TU Chemnitz Forschung Projekte Mitarbeiterzentriertes Gestalten und Unterstützen menschlicher Arbeit in der Montage mittels virtueller Technologien

Mitarbeiterzentriertes Gestalten und Unterstützen menschlicher Arbeit in der Montage mittels virtueller Technologien

Mitarbeiterzentriertes Gestalten und Unterstützen menschlicher Arbeit in der Montage mittels virtueller Technologien

Teilthema:

Entwicklung eines Augmented Reality-Montageassistenzsystems und Methodenentwicklung zur Mitarbeiterpartizipation

Finanzierung

BMBF

Projektpartner

Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, TU ChemnitzULT AG, LöbauZehnder Pumpen GmbH, Grünhain-BeierfeldLIVINGSOLIDS GmbH, MagdeburgDeutsche MTM-Vereinigung e. V., ZeuthenYOUSE GmbH, Berlin

Projektlaufzeit

Oktober, 2018 bis September, 2021

Motivation und Zielstellung


Montageprozesse werden durch ansteigende Produktindividualisierungen immer komplexer. Die Mitarbeiter müssen flexibel an unterschiedlichsten Arbeitsplätzen verschiedenste Aufgaben bewältigen. Auch die Arbeitsinhalte wandeln sich vom reinen Montieren mechanischer Bauteile hin zur Integration elektronischer und digitaler Komponenten. Darüber hinaus werden Montagevorgänge automatisiert und den Mitarbeitern komplexe Unterstützungssysteme zur Verfügung gestellt. Dies ändert die Anforderungen an die Mitarbeiter und erhöht deren kognitive Beanspruchung. „Lernen durch Erfahrung“ wird immer weniger möglich. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kommt der Arbeitsgestaltung, dem Anlernen von Arbeitsprozessen sowie der Arbeitsunterstützung durch virtuelle Technologien eine hohe Bedeutung zu.

Ziel des Forschungsprojektes VirMont war es daher, virtuelle Technologien (Virtual Reality (VR)) zu nutzen, um die Mitarbeiter in die Planung ihrer eigenen Arbeitsplätze mit einzubeziehen. So ist eine Softwareplattform entstanden, mit der Planer mit Montagemitarbeitern gemeinsam und in 3D neue Arbeitsplätze gestalten können. Die gleichen Modelle können anschließend genutzt werden, um die neuen Arbeitsabläufe individuell und verständlich zu trainieren. Durch die Verwendung von Augmented Reality (AR), werden die Mitarbeiter durch Einblenden virtueller Informationen, wie bspw. Montageanleitungen, in der realen Umgebung bei der Ausführung ihrer Tätigkeiten unterstützt.
 

Vorgehensweise


Die Entwicklung der Softwareplattform basiert auf vorhandenen VR-/AR-Technologien und erfolgt iterativ, orientiert am nutzerzentrierten Entwicklungsprozess. So werden durch Befragungen und Nutzertests die Bedürfnisse und Fähigkeiten der Anwender berücksichtigt. Es entstehen Lösungen mit hoher Gebrauchstauglichkeit. Zur Gestaltung der Arbeitsplätze werden innovative Methoden zur ergonomischen Prozessgestaltung, zum Einbezug von Mitarbeiterwissen und zur Berücksichtigung der Gebrauchstauglichkeit von Benutzungsschnittstellen für den virtuellen Gestaltungsprozess entwickelt. Alle Entwicklungsergebnisse werden innerhalb der Projektlaufzeit bei den Anwendungspartnern wissenschaftlich begleitet und erprobt.
 

Ergebnisse


Im Rahmen des Projekts VirMont konnte der Planungsprozess in die virtuelle Welt übertragen werden. Hierbei wurden in Rahmen von Planungsworkshops bei den Anwendungspartnern nicht nur kleinteilige Prozesse simuliert und optimiert, sondern auch erstmals Zeit- und Ergonomiebewertungen aus den VR-Daten in Echtzeit berechnet.

Videos


VirMont – VR- und AR-gestützte Montageplanung und Prozessbegleitung

Kontakt


Konferenzbeiträge


Kaiser, A., Bernhagen, M., Trezl, J., Bartzke, T., Lorenz, T., Dittrich, F., & Bullinger, A.C. (27-01 Februar 2019). Erfassung der Bewegungstrajektorien und der Präzision im dreidimensionalen Greifraum. [Vortrag]. Kongress der Gesellschaft fuer Arbeitswissenschaft e.V. (GfA), Dresden, Deutschland.

Salwasser, M., Dittrich, F., Melzer, A., & Müller, S. (2019, September 08-11). Virtuelle Technologien für das User-Centered-Design (VR for UCD). Einsatzmöglichkeiten von Virtual Reality bei der nutzerzentrierten Entwicklung [TALK]., Hamburg, https://dl.gi.de/handle/20.500.12116/24497

Dittrich, F., Kaiser, A., & Melzer, A. (06-07 November 2019). VR-Technologien für partizipative Arbeitsgestaltungs- und Anlernprozesse - Chancen, Hindernisse, Anforderungen . [Vortrag]. Fachtagung Vernetzt Planen und Produzieren (VPP), Chemnitz, Deutschland.

Beiträge in Konferenzband


Kaiser, A., & Bullinger, A. C. (2020). Precision of Human Movement in the Virtual Reach Envelope . Measurement of Static and Dynamic Precision Depending on Different Movement Speeds. In Hanson, L., Högberg, D. & Brolin, E. (Eds.), DHM2020 - Proceedings of the 6th International Digital Human Modeling Symposium, August 31 - September 2, 2020 (pp. 145-155). IOS Press. https://doi.org/10.3233/ATDE200020