Digitale Assistenzsysteme für die Industrie 4.0: Praktische Erfahrungen mit dem Einsatz von Datenbrillen & Co

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Meike Lorenz
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1 Digitale Assistenzsysteme für die Industrie 4.0: Praktische Erfahrungen mit dem Einsatz von Datenbrillen & Co Tagung Ideenmanagement & Innovation 2015 Dipl.-Ing. Dr. Christian Kittl

2 evolaris Factsheet evolaris ist ein COMET K1-Kompetenzzentrum für Forschung und Entwicklung im Bereich mobile Kommunikation und Innovation. Ca. 35 fixe MitarbeiterInnen (FTEs) Gegründet im Jahr 2000 Geschäftsführung Dr. Christian Kittl, Dr. Udo Kögl Eigentümer 50% AVL, 50% Raiffeisen Landesbank Steiermark Standorte Hauptstandort: Hugo-Wolf-Gasse 8-8a, 8010 Graz Betriebsstätte: Spittelberggasse 3 II/6, 1070 Wien Mission enabling mobile innovation 2

3 Partnernetzwerk evolaris arbeitet mit zahlreichen namhaften nationalen und internationalen Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammen. Business Partners Science Partners 3

4 Grad der Komplexität Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Von 1784 bis heute eine Übersicht der industriellen Revolutionen Industrie 4.0: Auf Basis von cyberphysischen Systemen Industrie 3.0: Einsatz von Elektrik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion Industrie 2.0: Einführung arbeitsteilender Massenproduktion mithilfe von elektrischen Anlagen Industrie 1.0 : Einführung mechanischer Produktionsanlagen mithilfe von Wasser und Dampfkraft Quelle: Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Innovation 4

0: Auf Basis von cyberphysischen Systemen Industrie 3.

5 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Deutsche Industrieunternehmen investieren bis 2020 jährlich 40 Milliarden, hohe Investitionen werden aber auch in Österreich von Unternehmen sowie im Förderbereich getätigt. 5

6 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Industrie 4.0 Für 52% der Manager ein (noch) unbekanntes Thema. Wir haben bereits viele digitale Initiativen im Unternehmen, aber keine gemeinsame Vision und Roadmap, wo wir mit Industrie 4.0 hinwollen CEO, Maschinen und Anlagenbauer 6

Wir haben bereits viele digitale Initiativen im Unternehmen, aber

7 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Die Bedeutung der Daten nimmt über alle Branchen deutlich zu. Quelle: Industrie 4.0 Chancen und Herausforderungen der vierten industriellen Revolution, Strategy& und PWC, Oktober

8 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Das erwartete durchschnittliche Umsatzwachstum durch Industrie 4.0 beträgt in D für die nächsten 5 Jahre 12,5%. Quelle: Industrie 4.0 Chancen und Herausforderungen der vierten industriellen Revolution, Strategy& und PWC, Oktober

Umsatzwachstum durch 0 beträgt in D für die nächsten 5 Jahre 12,5%.

9 Relevante Trends 9

10 Entwicklung zum Vernetzten Leben Vom stationären Internet > über Mobile > zu Connected Life/IoE CISCO Whitepaper, Joseph Bradley, Joel Barbier, Doug Handler, Embracing the Internet of Eyertyhing To Capture Your Share of $ 14.4 Trillion,

Bradley, Joel Barbier, Doug Handler, Embracing the Internet

Connected Life / Internet of Everything Connected Life: The Vision for 2015-2023 It is important to note that while M2M connections are fast becoming a sizable source of value, the end result of

11 Connected Life / Internet of Everything Connected Life: The Vision for It is important to note that while M2M connections are fast becoming a sizable source of value, the end result of these connections is ultimately to benefit people. The bottom line is that the IoE Economy is about enabling people to be more productive and effective, make better decisions, and enjoy a better quality of life. CISCO Whitepaper, Joseph Bradley, Joel Barbier, Doug Handler, Embracing the Internet of Eyertyhing To Capture Your Share of $ 14.4 Trillion,

