Augmented Reality auch in der Industrie anzuwenden, ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Von der Montage über die Qualitätssicherung bis zur Wartung und Reparatur liegt in industriellen AR-Anwendungen enormes Potenzial, um Prozesse zu optimieren. Im Mittelpunkt steht der »Digital Twin« als das digitale Replikat zu jedem real existierenden Objekt. Der digitale Zwilling beinhaltet neben den CAD-Daten auch diverse andere Informationen zur Beschaffenheit einzelner Bauteile oder verwendeter Materialien. Der Zugriff auf diese Daten ist sehr bedeutsam und kann an vielen Prozessabschnitten gewinnbringend eingesetzt werden.

Der mit der Nutzung des digitalen Zwillings einhergehende Umfang an Daten ist enorm, jedoch nicht einfach zu handhaben. Um 3D-Modelle visualisieren zu können, wird die Datenmenge daher um ein Vielfaches reduziert, wobei hinterlegte Metadaten verlorengehen. Außerdem bedarf es bislang spezieller Software und eigens dafür eingerichteter Rechner, um eine 3D-Visualisierung erstellen zu können. Die visuelle Aufbereitung für industrielle Anwendungen erfordert zudem nicht nur Fachwissen, sondern auch lange Bearbeitungszeiten. Denjenigen bleibt der Zugang verwehrt, die durch den Zugriff auf die Plandaten einen echten Mehrwert für ihre alltägliche Arbeit ziehen würden – den Monteuren, Kontrolleuren oder Einkäufern.

Mit dem neuen Release des »instant3Dhub« stellt das Fraunhofer IGD eine Plattform bereit, mit der sich die Visualisierung von 3D-Modellen auf Basis originärer CAD-Daten beschleunigen lässt. Auf Grundlage der Plattform können immense Datenmengen unabhängig vom verwendeten Gerät – AR-Brille, Tablet oder Smartphone – automatisch und schnell visualisiert werden. Neu ist die Integration der VisionLib, einer AR-Tracking-Bibliothek, lizenziert durch eine Ausgründung des Fraunhofer IGD. Bereits jetzt ist sie ein leistungsfähiges Tool, um Objekte in 3D zu erfassen und für die AR-Visualisierung vorzubereiten. Das Tracking, also die exakte Positionsbestimmung von Objekten im Kamerabild, ist die entscheidende Grundlage für AR-Anwendungen, da nur so Zusatzinformationen und überlagerte Informationen exakt eingeblendet werden können. Eine genaue Positionierung dieser Informationen in Relation zu dem im Kamerabild sichtbaren Objekt ist essenziell, wenn es zum Beispiel darum geht, Schweißpunkte auf einen Gegenstand zu projizieren. Die Technologie des modellbasierten Trackings arbeitet – im Gegensatz zu anderen Ansätzen am Markt – direkt auf Basis der bei den Kunden befindlichen originären CAD-Datenbestände, welche auch für die Visualisierung der 3D-Modelle genutzt werden. Die Daten durch IT-Experten aufwendig und interaktiv zu reduzieren, wodurch häufig wertvolle semantische Zusatzinformationen verloren gehen, ist somit nicht nötig.

Die durch die gemeinsame Verwendung von »instant3Dhub« und VisionLib entstehenden Vorteile erprobt die Siemens AG bereits im Bereich der elektrischen Antriebstechnik. Die Antriebssysteme werden kundenspezifisch gefertigt, hinter jedem Antrieb steht entsprechend ein individueller CAD-Datensatz – der digitale Zwilling mit sämtlichen Produktspezifikationen. Während des gesamten Produktlebenszyklus werden bei Siemens zukünftig AR-Technologien zum Einsatz kommen, so auch bei der Qualitätssicherung, wie beispielsweise der Prüfung, ob ein gefertigtes Bauteil auch mit dem CAD-Entwurf übereinstimmt. »Mit ›instant3Dhub‹ können wir sicherstellen, dass die AR-Anwendungen während der gesamten Prozesskette auf das eine kundenspezifische CAD-Modell zugreifen können«, so Dr. Christian Mundo, Digital Officer der Business Unit Large Drives bei der Siemens AG. »Der Vorteil liegt klar auf der Hand. Der Abgleich verläuft cloudbasiert und automatisiert. Instant3Dhub gibt uns die Möglichkeit, Objekte einfach zu erkennen, Metadaten können durchgehend zu dem entsprechenden Modell genutzt und eingeblendet werden. Die Fraunhofer-Technologie ist ein zentraler Bestandteil unserer AR-Anwendungen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen bei der Schulung unserer Service-Ingenieure oder dem Kundenservice vor Ort – beispielsweise zur schnellen Erkennung eines defekten Bauteils.«

Auf ihrer neuesten Innovation ruhen sich die Forscher allerdings nicht aus – derzeit wird an der Datentransformation zur Vorbereitung für den 3D-Druck direkt aus der Anwendung heraus gearbeitet, beispielsweise für benötigte Ersatzteile. Die Einrichtung größerer Kollaborationsmöglichkeiten, durch die mehrere Endgeräte an derselben AR-Session teilnehmen können, soll Fernwartungsszenarien erleichtern. Eine weitere Vision für die Zukunft ist die Integration einer Erkennung vorher unbekannter Objekte unter Einbindung von künstlicher Intelligenz.   

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