Wie Augmented Reality die Arbeit verändert

In einer Fabrik von GE Renewable Energy in Pensacola, FL, montiert ein Techniker die Verkabelung eines Schaltschranks, der in die Nabe einer Windkraftanlage eingesetzt wird - ein komplexer Vorgang, bei dem Hunderte von Kabeln in die entsprechenden Buchsen gesteckt werden. Die Aufgabe wird traditionell unter starker Bezugnahme auf eine Bedienungsanleitung ausgeführt, die die Einfügeposition jedes Drahtes enthält. Aber in den letzten 40 Minuten hat der Techniker seine Arbeit mit beinahe beunruhigender Präzision ausgeführt, ohne einen Blick auf das dicke Handbuch zu werfen, das in einer Ecke der Werkstatt geschlossen ist.

Der Techniker hat die verrückte Menge an Anweisungen im Handbuch nicht auswendig gelernt. Stattdessen verlässt er sich auf Google Glass, ein Gerät, das wie eine Brille getragen wird und mithilfe der Augmented Reality-Technologie (AR) schrittweise Anweisungen für die Aufgabe in seinem Sichtfeld ausgibt.

AR, die jüngere Cousine der virtuellen Realität (VR), überlagert Grafiken und Informationen mit realen Bildern. Die Popularität von AR wuchs mit der Einführung der mobilen Gaming-Sensation Pokemon Go und der goofy Snapchat-Filter. Große Technologieunternehmen wie Google, Facebook und Apple bieten jetzt Plattformen und Tools für die Entwicklung von AR-Anwendungen an.

Abgesehen von Spielen und Unterhaltung ist das größere Versprechen für AR, das bis 2021 voraussichtlich ein Markt von 49 Milliarden US-Dollar sein wird, für professionelle Mitarbeiter gedacht: Der Zugang zu Informationen und die Unterstützung von unterwegs können einen großen Unterschied in Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz bewirken.

General Electric ist eines von mehreren Unternehmen, das die AR-Technologie leise testet, um die Produktivität zu verbessern und Fehler zu reduzieren. Beim Schaltschrank der Windenergieanlage führte die erstmalige Verwendung von AR-Gläsern durch den Bediener zu einem Geschwindigkeitsgewinn von 34 Prozent. Dieser Trend hält Einzug in andere große Unternehmen in verschiedenen Branchen und sorgt für spürbare Verbesserungen in den Bereichen Fertigung, Lagerverwaltung, Gerätewartung, Konstruktion und mehr.

Die Wiedergeburt der AR-Brille

Google Glass gab 2013 mit der Explorer Edition sein Debüt für eine kleine Gruppe, konnte jedoch aufgrund des Preises, der fehlenden klaren Funktion, der fehlerhaften Leistung und der allgemeinen Gruseligkeit keine Wirkung erzielen. Die Leute haben es gemieden, Einrichtungen haben es verboten, seine Nutzer wurden als "Glaslöcher" bekannt, und bis 2015 wurde Google Glass für Verbraucher eingestellt.

Dieselbe Technologie fand jedoch ein neues Zuhause an praktischen Arbeitsplätzen wie Fabriken, Lagern und Krankenhäusern, wo sie den Namen "Assisted Reality" erhielt.

"Eine Vielzahl von Unternehmen, die mit uns und anderen Mitgliedern des Ökosystems zusammenarbeiten, sahen darin einen potenziellen Wegbereiter", sagt Jay Kim, Chief Strategy Officer bei Upskill, einem führenden Anbieter industrieller AR-Lösungen. "Es gab echte Probleme, die wir lösten, während diese Geräte im Verbraucherkontext einfach nett waren."

Der reibungslose Zugriff auf Informationen ist ein offensichtlicher Anwendungsfall für intelligente Brillen. Unternehmen wie Upskill ermöglichen es Unternehmen, AR-Technologien in ihre Arbeitsabläufe zu integrieren. GE, einer der Hauptkunden von Upskill, hat die AR-Anwendungen des Unternehmens in einer Reihe seiner Sektoren eingesetzt, darunter erneuerbare Energien und Luftfahrt.

