IIoT und AR: Das Wo, Wie und Warum

Verfasst von: David Immerman
  • 7/14/2020
  • Lesestoff : 6 min
BCG and PTC publish research on IoT and augmented reality

Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist dabei, den Kinderschuhen zu entwachsen und großflächig in die industrielle Fertigung Einzug zu halten, wo es Produkte und Abläufe revolutioniert. Augmented Reality (AR) kristallisiert sich zunehmend als humanzentrierte digitale Schnittstelle in physischen Arbeitsumgebungen heraus. Während die beiden Technologien parallel zueinander heranreifen und sich in der Industrieproduktion zunehmend verbreiten, wird erst die Verschmelzung von IIoT und AR die physische und die digitale Welt endgültig miteinander verbinden und damit beispiellose Perspektiven eröffnen.

IIoT und AR ergänzen und verstärken sich gegenseitig

Eine von PTC und der Boston Consulting Group (BCG) gemeinsam durchgeführte Befragung präsentiert neue Ergebnisse, die ebenfalls darauf hindeuten, dass IIoT und AR komplementär sind. Aus dem Whitepaper geht hervor, dass mehr als 80% der derzeitigen IIoT-Anwender planen, AR-Möglichkeiten zu evaluieren. 76% der AR-Implementierer stimmen zu, dass IIoT für ihren Anwendungsfall einen zusätzlichen Mehrwert schafft.

Aus der PTC-Marktforschungsreihe "Stand der industriellen Innovation" und dem Report "Unleashing the Power of IoT with Augmented Reality” von BCG & PTC haben wir Anwendungstrends herausdestilliert, um zu veranschaulichen, in welchen Branchen diese beiden Technologien derzeit eingesetzt werden (das "Wo"), für welche Funktionen, Anwendungsfälle und Geräte sie relevant sind (das "Wie") und welcher Mehrwert und ROI dabei erzielt wird (das "Warum").

Das Wo: Der gemeinsame Nenner von IIoT und AR in der Schwerindustrie

Die konsistente Leistung von Produkten und Anlagen in Unternehmen der Schwerindustrie ist ausschlaggebend für wichtige tägliche Messwerte und Betriebskennzahlen. Die Betriebszeit der Anlagen wird von Herstellern kontinuierlich und in der gesamten Produktionslinie überwacht. Auch Endbenutzer von Industrieanlagen, z.B. in Versorgungsunternehmen, setzen auf laufendes, lückenloses Monitoring. IIoT erlaubt die Integration auch älterer Geräte und Maschinen, die aufgrund ihrer langen Lebensdauer in diesen komplexen Branchen häufig anzutreffen sind, indem es sie mit industrieller Konnektivität versieht und “netzwerkfähig” macht. Leistungsstarke IIoT-Plattformen demokratisieren die dabei gewonnenen Daten, indem sie sie für verschiedene Anwendungsfälle, Rollen und Nutzungen erschließen und verfügbar machen.

Das Diagramm zeigt die prozentualen Anteile verschiedener Branchen an der Nutzerbasis von PTCs IIoT-Lösung ThingWorx. Die Daten beruhen auf Nutzerbefragungen und sind nicht repräsentativ für den gesamten IIoT-Kundenstamm von PTC.

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AR eröffnet neue Möglichkeiten, diese Daten in Echtzeit und vor Ort für eine Vielzahl von Anwendungsfällen zu betrachten, was letztendlich die Produktivität der Mitarbeiter an der “Front” steigert. Als Ergänzung zu IIoT-Implementierungen fügt sich auch AR ganz natürlich in industrielle Schauplätze ein. Unsere aktuellste Erhebung zum Stand der AR-Nutzung ergab, dass 20% der Nutzer in der Industrieproduktion, 9% in der Automobilbranche, 7% in der Elektronik- und Hightech-Branche und 6% in der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie anzutreffen sind.

