Augmented Reality (AR) Wie AR in der Pandemie hilft – und darüber hinaus

Autor / Redakteur: Michael Campbell* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die Covid-19-Pandemie verändert langfristig unsere Lern- und Arbeitsweise. Dabei wird die Fähigkeit von Unternehmen, sich an die neuen Rahmenbedingungen anzupassen, zum Erfolgsfaktor. Digitale Technologien spielen eine ebenso entscheidende Rolle wie die Rekrutierung, Aus- und Weiterbildung. AR kann hierbei eine zentrale Rolle einnehmen.

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Augmented Reality kann die Produktivität in der Fertigung deutlich steigern.
Augmented Reality kann die Produktivität in der Fertigung deutlich steigern.
(Bild: PTC)

Abrupt und unerwartet veränderte Covid-19 unsere Arbeitsweise. Produktionsstätten auf der ganzen Welt waren auf die unmittelbare Störung nicht vorbereitet. Geschäftsführer und Personalabteilungen stürzten sich mit Feuereifer in die Aufgabe, ihre plötzlich auf Distanz arbeitende Belegschaft arbeitsfähig zu machen und den Betrieb aufrechtzuerhalten. Unternehmen beeilten sich, Richtlinien für die Arbeit von zu Hause aus einzuführen, Reiseverbote zu verhängen und neue Regularien für Gesundheit und Sicherheit zu entwickeln.

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Anfängliche Bedenken zur Produktivität im Homeoffice haben die meisten Unternehmen inzwischen hinter sich gelassen, die Erfahrungen in Sachen Mitarbeiterproduktivität waren überwältigend positiv. 90 Prozent der Unternehmen gaben in einer Umfrage des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) und der Deutschen Gesellschaft für Personalführung an, dass bei ihnen mehr Homeoffice möglich sei als vor der Pandemie. Viele erwarten, dass diese Regelungen langfristig oder dauerhaft bestehen bleiben; zurück zu weniger Homeoffice will kaum ein Unternehmen.

Neue Normalität, neue Herausforderungen

Natürlich gibt es aber immer noch strategische Punkte, die angesprochen werden müssen. Vor allem zwei Themen zeichnen sich deutlich ab:

  • 1. Probleme, die vor der Corona-Krise aufgetreten sind, bestehen weiterhin und verschärfen sich nun weiter.
  • 2. Die inhärenten Herausforderungen der „neuen Normalität“ für die Belegschaft werden sich in langfristigen digitalen Strategien niederschlagen.

Diese beiden Fakten sind in vielen Branchen relevant, aber auf Industrieunternehmen wirken sie sich besonders stark aus. Diese Organisationen müssen ihre Mitarbeiter einsatzfähig halten und dabei die physische Natur ihrer Arbeit ebenso berücksichtigen wie die Notwendigkeit zur Präsenz vor Ort, was in der Covid-19-Pandemie eine enorme Herausforderung darstellt.

Augmented Reality (AR) ist eine entscheidende Technologie, die neue und alte Probleme von Herstellern lösen und der Fertigungsindustrie helfen kann, nicht nur den Betrieb aufrechtzuerhalten, sondern auch die Produktivität deutlich zu steigern.

Der bestehende Fachkräftemangel nimmt zu, nicht ab

Auch wenn sich die Prioritäten einiger Organisationen aufgrund der Pandemie verschoben haben, ist das Problem der Fachkräfterekrutierung nicht verschwunden, sondern in einigen Fällen sogar noch dringlicher geworden.

Auf dem ersten Höhepunkt der Pandemie verdrängte die wegbrechende Binnennachfrage den Fachkräftemangel kurzfristig von Platz 1 der größten Sorgen mittelständischer Unternehmen, nachdem noch im Februar 2020 81 Prozent der in der VR Mittelstandsumfrage Befragten den Arbeiter- und Fachkräftemangel als drängendstes Problem bezeichnet hatten. Der Umfragewert hat allerdings bereits wieder Vorkrisen-Niveau erreicht, laut BMWI sehen 55 Prozent der Unternehmen den Fachkräftemangel als Geschäftsrisiko – und das auf lange Sicht.

