Alle Beiträge von Stephan Ellenrieder

Wie vernetzte Produkte von Anfang an entwickelt werden

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist die nächste Generation des Product Lifecycle Management (PLM). Physikalische Daten werden durch IoT in die digitale Welt transportiert. Durch die Wahrnehmung und die darauf basierten Entscheidungen von Menschen bringt die erweiterte Realität (Augmented Reality, AR) im Gegenzug digitale Informationen zurück in die physikalische Welt. CAD und PLM sind die Vermittler, die diese beiden Gebiete zusammenhalten.

Das alles macht aber nur dann Sinn, wenn die Realität in der Werkshalle betrachtet wird. Wie passt IoT in den Produktlebenszyklus eines realen Produktes? Anhand eines Produktbeispiels des PTC Kunden Bosch Rexroth wird beschrieben, wie ein vernetztes Produkt die Grundlage für die eigene Überarbeitung bietet und dazu beiträgt, neue Marktsegmente zu definieren und auch dank AR-Technologie eine bessere Verbindung zwischen Hersteller und Kunden zu schaffen.

Bosch Rexroth und das Hydraulikaggregat CytroPac

Hydraulik wird in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt und meist überall dort, wo viel und schnell verfügbare Leistung auf beschränktem Raum benötigt wird. Dazu gehören Anwendungen wie Werkzeugmaschinen, Mühlen und Baumaschinen. Hydraulischer Druck wird lokal durch Hydraulikeinheiten (HPU) generiert.

Bosch Rexroth hat vor einigen Monaten CytroPac auf den Markt gebracht. Dabei handelt es sich um ein netzwerkgestütztes „Plug & Run“-Hydraulikaggregat, das unter verschiedenen Einsatzbedingungen genutzt werden kann. Mit PTC Creo konnte Bosch Rexroth Motor, Pumpe, Tank, Kühlsystem und Steuerung in einer äußerst kompakten Bauweise verpacken. Des Weiteren wurde der CytroPac von vornherein als intelligentes, vernetztes Produkt entwickelt und mit Sensoren für Druck, Temperatur, Füllstand, Verschmutzungsgrad und Volumenstrom ausgestattet. Die für die Digitalisierung zuständige Abteilung bei Bosch Rexroth hat passend dazu eine App entwickelt, die sich per Plug-in mit ThingWorx Navigate verbindet. Damit konnten die Techniker von Bosch Rexroth fortan nicht nur die Vitaldaten von sich im Kundeneinsatz befindlichen Geräten überwachen, sondern auch Nutzungsmuster und Möglichkeiten zur Optimierung erkennen. Daten und Werte, die vor der IoT-Konnektivität nicht vorlagen und höchstens über Simulationen erahnt werden konnten.

Anhand der nun vorliegenden Felddaten konnte eine bestimmte Gruppe an CytroPacs identifiziert werden, die am Rande der zulässigen Temperaturobergrenze arbeitete. Die Entwickler waren zunächst überrascht, dass solch ein Nutzungsprofil außerhalb des Entwurfsparameterbereichs zu sehen war. Diese Betriebssituation könnte jedoch zu einem Problem für diese besondere Kundengruppe werden. Gleichzeitig bot sie Bosch Rexroth die Chance, den CytroPac zu optimieren, um in diesem potenziell neuen Marktsegment zuverlässig zu funktionieren. Die Frage lautete jedoch, wie die Konstruktion verändert werden muss, um diese neue Anforderung zu erfüllen.

Notwendige Änderungen erforderten Umdenken im Konstruktionsprozess

Die Ingenieure fanden im ThingWorx Marketplace die Value Analytics-App von PTC Partner Kalypso. Mithilfe dieser App war das Entwicklungsteam in der Lage, die Funktionalität für maschinenlernende Vorhersagen in ThingWorx zu nutzen. Darüber hinaus setzte man die physikbasierte Simulation Simulink von Mathworks ein. Damit standen zwei verschiedene Techniken zur Verfügung, um festzustellen, welche Verbesserungen am CytroPac notwendig waren, um dem neuen Nutzungsprofil zu entsprechen. Mithilfe des modellbasierten digitalen Zwillings modellierten sie, wie unterschiedliche Grade an Kühlungseffizienz die Leistung unter den jeweiligen Bedingungen beeinflussen. Beide Analysearten führten zu dem Resultat, dass die Effizienzsteigerung mindestens 30 Prozent betragen müsse, um eine adäquate Leistung zu erbringen.

