MRiLS

Hybrides Interaktionskonzept für Schulungen mittels Mixed Reality in the Loop Simulation

Hintergrund

Kaum ein Berufsbild hat sich in den letzten Jahrzehnten so schnell gewandelt wie das von technischen Fachkräften: In den 80er Jahren löste die Einführung der Fabrikautomation völlig neue Disziplinen aus, die neue Berufsbilder erforderlich machte. Heute stehen mit dem Wandel hin zur Smart Factory mit einer immer weiter zunehmenden Komplexität neuartiger Automatisierungslösungen ähnliche Herausforderungen an, sodass Lehrinhalte zunehmend komplexer werden. Gut ausgebildete Fachkräfte stellen dabei die Grundlage für die Sicherung von Wohlstand am Wirtschaftsstandort Deutschland dar. Moderne AR- und VR-Technologie in Interaktion mit dem Menschen können dabei helfen, die benötigten Schulungen als eine der zentralen Zukunftsaufgaben an den rasanten Wandel der Produktionsverfahren, -maschinen und Bedienungskonzepte anzupassen.

Abb.1: Erweiterung des Engineering-Prozesses in die innerbetriebliche Schulung durch das MRiL-Simulationsmodell

Problemstellung

Bestehende Schulungen (innerbetriebliche Schulungen sowie in der Aus- und Weiterbildung) verfügen über gravierende didaktisch-methodische Nachteile, besonders mit Hinblick auf die Interaktion von Mensch (Anlagenbetreiber) und Technik (Maschinen und Anlagen):

  • Unzureichender interaktiver Umgang mit dem Lernobjekt: Ist die Anlage bereits im Betrieb so können (neue) Mitarbeiter nicht direkt daran geschult werden. Dies verhindert jedoch wichtige interaktive Lernmöglichkeiten, wie z. B. „Learning by doing“.
  • Eingeschränkte Interaktion: Gewisse Schulungsszenarien, z. B. Notsituation, lassen sich im Rahmen einer Schulung nicht an der realen Anlage durchführen.
  • Unzureichende Unterstützung interaktiver Lernprozesse: Reale Produktionsanlagen verfügen über ein hohes Verletzungspotenzial. Wichtige Möglichkeiten zum interaktiven Lernen, wie z. B. das Betrachten des Innenraumes oder der Fertigung in Zeitlupe sowie die selbstständige Analyse und Behebung von Fehlerbildern werden so nicht ermöglicht.
  • Unzureichende Möglichkeiten zur individuellen Interaktion: Bestehende Maschinen und Anlagen können jeweils nur von einem Auszubildenden in Kombination mit einem Lehrenden direkt genutzt werden. Klassen umfassen jedoch typischerweise 15-25 Personen, sodass eine individuelle Ausbildung wirtschaftlich nicht darstellbar ist.

Zielsetzung/Ergebnisse

Ziel des Projekts ist ein neuartiges hybrides Interaktionskonzeptes für die Schulung von technischen Fachkräften mittels einer „Mixed Reality in the Loop“-Simulation (MRiLS). Dafür wird das in ABB.1 dargestellte, durchgängige Simulationsmodell erforscht, das kundenindividuelle Mixed Reality in the Loop Simulationsmodelle, samt individueller Schulungsunterlagen und -szenarien, automatisch aus bereits im Engineering bestehenden Simulationsmodellen der virtuellen Inbetriebnahme erstellt. Durch die Kombination realer Hardware und virtuellem Simulationsmodell sowie die realistische, virtuelle „Antwort“ des Objektes mittels MR können dynamische Prozesse besser vermittelt werden. Mittels visueller und räumlicher Darstellungen, sowie ergänzenden Lehrinhalten (z.B. Audiokommentare, Erklärungen, „Röntgenblick“ in den Innenraum, etc.) werden unterschiedliche interaktive Lernprozesse unterstützt.

Projektwebseite: https://mrils.de/

Ihr Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt  Tobias Spielmann
M.Sc.

Tobias Spielmann

Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Software- und Engineeringmethoden"

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