Außerdem kämpft die Fertigungsindustrie nach wie vor mit dem negativen Image ihrer Arbeit bei potenziellen Mitarbeitern. Das BMWI gibt in seinem Lagebericht zum Fachkräftemangel auch an, dass die Zahl junger Menschen im Ausbildungsalter aufgrund der demografischen Entwicklung abnimmt und diese zudem häufiger das Abitur machen und studieren, während Ausbildungsberufe unpopulärer sind. Laut dem Bundesinstitut für Berufsbildung erreichte die Nachfrage von Jugendlichen nach dualen Ausbildungsplätzen im Jahr 2019 einen neuen Tiefstand. Anderswo sieht es wenig besser aus. Immerhin 61 Prozent der US-Jugendlichen sehen Industrieberufe als „Job, der an einem schmutzigen, gefährlichen Ort stattfindet und wenig Verstand oder Können erfordert“.

Experten gehen in den Ruhestand

Neben der Rekrutierung von Nachwuchs bereitet auch der Verlust von Expertenwissen, der mit dem Ausscheiden der Babyboomer aus dem Erwerbsleben droht, den Fertigungsunternehmen Kopfzerbrechen. Szenarien der im Sommer 2019 veröffentlichten 14. Koordinierten Bevölkerungsvorausberechnung gehen bis zum Jahr 2035 von einem Rückgang der erwerbsfähigen Bevölkerung um rund vier bis sechs Mio. Menschen aus. Mit dem Ruhestand der Babyboomer wird die Zahl der Erwerbstätigen von 51,8 auf 45,8 bis 47,4 Millionen schrumpfen.

Durch das Zusammenwirken von Schwierigkeiten bei der Rekrutierung von Nachwuchskräften und dem unvermeidlichen Ausscheiden erfahrener Mitarbeiter ist bereits heute eine beträchtliche Qualifikationslücke, die so genannte Skills Gap, entstanden. Laut einer Studie des Instituts Prognos für die Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft (vbw) werden bereits 2025 knapp drei Mio. Fachkräfte am deutschen Arbeitsmarkt fehlen, bis 2031 sogar 3,6 Mio. Die Angaben darüber, wie viele davon auf die Fertigungsindustrie entfallen schwanken, doch es ist klar, dass Ausbildungsberufe besonders betroffen sind.

Covid-19 verstärkt die bestehenden Probleme

Die Pandemie hat diese drängenden Probleme nur noch weiter verschärft, indem sie die Interaktion der Arbeitskräfte vor Ort einschränkt und strenge Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen erzwingt. Darunter leidet unter anderem die Einarbeitung der begehrten neuen Mitarbeiter mit traditionellen Schulungsverfahren. Nach wie vor gilt die Schulung vor Ort als effektivste Ausbildungsmethode in der Fertigungsindustrie, aber Social-Distancing-Anforderungen genügende Arbeitsplätze und Reisebeschränkungen verhindern dies.

Am anderen Ende eines langen Karrierewegs stehen viele erfahrene Produktionsmitarbeiter, die diese neuen Mitarbeiter persönlich ausbilden könnten und würden, die aber nun aufgrund der Umstände nicht in der Lage sind, das implizite Wissen weiterzugeben, das sie bald mit in den Ruhestand nehmen werden.

Informationssilos: Wissen ist oft nicht dort zugänglich, wo es gebraucht wird

Unternehmen mussten schnell lernen, wie sie die Leistung ihrer in ihrer Handlungsfähigkeit eingeschränkten Belegschaften unter diesen Bedingungen optimieren können. Aber für Industrieunternehmen mit Präsenz-Mitarbeitern, deren Arbeit physischer Natur ist, gestaltet sich das sehr viel schwieriger. Da Covid-19 die persönliche Zusammenarbeit einschränkt, sind viele auf sich allein gestellt und müssen geschäftskritische Aufgaben ohne die richtigen Informationen oder Anleitungen lösen.