Das Wie: Was IoT und AR können, Anwendungsfälle und Geräteanpassung

Herauszufinden, wie und wo IoT & AR die größte Wirkung entfalten können und wie sie die letztlich durch sie erst ermöglichten Anwendungsfälle beeinflussen, ist eine wichtige Vorüberlegung für die Entwicklung eines Geschäftsszenarios und einer Rentabilitätsprognose. BCG & PTC vermerken in ihrer Untersuchung vor allem drei von Befragten erwartete Einsatzbereiche von IoT und AR:

  • Visualisierung und Interaktion (36%): Produktdesign, Verbrauchernavigation, Schulung
  • Diagnostik (35%): Geräteüberwachung und -diagnose, Gebäude-/Geräteinspektion, Versicherungsfälle
  • Handlung (30%): Arbeitsanweisungen für Bediener, Kommissionierung, Heads-up-Displays

Der Bericht misst auch die Akzeptanz dieser Einsatzmöglichkeiten in "drei verschiedenen relevanten Bereichen” in Arbeitsumgebungen:

  • Management von Anlagen/Ausrüstung/Objekten (37%): Konstruktionsdesign, Produktlinienoptimierung, Instandhaltungsanweisungen und -anleitung
  • Management von Räumen (27%): Bestandsüberwachung, Raum-/Umgebungsüberwachung, räumliche Optimierung (Auftragsverpackung, Versand usw.)
  • Verbesserung menschlichen Fähigkeiten und Fertigkeiten (37%): Schulung (Ausrüstung, Montage, Bedienung usw.), Fernunterstützung, Heads-up-Displays

Die Schnittmengen dieser Bereiche in industriellen Arbeitsumgebungen passen auch gut zu den wichtigsten Anwendungsfällen (siehe unten) und den in den Berichten von PTC zum Stand von IoT und AR geschilderten Funktionen und Einsatzgebieten. Die Bereiche mit gemeinsamen oder sich überschneidenden Funktionen, die das IIoT nutzen, sind in erster Linie Fertigung, Betrieb und Service, wobei AR in alle dreien sowie in der Ausbildung zum Einsatz kommt.

Die Top-IIoT-Anwendungsfälle, die sich unmittelbar auf die betriebliche Effektivität auswirken:

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In der Produktion greifen AR- und IIoT-Anwendungen ineinander

Die IIoT-Entsprechung zum "Management von Räumen" für die Produktion ist die operative Intelligenz, bei der die End-to-End-Sichtbarkeit industrieller Abläufe und die Überwachung wichtiger Effizienzkennzahlen entscheidende KPI – Ausfallzeiten, Gesamteffektivität der Ausrüstung (Overall Equipment Effectiveness, OEE) usw. – beeinflussen. Auch das "Management von Anlagen/Ausrüstung/Objekten" kann innerhalb der Fertigung, etwa im Bereich von IIoT-Anwendungsfällen für die Anlagenüberwachung und (vorbeugende) Wartung eingesetzt werden. Im Dienstleistungsbereich finden sich Anwendungsfällen für intelligente vernetzte Produkte einschließlich Fernüberwachung und Fernservice.

Funktionaler Einsatz von AR:

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Das Hinzufügen von AR zu diesen industriellen Anwendungen stärkt die Fertigkeiten der Mitarbeiter, steigert die Produktivität und ist eine sinnvolle Ergänzung zum IIoT. AR fügt den IIoT-Daten eine neue und immersive Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine hinzu, wie z.B. die Echtzeit-Überwachung von Anlagen, die es ermöglicht, Telemetriedaten direkt ins Sichtfeld des Bedieners einzublenden. Das trägt dazu bei, Betriebszeiten zu verbessern. Während IIoT auch im Service etwa durch Fernüberwachung die Arbeitseffizienz von Technikern durch die Verringerung von Anfahrtszeiten und oft mögliche Fernwartungs-Lösungen erheblich verbessert, finden dort trotz allem immer noch Vor-Ort-Besuche statt. Das wirkt sich auf Ausfallzeiten und Kundenzufriedenheit aus. AR ermöglicht es den Technikern, vor Ort zunehmend effizienter zu arbeiten und kritische Service-KPI wie die First-Time-Fix-Rate oder die Time-to-Resolution mit Hilfe erweiterter Verfahrenshinweise oder Fernunterstützung zu optimieren. In diesen AR-Anwendungsfällen erleichtert das zusätzliche Heranziehen von Informationen zum Anlagenzustand, wie es bei im IIoT vernetzten Geräten möglich ist, die Einordnung von Problemen und verbessert dadurch die genannten Kennzahlen und den gesamten Service-Lebenszyklus.