Diese Anforderung war für die Ingenieure eine echte Herausforderung, schließlich musste die Kühlungseffizienz derartig gesteigert und trotzdem die Größengrenzen eingehalten werden. Der CytroPac wird mithilfe einer Blechplatte mit drei gebogenen, wassertransportierenden Stahlrohren gekühlt, die eingegossen sind. Der Grad der Kühlung ist durch den Fertigungsprozess begrenzt. Werden die Rohre zu stark gebogen, brechen sie. Die Ingenieure führten eine thermische Analyse der Kühlplatte mithilfe von Creo Simulate durch und stellten fest, dass sie mit der bestehenden Konstruktion nicht in der Lage waren, mehr Hitze abzuführen. War es notwendig, das gesamte Aggregat zu überarbeiten?

Sie kamen zu dem Schluss, dass additiver 3D-Druck einige der Fertigungsprobleme adressieren könne. In der CytroPac-Einheit gab es drei wesentliche Wärmequellen. Die Ingenieure erstellten den Prototyp eines neuen Kühlungsweges, der alle abdeckte. Dies konnte mit keinem der bisherigen Fertigungsprozesse umgesetzt werden, 3D-Druck bot aber die Möglichkeit dazu. Die additive Fertigung ermöglichte darüber hinaus Gitterstrukturen, die man sonst nicht hätte gießen können. Die aktuelle Creo Version, Creo 4.0, bot eine spezielle Funktion für die Entwicklung derartiger Gitter, die die strukturelle Integrität auch bei einem deutlich niedrigeren Gewicht aufrechterhalten.

Eine vergleichende thermische Analyse zeigte, dass bei der Kühlungseffizienz eine Steigerung um 43 Prozent erreicht wurde, während bei der Kühleinheit gleichzeitig 66 Prozent an Gewicht eingespart wurden. Damit konnte Bosch Rexroth das neue Marktsegment adressieren.

Screenshot des CAD-Modells der Kühlplatte des CytroPacs im alten und neuen Design. (Quelle: PTC)

Wie auch Vertrieb, Support und Service von IoT und AR profitieren

Die Produktentwicklung ist nicht der einzige Bereich, der von der Verschmelzung von physikalischer und digitaler Welt profitiert. Sie spielt ebenfalls eine Rolle für Vertrieb und Kundensupport. Zudem ist es Bestandteil der IoT-Strategie von Bosch Rexroth, die neuen technischen Möglichkeiten und daraus gewonnenen Daten unternehmensweit zur Verfügung zu stellen und nicht „nur“ die Produktentwicklung zu optimieren.

Ein Beispiel ist die „Sales Recommendation Engine“, eine Lösung zur Generierung von Empfehlungen für Kunden. Sie basiert auf den Daten aus dem Einsatz des CytroPacs sowie den Kunden- und Vertriebsdaten aus Salesforce und nutzt darüber hinaus maschinelles Lernen, um für das Vertriebsteam Up- und Cross-Selling-Optionen bereitzustellen. Wird zum Beispiel festgestellt, dass ein Gerät über mehrere Stunden im Einsatz ist und dabei im kritischen Temperaturbereich arbeitet, könnte ein größeres oder leistungsstärkeres Aggregat möglicherweise besser für die Bedürfnisse des Kunden passen. Werden einzelne Hydraulikaggregate beim Kunden ungewöhnlich lange eingesetzt, macht womöglich ein zusätzliches Gerät mehr Sinn für den Kunden. Mit diesem Wissen und proaktiven Angeboten sorgt das Vertriebsteam für einen besseren Kundenservice und mehr Kundenzufriedenheit. Ein weiteres Beispiel der Analyseergebnisse ist die Entscheidung, ob sich für einen Kunden ein Power-as-a-Service-Angebot eher lohnen könnte als der reine Kauf der Aggregate.