Benötigte Informationen können sich in Papierform auf dem Schreibtisch eines Mitarbeiters oder auch nur im Kopf eines langjährigen Experten befinden – und sind damit unzugänglich für den Mitarbeiter in der Produktion oder im Außeneinsatz. Das Fehlen relevanter, kontextualisierter und aktueller Informationen, auf die Mitarbeiter vor Ort bei Bedarf zugreifen können, führt zu erheblichen Produktivitätsverlusten.

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Interview zu Augmented Reality bei Volvo
„Mit AR lassen sich Qualitätsprüfer mehr als doppelt so schnell schulen“

Welche Herausforderungen hat die Volvo Group bei der Rekrutierung jüngerer Generationen – sowohl qualifizierter als auch ungelernter – Mitarbeiter zu bewältigen?

Bertrand Félix: Qualität und die Leitlinie ‚richtige Kompetenz am richtigen Ort‘ haben bei der Volvo Group höchste Priorität. Seit einigen Jahren ist es für die Personalabteilung ein zentrales Anliegen, als attraktiver Arbeitgeber anerkannt zu werden. Industrie 4.0 und die digitale ‚Revolution‘ unserer Fabriken ermöglicht es uns, sowohl für technisches Personal als auch für Fertigungsmitarbeiter ein modernerer Arbeitsplatz zu werden. Die schrittweise Einführung digitaler Technologien in den Schulungszentren unserer Produktionsstätten bietet uns dabei die Möglichkeit, Schulungskonzepte zu individualisieren und den Schwerpunkt auf ‚learning by doing‘ zu legen. Diese neuen, intuitiveren und interaktiveren Formen des Lernens sind gerade bei unseren jüngeren Mitarbeitern sehr beliebt.

Hilft AR, die Arbeit in der Fertigung für Nachwuchskräfte attraktiv zu machen und sie für ihre Aufgaben auszubilden?

Der Einsatz von Visualisierungen und AR ist im Universum der Fertigungsindustrie definitiv attraktiv. AR leistet einen wichtigen Beitrag, um jüngere Generationen zu rekrutieren. Die Technologie schafft auch neue Arbeitsplätze entlang der Wertschöpfungskette, wo die digitalen und visuellen ‚Handbücher‘ erstellt werden und zum Einsatz kommen. Viele dieser Anleitungen können von erfahrenen Mitarbeitern erstellt werden. Auf diese Weise wird das Wissen langjähriger Experten sukzessive und leicht erfassbar an die jüngere Generation weitergegeben.

Sehen Nachwuchskräfte im Einsatz von AR einen Mehrwert für ihren Arbeitsalltag und ihre beruflichen Entwicklungsperspektiven?

In Bezug auf das Branding waren wir überrascht zu sehen, dass jüngere Bewerber in ihren Bewerbungsschreiben aktiv Artikel oder Werksbesuche erwähnten, in denen sie über die AR-Tools gelesen oder sie sogar in Aktion gesehen hatten. AR stärkt auf jeden Fall die Position der Volvo Group als modernes Technologieunternehmen. Die Jahre der Innovation in diesem Bereich zahlen sich also nicht nur für die Produktion, sondern auch in dieser Hinsicht aus.

Wie viel effizienter wird die Aus- und Weiterbildung bei der Volvo Group durch den Einsatz von AR?

Die Qualitätskontrolle und -sicherung von Motoren in unseren Fertigungswerken unterliegt mehreren Qualitätsprüfungen. Das ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die den erfahrensten Technikern von Volvo vorbehalten ist. In einem Werk sind für jeden Motor 40 Prüfungen mit 200 möglichen Qualitätssicherungsvarianten erforderlich, die an der Station in nur acht Minuten erledigt werden müssen. Die Schulung neuer Bediener dauert mit herkömmlichen Methoden fünf Wochen. Durch den Einsatz von AR reduziert sich die Schulungszeit für Qualitätsprüfer auf weniger als zwei Wochen, es handelt sich also um eine Zeitersparnis von 60 Prozent.

