Auch wenn die Entwicklung und Einführung vollautomatischer "Lights-out"-Fertigungssysteme in der gesamten Industrie immer noch vorangetrieben wird, erfordert ein erheblicher Teil der Tätigkeiten in der Fertigung immer noch menschliche Fähigkeiten und Fertigkeiten. Der Einsatz von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) in der Fertigung kann den Menschen helfen, diese Aufgaben präzise und genau auszuführen.
Immersive Technologien haben ihre Ursprünge hinter sich gelassen, von fiktionalen Werken bis hin zu Mainstream-Anwendungen, die jetzt in der realen Welt auftauchen. Die Einführung und Verbreitung von Smartphones hat die Verbreitung dieser Technologien in der breiten Öffentlichkeit beschleunigt. Sie haben nicht nur die Aufmerksamkeit der Weltbevölkerung, sondern auch das Interesse von Unternehmen geweckt, die sich die Faszination der immersiven Technologien zunutze machen. Dies hat dazu geführt, dass Unternehmen immersive Technologien für kundenorientierte Anwendungen entwickeln, z. B. die Nutzung immersiver Technologien im digitalen Marketing, d. h. Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Technologien, die zunehmend von großen und kleinen Unternehmen eingesetzt werden. Aber jetzt, da die Neuheit bei den Verbrauchern zu verblassen beginnt, beginnen die Unternehmen, ihre Aufmerksamkeit nach innen zu richten und Anwendungen dieser Technologien zu entwickeln, um ihre kritischen Geschäftsabläufe zu verbessern. Die Anwendung von Technologien wie Virtual Reality und Augmented Reality in der Fertigungsindustrie ist ein Beispiel für die Verlagerung der immersiven Technologie von verbraucherzentrierten Anwendungen zu mitarbeiter- und prozesszentrierten Anwendungen. Immersive Technologien haben sich als natürliche Wahl für Fertigungsprozesse erwiesen, da sie den Nutzern einen besseren Einblick in die Prozesse ermöglichen und ihnen die richtigen Informationen zur richtigen Zeit zur Verfügung stellen, wie die Implementierung immersiver Technologien durch große Hersteller zeigt.
Nachfrage der Industrie nach immersiver Technologie
Seit der Einführung der Automatisierung und des Industrial Internet of Things (IIoT) sind Fertigungsprozesse immer weniger auf menschliche Arbeitskraft angewiesen. Immer mehr Fertigungsanlagen arbeiten mit dem, was im Industriejargon als "Lights Out"-Fertigung bezeichnet wird. Diese eignet sich besonders für Bereiche, die eine extrem hohe Präzision und einen minimalen Bedarf an Anpassung, Variation und Prüfung erfordern. Zu den Branchen, in denen die "Lights Out"-Fertigung sinnvoll ist, gehören Material- und Chemieverarbeitungsbetriebe, Ölraffinerien, die Lebensmittelverarbeitung und -verpackung sowie Großanlagen zur Herstellung einfacher Produkte.
Die meisten der heute hergestellten Produkte ändern sich jedoch ständig, da sich die Bedürfnisse der Kunden ändern. Daher muss die Fertigung hochflexibel sein, aber auch weniger tolerant gegenüber minderwertigen Produkten. Auch wenn diese Prozesse eines Tages durch den Einsatz von Universalrobotern automatisiert werden, so sind doch bis dahin geschickte menschliche Hände und die Entscheidungsfähigkeit eines menschlichen Gehirns erforderlich. Im Gegensatz zu universellen Robotern mit übermenschlichen Informationsverarbeitungsfähigkeiten können Menschen große Mengen an Informationen nicht schnell verarbeiten und daher keine Entscheidungen auf der Grundlage aller verfügbaren Informationen treffen. Sie können verborgene Muster nicht in der gleichen Weise wahrnehmen oder erkennen wie Systeme, die auf künstlicher Intelligenz beruhen. Daher werden menschliche Arbeitskräfte benötigt, die bei der Ausführung der verschiedenen Aufgaben im Herstellungsprozess helfen, vom ersten Entwurf bis zur Endkontrolle.
Die Anwendung von virtueller Realität und erweiterter Realität in der Fertigung
Die Einführung von virtueller und erweiterter Realität in der Fertigung steckt zwar noch in den Kinderschuhen, hat sich aber für die Akteure in der Fertigungsindustrie als entscheidender Wendepunkt erwiesen. Sie hat dazu beigetragen, dass Designverbesserungen und Fertigungsprozesse effizienter werden, indem sie die Produktivität der Mitarbeiter und die Auslastung der Anlagen erhöht.
Interaktives Design
Bevor ein Produkt hergestellt wird, wird in der Regel eine Menge Planungs- und Entwurfsarbeit geleistet. Das funktionale Produktdesign ist das A und O der Produktqualität und ein wichtiger Faktor für den Produktwert. Die Hersteller legen großen Wert auf die Korrektheit des Entwurfs. Traditionell verwenden Konstrukteure 2D-Computer-Aided-Design-Modelle zum Testen und Experimentieren mit Produkten, die im Wesentlichen dreidimensional sind. Bei Produkten, die in Echtzeit getestet werden müssen, verwenden die Konstrukteure oft physische Prototypen, um das Produktdesign zu prüfen. Diese Prototypen sind schwierig herzustellen und noch schwieriger für Experimente und erneute Tests umzugestalten. Sie sind nicht nur teuer, sondern verzögern auch die Produkt-IPO-Zeit (TTM), da physische Prototypen mehrere Wiederholungen des Modells erfordern, so dass bei jeder Iteration Zeit für die physische Neuerstellung des Prototyps benötigt wird.