AR spielt zentrale Rolle beim Kundenkontakt

Die erweiterte Realität wird für die Anwendungsentwicklung bei Bosch Rexroth bereits fest mitbedacht. Aktuelle Beispiele sind eine virtuelle Kundenbroschüre sowie der Ersatz klassischer Bedienungsanleitungen. Creo Illustrate, die technische 3D-Illustrationssoftware von PTC, unterstützt die Erstellung schrittweiser, visueller Prozessbeschreibungen, die beispielsweise erläutern, wie der CytroPac konfiguriert werden kann oder wie eine CytroPac-Pumpe zu reparieren ist. Das ThingWorx Studio kann diese Information ohne zusätzlichen Programmierbedarf zum Leben erwecken. So kann der Vertriebsmitarbeiter mittels AR-Brille einen potentiellen Kunden über die verschiedenen Modellvarianten und mögliche Einzelkonfigurationen informieren, die dieser Kunde in dem Moment direkt auf dem Tisch vor sich eingeblendet sieht. Ebenfalls kann sich ein Servicetechniker beim Kunden mit dem jeweiligen Gerät vor Ort verbinden und sich alle notwendigen Leistungsdaten oder Schritt-für-Schritt-Anleitungen für Wartung und Reparatur direkt auf das Gerät einblenden lassen.

Die Notwendigkeit, Anzeigen und Bildschirme im Produkt einzubauen, entfällt in immer mehr Fällen. Ein adaptierbares Dashboard auf dem Telefon oder Tablet oder zunehmend auch AR-Brillen können sämtliche notwendige Statusdaten des Gerätes anzeigen. Die Technologie ist mittlerweile soweit fortgeschritten, dass für diese aktuellen Anwendungen keine ThingMark mehr notwendig ist. Mittels „CAD-Tracking“ bekommt der Anwender eine Art Suchanweisung nach einem bestimmten Gerät eingeblendet und sobald er seinen Blick mit der AR-Brille oder Smartphone und Tablet auf das Zielgerät richtet, wird es automatisch erkannt. So ist auch auf den CytroPacs von Bosch Rexroth keine Erkennungsmarke mehr sichtbar.

Intelligent und vernetzt vom Anfang bis zum Ende

Das Beispiel CytroPac von Bosch Rexroth macht den gesamten Produktlebenszyklus eines intelligenten, vernetzten Produkts vollständig sichtbar, vom ersten Design über Produktion, Auslieferung, Nutzung, Wartung, Änderung und Austausch. Der Einsatz dieser Technologie muss aber nicht erst zwangsläufig in ausschließlich neuen Produkten erfolgen. Bereits im Feld aktive Maschinen und Geräte können ebenfalls mit einem Set an Sensoren, etwa für Temperatur oder Vibrationen, ausgestattet werden. Dabei sind wir auf diesem Feld erst am Anfang der Entwicklung. Es ist davon auszugehen, das vor allem IoT-Technologien zahlreiche weitere Anwendungsfälle zu Tage fördern werden, die dann mit den Möglichkeiten der erweiterten Realität verstärkt Einzug in unseren (visuellen) Alltag halten werden, sowohl für den Geschäfts-  als auch den Privatbereich. Bestimmte Nutzungsmuster, wie wir sie heute kennen, wird es in einigen Jahren vielleicht nicht mehr geben, zum Beispiel seitenlange Bedienungsanleitungen, langweilige Produktbroschüren und -präsentationen oder der gewohnte Umgang mit der Haushaltselektronik.

Keine sinnvolle Digitalisierung ohne PLM

Product-Lifecycle-Management-Systeme (PLM-Systeme) wurden und werden in der Fertigungsindustrie heiß diskutiert, seitdem es sie gibt. Zu groß, zu aufwändig, zu teuer – so mancher IT-Verantwortliche musste wahre Hürden überwinden, um ein solches System genehmigt und implementiert zu bekommen. Dabei steht für mich eines fest: Ohne ein funktionierendes und umfassendes PLM-System wird keine Digitalisierungsstrategie in Unternehmen fruchten. Vor allem nicht in Zeiten sich verändernder Produkte und Produktionssysteme, die zunehmend intelligenter und vernetzter sind und sich darüber hinaus dank AR-Technologien besser visualisieren und erleben lassen.

