Produktionslinien werden anspruchsvoller mit schnelleren Änderungen der Fahrzeugplattformen, Elektroauto-Programme bringen neue Prozessrisiken und komplexe Automatisierungsanforderungen. Dies erweitert die Fähigkeiten der Belegschaft und erfordert eine klarere Kommunikation zwischen digitalen Systemen, physischen Operationen und den Menschen, die beide auf Werksebene betreiben.
Dies ist das Umfeld, in dem Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) die Experimentierphase verlassen haben und zu praktischen, wirkungsvollen Werkzeugen geworden sind. Bei OEMs und Zulieferern unterstützen AR und VR nun Schulungen, Wartung, Roboterplanung, Montageanleitungen, Sicherheitsroutinen und Produktionslayout-Design. Diese Werkzeuge verbinden Arbeiter mit Informationen im richtigen Moment und helfen Ingenieuren, Probleme zu verstehen, lange bevor sie in der Linie auftreten.
AR und VR werden zu Schlüsseltechnologien
AR und VR tauchten zuerst in Designstudios und Prototypenlabors auf. VR-Caves halfen Designteams, Fahrzeugoberflächen zu überprüfen. AR-Overlays halfen Ingenieuren, die Ausrichtung von Teilen zu überprüfen. Aber die Akzeptanz der Technologie wurde langsam größer, weil die Hardware schwer und die Software begrenzt war. Das änderte sich mit drei wichtigen Entwicklungen:
- Werke bauten hochpräzise digitale Zwillinge. Jedes Asset, jeder Prozess und jedes Layout wurde digital modelliert. Dies schuf die Grundlage für immersive Interaktionen.
- Mehr Automatisierung auf dem Shopfloor. Kollaborative Roboter, FTS, intelligente Drehmomentwerkzeuge und Vision-Systeme schufen neue Koordinationsherausforderungen. Werke benötigten intuitivere Wege, um sie zu verwalten.
- Der Druck auf die Belegschaft nahm zu. Da erfahrene Arbeiter in den Ruhestand gingen und die Produktkomplexität zunahm, benötigte das Management schnellere Schulungen und klarere Unterstützungswerkzeuge.
AR und VR erfüllen diese Bedürfnisse, weil sie die richtigen Daten im richtigen Moment in einem Format zeigen, das Menschen sofort verstehen. Gleichzeitig bieten sie Ingenieuren einen sicheren Raum, um Automatisierung zu testen, Bauschritte zu simulieren und Layouts zu optimieren, bevor Zeit und Geld für physische Änderungen verschwendet werden. Um die alltägliche menschliche und automatisierte Arbeit zu optimieren, überlagert AR digitale Informationen auf reale Arbeitsbereiche durch Tablets, Smart Glasses oder Head-Mounted Displays. In einem Automobilwerk bringt dies mehrere klare Vorteile. AR unterstützt die geführte Montage und reduziert Fehler, indem es exakte Befestigungspunkte hervorhebt, Schrittfolgen anzeigt und die Teileauswahl überprüft. Arbeiter können Drehmomentwerte oder Orientierungshinweise direkt vor sich sehen. Dies ist besonders wertvoll auf Linien mit hoher Variantenvielfalt, wo eine Station mehrere Fahrzeugvarianten handhaben kann.
Für automatisierte Abläufe sorgt AR für reibungslose Übergaben. Wenn ein Roboter einen Teil einer Aufgabe ausführt und eine Person den nächsten Schritt abschließt, sehen die Arbeiter genau, was sie überprüfen müssen, bevor sie fortfahren. Digitale Werkzeuge erweisen sich als äußerst wertvoll in den Bereichen Wartung und Fehlersuche. AR verkürzt Ausfallzeiten, indem es versteckte Informationen direkt auf Maschinen sichtbar macht. Techniker können eine Roboterzelle, ein Förderband oder eine Presse scannen und sofort Fehlercodes, Verkabelungswege, Live-Sensordaten, das letztes Wartungsdatum oder Sicherheitsverriegelungspunkte einsehen
Es ermöglicht auch, dass sich Spezialisten aus der Entfernung über dieselbe Plattform anschließen und lokale Teams Schritt für Schritt anleiten, wodurch der Bedarf an Vor-Ort-Besuchen reduziert wird.
Sicherheits- und Ergonomieunterstützung kann ebenfalls durch AR projizierte Sicherheitszonen, Roboterpfade, FTS-Fahrspuren und Warnbereiche im realen Raum bereitgestellt werden. Dies baut Vertrauen in die Automatisierung auf und hilft neuen Bedienern, sich schneller anzupassen. Ergonomieteams nutzen AR auch, um Haltungsrisiken und Hotspots für wiederholte Bewegungen in der Linie zu identifizieren.
