Die 4. Industrielle Revolution ist auf dem Vormarsch. Diesbezüglich wird alles smarter, vernetzter und besser. Dabei gerät der Fokus verstärkt auf den Bereich der Produktion, welche auf den ersten Blick vorrangig erscheint. Im Vergleich zu früher gibt es heutzutage viele Veränderungen. Kunden wollen individuelle Lösungen, die schneller, sicherer und zuverlässiger sein sollen und das Ganze vom geprägten Exportweltmeister Deutschland, der mit seiner Qualität hervorsticht. Die Faktoren hängen heute nicht nur von der Produktion ab, sondern sind fester Bestandteil einer bislang weniger beachteten Instandhaltungspolitik. Die durch Kundenanforderungen hervorgerufenen technologischen Entwicklungsmaßnahmen, wie der intelligenten und vernetzten Maschinen und Anlagen, steigern die Komplexität der Produktionsumgebung und machen diesen noch sensibler für Ausfälle, dessen Folge eine innovative und technologische Instandhaltung, wie die der virtuellen Assistenten, bedarf.
Ziel der Projektarbeit ist nicht nur auf die Risiken, der nicht ausreichend beachteten Instandhaltung hinsichtlich des Status quo, aufmerksam zu machen, sondern die Chancen und Potenziale von virtuellen Assistenten im operativen Teil der Instandhaltungspolitik, als reaktive Maßnahme aus den gegenüberstehenden Herausforderungen der Industrie 4.0, herzuleiten. Mit der Forschungsfrage: „Inwiefern bringen virtuelle Assistenten einen förderlichen Nutzfaktor im operativen Instandhaltungsprozess und sind somit auch Treiber in Zeiten der sich entwickelnden intelligenten Fabriken oder sollten sie lediglich ein Gadget der Entertainment Branche bleiben?“ soll verdeutlicht werden, dass neue technologische sowie operative Herausforderungen bestehen, denen wir mit gleichwertigen technologischen Werkzeugen, wie der virtuellen Assistenten, versuchen werden zu begegnen. Hierfür wurden typische Szenarien im industriellen Umfeld durchgespielt, um den Nutzfaktor der Augmented Reality Lösungen aufzuzeigen, der hinsichtlich der operativen Instandhaltung und als Werkzeug in einer intelligenten Fabrik zur Vorteilsnutzung gewählt werden soll. Die Ergebnisse weisen ein enormes Einsparpotenzial auf. Kosten für fachkräftiges Personal sinkt durch das Assistieren über die virtuelle Ebene und überwindet dabei die räumliche Trennung.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Problemstellung und Motivation
1.2 Aufbau der Arbeit
2. Instandhaltung
2.1 Definition
2.2 Strategien
2.3 Ziele
3. Industrie 4.0
3.1 Entwicklung der industriellen Revolution
3.2 Smart Factory
3.3 Smart Maintenance
3.4 Herausforderungen
4. Technologien virtueller Assistenten
4.1 Mensch-Hardware-Maschinen Schnittstelle
4.2 Definitionen und Abgrenzungen
4.3 Hardwaretechnologien und Potentiale
5. Virtuelle Assistenten in der Instandhaltung
5.1 Nutzungspotential anhand Fallbeispielen
5.2 Navigation
5.3 Herausforderungen
6. Diskussion
6.1 Empirische Untersuchung
6.2 Fazit
6.3 Handlungsvorschlag
Zielsetzung & Themen
Die Projektarbeit untersucht, inwiefern virtuelle Assistenten einen förderlichen Nutzfaktor im operativen Instandhaltungsprozess darstellen und als Treiber für die Industrie 4.0 fungieren können, anstatt lediglich als Unterhaltungs-Gadgets zu dienen.
- Analyse des Status quo und der Herausforderungen der Instandhaltung unter Industrie 4.0.
- Untersuchung von Potenzialen und Technologien virtueller Assistenten (VR/AR/MR).
- Durchführung von Szenarioanalysen zur Bewertung des Nutzens im industriellen Umfeld.
- Empirische Untersuchung zur Verbreitung und zukünftigen Zukunftsfähigkeit digitaler Assistenzsysteme.
- Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Implementierung und strategischen Ausrichtung.
Auszug aus dem Buch
1.1 Problemstellung und Motivation
Die Digitalisierung ist die Reaktion der deutschen Wirtschaft und Politik auf die heutige industrielle Wettbewerbssituation, die durch Megatrends, demografischen Wandel und der Globalisierung geprägt ist. Das Resultat dieser technologischen, sozialen und wirtschaftlichen Einflüsse ist die Zunahme von individuellen Kundenwünschen, steigender Kostendruck und der Zuwachs einer globalen Dynamik. Aus dieser Situation ist die Digitalisierung der Industrie und somit auch die Industrie 4.0 entstanden, welche den hohen Anforderungen der Kunden in Bezug auf Lieferfähigkeit, Lieferzeit und Liefertreue darstellt. Obwohl mehr Betrachtung hinsichtlich der Produktion zugesprochen wird, sind diese Faktoren dem unmittelbaren Einfluss der Instandhaltung beigelegt. Durch die globale Vernetzung aller Geräte, Maschinen und der Entwicklung von Kleinstcomputern in Sensoren, entstehen heute die intelligenten Fabriken, welche den Ansprüchen des Wandels und der Digitalisierung begegnen und unterstützen sollen.