Klar, es ändern sich die Anforderungen an PLM-Systeme, und dass nicht gerade wenig. Sie müssen einem noch breiteren Anwenderkreis den einfachen Zugang zu Daten und Funktionen ermöglichen. Das erfordert neue, Cloud-basierte Betreibermodelle, die gerade kleineren Unternehmen eine schnelle Implementierung ermöglichen. Sie müssen in der Lage sein, Sensordaten vernetzter Produkte zu erfassen und in die Entwicklung zurückzuspielen, um sie beispielsweise mit Hilfe eines digitalen Zwillings (Digital Twin) auszuwerten. Und sie müssen die disziplinübergreifende Entwicklung dieser Produkte durch ein integriertes Application Lifecycle Management (ALM) unterstützen.

Datenmanagement wichtiger denn je

Dies sind nur einige Beispiele der neuen Anforderungen, über die zahlreiche PLM-Anbieter wie auch PTC oder Branchenexperten schon lange diskutieren. Allein das im Sommer dieses Jahres veröffentlichte Thesenpapier der ProSTEP iViP Initiative zur Zukunft von PLM im Zeitalter der Digitalisierung listet ganze 22 Thesen zu diesem Thema. Fakt ist jedoch, dass dem Datenmanagement und der Vernetzung dieser Daten mit allen relevanten internen sowie externen Systemen und Quellen mehr denn je Gewicht beigemessen werden muss. Die Grenzen des Unternehmensfortschritts werden sonst schnell erreicht werden.

Wiederum nur blanke Theorie? Keinesfalls. Die Praxis spricht dafür. Im ersten Absatz wählte ich absichtlich den Begriff „IT-Verantwortliche“. Denn genau diese waren es, die den Sinn und das Potential eines PLM-Systems anfangs verstanden haben, jedoch eine Vielzahl an Argumentationsketten hervorbringen mussten, um ihren Plan umsetzen zu können. Fortan standen sie unter ständiger Beobachtung – natürlich mehr „gefühlt“ und laut eigener Aussage. Doch die Zeiten ändern sich auch hier. Egal mit welchen Unternehmensleitern und aus welcher Branche wir momentan über IoT und mögliche darauf aufbauende AR-Szenarien sprechen – stets geht es in den Gesprächen auch um die Implementierung eines PLM-Systems. Genau so wird es dann auch umgesetzt. Zunächst kommt PLM, erst dann werden die IoT- und AR-Strategie ausgerollt. Die Unternehmensführung begreift zunehmend die Wichtigkeit einer guten PLM-Basis als Startpunkt für den eigenen digitalen Fortschritt.

Auf der anderen Seite gibt es natürlich auch die Unternehmen, die bereits mit einem PLM-System arbeiten, dass nach oftmals langwierigen Evaluierungen und Diskussionen genehmigt wurde. Die damaligen „Verfechter“ dieser Idee bekommen oft heute erst den wahren Ritterschlag aus dem Management als Bestätigung für die damalige Investition.

Warum IoT und AR im Unternehmensbereich füreinander geschaffen sind

Pokémon GO war der große Augmented Reality-Hype des letzten Jahres. Da wurden sogar Straßen, Parks, Fußgängerzonen und alle möglichen weiteren Landstriche von Menschen bevölkert, die früher weder „wanderlustig“ noch „nachtaktiv“ im Persönlichkeitsfragebogen angekreuzt hätten. Schonungslos wurden mit vorgehaltenem Smartphone oder Tablet das nächste Monster gejagt und selbst Gewässer und weitere Hürden zielsicher links liegen gelassen. Zuletzt haben nun Snapchat und Facebook angekündigt, verstärkt auf Augmented Reality (AR) zu setzen. Was momentan noch fehlt, ist der entsprechende Content. Ich erinnere mich noch genau an die Zeit des 3D-Hypes: getreu den damaligen Prognosen müssten heute schon gefühlt alle Biologieklassen die menschliche Anatomie anhand einer 3D-Projektion im Klassenzimmer erlernen und jedes Fußballspiel im heimischen TV in drei Dimensionen zu sehen sein.