Mit Produktionsflexibilität als hoher Priorität sind schnellere Umstellungen und Variantenmanagement wichtige Faktoren im täglichen Fertigungsbetrieb. Wenn eine Linie auf ein neues Modell oder eine Variante umschaltet, zeigt AR den Bedienern die aktualisierte Sequenz. Es überprüft auch die richtigen Teile, Werkzeuge und Vorrichtungen. Dies reduziert Nacharbeit und hält die Zykluszeiten stabil.
Engineering und Automatisierung weiterentwickeln
Da 3D-Scans zunehmend eingesetzt werden und der Aufbau digitaler Zwillinge voranschreiten , kann VR Arbeiter und Ingenieure in eine vollständig simulierte Fabrikumgebung versetzen. Dies unterstützt die Planung, Risikominderung und den Wissenstransfer auf einem Niveau, das mit Zeichnungen oder statischem CAD schwer zu erreichen ist.
VR ermöglicht es Teams, Fabriken und Produktionslinien vor der physischen Installation zu durchlaufen - dies ist in der Planungsphase von unschätzbarem Wert. Mit diesem Tool können Teams wichtige betriebliche Details wie Roboterreichweiten, Platz für Vorrichtungen und Bediener, Materialfluss, Platzierung von Vision-Systemen, Sicherheitsvorkehrungen und ergonomische Belastung der Arbeiter bewerten. Mehrere Konzepte können in Stunden getestet werden. Fehler, die einst Wochen an Nacharbeit kosteten, werden frühzeitig vermieden.
Roboter-Ingenieure können VR-Simulationen nutzen, um Kollisionen, Zykluszeiten, tote Winkel und Werkzeuginterferenzen zu überprüfen. Dies hilft Teams, Programme und Umstellungen zu optimieren, bevor ein realer Roboter eingeschaltet wird. Es kann auch neuen Bedienern ermöglichen, Notstopps, Batteriehandhabung, Drehmomentsequenzen oder Hochspannungsroutinen in einer sicheren Umgebung zu üben. Arbeiter gewinnen schnell Vertrauen und Muskelgedächtnis, weil das Training real wirkt.
In der Produktentwicklungsphase helfen VR-Überprüfungen den Fertigungsingenieuren und Produktdesignern zu verstehen, wie die Komplexität von Teilen die Montage beeinflusst. Sie können den Zugang zu Steckverbindern, die Ausrichtung von Befestigungselementen und die Ergonomie früh im Designzyklus bewerten, wodurch kostspielige späte Änderungen reduziert werden.
OEMs und Zulieferer erweitern den Einsatz von AR und VR
Diese Technologien werden von Fahrzeugherstellern und Komponenten- sowie Systemproduzenten schon seit einiger Zeit genutzt, aber sie werden nun aktiv über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg eingesetzt, von der Produktentwicklung, über die Ingenieur- und Produktionsphasen bis hin zur virtuellen Fabrikplanung, Prozessvalidierung und Schulung der Arbeitskräfte.
Vorreiter in der Nutzung von VR ist Ford. Durch den Einsatz von VR für die frühe Prozessvalidierung laden Fertigungsingenieure vollständige Fahrzeug-CAD-Modelle und zukünftige Arbeitsstationen in eine VR-Umgebung. Sie überprüfen Reichweite, Werkzeugzugang, Freiraum, ergonomische Belastung und Stationsfluss lange bevor physische Prototypen existieren. Ford weist selbst auf einige Prozessverbesserungen hin wie deutlich weniger späte Designänderungen, ein reduzierter Bedarf an physischen Mock-ups sowie schnellere funktionsübergreifende Abstimmung zwischen Design und Fertigung.
VR-Training wird auch für Startteams im globalen Netzwerk des OEMs genutzt. Anstatt Hunderte von Menschen zu Schulungszentren zu fliegen, nutzt Ford gemeinsame VR-Räume, in denen Trainer und Lernende mit dem gleichen virtuellen Auto interagieren. Bediener proben Sequenzen für Verkabelung, Cockpitmontage, Innenraumanpassung und Endverkleidung.
Ford nutzt AR-Unterstützung für Wartung und Fehlersuche. Techniker verwenden AR-Geräte, um Schaltpläne, PLC-I/O-Zustände und Robotdiagnosen direkt an der Maschine zu visualisieren. Remote-Spezialisten können Teams sofort unterstützen. Ford erwartet, dass dies zu einem Standardwerkzeug wird, das mit MES- und IoT-Datenfeeds verbunden ist.
Volkswagen: AR-gesteuerte Wartung und Remote-Zusammenarbeit
Volkswagen-, Audi- und Porsche-Werke setzen AR ein, um Wartung, Batterieassemblierung und Mitarbeiterschulung zu unterstützen. Techniker tragen Smart Glasses, die ihre Sicht an zentrale Experten übertragen. Diese Experten zeichnen Anleitungen direkt auf das Display des Technikers, heben Anschlüsse hervor, zeigen genaue Schrauben oder Sicherungen, geben Messpunkte an und führen Roboter-Resets durch. Dies hat die Ausfallzeiten reduziert und die Konsistenz in den globalen Werken verbessert.