The bottom line is that the IoE Economy is about enabling people to be more productive and effective, make better decisions, and enjoy a

12 Connected Business - Impact CISCO Whitepaper, Joseph Bradley, Joel Barbier, Doug Handler, Embracing the Internet of Eyertyhing To Capture Your Share of $ 14.4 Trillion,

13 Smart Production - Industrie 4.0 Die Kernelemente von Industrie 4.0 bzw. der Smarten Fabrik. 13

14 Wearables Die Anzahl der Wearable Devices nimmt enorm zu

15 Wearables: Beispiel Augmented Reality Seit Jahrzehnten geistert Augmented Reality, also die erweiterte oder angereicherte Reality in Science Fiction Romanen und in Filmen herum bzw. wurde von Forschungseinrichtungen kontinuierlich weiterentwickelt. Bild: Ivan Sutherland,

Science Fiction Romanen und in Filmen herum bzw.

16 History of Augmented Reality Noch vor 10 Jahren war die Verwendung von Mobile Augmented Reality auf Grund der Gerätegrößen ein körperlicher Kraftakt. MARS, Mobile Augmented Reality System Prototype, 2001 Bildquelle: 16

17 Augmented Reality Mobile Device Smartphones und Tablets beinhalten bereits alle notwendigen Komponenten bzw. Funktionen um Augmented Reality nutzen zu können. Computer: Smartphone, Desktop, Wearable, Standortbestimmung: Marker, Bilderkennung oder Lokationsbasiert (Satellit, Triangulierung, ) Digitale Inhalte: Grafiken, 3D-Modelle, Video, Software: zur perspektivisch richtigen Überlagerung des Kamera- bzw. Realbildes mit den digitalen Inhalten in Echtzeit Evtl. Digitale Kamera: Webcam, Handycamera, (nicht erforderlich bei lokationsbasiert oder externem HMD) Display: Darstellung des errechneten Bildes mittels TFT, Kiosk, Handy, HMD, HUD Allgemeine Erklärung von Augmented Reality: youtube Bildquelle: 17

Software: zur perspektivisch richtigen Überlagerung des Kamera- bzw. Realbildes mit den digitalen Inhalten in Echtzeit Evtl.

18 Beispiele aus der Praxis 18

19 Industrie 4.0 Beispiele digitaler Assistenzsysteme AR-Anwendung reichert Demoboards mit digitalen Inhalten an. Wird ein Smartphone über ein Demoboard gehalten, erkennt die Software den genauen Typ des Boards. Über das Live-Kamerabild können Zusatzinformationen positionsgenau eingeblendet werden. 19

20 Beispiel: AR bei AT&S 20

21 Industrie 4.0 Beispiele digitaler Assistenzsysteme Augmented Reality ermöglicht Einblicke ins Innere von Maschinen, zeigt versteckte Komponenten und macht Prozesse sichtbar. Stationenplan AR-Marker QR-Code Mittels AR eingeblendete Infos erklären Produktion 21

22 Datenbrillen verschiedene Modelle EPSON Moverio BT-100 BT

23 Datenbrillen verschiedene Modelle Lumus DK 40 Optinvent ORA 23

24 Datenbrillen verschiedene Modelle Oakley Airwave 24

25 Augmented Vision: Umsetzungsbeispiel Oakley Airwave Mittels einer explorativen Feldstudie während der Ski WM 2013 wurde der Grundstein für das Projekt Smart Ski Goggles gelegt. Ausgangssituation EU-Projekt Experimedia - Innovate in New Media Projektstart Oktober 2013 Core-Partner: Schladming 2030 GmbH Testlocation: Planai Device: Oakley Airwave Lösung Mittels integriertem Display werden dem Skifahrer/Snowboarder Live-Infos wie bspw. Wetterinformationen, Wartezeiten am Lift etc. angezeigt. Tracking von Geschwindigkeit, zurückgelegter Distanz und Höhenmeter Integriertes Navigationssystem Referenzen Buddy-Tracking und Social Media Sharing 25