Während der Arbeit können Mitarbeiter, die eine intelligente Brille verwenden, auf Anweisungen und detaillierte Inhalte zu der jeweiligen Aufgabe zugreifen, ohne ihre Arbeit zu unterbrechen. Sie interagieren mit dem Zahnrad durch Sprachbefehle oder durch Streichen und Antippen der Seite des Glases. Mit den Geräten können sie Informationen wie Filmmaterial oder Bilder aus ihrer Arbeitsumgebung erfassen und zur Speicherung auf den Back-End-Servern des Unternehmens senden.

"In einer zunehmend wettbewerbsintensiven globalen Wirtschaftslandschaft versuchen Unternehmenskäufer, sich einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen zu verschaffen", sagt Kim. Upskill bietet jetzt Dienstleistungen für eine Reihe hochkarätiger Kunden in verschiedenen Branchen, darunter Boeing, Shell und Hershey. "Mit AR konnten wir bei einer Reihe unserer Kunden in jeder Hinsicht überzeugende Ergebnisse erzielen, was die Mitarbeiter in der Fabrik, in der Fertigungsumgebung, im Außendienst und in den Lagern leisten."

Die gemischte Realität kommt

Andere Unternehmen verbessern die Leistung ihrer Belegschaft durch Mixed Reality (MR), eine erweiterte Form von Augmented Reality, die irgendwo zwischen traditionellem AR und VR liegt. Im Gegensatz zu Standard-AR, bei dem grafische Objekte über reale Bilder gelegt werden, hat die gemischte Realität Tiefe und erweckt den Eindruck, dass diese Objekte im realen Raum eingebettet sind. Beispielsweise kann in einer MR-Erfahrung ein virtuelles Objekt teilweise oder vollständig verdeckt sein, wenn ein Objekt der realen Welt auf seinem Weg steht.

Die Technologie steckt noch in den Anfängen. Headsets sind sperriger, decken die gesamte Sicht des Benutzers ab und haben ein eingeschränktes Sichtfeld. Über die High-End-Headsets hinaus erfordern die meisten MR-Geräte, dass die Träger an einen Computer gebunden sind, was ihre Verwendung in mobilen Arbeitseinstellungen etwas einschränkt.

Die umfassende Erfahrung von MR hat jedoch einige vielversprechende Anwendungsfälle, und viele Unternehmen und Investoren setzen auf seine Zukunft. Magic Leap, ein MR-Headset-Startup, hat mehr als 1 Milliarde US-Dollar eingeworben, ohne sein ursprüngliches Produkt herauszubringen. Auch etablierte Unternehmen wie Microsoft und Epson haben sich auf den Weg gemacht.

Der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsriese Lockheed Martin nutzt Mixed Reality für den Bau und den Entwurf von physischen Prototypen wie dem Raumfahrzeug Orion und dem Weltraumlebensraum NextSTEP, zwei Projekte, die er in Zusammenarbeit mit der NASA durchführt.

"Sie setzen einen Astronauten auf den physischen Sitz oder die Hülle des Orion, und Sie möchten, dass dieser Astronaut sieht, wie das Innere aussehen wird, aber Sie haben kein physisches Modell davon", sagt Darin Bolthouse. Leiter von Lockheeds Collaborative Human Immersive Laboratory (CHIL). "Wir bauen die äußere Hülle oder die Grundstruktur dieses Systems als vollständiges physikalisches Modell auf, und dann kann jemand ein Augmented-Reality-Gerät aufsetzen und zusätzliche technische Details erkennen."