Jedoch bringen solche Technologien durch den hohen Automatisierungs- und Technologiegrads, der bereits schwach ausgerichteten Instandhaltungspolitik, nicht nur mehr Sensibilität und somit einen weiteren Anstieg des Instandhaltungsprozesses mit sich, sondern fordern auch mehr fachkräftiges Personal in Service und spezialisiertem IT-Wissen, zur Bewältigung dieser Aufgabe. Zu diesem Zweck wird im gleichen Maße technologische Unterstützung, in Form von digitalen Assistenten, benötigen. Digitale Assistenten sollen bei den großen Herausforderungen, der durch die Digitalisierung versuchten Instandhaltungsaufwands, eine unterstützende Leistung erbringen und bei Störungen und Ausfall von Maschinen und Anlage eine schnelle Reaktion ermöglichen sowie eine schnellere Instandhaltung als bisher gewährleisten.
Akute Herausforderungen sind vor allem in den Datenstrukturen von Unternehmen gegeben. Oft liegen diese kaum vor oder nur in Papierform vor. Es fehlt an strukturierter Digitalisierung von Daten, die bei einer schnelleren und effizienten Instandhaltung helfen könnten. Die räumliche Trennung zu Servicetechnikern kann eine Hürde in der Instandhaltung darstellen. Sie sind teuer, nicht immer verfügbar und im worst case weit vom Produktionsstandort entfernt. Zudem mangelt es an internen Fachkräften, da diese altersbedingt in den Ruhestand gehen und ihr Fachwissen undokumentiert, lediglich mündlich, weitergeben.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die Problemstellung, Motivation sowie den Aufbau der Projektarbeit hinsichtlich der digitalen Herausforderungen in der Instandhaltung.
2. Instandhaltung: Definiert den Begriff Instandhaltung, erläutert verschiedene Instandhaltungsstrategien und definiert die strategischen Ziele im industriellen Kontext.
3. Industrie 4.0: Erläutert die Entwicklung der industriellen Revolution hin zur Smart Factory und Smart Maintenance sowie die damit verbundenen Herausforderungen.
4. Technologien virtueller Assistenten: Fokus auf Technologien wie Virtual und Augmented Reality, Mensch-Maschine-Schnittstellen sowie Hardwarevoraussetzungen für digitale Assistenten.
5. Virtuelle Assistenten in der Instandhaltung: Präsentiert industrielle Anwendungsszenarien zur Verdeutlichung von Nutzungspotenzialen sowie Herausforderungen bei der Implementierung.
6. Diskussion: Reflektiert die Zukunftsfähigkeit durch empirische Untersuchungen und bietet Handlungsvorschläge für Unternehmen.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Instandhaltung, Virtual Reality, Augmented Reality, Smart Factory, Smart Maintenance, Digitale Assistenten, Wissensmanagement, Fachkräftemangel, Effizienzsteigerung, Prozessautomatisierung, Datenstrukturen, Remote Maintenance, Technologieimplementierung, Wettbewerbsfähigkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Rolle virtueller Assistenten (AR/VR) bei der Optimierung operativer Instandhaltungsprozesse in der modernen Industrie 4.0.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf Instandhaltungsstrategien, der Entwicklung hin zur Smart Factory, den technologischen Möglichkeiten digitaler Assistenten und der Bewältigung industrieller Herausforderungen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, das Potenzial digitaler Assistenzsysteme als Werkzeug zur Effizienzsteigerung und Problemlösung in der Instandhaltung wissenschaftlich herzuleiten und zu bewerten.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es wurde eine Kombination aus theoretischer Fundierung, Szenarioanalysen im industriellen Umfeld und einer Auswertung empirischer Daten sowie Studien durchgeführt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit den Definitionen von Instandhaltung und Industrie 4.0, den Technologien virtueller Assistenten sowie praktischen Fallbeispielen zur Nutzung dieser Systeme.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den Kernbegriffen gehören Industrie 4.0, Instandhaltung, Smart Factory, Augmented Reality, Fachkräftemangel und digitale Transformation.
Wie können virtuelle Assistenten den Fachkräftemangel lindern?
Sie ermöglichen eine ortsunabhängige Fernunterstützung (Remote Maintenance) und eine strukturierte, digitale Dokumentation von Fachwissen, was dem Wissensverlust durch altersbedingtes Ausscheiden entgegenwirkt.
Welche Herausforderungen behindern aktuell den Einsatz dieser Technologien?
Herausforderungen sind unter anderem mangelnde Datenbasen, Datenschutzbedenken, technologische Einschränkungen der Hardware (Akkulaufzeit, Komfort) und hohe Kosten für die Aufbereitung von CAD-Daten.
Warum ist eine "Smart Factory" ohne digitale Instandhaltung unvollständig?
Eine vernetzte Fabrik verliert ihre Produktivität, wenn sie bei Störungen nicht schnell wieder in Betrieb genommen werden kann. Smarte Instandhaltung ist daher für die Funktionsfähigkeit der Smart Factory unerlässlich.
Wie sieht der Ausblick für virtuelle Assistenten bis 2030 aus?
Prognosen gehen davon aus, dass virtuelle Assistenten bis 2030 in jedem zweiten produzierenden Unternehmen als fester Bestandteil des operativen Betriebs eingesetzt werden.
- Citation du texte
- Celal-Engin Erdogan (Auteur), 2020, Virtual Reality im Instandhaltungsprozess, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/541220