Content entscheidet über Durchsetzung

Der breite Durchbruch kam jedoch nicht, obwohl die Technologie vorhanden und sogar halbwegs bezahlbar war. Es mangelte schlichtweg an den Inhalten und so gab es keinen Anreiz für die Anschaffung des Equipments. Entsprechende Schulsoftware wurde nicht in der Breite produziert und Sportübertragungen werden kaum in dem entsprechenden Format aufgezeichnet. Ähnlich der 4K-Hype vor drei Jahren. Selbst globale Event-Highlights wie die Fußball-WM in Brasilien wurden kaum in 4K gezeigt, da es z.B. an der globalen Übertragung scheiterte und so beispielsweise in Europa jeglicher Anreiz zum Gerätekauf fehlte.

Droht der AR-Technologie nun das gleiche Schicksal und werden Datenbrillen zum Ladenhüter mangels Inhalt? Für die Brillen läuft es momentan noch etwas schleppend, die Durchsetzung der AR-Technologie selbst steht jedoch kurz bevor: die Gefahr des Scheiterns ist hardwareseitig etwas geringer, da eine größere Vielfalt herrscht – es gibt schließlich auch Anwendungen für Smartphones oder Tablets. Siehe die Monsterjagd. Aber was ist mit den Inhalten? Hinter Pokémon GO steckt immerhin ein ganzes Entwicklerteam und auch Snapchat hat zur Umsetzung der AR-Pläne das israelische Startup Cimagine samt kompetentem AR-Entwicklerteam übernommen.

Datengrundlage oftmals schon vorhanden

Hier kommen die Unternehmen ins Spiel. Und ihre (größtenteils schon) vorhandenen Produkt-, Kunden- oder Prozessdaten. Während sich private Anwender nur schwer ihre eigenen AR-Anwendungen für Smartphone, Tablet oder Datenbrille bauen können, kann das für Unternehmen eine wesentlich geringere Hürde darstellen als sie vielleicht annehmen. Ganz ohne eigenes Entwicklerteam und ganz ohne Coding.

Richtig interessant wird es, wenn auch noch das IoT und Echtzeitdaten ins Spiel kommen. Das Anwendungspotential ist riesig und erstreckt sich von der Produktentwicklung über die Herstellung bis hin zu Marketing und Service. Hier zeigt sich auch, warum IoT und AR wie geschaffen füreinander sind. Während die IoT-Technologie über Sensoren Daten aus der realen Welt in die digitale Welt bringt und so z.B. digitale Zwillinge erschafft und die Performance von Geräten und Anlagen analysiert und verständlich macht, ist die AR-Technologie in der Lage, die Erkenntnisse aus Messung und Analyse zurück in die reale Welt zu bringen und diese im entsprechenden Kontext damit zu überlagern. So können beispielsweise während eines Motorradrennens Performance-Daten der Maschine analysiert werden und bei Optimierungsbedarf in einem kurzen Boxenstopp der Boxen-Crew auf einem Tablet Schritt-für-Schritt-Instruktionen für die sich genau vor ihnen befindende Maschine eingeblendet werden. Vor allem den Servicebereich wird die Kombination aus IoT und AR revolutionieren, ganz gleich ob Servicetechniker vom Gerätehersteller im Einsatz sind oder der Kunde selbst Wartungsarbeiten durchführt.

Erweiterter Durchblick im Handumdrehen

IoT-Plattformen wie ThingWorx und AR-Plattformen wie Vuforia ermöglichen es Unternehmen, eigene AR-Anwendungen zu kreieren, indem sie einfach auf vorhandene 3D-CAD-, PLM-, ERP- oder CRP-Daten zugreifen und diese mit Echtzeitdaten aus dem Feld anreichern. Das vorhandene Personal arbeitet mit intuitiven Drag-and-Drop-Funktionen und erlernt es erfahrungsgemäß in nur wenigen Tagen, ohne Programmierkenntnisse besitzen zu müssen. Seit der Integration von Vuforia Studio in ThingWorx lässt sich die IoT-Plattform durchaus als IoT-System mit AR-Front-End betrachten oder als AR-System mit einer dynamischen IoT-Content-Pipeline.