Beide Technologien sind schon für sich genommen mächtige Werkzeuge, deren inhärente Stärken bei der Lösung isolierter Probleme eingesetzt werden können. Bringt man sie zusammen, entfalten sie ein enormes Potenzial, Anwendungsfälle zu verbessern und neue zu schaffen.

Immer neue AR-Geräte

AR-Hardware ist im Gespräch, und es ist kaum noch möglich, sich dem Thema zu entziehen, da eine Flut von Produktankündigungen und Innovationen – etwa für spezielle Headsets – weiterhin die Märkte in Atem hält. Derzeit nutzen Anwender Smartphones, Tablets und die besagten neuen Headsets, so dass es für Anbieter von AR-Software wichtig ist, mit dem wachsenden Angebot Schritt zu halten.

Aus der PTC-Erhebung zum Stand der AR-Nutzung geht hervor, dass die Mehrheit der Befragten Smartphones (80%) und Tablets (67%) einsetzt. Headsets (47%) holen jedoch auf und werden seit Einführung der Microsoft HoloLens2 und anderer Innovationen von Anbietern wie RealWear, Vuzix und Magic Leap zunehmend beliebter. In der von BCG und PTC durchgeführten Erhebung führt ebenfalls das Smartphone die Liste der beliebtesten AR-Geräte an (51%), gefolgt von HoloLens (39%), Google Glass (18%), Real Wear (11%) und Magic Leap (9%).

Das Warum: Rentabilität ist das Top-Argument für Investitionen in den digitalen Wandel

Spitzentechnologien wie IIoT und AR werden begeistert aufgenommen. Für Unternehmen ist ihre Einbindung in digitale Transformationsstrategien bzw. deren übergeordnete Geschäftsziele und angestrebte Ergebnisse entscheidend dafür, dass die Implementierung erfolgreich ist und nicht bereits in der Testphase des Konzepts scheitert.

75% der Teilnehmer der gemeinsamen BCG/PTC-Umfrage erwarten, dass sich ihre Investitionen in IIoT und AR in drei Jahren bezahlt machen. Die Hälfte derjenigen, die diese kombinierten Technologien implementiert haben bzw. kurz vor Abschluss der Implementierung stehen, haben diese Einschätzung intern nachgewiesen. Die PTC-Erhebung zum Stand der AR-Nutzung ergibt ein ähnliches Bild. Die Befragten lassen die Pilotphase rasch hinter sich. 89% der IIoT-Anwender planen, in weniger als einem Jahr das Produktionsstadium zu erreichen. Bei AR sind es 68%.

Fazit:

Für Industriebetriebe kristallisiert sich immer mehr heraus, dass der Wandel unvermeidlich ist. Die vielversprechendsten Möglichkeiten, ihn zu vollziehen, bieten technologische Lösungen. Sowohl IIoT als auch AR stellen ihren Wert unabhängig voneinander bereits jetzt unter Beweis, da die Pionierunternehmen, die sie in erster Stunde einführten, das Pilotstadium rasch verlassen und die beiden Technologien sich in realen Anwendungsfällen bewähren. Die Möglichkeit, beide miteinander zu verknüpfen, bedeutet einen beispiellosen Mehrwert, der Industrieunternehmen transformiert und eine nahtlose Interoperabilität zwischen der physischen und der digitalen Welt schafft.

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Der Autor

David Immerman

David Immerman is a business analyst on PTC’s Corporate Marketing team providing thought leadership on technologies, trends, markets, and other topics. Previously David was an industry analyst in 451 Research’s Internet of Things channel primarily covering the smart transportation space and automotive technology markets, including fleet telematics, connected cars, and autonomous vehicles. He also spent time researching IoT-enabling technologies and other industry verticals including industrial. Prior to 451 Research, David conducted market research at IDC.

IIoT und AR: Das Wo, Wie und Warum
Industrial IoT und Augmented Reality sind für die Anwender von großem Wert und entfalten ihr volles Potenzial, wenn Sie kombiniert eingesetzt werden.