Augmented Reality in der Produktion. Analyse von Frameworks zur Erstellung von Anwendungen ohne Programmierkenntnisse

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG

1.1. AUSGANGSSITUATION

1.2. VORANGEGANGENE STUDIEN

1.3. FORSCHUNGSFRAGE

1.4. ZIEL DER ARBEIT

1.5. VORGEHENSWEISE ZUR BEHANDLUNG DER FORSCHUNGSFRAGE

1.6. AUFBAU

2. AUGMENTED REALITY IN EINER DIGITALEN PRODUKTION

2.1. DIE VIERTE INDUSTRIELLE REVOLUTION

2.1.1. Visionen von Industrie 4.0

2.1.2. Potentiale von Augmented Reality in der digitalisierten Fertigung

2.2. ABGRENZUNG DER ERWEITERTEN REALITÄT

2.3. PROZESSE ZUR REALISIERUNG VON AUGMENTED REALITY ANWENDUNGEN

2.3.1. Tracking

2.3.2. Registrierung

2.3.3. Visualisierung und Ausgabe von Augmented Reality

3. VORANGEGANGENE RELEVANTE ARBEITEN

3.1. VORGEHEN STUDIENAUSWERTUNG

3.2. ERGEBNISSE STUDIENAUSWERTUNG

3.2.1. Studien über Potentiale und Herausforderungen von Augmented Reality

3.2.2. Forschungen zum Vergleich von Augmented Reality-Frameworks

3.3. FORSCHUNGSLÜCKE

4. INTEGRATION VON AUGMENTED REALITY IN RÜSTPROZESSE

4.1. OPTIMIERUNG DES UMRÜSTPROZESSES

4.2. GRUNDLEGENDE RÜSTTÄTIGKEITEN

4.2.1. Arbeitsanweisung

4.2.2. Einrichteblatt

4.3. KONZEPT ZUR AUGMENTED REALITY UNTERSTÜTZUNG VON RÜSTVORGÄNGEN

4.4. ABGELEITETE ANFORDERUNGEN DES FRAMEWORKS

5. EVALUIERUNG VON AUGMENTED REALITY FRAMEWORKS

5.1. MODELLE ZUR BEWERTUNG VON SOFTWARETOOLS

5.2. EVALUIERUNG DURCH OPENBRR

5.2.1. Marktanalyse

5.2.2. Use Case spezifische Gewichtung der Kategorien

5.2.3. Datengewinnung und -Verarbeitung

6. ERGEBNISSE

6.1. ERGEBNISSE DER OPENBRR-EVALUIERUNG

6.2. AUSWERTUNG DER MARKTANALYSE

7. DISKUSSION

7.1. FRAMEWORKS ZUR EINFACHEN ERSTELLUNG VON AUGMENTED REALITY ANWENDUNGEN

7.2. VORTEILE UND NACHTEILE DER EVALUIERTEN FRAMEWORKS

7.2.1. Vuforia Studio

7.2.2. Microsoft Dynamics 365 Guides

7.2.3. Unity und zugehörige SDKs

7.3. FRAMEWORK ZUR UMSETZUNG DES KONZEPTES

7.4. METHODENKRITIK

7.5. FORSCHUNGSBEDARF

8. FAZIT

8.1. ZUSAMMENFASSUNG

8.2. SCHLUSSFOLGERUNGEN

8.3. AUSBLICK

Zielsetzung und Themen

Die Arbeit analysiert Softwaretools zur Erstellung industrieller Augmented Reality (AR) Anwendungen mit dem Ziel, diese ohne tiefgehende Programmierkenntnisse umzusetzen und in Produktionsprozesse, konkret den Rüstvorgang von CNC-Maschinen, zu integrieren.

• Analyse von AR-Frameworks hinsichtlich ihrer Eignung für Anwender ohne Programmiererfahrung.
• Entwicklung eines Konzepts zur AR-gestützten Durchführung von Rüstprozessen in der Produktion.
• Evaluierung ausgewählter Softwaretools mittels des OpenBRR-Modells.
• Identifikation von Anforderungen an AR-Software für den industriellen Einsatz.
• Vergleich von Marktlösungen hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit, Funktionalität und Skalierbarkeit.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. EINLEITUNG: Definiert das Problem, dass komplexe AR-Entwicklungen oft Programmierkenntnisse erfordern, und stellt die Forschungsfrage nach einer einfachen Erstellung und Integration in Produktionsprozesse.