Zahlreiche unserer Kunden haben bereits IoT-/AR-Piloten gestartet, nachdem sie entsprechende Vorführungen gesehen haben. Dabei haben sich für sie in den meisten Fällen zwei wesentliche Erkenntnisse herauskristallisiert: erstens ist die AR-Technologie für Unternehmen ohne das dynamische IoT-Umfeld für wirklich innovative Kunden- und Geschäftsanwendungen kaum interessant und zweitens besitzen sie mit ihrem vorhandenen Unternehmensdatenpool einen riesigen Vorteil gegenüber dem privaten Anwender: Sie können es einfach selbst umsetzen.

Vielleicht sehen wir schon bald Horden von Produktentwicklern oder Servicetechnikern durch die Flure und Hallen von Unternehmen strömen – mit vorgehaltenem Smartphone, Tablet oder mit der Datenbrille auf dem Kopf. Aber keine Angst: Die Kollisionsgefahr ist in diesen Fällen nicht ganz so groß wie bei den heutigen „Smombies“, schließlich  haben diese Menschen den realen Durchblick. Halt nur erweitert.

AR-Technologie in Unternehmen

Das Internet der Dinge und das Maschinelle Lernen wirken sich bereits stark auf die Art aus, wie wir „Dinge“ betreiben, pflegen und warten. Mit der erweiterten Realität – häufig auch als Augmented Reality oder AR bezeichnet – gibt es nun eine Technologie auf dem Markt, mit der es uns gelingt, unsere Interaktionen und Erfahrungen ebenfalls zu modifizieren. AR erlaubt, mit digitalen Informationen in Form von Computergrafiken die reale Ansicht der physikalischen Welt zu überlagern. Mit anderen Worten: Digitale und physikalische Welten werden in einer vereinten, visuellen Erfahrung zusammengeführt. Der explosive Anstieg bei intelligenten, mobilen Endgeräten wie Telefonen und Tablets sorgt dafür, dass AR in der Mitte der Gesellschaft ankommt. In den nächsten 6 bis 12 Monaten erwartet uns erneut ein rasanter Zuwachs bei brandneuen tragbaren Geräten wie Brillen, Schutzbrillen und sogar Helmen von Unternehmen wie ODG, Microsoft, Magic Leap, Oculus, Epson, Daqri und vielen anderen.

Hardware alleine reicht nicht aus

Diese in der Hand oder am Körper getragenen Geräte sind notwendig, reichen aber allein noch nicht aus. Man benötigt Anwendungen, um damit echten Mehrwert zu erzielen – Anwendungen, die erweiterte, digitale Inhalte für die physikalische Welt generieren und anreichern. Diese können beispielsweise entstehen, wenn digitale 3D-Produktbeschreibungen mit Konnektivität und Analysemöglichkeiten zusammengeführt werden. Anders ausgedrückt: Das Wunder geschieht, wenn 3D-CAD auf IoT und AR trifft. Für Endverbraucher wurden bereits zahlreiche Anwendungen entwickelt, allerdings kratzen diese meist nur an der Oberfläche der Möglichkeiten und schöpfen das Potenzial von AR bei weitem nicht aus. AR wird die Welt – und unser Leben – dann verändern, wenn wir es in den Unternehmen zum Einsatz bringen.

Es ist Zeit für AR in den Unternehmen

Die Anzahl der Einsatzmöglichkeiten der erweiterten Realität in Unternehmen ist nahezu unbegrenzt. So kann mit der Technologie die Produktentwicklung validiert werden, indem vor allem in den ersten Entwicklungsstadien keine aufwändigen physischen Prototypen mehr gebaut werden müssen, sondern der Entwickler einen sogenannten digitalen Zwilling auf dem Tisch oder im Raum erschafft und sich darin bewegt. Virtuelle Anzeigetafeln ergänzen die Überwachung der Betriebsabläufe und Gerätezustände. Darüber hinaus können Produkte mit Steuerungen versehen werden, ohne dass diese direkt sichtbar sind. Auch der Produkteinsatz kann mit Hilfe von AR optimiert werden. Das fängt mit dem Wegfall konventioneller Benutzerhandbücher an – hier kommen stattdessen virtuelle Tutorien und Assistenten zum Einsatz – und hört bei eingeblendeten Vorschlägen für Betriebseinstellungen des Produkts auf Basis von Sensormessungen und der Analyse des Gerätezustands längst nicht auf.

