzten kommunizieren
 Werker erhalten direkt positives Feedback
 Experten Unterstützung möglich
 Komplexität der Montageschritte werden reduziert
 Gewohnheitseffekt stellt sich schnell ein
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Service-Assistenz

Whitepaper
 Was ist der Vorteil des Datenbrillen-Einsatzes für den Nutzer?
 Produktivitätssteigerung
 Qualitätssteigerung
 Fehlerminimierung
 Arbeitserleichterung
16.08.2018 20
Service-Assistenz
Foto: Volvo (Bild: Picavi GmbH)(Bild: Porsche AG/ Marco Porsche)

Whitepaper
 Hauptanwendungsfelder Virtueller Techniken im Service:
- Absicherung Serviceability
- Service-Training
- Service-Assistenz
 Absicherung Serviceability und Service-Training
- lokal und kooperativ über Projektionen
- verteilt oder einzeln über HMDs
 Service-Assistenz
- über Tablet-PCs, Smartphones und Smart Glasses
- geringe Displaygröße verlangt angepassten Content
(Piktogramme, Symbole, wenig Text, …)
=> effiziente Content Supply Chain entscheidend
- effiziente und robuste Interaktionskonzepte für den Einsatz
in unterschiedlichsten Umfeldern zu entwickeln
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Zusammenfassung
Content Supply Chain
CAD
VR
Zusammenfassung

Whitepaper
 VDC-Mitglieder im Thema
16.08.2018 22
Zusammenfassung
Zusammenfassung

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