ARZuKMU – Augmented Reality für eine neue Zusammenarbeit in der Fabrikplanung von KMU

Motivation

Produzierende Unternehmen sehen sich heute mit einer Vielzahl an Umplanungsmaßnahmen bestehender Fabriken und Werkstätten konfrontiert. Hinzu kommt, dass die Fabrikplanungsmaßnahmen oftmals extern ausgelagert und mithilfe komplexer Prozesse, Systeme und Werkzeuge durchgeführt werden. Als Folge hiervon ist trotz der unmittelbaren Auswirkungen der Fabrikplanungsmaßnahmen auf die Mitarbeitenden nur ein kleiner Teil derer in den Planungsprozess involviert, da die Abstimmung meist zwischen den externen Planern und Führungskräften erfolgt. Eine Konsequenz hieraus ist, dass fundiertes Prozesswissen der Produktionsmitarbeitenden nicht genutzt wird und die für die Mitarbeitenden oft unverständlichen Ergebnisse von diesen innerlich abgelehnt werden. Neben Ineffizienz in den Prozessen kommt es oft zu nachträglichen Änderungsmaßnahmen oder längeren Hochlaufzeiten, was letztlich höhere Kosten verursacht und sich auch negativ auf die Wettbewerbsfähigkeit auswirkt.

Zielsetzung

Mithilfe der sechs beteiligten Partner soll im Rahmen von ARZuKMU ein auf Augmented Reality (AR) basiertes, innovatives Planungssystem entwickelt werden, das die fach-, hierarchie- und unternehmensübergreifende Zusammenarbeit in Fabrikplanungsprojekten ermöglicht. Durch die kollaborative Fabrikplanung soll die Verknüpfung des spezifischen Know-hows der Fabrikplanenden und der Produktionsmitarbeitenden sichergestellt und bereits in der Planung berücksichtigt werden. Zudem sollen durch ARZuKMU am Planungsprozess beteiligte Mitarbeitende für neue Aufgaben in ihrem Arbeitsumfeld qualifiziert werden. Der neue Ansatz der gleichzeitigen und kontinuierlichen Zusammenarbeit soll den Betrachtungsrahmen im Planungsprozess erweitern, um neue Lösungen zu generieren und neue Handlungsalternativen zu identifizieren. Dies eröffnet die Möglichkeit, in kleinen und mittleren Unternehmen die Produktivität und die Wirtschaftlichkeit zu steigern und die Akzeptanz der Mitarbeitenden für die Planungsmaßnahmen sicherzustellen.

Vorgehen

Der angestrebte Lösungsansatz umfasst den Einsatz von AR mit zugehöriger Fabrikplanungssoftware und integrierter Möglichkeit zur Partizipation der Mitarbeitenden in der Produktion und stellt somit die Berücksichtigung der drei Dimensionen Mensch, Technik und Organisation sicher. Dazu werden zunächst die Anwendungsfälle erfasst und Anforderungen an das Gesamtkonzept definiert. Anschließend wird ein ganzheitliches Datenmodell erstellt, um die Vernetzung des AR-Systems mit den Softwarewerkzeugen sicherzustellen. Aufbauend darauf wird ein Konzept zur Interaktion der Nutzenden und Zusammenarbeit mittels AR sowie zur geeigneten Informationsaufbereitung erarbeitet. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden nachfolgend Methoden zur Partizipation der Mitarbeitenden und zur hierarchie-, fach- und unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit entwickelt. Im Anschluss erfolgt die Entwicklung des AR-Systems, indem Schnittstellen zwischen Software, Hardware und Datenmodell spezifiziert werden. Parallel sowie im Nachgang zur Entwicklung des Gesamtsystems erfolgt die prototypische Umsetzung und Validierung der entwickelten Lösung, ergänzt durch eine organisatorische Evaluation. Die stufenweise Umsetzung ermöglicht die Berücksichtigung des Verbesserungspotenzials durch das Nutzenden-Feedback bereits während des Entwicklungsprozesses. Die abschließende Auswertung der Ergebnisse fokussiert insbesondere auf die arbeitswissenschaftlichen Erkenntnisse. Hierbei soll ein Leitfaden für ein neues, auf AR-basiertes Fabrikplanungsvorgehen erstellt und eine Roadmap zur branchenübergreifenden Anwendung erarbeitet werden.

Danksagung

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Förderkennzeichen 02L22B025) und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Das iwb dankt den Partnern für die hervorragende Unterstützung und Zusammenarbeit.