Der Service wird eine der ersten Killerapplikationen für AR in Unternehmen

Die Funktionalitäten von AR revolutionieren insbesondere den Servicebereich. Produkte werden zunehmend komplexer, die Service-Teams zunehmend älter – und nehmen ihr wichtiges Erfahrungswissen oft in den Ruhestand mit: Die daraus resultierende Herausforderung, das Know-how für einen erfolgreichen  Außendienst zur Verfügung zu stellen, besitzt für die Service-Organisationen höchste Priorität. Hier kann AR einen sehr wertvollen Beitrag leisten. Die visuelle Bereitstellung von Anweisungen – Schritt für Schritt eingeblendet auf das Produkt –  löst auch hier sperrige Handbücher und Wartungslisten sowie zeit- und kostenintensive Trainings des Servicemitarbeiters am Produkt ab. Das sorgt für sofortigen Nutzen und für sichtbare wirtschaftliche Mehrwerte.

 Mit Plattformen wie Vuforia einfach implementiert

Der Weg zur eigenen Augmented Reality-Anwendung kann einfacher sein, als es zunächst klingen mag. Jedes zukünftige AR-Szenario verwendet Daten aus verschiedenen Systemen wie CAD, PLM oder SLM und setzt auf IoT-Plattformen wie ThingWorx als Basis auf. Um daraufhin ein wirkliches AR-Erlebnis zu bieten, können Unternehmen auf Plattformen wie Vuforia zurückgreifen. Speziell für die Anforderungen der Entwickler konzipiert, stellt dessen Kernstück, die Vuforia Engine, das digitale Auge in den Applikationen dar. Es wird mithilfe sogenannter Software Development Kits (SDKs) in die eigenen Applikationen eingefügt. Dieses Auge kann die Dinge im Anzeigebereich der Kamera identifizieren. Dazu gehören Bilder, Objekte und sogar Worte. Es teilt der Applikation mit, was beziehungsweise welches „Ding“ es jeweils sieht und wo genau sich dieses befindet. Dann liegt es am Entwickler, auf Basis dieser Informationen ein AR-Erlebnis in Verbindung mit dem betrachteten Objekt zu gestalten.

Über die ThingMark zum Augmented Reality-Erlebnis

Etwas Wichtiges fehlt aber noch, wenn es darum geht, ein Ding und seinen digitalen Zwilling – also die entsprechenden digitalen Informationen zu einem realen Objekt – zu identifizieren: eine einzigartige Kennzeichnung. Barcodes, QR-Codes und Ähnliches haben ihre Grenzen und erweisen sich für AR-Erlebnisse als unzureichend, da sie gleichzeitig auch das Erscheinungsbild des Produktes verändern. Deshalb wurde die ThingMark entwickelt. Damit lassen sich alle Dinge bis hin zur Seriennummer identifizieren. Gleichzeitig genießen Entwickler ein hohes Maß an Flexibilität, da das verwendete Bild beliebigen Ursprungs sein kann – etwa ein Firmenlogo oder ein Bild, das die Marke repräsentiert. Der Zeichencode besteht aus unterschiedlichen Elementen und je mehr Elemente verwendet werden, desto mehr Daten werden damit verbunden.