Wie haben die Bestandsmitarbeiter auf die Einführung von AR-Technologie reagiert?

Eine Sorge war die ‚Robotisierung‘ des Arbeiters. Die Volvo Group bietet eine riesige Bandbreite von Motorvarianten an. Bestimmte Schweißarbeiten am Führerhaus eines LKWs sind beispielsweise reproduzierbar und können automatisiert und robotisiert werden. Das gilt aber bei weitem nicht für den gesamten Prozess der LKW-Montage, der von menschlichen Arbeitern und ihren Kompetenzen und Analysefähigkeiten abhängt. Wir haben uns deshalb darauf konzentriert, einen digitalen Instruktionsfluss zu entwerfen, dessen Zielsetzung die Verringerung der kognitiven Belastung und die Unterstützung einer schnellen Lernfähigkeit auf der Grundlage verschiedener Zertifizierungsstufen war. In der Projektphase waren wir dann überrascht, weil die positive Resonanz unsere Erwartungen sogar übertraf.

Augmented Reality für alte und neue Herausforderungen im Personalbereich

Das Wertvolle an Augmented Reality (AR) ist die große Bandbreite an Lösungsmöglichkeiten für alte und neuen Herausforderungen in der Personalwirtschaft – von der Personalgewinnung über das Training bis hin zur Mitarbeiterbindung und darüber hinaus.

Insbesondere leisten AR-Lösungen einen wichtigen Beitrag, um die nächste Generation von Arbeitskräften zu schulen, da sie sich als ausgesprochen effektiv für das Erlernen neuer Fähigkeiten erwiesen haben. Sie ermöglichen eine Art Just-in-Time-Training, das den Lernenden nur relevante und kontextbezogene Informationen in der Anwendungssituation liefert.

Das revolutioniert traditionelle Schulungsansätze für Mitarbeiter in der Fertigungshalle, denn diese zwingen sie, lange Produkthandbücher oder Betriebsabläufe auswendig zu lernen, und das für alle Eventualitäten und frei von jedem Bezug zum realen Arbeitsalltag. Es ist erwiesen, dass Schulungen im virtuellen Klassenzimmer (eine gerade während der Pandemie häufig genutzte Ausbildungsmethode) wenig dazu beitragen, die Speicherung von Wissen und die langfristige Entwicklung von Fähigkeiten zu verbessern.

Potenzial für enorme Effizienzsteigerungen – vor, während und nach Covid-19

Die Verwendung von AR zur Visualisierung von und Interaktion mit Produktinformationen bietet Schulungsteilnehmern relevante digitale 3D-Inhalte, wie etwa interaktiv geführte Wartungsanleitungen.

Hersteller wie GSI (eine Marke der AGCO-Gruppe, die Ausrüstung und Dienstleistungen für die Landwirtschaft bereitstellt) waren vor der Pandemie auf veraltete, einwöchige Schulungen mit Hunderten von Präsentationsfolien und minimaler Interaktion mit den physischen Geräten, für deren Installation in der realen Welt die Teilnehmer ausgebildet werden sollten, angewiesen. Durch den Einsatz von AR für immersive Schulungen konnte GSI die Installationszeit für neue Getreidesysteme nach eigenen Angaben um 60 Prozent reduzieren.

Aktuelle Arbeitsanweisungen sind für neue Mitarbeiter von ebenso entscheidender Bedeutung in der Bewältigung komplexer täglicher Aufgaben wie für „alte Hasen”. Rockwell Automation reduzierte durch die Erstellung einer Wissensbibliothek, die in Form von Schritt-für-Schritt-Arbeitsanweisungen über AR bereitgestellt wird, die Schulungszeit für neue Mitarbeiter um 30 Prozent.

Der Volvo-Konzern stattet seine Qualitätssicherungsmitarbeiter mit erweiterten Arbeitsanweisungen aus, damit sie 40 QS-Prüfungen an hoch konfigurierten, komplexen Motoren in nur acht Minuten durchführen können.