26 Datenbrillen verschiedene Modelle Google Glass 26

27 Wearables Einsatzbeispiel Projekt Assist 4.0 Eckpunkte Das Projekt ASSIST 4.0 zielt auf die Entwicklung von kontext-basierten Assistenzsystemen für eine intelligente Produktion an den Schnittstellen zwischen Mensch, Maschine & Daten ab. FFG Call Produktion der Zukunft (national, AT) Konsortium Knapp AG (Konsortialführer) Infineon Technologies Austria AG AVL List GmbH evolaris next level GmbH Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbh Paris-Lodron-Universität Salzburg XiTrust Secure Technologies GmbH Laufzeit: Jänner 2014 bis Juni 2016 (30 Monate) Projektvolumen: 2,96 Mio Förderung: 1,92 Mio 27

28 Assist Ziele Ziele des Projekts sind die Entwicklung eines multimodalen Assistenzsystems zur Entscheidungsunterstützung und Wissensskalierung Aktive Entscheidungsunterstützung der Produktions- und Servicemitarbeiter durch ein multimodales Assistenzsystem Maximierung des Schnittstellenpotentials in der Mensch-Maschine-Interaktion zur Wissensgenerierung Informationsmodelle zur Umwandlung von Daten, Informationen und Ereignissen in kontextbasierte Entscheidungen 28

29 Assist 4.0 Hauptbestandteile des Systems sind Methoden zur Datenerfasssung und Kontexterkennung, die Mensch-Maschinen-Schnittstellen über Mobile Endgeräte und Wearables sowie das smarte Softwaresystem. 29

30 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Produktionsunterstützung durch Datenbrillen beim manuellen Werkstück Transport Identifikation 30

31 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Remote Support durch Augmented Reality Help Center Service Worker Augmented Reality Audio, Manuals Integrierte Kamera Identification Audio, Video 31

32 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Use Case - Reinraum Maintenance Worker Production Facility Identification Real-time Daten Unit RTD23 AX Comp Last Service OOE 80% 32

33 Industrie 4.0 Die Zukunft der Produktion Use Case - Maintenance Testing Facility Service MA Manuals Step-by-Step Instructions Identification Exchange Part N34 Procedure Step 3/25 - Open clamp 33

34 Umsetzungsbeispiel Google Glass im Einsatz bei AVL List evolaris entwickelt eine Google Glass Applikation zur Unterstützung der Systemdokumentation und Wartung von AVL Devices PDF Dokumente der AVL Systemdokumentation enthalten an passenden Stellen QR-Codes die auf zusätzliche Google Glass Inhalte verweisen. QR-Code scannen und Anwendung starten Über einen an Maschinen angebrachten QR- Code kann der Servicemitarbeiter Fotos, Videos und 3D-Sequenzen über Google Glass abrufen, die ihn im Wartungsprozess unterstützen. Schrittweise Anleitung bei Wartungs- bzw. Reparaturtätigkeiten. Anzeige einer Schritt-für- Schritt Anleitung in der Google Glass Bereitstellung von animierten 3D- Sequenzen in der Brille Referenz 34

35 Fahrprofil für Prüfstandfahrer auf Datenbrille (AVL List) Prüfstandfahrer bekommen das Fahrprofil, die aktuelle Geschwindigkeit und den aktuell eingelegten Gang in einer Datenbrille in Echtzeit angezeigt: 35

36 evovision: evolaris Support Monitor evolaris Support Monitor ist eine Lösung um Service- und Produktions- Mitarbeiter über Videostreaming bestmöglich unterstützen und anleiten zu können. 36

37 37

II/6, 1070 Wien MOBIL: +43 664-8414 417 TEL: +43 316-35 11 11-111

38 Dr. Christian Kittl Geschäftsführer / Managing Director evolaris next level GmbH Hugo-Wolf-Gasse 8-8A, A-8010 Graz Spittelberggasse 3 II/6, 1070 Wien MOBIL: TEL: christian.kittl@evolaris.net enabling mobile innovation 38

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