Arbeiten und lernen im virtuellen Raum

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Digitalisierte Daten und 3D-Modelle sind der Schlüssel

Für die praktische Umsetzung sind beide Wege denkbar – AR- und VR-Inhalte können von den Unternehmen mit speziellen Mixed-Reality-Plattformen selbst erstellt oder von den Herstellern bestimmter Geräte, Maschinen und Anlagen mitgeliefert werden. Für die Ausbildung, speziell die Bedienung bestimmter Systeme, bietet sich vor allem letztere Option an, da der Hersteller am besten weiß, welche Schritte beim Warten, Zerlegen oder Zusammenbauen zu erledigen sind. Geht es um die virtuelle Abbildung von Prozessen, etwa der Steuerung von industriellen Systemen in Leitwarten oder den Reaktionsabläufen im Falle einer technischen Störung, ist auch der Anwender gefordert. Schließlich kennt er seine Prozesse und Abläufe am besten. In diesen Fällen werden die Trainingsinhalte meist gemeinsam entwickelt, damit die Szenarien so realistisch wie möglich sind.

Anwendungsbeispiel Elster Ultraschall-Modul zur Durchflussmessung in VR
Mehrwege-Ultraschall-Durchflussmesser sind inzwischen etabliert bei der Durchflussmessung in großen Pipelines, speziell bei eichpflichtigem Transfer von Erdgas. Für diesen Trend gibt es mehrere Gründe – herausragende Messgenauigkeit, breiter Messbereich, gute Beständigkeit gegen Einbaueffekte sowie Kosteneffektivität. So gut diese Messgeräte auch sind, wie alle Messgeräte werden sie dennoch von den Bedingungen in ihrer Umgebung beeinflusst. Eine seltene aber wichtige Wartungsaktivität für das Messgerät ist die interne Reinigung eines oder mehrerer Ultraschallwandler infolge zunehmender Verschmutzung durch Schwarzpulver. Zur Reduktion von Stillstandszeiten werden die Messgeräte mit einer Wechselarmatur zum Austausch der Umwandler im laufenden Betrieb geliefert. Das trägt zu erheblichen Einsparungen bei, da die Leitung für die Wartung nicht druckfrei gemacht werden muss. Allerdings verfügt auch hier das Feldpersonal über sehr wenig praktische Erfahrung für diese Aufgabe. Honeywell entwickelte daher auf Basis eines Q.Sonic Mehrwege-Ultraschall-Durchflussmessers eine simulierte virtuelle Realität für eine im Betrieb befindliche Pipeline, um damit das Feldpersonal bei der praktischen Durchführung der Aufgaben in einer sicheren Umgebung zu schulen. Dadurch wird die jeweilige Tätigkeit im Feld schneller und sicherer.

Ganz gleich aber, ob mitgeliefert, selbst oder in Zusammenarbeit entwickelt – eine Grundanforderung gibt es in jedem dieser Bereiche: digitalisierte 3D-Daten. Je nach Szenario können das beispielsweise 3D-Produktdaten sein. Neben den Produktdaten gilt es, die Prozessschritte festzulegen und als Schritt-für-Schritt-Anweisung abzubilden. Gleiches gilt für Wartungsszenarien industrieller Systeme und Anlagen. Sollen komplette Trainingsszenarien in einer virtuellen Umgebung entwickelt werden, braucht es zudem 3D-Modelle der Räume und Anlagen, beispielsweise einer Leitwarte, in der sich die Schulungsteilnehmer später virtuell bewegen werden.

Im Moment ist das alles einfacher gesagt als getan. Eine der großen Hürden ist die Migration von noch auf Papier vorliegenden Informationen und Zeichnungen in digitale Systeme. Erst wenn diese Basis geschaffen ist und alle relevanten Prozessschritte definiert wurden, können AR- und VR-Anwendungen entwickelt und eingesetzt werden.

Technologie und Plattformen längst vorhanden

Wie in zahlreichen anderen Bereichen auch haben Industrieunternehmen noch viele Herausforderungen zu meistern, wenn sie ihre aktuellen und neuen Feldtechniker auf dem höchsten Kompetenzniveau halten wollen. Sie müssen teure Leit- und Sicherheitssysteme anschaffen und pflegen, einschließlich Hardware, Software und Infrastruktur, nur um ihr Personal qualifiziert schulen zu können. Außerdem ist die Kompetenz in speziellen kritischen Situationen heutzutage kaum messbar.

AR- und VR-Technik als Bestandteil eines Schulungssystems helfen, den Trainingsaufwand zu senken und darüber hinaus direkt den Kompetenzstatus der jeweiligen Kandidaten zu erfassen. Außerdem bieten sie jederzeit und überall Zugang zu den Informationen, die Feldspezialisten zur Durchführung komplexer Aufgaben an kritischen Systemen benötigen. Die Technologien und Plattformen zur Umsetzung sind längst vorhanden und können eingesetzt werden – digitale Daten und 3D-Modelle von Produkten, Systemen, Räumen oder ganzen Anlagen vorausgesetzt. Zwar sind die derzeit existierenden Datenbrillen aufgrund ihrer ergonomischen Eigenschaften weniger für den achtstündigen Dauereinsatz geeignet, für kürzere Service- und Ausbildungseinsätze aber sind sie ausreichend. Und selbst der Dauereinsatz ist nur eine Frage der Zeit: erstens, weil die Datenbrillen kleiner und leichter werden; zweitens, da es mit den sogenannten Headmounted Displays (HMD) bereits heute entsprechende Technik gibt, die wesentlich kompakter ist, während sie Daten direkt auf die Netzhaut des Anwenders projiziert.

* Annemarie Diepenbroek ist Senior Product Manager bei der Honeywell Process Solutions. Weitere Informationen: Honeywell Process Solutions GmbH in 63067 Offenbach

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