Mit einem am Kopf montierten Display wie dem Microsoft HoloLens, einem echten MR-Gerät, kann der Benutzer die Bedienfelder, die Verkabelung und andere Teile des endgültigen Modells sehen. "Vor Augmented Reality müsste man sich Zeit nehmen, um diese zusätzlichen Details in das Modell einzubauen, indem man gedruckte Texturkarten oder zusätzliche physische Modelle verwendet", sagt Bolthouse. Jetzt können sie die CAD-Zeichnungen des Modells direkt in das MR-Headset projizieren.

2015 haben Microsoft und Autodesk, der führende Anbieter von CAD-Software, zusammengearbeitet, um Tools für die Visualisierung und gemeinsame Nutzung von 3D-Konstruktionen mit MR-Technologie bereitzustellen. Es gibt eine Reihe von Bereichen, in denen solche Werkzeuge einen großen Unterschied machen können, einschließlich Konstruktion, Architektur und Wirtschaftsingenieurwesen. Die Technologie kann dazu beitragen, Designer, Ingenieure, Architekten, Mitarbeiter und sogar Kunden auf eine Seite zu bringen, indem sie ihnen hilft, das Projekt so zu visualisieren, wie es in seiner tatsächlichen Endumgebung aussehen würde, anstatt über 2D-Karten zu stöbern oder 3D-Modelle in CAD-Software zu betrachten.

"Mixed Reality ist die nächste große technologische Grenze im weiteren Kontext von AR", sagt Kim. "Die Technologie wird sich weiterentwickeln, indem die Inhaltsquellen auf immersive Weise konsumierbar werden. Wir können mit Sicherheit feststellen, dass Unternehmen beginnen, immer mehr von der Technologie zu übernehmen… Das wird die nächste Art von Evolution in eine Welt, in der AR überall ist."

Ein wachsender Markt

Laut einer Forrester Research-Studie werden bis 2025 schätzungsweise 14, 4 Millionen US-Arbeitnehmer eine intelligente Brille am Arbeitsplatz tragen. Anfang des Jahres kehrte Google Glass mit einer Enterprise Edition zurück, die viele der technischen Mängel des ursprünglichen Produkts behebt. Es kann jetzt auf Schutzbrillen geheftet werden, wodurch es für mehr Arbeitsumgebungen geeignet ist.

Google ist jedoch nicht der einzige Player im Markt. Vuzix, Intel und Iristick haben auch AR-Smart-Brillen für die Arbeit. Und immer mehr Kundenunternehmen steigen in den AR-Zug ein. Der Luft- und Raumfahrtriese Boeing, ein weiterer Kunde von Upskill, verwendet AR bei der Herstellung von Kabelbäumen, einem manuellen Prozess, der sowohl empfindlich als auch mühsam ist und die Montage von Tausenden auf Tausenden von Kabeln für jedes Flugzeug umfasst.

Das Unternehmen ersetzte Handbücher und Laptops in Telefonbuchgröße durch eine spezialisierte AR-App und eine Smart-Brille. Die Anwendung führt den Benutzer durch die Schritte, um die Bestellung abzuschließen. Der Benutzer kann mit der Anwendung über Sprachbefehle interagieren und nach Montageplänen für jede Leitung fragen. Dank dieser nahtlosen Erfahrung konnte der Flugzeughersteller die Produktionszeit um 25 Prozent reduzieren.

"Genauso wichtig wie dieser Produktivitätsgewinn war ihre Fehlerquote, die effektiv auf Null getrieben wurde", sagt Kim. "Sie haben nicht nur die Dinge schneller gemacht, sondern auch dafür gesorgt, dass jedes Produkt, das von dieser Montagelinie kam, richtig gebaut wurde. Diese beiden Faktoren zusammen bedeuten Einsparungen in Millionenhöhe, wenn sie auf ihren gesamten Betrieb projiziert werden."

Mit der Anwendung können Benutzer auch zuvor aufgenommenes Filmmaterial der Baugruppe zur Anleitung wiedergeben oder ihr Sichtvideo zur Remoteunterstützung an einen Experten streamen.