Dokumentation und Weitergabe von Wissen ohne Umwege

Die Herausforderung, kritische Arbeitsabläufe zu erfassen und auf verschiedene Mitarbeiter und Niederlassungen aufzuteilen war aufgrund der Qualifikationslücke und des Expertenwissens, das die Unternehmen verlässt, ohnehin groß, aber nun wurde dieser Informationsfluss noch weiter gestört.

Augmented Reality ist gegenwärtig die beste Methode, um Arbeitsabläufe von diesen Experten zu erfassen und dieses Wissen auf direktem Weg an die Mitarbeiter weiterzugeben, um sie praktisch zu schulen und bei ihren Aufgaben anzuleiten. Der Zugriff auf solche kontextbezogenen Informationen ermöglicht es Herstellern wie Global Foundries, standardisierte und skalierbare Arbeitsanweisungen aufzuzeichnen und bereitzustellen, was die Schulungszeit um 40 Prozent beschleunigt und ungeplante Ausfallzeiten um 25 Prozent reduziert.

Remote Support und Fernwartung als weiterer wichtiger Anwendungsbereich

Komplexe Probleme erfordern nach wie vor eine direkte Kommunikation, aber sowohl Covid-19 als auch das knappe Angebot an internen Fachleuten sind gute Gründe, diese wichtige unterstützende Ressource zu erschließen. AR for Remote Assistance etwa verbindet Experten von überall aus zur Lösung komplexer Aufgaben mit Mitarbeitern vor Ort, denen sie auf diese Weise quasi über die Schulter schauen können. Henkel, weltweit mit Marken in den drei Geschäftsfeldern Laundry & Home Care, Beauty Care und Adhesive Technologies aktiv, stand vor der Herausforderung, auch in der Pandemie den Austausch zwischen Mitarbeitern vor Ort und Experten an anderer Stelle zu gewährleisten. Mit Remote Assistance konnte das Unternehmen Experten im Homeoffice mit der schnellen Lösung von Serviceproblemen in Echtzeit beauftragen. Um den Austausch der Mitarbeitenden weiterhin zu gewährleisten, hat Henkel die Remote Assistance-Lösung Vuforia Chalk in mehr als 30 Werken seines Unternehmensbereichs Laundry & Home Care implementiert.

Diese AR-Anwendungsfälle sorgen bereits heute für einen erheblichen Mehrwert, und mit der zunehmenden Verbreitung von AR werden die Anwendungen der nächsten Generation einen noch nie dagewesenen Zuwachs an Arbeitskräften schaffen.

Zu diesen Anwendungen zählt etwa der Einsatz von AR und Spatial Computing zur Messung der Entfernung zwischen zwei Arbeitern, um so die soziale Distanz zu wahren oder vor möglichen Kollisionen mit einem sich nähernden mobilen Roboter zu warnen. So kann Krankheit oder Verletzungen vorgebeugt werden, wodurch sich die Arbeitssicherheit verbessert und in Zeiten oft schon reduzierter Belegschaften weitere Ausfälle vermieden werden können.

Fazit: Die Covid-19-Pandemie hat für den Arbeitsalltag von Unternehmen erhebliche Belastungen mit sich gebracht. Einige Betriebe waren jedoch weitaus besser vorbereitet als andere. Unternehmen, die auf dem Weg der digitalen Transformation bereits ein gutes Stück vorangekommen waren, erwiesen sich als besser gerüstet, um den Betrieb aufrechtzuerhalten und ihre Belegschaft und ihre Arbeitsprozesse an die veränderten Bedingungen anzupassen.

Die Fähigkeit, diese Veränderungen als einen Schritt in Richtung zukünftiger Arbeitsweisen zu begreifen, wird den Unterschied zwischen wirtschaftlichen Leistungsträgern und digitalen Nachzüglern ausmachen. Unternehmen werden AR verstärkt als aktuelle und zukünftige Technologieplattform nutzen, um ihre Belegschaften auf die Zukunft vorzubereiten.

* Michael Campbell, Executive Vice President und General Manager of Augmented Reality Products bei PTC

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