Mit VR können Designer Produkte im 3D-Raum entwerfen und sie in einer Simulationsumgebung testen, bis der Entwurf fertig ist. Neben der Minimierung der IPO-Zeit bietet VR die Möglichkeit, Produkte unter erwarteten Bedingungen zu testen und Konstruktionsfehler zu identifizieren, die mit herkömmlichen Testmethoden nicht aufgedeckt werden können. Dadurch wird sichergestellt, dass die hergestellten Produkte korrekt konstruiert sind, und die Wahrscheinlichkeit von Produktrückrufen und den negativen Folgen anderer Produktfehler wird verringert.
Intelligente Entscheidungsfindung
Produktionsbetriebe müssen flexibel sein, um mit den sich ändernden Anforderungen des Marktes und der Kunden Schritt halten zu können. Um dies zu erreichen, müssen sie in der Lage sein, schnell Entscheidungen zu treffen, müssen aber auch die verfügbaren Informationen detailliert analysieren. Um eine sichere und wirksame Entscheidungsfindung zu erreichen, ist die Menge der zu analysierenden Daten jedoch zu groß, als dass sie von den Entscheidungsträgern leicht verarbeitet und verstanden werden könnten. Dies führt zu Verzögerungen im Entscheidungsprozess, was notwendige Maßnahmen verzögert und letztlich das Gegenteil von Agilität bewirkt. Es wird immer deutlicher, dass der Einsatz von Data-Lake-Visualisierung die Entscheidungsfindung von Führungskräften verbessern und sicherstellen kann, dass nicht nur Antworten auf Fragen leicht gefunden werden können, sondern auch neue Themen, die zu höherer Leistung und weiterem Wachstum führen können, entdeckt werden können.
Der Einsatz von virtueller und erweiterter Realität bei der Visualisierung von Fertigungsdaten kann den Entscheidungsprozess auf allen Ebenen des Fertigungsunternehmens beschleunigen, von strategischen Entscheidungen auf höchster Ebene bis hin zu kritischen operativen Entscheidungen.
Informierte Wartung
Ein Anlagenausfall ist ein Problem, das eine unerwartete Unterbrechung der Produktion verursacht und eine sofortige Reaktion des Wartungsteams erfordert. Manchmal ist das Wartungsteam nicht in der Lage, die Anlagen rechtzeitig wieder in einen voll funktionsfähigen Zustand zu versetzen. Die Visualisierung von Daten über die Leistung und den Zustand von Produktionsanlagen kann das Wartungsteam in die Lage versetzen, Probleme mit dem Zustand der Anlagen zu erkennen, die oft unbemerkt bleiben. Der Einsatz von AR-Geräten zur Anleitung von Laien bei der Behebung dieser Probleme gewährleistet den ordnungsgemäßen Betrieb der Produktionsanlage ohne zu lange Ausfallzeiten und maximiert die Auslastung der Anlagen und Geräte.
Qualitätskontrolle
Laut unserer technischen Dokumentation ist die Qualitätsprüfung ein wichtiger Teil des Fertigungsprozesses. Da Unternehmen bestrebt sind, ihre Produktivität zu maximieren, legen sie auch Wert auf die Verbesserung der Produktqualität und der Konsistenzstandards. Um qualitativ hochwertige Produkte zu gewährleisten, werden zusätzlich zu den automatisierten Prüfverfahren oft Hunderte von Einheiten von menschlichen Qualitätsprüfern geprüft, um fehlerhafte Einheiten zu erkennen. Dies führt dazu, dass die Inspektoren aufgrund von Personalmangel subtile Indikatoren für Nichtkonformität übersehen. Durch den Einsatz von Augmented-Reality-Technologie in Verbindung mit künstlicher Intelligenz und Sensortechnologie können sogar subtile Abweichungen in Fertigungszellen aufgedeckt werden, was zu höheren Produktqualitätsstandards führt.
Immersionsausbildung
Produktionsmitarbeiter müssen am Arbeitsplatz geschult werden, damit sie ihre Aufgaben effektiv und effizient erfüllen können. Dieser Prozess nimmt Zeit in Anspruch, und der Einsatz unerfahrener neuer Mitarbeiter für kritische Arbeiten kann die Qualität der Arbeit beeinträchtigen und sogar zu Sicherheitsbedenken führen. Die Schulung neuer Mitarbeiter in einer Virtual-Reality-Umgebung ermöglicht es ihnen, Erfahrung und Kompetenz bei der Ausführung ihrer Aufgaben zu sammeln, ohne dass Produktivität, Qualität und Sicherheit beeinträchtigt werden.
Die Unverzichtbarkeit von virtueller und erweiterter Realität in der Fertigung wird in den kommenden Jahren zu einem allgemeinen Trend werden, zumindest solange, bis uns leistungsstarke und allgemein intelligente Maschinen ersetzen. Es ist jedoch auch möglich, dass es mit der Verbesserung dieser und anderer Technologien für den Menschen einfacher wird, sich an der Fertigung zu beteiligen, schließlich brauchen wir vielleicht schon lange keine Roboter mehr.