AR wird bei der Batterieassemblierung in den Audi-Werken eingesetzt. Die Montage von Batteriemodulen erfordert eine präzise Ausrichtung und strenge Sicherheitskontrollen. AR führt die Arbeiter durch Zellplatzierung, Anschlussführung, Polaritätsbestätigung und Schraubensequenzen. Pilotdaten zeigten weniger Fehler bei neuen Arbeitern und schnelleres Erlernen von Aufgaben. VW integriert auch AR-Anweisungen in tägliche Routinen für Schmierung, Inspektion, Werkzeugeinstellungen und Lockout-Tagout-Verfahren. Es reduziert menschliche Fehler und verbessert die Dokumentationsqualität.
BMW: Mixed Reality für Layoutplanung
BMW nutzt sowohl AR als auch VR umfassend. Ihr digitales Fabrikprogramm behandelt immersive Werkzeuge als Teil des normalen Ingenieur-Workflows. In der vollständigen VR-Fabrikplanung importiert BMW werksweite digitale Zwillinge in VR. Ingenieure gehen zukünftige Linien ab, überprüfen Roboterpfade, bewerten Ergonomie und testen FTS-Verkehr. Dies reduziert Layoutkonflikte und verkürzt Planungszyklen. Es gibt auch eine AR für variantenbezogene Montageanleitungen.
Bei großer Konfigurationsvielfalt verwendet BMW AR, um das richtige Teil, den Befestigungspunkt oder den Kabelweg basierend auf der gescannten VIN hervorzuheben. Dies reduziert Nacharbeit in Stationen, die sich mit Motor-, Verkabelungs- und Innenraumvarianten befassen. AR hilft Logistikteams, Verpackungslayouts, Kit-Container und Teileplatzierung zu simulieren. Dies reduziert Materialverschwendung und beschleunigt die Planung neuer Programme.
Hyundai: VR-Robotersimulation
Hyundai nutzt immersive Technologie in mehreren Ingenieur-Workflows. Hyundai verwendet VR, um Roboterreichweite, Zykluszeit und Arbeiter-Interaktionszonen vor der Installation zu testen. Ingenieure simulieren auch Wartungszugang und Positionen von Überwachungskameras. Während der Automatisierungsinstallation zeigen AR-Overlays die korrekten Roboterbasispositionen, Sensorenausrichtung und Vorrichtungsplatzierung, wodurch Inbetriebnahmefehler reduziert werden. Arbeiter trainieren für Hochspannungssysteme, große Roboterinteraktionen, Not-Aus und Gefahrenerkennung in VR. Dies führt zu höherem Bewusstsein und weniger Fehlern während der Hochlaufphase.
Bosch: AR-Montageunterstützung und vernetzte Wartung
Bosch integriert immersive Werkzeuge in mehrere Produktionsszenarien. AR-Montageanleitungen in Elektronik und Hydraulik unterstützen Bediener bei der Montage von Steuergeräten, ABS-Modulen und Hydraulikkomponenten. Dies hebt die korrekte Platzierung von Teilen hervor, kennzeichnet falsche Kombinationen, zeigt Drehmomentwerte an und bestätigt Sequenzschritte, verkürzt die Schulungszeit und verbessert die Ersttrefferquote.
Eine weitere Anwendung für VR ist die Integration von Geräten verschiedener Anbieter. Bosch nutzt VR, um vollständige Produktionszellen zu simulieren, insbesondere solche, die mehrere Roboter oder komplexe Fördersysteme umfassen. Teams überprüfen Kollisionen, Zugänglichkeit, Platzierung von Bedienfeldern und Ergonomie.
ZF: VR-Training für Hochspannungsmodule
ZF nutzt immersive Werkzeuge, um den Übergang zur Elektromobilität zu unterstützen. Für das Hochspannungsmodultraining üben Arbeiter die Montage, Demontage, den Umgang mit Steckverbindern, Isolationsprüfungen und Sicherheitsmaßnahmen in VR. Dies reduziert das Risiko beim Übergang zu realen Komponenten.
Um die Ausfallzeiten an den Bearbeitungslinien zu reduzieren, verwenden ZF-Bearbeitungswerke AR, um Werkzeugverschleiß, Schmierstellen und Ausrichtungsprüfungen zu identifizieren. Dies verkürzt die Wartungszeit und verhindert häufige Fehler.
Virtuelle Werkzeuge liefern echte Ergebnisse
Immersive Werkzeuge sind erfolgreich, weil sie die Säulen der digitalen Produktion stärken. AR und VR können klare Kommunikation bieten, was zu einem stabileren, flexibleren und menschenzentrierten Produktionssystem führt. Und mit Entwicklungen in Hardware mit weniger Gewicht, höherer Auflösung und tieferer KI-Integration am Horizont scheinen AR- und VR-Technologien den Übergang von isolierten Pilotprojekten zu Standardwerkzeugen fortzusetzen.
Der Artikel erschien zuerst bei unserem Schwestermagazin automotive manufacturing solutions.