"Die Remoteunterstützung ist ein einfacher, aber sehr wichtiger Anwendungsfall für intelligente Brillen in der professionellen Arbeit", sagt Peter Verstraeten, CEO von Proceedix, einem in Belgien ansässigen Lösungsanbieter für Cloud- und Wearable-Anwendungen. "Es ist wie ein freihändiges Skype, das die Sichtlinie des Außendienstingenieurs und der Kontrollraumexperten ausrichtet."

AGCO, ein bedeutender Hersteller von Landmaschinen, hat vor einigen Jahren die Dienste von Proceedix in Anspruch genommen, um die Smart-Glass-Technologie in seinen Fabriken und Werkstätten einzuführen. Nach dem Erarbeiten der Knicke hat das Unternehmen AR vollständig in seinen Workflow integriert. Zu den Aufgaben, die Smart Glasses für die Mitarbeiter von AGCO vor Ort erfüllen, gehört die Fernhilfe. Außendienstmitarbeiter können über ihre Smart Glass-Anwendung Fotos oder Livestream-Videos von Maschinen an den technischen Support von AGCO senden und Unterstützung bei der Behebung von Problemen erhalten. Wie Verstraeten erklärt, hilft der Einsatz von Smart Glass und AR Unternehmen dabei, Zeit und Reisekosten für ihre hochqualifizierten Experten zu sparen, eine ihrer knappsten Ressourcen.

Coca Cola, ein Upskill-Kunde, hat intelligente Gläser in seine Abfüllanlagen integriert, um zu vermeiden, dass Experten aus Deutschland, in denen sich ihre Ausrüstungslieferanten befinden, für Aufgaben wie Wartung und Umstellung hinzugezogen werden müssen. "Durch die Freisprech-Fernunterstützung konnten sie einen zweiten Blick auf die Arbeit werfen, den Bediener unterstützen und Ausfallzeiten in ihren Fertigungsprozessen reduzieren", sagt Kim.

"Es gibt enorme Vorteile", sagt Bolthouse, der Ingenieur von Lockheed Martin, einem Unternehmen, bei dem Fertigungsaufgaben häufig in Reinräumen stattfinden, die spezielle Anzüge und Zugangsverfahren erfordern. Der Zugriff auf die Freisprech-Fernunterstützung durch Experten, ohne dass diese in der Werkstatt erscheinen, spart viel Zeit und Energie.

Die Belegschaft auf die Zukunft vorbereiten

Fortschritte in Bezug auf künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen haben die Beschäftigungslandschaft erheblich beeinträchtigt. Wir sprechen zwar noch nicht von der völligen Überalterung der menschlichen Arbeit, aber die Qualifikationsanforderungen für Jobs in verschiedenen Bereichen verschieben sich und steigen schrittweise, was zu einem wachsenden Mangel an qualifizierten Kandidaten in verschiedenen Bereichen führt.

Beispielsweise ist das US-amerikanische verarbeitende Gewerbe mit einem wachsenden Mangel an Industriearbeitern konfrontiert. Laut einer Deloitte-Studie von 2015 müssen im nächsten Jahrzehnt mehr als 3, 5 Millionen Arbeitsplätze im verarbeitenden Gewerbe besetzt werden. Aufgrund des Fachkräftemangels bleiben jedoch 2 Millionen dieser Arbeitsplätze unbesetzt. Viele Experten glauben, dass die Lösung eine Kombination aus Mensch und Maschine ist. In dieser Hinsicht kann die assistierte Realität eine entscheidende Rolle spielen.

"Wir glauben, dass Technologie zwar nicht unbedingt das Allheilmittel für die Qualifikationslücke an sich ist, aber sicherlich auch dazu beiträgt, die Eintrittsbarriere für eine Reihe verschiedener Qualifikationspositionen zu verringern, damit die Menschen effektiver von einer Aufgabe zur nächsten gelangen können." zu einem anderen oder von einem Job zum anderen, indem sie in der Lage sind, eine Live-Anleitung für die Aufgabe zu erhalten ", sagt Kim.