Vuforia Studio macht es Unternehmen einfach

Die Basistechnologie steht – was Unternehmen nun brauchen, sind entsprechende Anwendungen, die erweiterte, digitale Inhalte für die physikalische Welt generieren, sie für den Einsatz zur Verfügung stellen sowie eine App, die den Durchblick im späteren Dschungel der zahlreichen einzelnen Geräte und ThingMarks wahrt. PTC bietet hierfür mit Vuforia Studio beispielsweise ein leistungsfähiges neues Werkzeug für Unternehmen zum codefreien Erstellen von AR-Erlebnissen an. Vuforia Studio eröffnet Unternehmen einen einfachen Zugang zur erweiterten Realität, indem bestehende 3D-Objekte sowohl aus der führenden 3D-CAD-Software Creo als auch aus anderen gängigen 3D-Modellierungswerkzeugen verwendet werden können. Diese Daten lassen sich daraufhin mit einfach erstellten Animationen und Sequenzen ebenso kombinieren wie mit IoT-Sensordaten aus ThingWorx wie Temperatur oder Betriebsgeschwindigkeit. Die Integration der Daten erfolgt mithilfe verschiedener Technologiekomponenten, die die Entwicklung von AR-Anwendungen vereinfachen. Mit Vuforia Studio Enterprise etwa wird das AR-Erlebnis mit Hilfe einer benutzerfreundlichen Oberfläche erstellt. Um dieses anschließend in nur wenigen Klicks zu veröffentlichen, kommt der Cloud-basierte Vuforia Experience Service zum Einsatz. Vuforia View Enterprise wiederum ist eine einzelne Applikation, die die ThingMark eines jeden Produkts einscannt und den Nutzer auffordert, das zugeordnete Erlebnis auszuwählen. Im Anschluss daran wird dieses heruntergeladen und gestartet. 

Die erweiterte Realität ist reif für die Unternehmen

Die erweiterte Realität bietet den Unternehmen und ihren Kunden die Chance, Dinge völlig anders zu erleben, indem digitale Daten nahtlos mit der physikalischen Welt verbunden werden. Die Unternehmen werden effektiver, da sie für spezielle Aufgaben weniger Zeit und Geld benötigen, gleichzeitig werden Zufriedenheit und Loyalität der Kunden steigen. In der Praxis wird die Technologie von Unternehmen bislang hauptsächlich im Service-Bereich eingesetzt. Das ist aber nur der Anfang und es wird dank innovativer Lösungen wie Vuforia Studio von PTC zukünftig einfach sein, eigene AR-Erlebnisse zu entwickeln.

Intelligentere Produkte brauchen intelligentere PLM-Systeme

Intelligente Produkte verändern Märkte und Branchen und stellen bewährte Geschäftsmodelle in Frage. Die Unternehmen müssen lernen umzudenken. Die Fülle an Daten und Funktionen der vernetzen Produkte ermöglichen eine neue Qualität der Kundenbeziehungen, die gleichzeitig neue Unternehmensstrukturen, -funktionen und -prozesse erfordert. Und eben auch intelligentere IT-Lösungen, die in der Lage sind, diesen Wandel zu unterstützen.

In den letzten Jahren ist viel über Industrie 4.0 und die intelligente Fabrik diskutiert worden. So wichtig eine flexible, sich selbst steuernde Fertigung gerade für deutsche Unternehmen sein mag – die eigentliche Herausforderung liegt meines Erachtens in der Entwicklung dieser intelligenten Produkte: Produkte mit immer mehr Funktionen, die durch Elektronik und Software gesteuert werden; Produkte, die nach der Markteinführung weiter leben und weiter gepflegt werden müssen, um Kunden neue Services anbieten zu können.

Den PLM-Systemen, die in den meisten Unternehmen das Rückrat der Produktentwicklung bilden, wachsen damit neue Aufgaben zu. Sie müssen einem noch breiteren Anwenderkreis den einfachen Zugang zu Daten und Funktionen ermöglichen. Das erfordert neue, Cloud-basierte Betreibermodelle, die gerade kleineren Unternehmen eine schnelle Implementierung ermöglichen. Sie müssen in der Lage sein, Sensordaten vernetzter Produkte zu erfassen und in die Entwicklung zurückzuspielen, um sie beispielsweise mit Hilfe eines digitalen Zwillings (Digital Twin) auszuwerten. Und sie müssen die disziplinenübergreifende Entwicklung dieser Produkte durch ein integriertes Application Lifecycle Management (ALM) unterstützen.

Für die PLM-Hersteller heißt das, dass auch sie ihre Produkte fit für das Internet of Things (IoT) machen müssen. Wir bei PTC haben diese Herausforderung frühzeitig erkannt und mit der Integration der ThingWorx-Technologie in unsere PLM-Lösung die Grundlagen geschaffen, um digitale und reale Produktwelten intelligent miteinander zu vernetzen.