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SmARt Factory: Planen, Analysieren und Visualisieren

Mixed-Reality-Apps für die Industrie 4.0


Dieser Artikel soll die Potenziale und Grenzen von Mixed Reality im Kontext der Indus-trie 4.0 aufzeigen. Im Rahmen des Projekts SmARt Factory wurde ein Proof of Concept zur Anlagenplanung mit Hilfe eines fischertechnik-Anlagenmodells entworfen. Aus technologischer Sicht wurden die Protokolle MQTT, OPC UA sowie Amazon Web Services und eine speicherprogrammierbare Steuerung von Siemens verwendet.

Durch den digitalen Wandel kommt es in der indus-triellen Produktion und im Dienstleistungsbereich zu Wandlungsprozessen, die sich auch auf die Fabrikplanung auswirken. Die Globalisierung der Produktion, steigender Kostendruck und die zunehmende Marktdynamik zwingen Industrieunternehmen zu Anpassungen an Fertigungsprozessen und Fabrikstrukturen [1]. Im Weiteren verändert sich das Kaufverhalten der Kunden und die Nachfrage nach individuellen Produkten steigt, wodurch sich auch die Produktionszyklen verkürzen. Durch diese wechselnden Anforderungen entstehen neue Herausforderungen für die Fabrikplanung. Diesen Herausforderungen muss die Industrie mit flexiblen Planungs- und Fertigungsprozessen begegnen. In der Fa-brikplanung lassen sich virtuelle Techniken, wie bspw. Augmented Reality (AR), Mixed Reality (MR) oder Virtual Reality (VR) immer dann sinnvoll einsetzen, wenn räumlich geometrische Aufgaben durch den Menschen als Entscheidungsträger zu lösen sind. Virtuelle Techniken können in der Fabrikplanung, in der Gebäudeplanung oder der Produktionsanlagenplanung verwendet werden [2].

Dieser Artikel fokussiert sich vor allem auf die Planung von Produktionsanlagen mit Hilfe von MR. Im Weiteren stellt der Artikel eine prototypische Anwendung vor, die die Planung von Industrieanlagen anhand eines physischen Anlagenmodells von fischertechnik und einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) von Siemens veranschaulicht. Bei der Umsetzung der Anwendung wurde auch das sensor- und aktorbasierte Kommunikationssystem des physischen Anlagenmodells berücksichtigt. Es kann dabei mit Produktionsparametern der virtuellen Anlagenmodelle experimentiert werden, um das zukünftige Anlagenverhalten auszutesten und zu optimieren.

Was ist Mixed Reality?

Der Begriff Mixed Reality ist nicht eindeutig, deshalb wollen wir ihn zunächst einordnen. In diesem Zusammenhang werden auch immer wieder die Konzepte Augmented Reality und Virtual Reality genannt. Durch den technologischen Wandel verwischen die Grenzen zwischen diesen beiden Technologien immer mehr. Milgram u. a. [3] entwarfen das Reality...

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