Anwendungsfälle, die so einfach wie das Anzeigen von Informationen sind, können den Mitarbeitern helfen, sich an Aufgaben zu gewöhnen, bei denen sie zuvor Anweisungen teilweise oder vollständig auswendig gelernt haben, um kompetent zu werden. Darüber hinaus bietet das Sehen von Informationen im Kontext der realen Welt weitere Vorteile.

"Es wird nur die Fähigkeit erleichtern, zu verstehen, was zu tun ist, weil Sie keine komplexeren Konstruktionszeichnungen oder andere Informationen interpretieren müssen", sagt Bolthouse. "Durch eine intuitivere und natürlichere Darstellung von Informationen müssen die Mitarbeiter nicht mehr die Fähigkeiten erwerben, die sie in der Vergangenheit hatten."

Die Ausbildung der Belegschaft ist ein weiterer Bereich, in dem Augmented Reality positive Unterstützung bieten kann. "Mit Headsets wie HoloLens oder Epson Moverio können interaktive Trainings- und Simulationsszenarien erstellt werden, mit denen der Träger lernen kann, was in der Realität zu tun ist, indem er eine digitale Ebene direkt in das Sichtfeld einfügt", sagt Verstraeten, CEO von Proceedix. Er weist aber auch auf die Kosten der Content-Produktion als limitierenden Faktor hin. "Dies kann nur durch Szenarien gerechtfertigt werden, die vielen Benutzern vielfach helfen oder bei denen die Ausfallkosten immens sind", erklärt er.

Lockheed nutzt AR für Ausbildungszwecke in seiner Produktionsanlage für Solaranlagen in Sunnyvale, Kalifornien, wo es die Solarflügel für seine Satelliten herstellt. Mithilfe von iPads und AR-Apps können die Mitarbeiter virtuelle Modelle anzeigen, während sie die Schritte jeder Baugruppe lernen, und das reale Teil mit dem AR-Modell vergleichen, während sie ihre Arbeit ausführen.

AR und andere Technologien

Die wirklichen Vorteile von AR bei der Verbesserung der Vielseitigkeit der Belegschaft kommen zum Tragen, wenn es mit anderen aufkommenden Technologien kombiniert wird, um digitale Workflows, Messbarkeit und Transparenz für einen gesamten Fertigungsprozess bereitzustellen.

GE Aviation begann mit der Verwendung von AR zusammen mit IoT-Technologie, um Fehler zu reduzieren und den Mitarbeitern zu helfen, ihre Fähigkeiten bei der Ausführung sensibler Aufgaben zu verbessern. Im Werk in Cincinnati verwenden die Mechaniker des Unternehmens eine intelligente Brille und IoT-fähige Drehmomentschlüssel zum Einstellen der B-Muttern in Motorflüssigkeitsleitungen und -schläuchen. Während sie die Standardprozeduren durchlaufen und zu einem Schritt gelangen, bei dem sie den Drehmomentschlüssel anwenden müssen, liest die AR-Anwendung den Drehmomentwert in Echtzeit vom Gerät und projiziert ihn auf das Smart-Glass-Display.

"Sie verwenden jetzt nicht nur AR, um Unterstützung bei der Durchführung der Arbeiten zu erhalten, sondern schließen die Schleife auch, indem Sie Daten an das System zurücksenden. Auf diese Weise erhalten Sie einen bestimmten Grad an Konformität und erhalten umfassendere Einblicke in die Genauigkeit Ihres Produkts wurde gebaut und gewartet ", sagt Kim.

Mit fortschrittlicheren und branchenübergreifenderen Technologien wie Deep Learning und Computer Vision werden AR-Geräte eines Tages in der Lage sein, zu analysieren, zu verstehen, was Benutzer tun, und sie bei der Erfüllung von Aufgaben zu unterstützen.

