Expertenhilfe aus der Ferne

Maschine an Maschine reihen sich in der Fertigungshalle aneinander, jede trägt ihren Teil zum Produktionsprozess bei. Legt eine Störung eine dieser komplexen Anlagen lahm, zücken die Industrietechniker zunächst selbst ihr Werkzeug und das entsprechende Handbuch.

Manchmal hilft allerdings nur der Griff zum Hörer, um bei der Herstellerfirma Tipps zur Reparatur einzuholen. Telefonisch ist das mit der Beratung jedoch schwer: Welche Schraube ist gemeint? Rechts? Links? Von welcher Seite aus schaut der Techniker auf die Maschine? Auch die schriftliche Kommunikation hat schnell ihre Grenzen erreicht. Oft bleibt nur, den Experten einzufliegen – manchmal vom anderen Ende der Welt. Währenddessen steht die Maschine still und bremst eventuell die ganze Produktion aus.

Künftig kann der Experte den Techniker einfach und schnell unterstützen, ohne sein Büro zu verlassen: Mit einem Augmented-Reality-System, das Forscher des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE in Wachtberg entwickelt haben. Der Industrietechniker nimmt dabei die defekte Maschine mit einer Kamera auf, die auf der Rückseite seines Laptopmonitors angebracht ist.

Der Computer ist an einem schwenkbaren Arm montiert, so dass der Techniker den Bildschirm während der Reparaturarbeiten betrachten kann. Eine Bildverarbeitung berechnet Kameraposition und -richtung und sendet die Daten über konventionelle Telekommunikationsnetze zur Herstellerfirma. Der Experte sieht die Maschine auf seinem Monitor in derselben Perspektive. Er kann mit Hilfe der Software Arbeitsanweisungen an bestimmte Teile der Maschine schreiben, beispielsweise: Diese Schraube lösen. Auf dem Monitor des Technikers werden diese Hinweise an den entsprechenden Maschinenteilen eingeblendet.

Läuft der Mitarbeiter mit seinem Laptop um die Maschine herum, bewegt sich das Bild entsprechend. Die Informationen bleiben dabei an der Stelle, an der sie ausgeführt werden sollen, etwa an der speziellen Schraube. Hat der Techniker den Arbeitsschritt ausgeführt, kann er die Anweisung wegklicken. Da das System auf einem Chat-Protokoll basiert, können alle Beteiligten zusätzlich entweder über Chat oder per Telefon Informationen austauschen.

Die Forscher konnten die zu übertragende Datenmenge so reduzieren, dass ein Handynetz für dieses System ausreicht – eine Breitbandverbindung ist überflüssig. Das bietet den Vorteil, dass man den Experten auch an abgelegenen Anlagen zurate ziehen kann. Etwa an Windkrafträdern, die auf einem Feld stehen oder bei Maschinen, die sich in Schwellen- und Entwicklungsländern befinden. »Wir übertragen keine Bilder, sondern Ortsinformationen«, sagt Dr. Thomas Alexander, Forschungsgruppenleiter am FKIE. »Dazu bringen wir derzeit an verschiedenen Stellen der Maschine 2-D-Barcodes an. Nimmt der Techniker ein Bild des zu reparierenden Objekts auf, liest eine Software diese Markierungen aus und sucht die Hinweise, die dazu hinterlegt sind – etwa die Identifikationsnummer der Maschine sowie die Position und Lage des aufgenommenen Barcodes. Übermittelt werden lediglich diese Details.«

Bei der Herstellerfirma verknüpft eine Software die Informationen so mit den CAD-Daten der Maschine, dass der Experte sie aus demselben Blickwinkel sieht wie der Techniker vor Ort. Einen Prototypen des Systems haben die Forscher bereits entwickelt. In einem weiteren Schritt planen sie eine Studie, in der Anwender das System testen werden. Die Ergebnisse helfen den Wissenschaftlern, das System weiter zu optimieren und an die Bedürfnisse der Benutzer anzupassen.