2. AUGMENTED REALITY IN EINER DIGITALEN PRODUKTION: Erläutert die Grundlagen von Industrie 4.0, definiert AR innerhalb des Realität-Virtualität-Kontinuums und beschreibt technische Prozesse wie Tracking und Registrierung.

3. VORANGEGANGENE RELEVANTE ARBEITEN: Analysiert den Forschungsstand zu AR-Potenzialen und bestehenden Software-Vergleichen, um eine Lücke für die bedarfsgerechte Produktion zu identifizieren.

4. INTEGRATION VON AUGMENTED REALITY IN RÜSTPROZESSE: Beschreibt den Use Case des CNC-Rüstens, optimiert den Prozess und leitet daraus konkrete Anforderungen an AR-Softwaretools ab.

5. EVALUIERUNG VON AUGMENTED REALITY FRAMEWORKS: Beschreibt die methodische Vorgehensweise zur Evaluierung der Software mittels des OpenBRR-Modells und führt eine Marktanalyse durch.

6. ERGEBNISSE: Präsentiert die Ergebnisse der OpenBRR-Evaluierung und die Auswertung der Marktanalyse.

7. DISKUSSION: Erörtert die Ergebnisse, vergleicht sie mit der Literatur, bewertet die methodische Vorgehensweise kritisch und benennt zukünftigen Forschungsbedarf.

8. FAZIT: Fasst die gesamte Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf die strategische Bedeutung von AR in der Industrie.

Schlüsselwörter

Augmented Reality, Frameworks, Industrie 4.0, Produktion, Rüstprozess, CNC-Maschinen, Programmierkenntnisse, OpenBRR-Evaluierung, Softwaretools, Usability, Tracking, CAD-Modelle, Prozessoptimierung, Anleitungen, Anwendererfahrung.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Masterarbeit grundlegend?

Die Arbeit untersucht, wie Augmented Reality (AR) in industriellen Produktionsprozessen eingesetzt werden kann, ohne dass für die Erstellung der Anwendungen tiefe Programmierkenntnisse erforderlich sind.

Welche zentralen Themenfelder behandelt die Studie?

Die zentralen Themen sind Industrie 4.0, AR-Technologien im industriellen Umfeld, Software-Frameworks für AR sowie Methoden zur Prozessoptimierung, insbesondere bei Rüstvorgängen an Maschinen.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?

Die Forschungsfrage lautet: „Wie können Augmented Reality Anwendungen ohne vertiefende Programmierkenntnisse erstellt und in einen bestehenden Produktionsprozess integriert werden?“

Welche wissenschaftliche Methode wird zur Evaluierung verwendet?

Zur objektiven Bewertung der Softwaretools wird das „OpenBRR“-Modell (Business Readiness Rating) verwendet, um Frameworks nach Kriterien wie Benutzerfreundlichkeit, Funktionalität und Skalierbarkeit zu vergleichen.

Was ist der inhaltliche Schwerpunkt im Hauptteil?

Der Hauptteil befasst sich mit der Analyse bestehender Studien, der Detaillierung eines Use Cases (Rüstprozess einer CNC-Maschine) und der anschließenden Marktanalyse sowie Evaluierung von fünf spezifischen Software-Frameworks.

Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?

Zu den Schlüsselbegriffen zählen Augmented Reality, Frameworks, Programmierkenntnisse, Rüstprozess und OpenBRR-Evaluierung.

Warum wurde der Rüstvorgang einer CNC-Maschine als Use Case gewählt?

Dieser Prozess ist hochkomplex und fehleranfällig, aber standardisierbar, was ihn ideal für eine AR-Unterstützung macht, um Rüstzeiten zu verkürzen und die Prozesssicherheit zu erhöhen.

Welche Softwarelösungen haben sich als besonders geeignet erwiesen?

Die Analyse ergab, dass insbesondere „Vuforia Studio“ und „Microsoft Dynamics 365 Guides“ besonders gut für eine industrielle Anwendung ohne Programmierkenntnisse geeignet sind.

Welche Rolle spielt die „Benutzerfreundlichkeit“ bei der Evaluierung?

Aufgrund der zentralen Forderung, dass die Anwendungen vom bestehenden Personal ohne Programmiererfahrung erstellt werden sollen, ist die Benutzerfreundlichkeit eine der am stärksten gewichteten Kategorien (30%) in der Evaluierung.