"Wenn Sie über eine CAD-Modelldarstellung einer Baugruppe verfügen, können die Geräte möglicherweise überprüfen, ob Sie diese korrekt ausgeführt haben, oder erkennen und darauf hinweisen, ob sie nicht mit dem Referenzmaterial übereinstimmen", so Bolthouse. "Die Kombination aus Software und Hardware macht das im Moment nicht robust, aber das ist die Absicht vieler dieser Dinge."

Herausforderungen

Trotz der beeindruckenden Fortschritte in der Augmented Reality bleiben Hürden bestehen. Der Preis für AR-Ausrüstung ist erheblich gesunken, aber immer noch hoch. Die Google Glass Enterprise Edition hat beispielsweise einen Preis von 1.500 US-Dollar. Für nicht angebundene Mixed-Reality-Headsets wie das Microsoft HoloLens liegen die Preise bei rund 3.000 US-Dollar. Obwohl in den meisten Fällen die Kapitalrendite enorm ist, sind die Einstiegskosten für die Ausstattung einer beträchtlichen Anzahl von Arbeitnehmern mit einer intelligenten Brille oder MR-Headsets ein Hindernis, das nicht alle Unternehmen bewältigen können.

Aktuelle Geräte sind auch noch nicht bereit, ein umfassendes Erlebnis zu bieten. "AR-Anwendungen müssen aus CAD-Zeichnungen abgeleitet werden, die auf 8-Core-Workstations mit massiven Grafikkarten aufgebaut sind", sagt Kim. Eine Anforderung, die es nahezu unmöglich macht, diese Inhalte nativ auf Smart-Brillen oder Headsets zu liefern, die über eine solche verfügen kleine Mengen an RAM und Verarbeitungsmöglichkeiten.

"Sie stoßen an die Grenzen von", sagt Kim. "Wenn ein Unternehmen versucht, Augmented-Reality-Anwendungen zu entwickeln, die immersiver sind und Overlays auf realen Objekten bereitstellen, sind die Kosten für die Erstellung dieser Anwendungen erheblich."

Lockheeds Bolthouse nennt eingeschränktes Sichtfeld, Übelkeit, Schweregefühl und fehlerhafte Handzeichenerkennung als einige der technischen Mängel der aktuellen Hardware. "Es ist, als ob wir uns noch in der Ära der tragbaren AR-Geräte befinden", sagt er. "Obwohl der Wert der Anwendung dieser Geräte sehr offensichtlich ist und wir ihre Verwendung vorwegnehmen, muss man viele dieser technischen Probleme lösen, bevor sie allgemein angewendet werden."

In der assistierten Realität, die Informationen liefert, die in den vorhandenen Datenbanken großer Unternehmen enthalten sind, kann AR derzeit in großem Maßstab übernommen werden. Diese Anwendung wird von immer mehr Unternehmen eingesetzt. "Es ist ein kleineres Bildschirmerlebnis und nicht beeindruckend, aber es enthält alle Informationen, die die Menschen bei ihrer Arbeit Tag für Tag zu sehen gewohnt sind", sagt Kim. "Wir sind der Meinung, dass dies der erste Schritt zur umfassenden Einführung von AR in der Zukunft ist."

Wie das Original von Google Glass gezeigt hat, sind wir möglicherweise noch nicht bereit, Menschen mit AR-Brille und Headsets in Straßen, Geschäften und (insbesondere) öffentlichen Toiletten zu sehen. Die Belegschaft ist jedoch sehr bemüht, sich darauf einzulassen. Und im Laufe der Entwicklung wird AR wahrscheinlich eine viel größere Akzeptanz im Consumer-Bereich finden. Vor ein paar Jahrzehnten hatten sich schließlich nur wenige Menschen vorgestellt, dass wir alle Handys im Taschenformat herstellen würden. Ein Leben ohne sie ist heute kaum mehr vorstellbar.