Forschungsprojekt: Interaktive Fernassistenz im Maschinen-und Anlagenbau

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Neue Ansätze für die Fernassistenz bei Service-Aufgaben im Maschinen- und Anlagenbau bieten immersive Technologien der Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Damit befasst sich das Forschungsprojekt „TeleInteraction-XR“.

• Die Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement der TU Chemnitz ist am Forschungsprojekt „TeleInteraction-XR“ beteiligt.

• Es ermöglicht die Fernassistenz im Maschinen- und Anlagenbau durch neue Technologien der Virtual und Augmented Reality.

Der Maschinen- und Anlagenbau ist eine wesentliche Säule der deutschen Industrie. Damit zusammenhängende Service-Aufgaben, wie Inbetriebnahmen, Wartungen oder Schadensbehebungen setzen oft hochspezialisiertes Wissen der herstellenden Unternehmen voraus. Dies stellt die Hersteller vor großen Herausforderungen. Denn der Vor-Ort-Einsatz der dafür notwendigen Expertinnen und Experten der Unternehmen ist aufwändig, kostspielig und limitiert. Zudem verschlechtert das hohe Reiseaufkommen die Arbeitsbedingungen der betroffenen Mitarbeitenden. Somit wiederum verlieren die Unternehmen im Wettbewerb um die besten Fachkräfte an Attraktivität. Eine Lösung dieses Problems liegt in der Unterstützung der vor Ort an den Maschinen und Anlagen arbeitenden Menschen aus der Ferne. Doch geeignete Kommunikations- und Interaktionstechnologien für eine ausreichend gute Fernassistenz zur Umsetzung dieser hochkomplexen Aufgaben fehlen bisher.

Im Forschungsprojekt „TeleInteraction-XR“ werden neue Ansätze zur Fernassistenz untersucht

Neue Ansätze bieten hierbei immersive Technologien der Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Das im Oktober 2022 in Deutschland gestartete Forschungsprojekt „TeleInteraction-XR“ widmet sich der Entwicklung und Erprobung einer Lösung, die beide technologische Ansätze kombiniert. Somit soll sie eine neue Form der Telepräsenzinteraktion ermöglichen. Zum Forschungs- und Entwicklungsverbund, den die CMC-Kiesel GmbH aus Hechingen koordiniert, gehören neben der Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement (Leitung: Prof. Dr. Angelika Bullinger-Hoffmann) der TU Chemnitz drei weitere kleine und mittlere Unternehmen. Dabei handelt es sich um die Oculavis GmbH aus Aachen, die ULT AG aus Löbau sowie die Imsys GmbH aus Leonberg.

Telepräsenzinteraktion ermöglicht distanzüberbrückende Zusammenarbeit

Wie soll die praktikable Lösung aussehen? Die Fachleute eines Maschinen- oder Anlagenherstellers am Ort A sollen mittels Telepräsenzinteraktion die Sicht der Mitarbeitenden am Ort B sehen. Die Mitarbeiter andererseits sehen die Handlungsanweisungen der Expertinnen und Experten projiziert in ihrem Sichtfeld. Die Übertragung von Audio soll zudem die visuellen Rückmeldungen ergänzen und ein multimodales Interaktionskonzept ermöglichen.

„Dadurch können Expertinnen und Experten trotz räumlicher Distanz in natürlicher Weise den Mitarbeitenden vor Ort sozusagen über die Schulter schauen und diese bei komplexen Aufgaben anleiten und begleiten“, berichtet Dr. Frank Dittrich, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement, der das Projekt zusammen mit der CMC-Kiesel GmbH und der Oculavis GmbH initiierte. „Bisher nicht befähigte Mitarbeitende vor Ort können mit dieser Art der distanzüberbrückenden Zusammenarbeit selbstständig komplexe Aufgaben bewältigen“, so Dittrich weiter. Dies führe zu einer optimierten Nutzung der Arbeitszeit von Expertinnen und Experten. Gleichzeitig befähige es die Mitarbeitenden vor Ort und trage so zur Bewältigung des Fachkräftemangels bei. Weniger Reiseaufkommen erhöhe die wirtschaftliche, soziale und ökologische Nachhaltigkeit und verbessere die Arbeitsbedingungen.

Technologie für die Fernassistenz

Im Projekt wollen die Teilnehmer drei Lösungswege umgesetzen und erproben. Im Rahmen eines von der TU Chemnitz methodisch begleiteten nutzungszentrierten Entwicklungsprozesses nutzen sie die beiden VR- und AR-Remote-Systeme der CMC-Kiesel GmbH und Oculavis GmbH. Dittrich erläutert diese Szenarien: „Als einfachste Umsetzungsstufe erfolgt die Verwendung von bestehenden 3D-Modellen als digitaler Zwilling, anhand dessen Expertinnen und Experten Service-Aufgaben umsetzen und diese Handlungsanweisungen in Echtzeit in die reale Umgebung der jeweiligen Maschinen und Anlagen vor Ort übertragen werden. Da hierbei reale Veränderungen, wie Schäden, oder kontextbezogene Informationen nicht sichtbar sind, sollen in einer zweiten Umsetzungsstufe 360°- bzw. stereoskopische Bildaufnahmen live vom Arbeitsraum an der realen Maschine oder Anlage in die VR übertragen werden.

In einer dritten Umsetzungsstufe soll darauf aufbauend mittels Live Volumetric Streaming eine 3D-Digitalisierung des Arbeitsraums der realen Maschine oder Anlage die Bildübertragungen ergänzen. Ab dem ersten Projektjahr werden entsprechende Lösungen bei den am Projekt beteiligten Anwendungsunternehmen, der ULT AG sowie der Imsys GmbH aus arbeitswissenschaftlicher Perspektive erprobt und evaluiert.

Bild oben: Digitale Einblendung von Handlungsanweisungen zur Unterstützung per Fernassistenz. Bildquelle: CMC-Kiesel/Oculavis

Stichwort: Förderrichtlinie „Innovative Arbeitswelten im Mittelstand“  Gefördert wird das Projekt mit einer Laufzeit von Oktober 2022 bis September 2024 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit etwa einer Million Euro im Rahmen der Förderrichtlinie „Innovative Arbeitswelten im Mittelstand“. Ziel der Förderrichtlinie ist es, die Zusammenarbeit und Arbeit von Menschen mittels neuartiger digitaler Werkzeuge nachhaltiger zu gestalten.

Weitere Informationen: https://www.tu-chemnitz.de/

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