Augmented Reality (AR) bietet durch kontextspezifische Informationsbereitstellung vielfältige Potentiale für innovative Services, von der Qualitätssicherung über die Inbetriebnahme bis zur Wartung von Produkten. Die Beherrschung der komplexen Technologie AR stellt gerade für kleine und mittelständische Unternehmen jedoch eine Herausforderung dar. Im resultierenden Spannungsfeld zwischen zunehmender Serviceorientierung und innovativen Möglichkeiten durch AR-Technologien wurden im Projekt AcRoSS Lösungen geschaffen, um Unternehmen bei der effizienten und systematischen Erschließung der Nutzenpotentiale AR-basierter Produkt-Service-Systeme zu unterstützen.

Zunehmende Service-Orientierung

Angesichts der zunehmenden Angleichung von Produkten hinsichtlich Qualität und Technologie im Zuge der Globalisierung gewinnt das Servicegeschäft branchenübergreifend an Bedeutung. Zur Differenzierung im Wettbewerb ergänzen Unternehmen daher zunehmend ihre physischen Marktleistungen durch zusätzliche Services. Die daraus resultierende Serviceorientierung führt zu einem Paradigmenwechsel: Das klassische Produkt- und Komponentengeschäft wird abgelöst durch Systemlösungen mit individualisierten Services. Beschleunigt wird diese Entwicklung durch Potentiale, die sich aus der digitalen Veredelung von Produkten und Dienstleistungen sowie deren Kombination zu innovativen Produkt-Service-Systemen ergeben. Diese digitale Veredelung stellt jedoch viele Unternehmen vor Herausforderungen: Die Erschließung und Beherrschung der dafür erforderlichen Technologien.

Augmented Reality – Eine zukunftsweisende Technologie

Eine Technologie mit erheblichem Potential ist die computerunterstützte Erweiterung der Realität mittels Augmented Reality (AR). Aufgrund technischer Unzulänglichkeiten steckte mobiles AR lange Zeit in den Kinderschuhen. Mit dem technologischen Fortschritt der jüngsten Zeit stehen nun ausreichend leistungsfähige Endgeräte zur Verfügung, die einen sinnvollen Einsatz mobiler AR-Lösungen im industriellen Kontext ermöglichen. Der Einsatz von AR erlaubt es, branchenübergreifend Aufgaben, bspw. in der Qualitätssicherung, Inbetriebnahme und Wartung, durch die Anreicherung mit kontextspezifischen Informationen zu unterstützen. Hierbei werden mittels eines AR-fähigen-Endgeräts (z.B. Tablet, Datenbrille) nicht nur statische Informationen bereitgestellt, vielmehr erfolgt eine bidirektionale Kommunikation zwischen System und Nutzer.

Vorteile der resultierenden AR-basierten Services sind:
  • Personen- und qualifikationsbezogene Unterstützung
  • Qualitätssteigerung z.B. durch globale Verfügbarkeit von Experten durch Remote-Unterstützung
  • Einsparung überflüssiger, papierbasierter Dokumentationen
  • Kostenersparnis z.B. durch Reduzierung von Schulungsaufwänden
  • Zeitersparnis durch Wegfall aufwandsintensiver Informationssuche durch Techniker
  • Fehlervermeidung z.B. durch Quittierung und visuelle Kontrolle von Arbeitsschritten
Plattformlösung zur aufwandsarmen Kreation individueller AR-Services

Aus Unternehmenssicht gilt es, AR-basierte Services mit den bestehenden Produkten zu innovativen Produkt-Service-Systemen zu vereinen. Dies eröffnet den heute zumeist reinen Produkt- und Komponentenanbietern neben der Erweiterung des Produktportfolios das Potential für innovative Geschäftsmodelle. Um die Innovationspotentiale von AR einem breiten Anwenderkreis in der Industrie zugänglich zu machen, wurde im Forschungsprojekt AcRoSS eine Plattform entwickelt, die wiederverwendbare AR-Bausteine (z.B. zur Positionserkennung, Gestensteuerung) zur Verfügung stellt. Diese lassen sich aufwandsarm zu individuellen AR-basierten Services (z.B. digitale Wartungs- und Reparaturanweisungen oder Remote-Experten wie in Bild 1 zu sehen) konfigurieren. Auch kleine und mittlere Unternehmen bekommen so die Möglichkeit, das eigene Produktportfolio durch AR-basierte Services aufzuwerten und zu innovativen Produkt-Service-Systemen weiterzuentwickeln. Die Transformation zum Produkt-Service-Geschäft erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf Geschäftsprozesse, Produktdesign und Geschäftsmodell. Ferner werden Methoden und Hilfsmittel für ein intelligentes Service Engineering bereitgestellt, welche die Voraussetzung für die Konfiguration und Rekonfiguration individualisierter AR-Services basierend auf semantischen Annotationen schaffen.

Individuelle AR-basierte Services
Bild 1: Wiederverwendbare AR-Bausteine als Basis für individuelle AR-basierte Services.
@ Graphik: Fraunhofer IEM

AR-basierte Fehlerursachenanalyse und -behebung – Ein Umsetzungsbeispiel

Aufbauend auf den Bausteinen der Plattform ist im Rahmen des Forschungsprojekts AcRoSS eine prototypische AR-Anwendung entstanden, die die Fehlerursachenanalyse und -behebung an Maschinen für die industrielle Druckplattenbelichtung (sog. Computer-to-Plate-Systeme) unterstützt. Mittels AR wird der Maschinenbediener gezielt bei der Ursachenermittlung beim Auftreten eines Störfalls angeleitet und durch interaktive, unmittelbar an der Maschine visualisierte Instruktionen dazu befähigt, den Fehler selbstständig zu beheben (Bild 2). So können die am häufigsten auftretenden Wartungs- und Reparaturtätigkeiten effizient ohne das zeit- und kostenaufwendige Hinzuziehen von Servicetechnikern erledigt werden. Das gewählte Szenario verdeutlicht die Vorteile und den Nutzen von AR-Lösungen, da die hohe Verfügbarkeit der Druckplattenbelichter von entscheidender Bedeutung ist (z.B. für die pünktliche Auslieferung tagesaktueller Zeitschriften) und daher störungsbedingte Ausfälle unter allen Umständen zu vermeiden sind. Durch die Verwendung der auf der Plattform verfügbaren AR-Bausteine konnte die Entwicklung aufwandsarm und zeitsparend realisiert werden.

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Bild 2: Interaktive, unmittelbar an der Maschine visualisierte Instruktionen befähigen den Bediener, Fehler selbstständig zu beheben.
Bild: © Fraunhofer IEM

Best Practice Innovation Methode

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Autor*in des Beitrags: Daniel Röltgen Fraunhofer IEM
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