Lösungen

Die Europäische Union verschreibt sich mit ihrem Industrie 5.0 Konzept (Industry 5.0 – Towards a sustainable, human centric and resilient European industry) einer neuen industriellen Revolution, die über reine technische und wirtschaftliche Ziele hinausgeht. Im Fokus steht der Mensch und die an sowie in der Produktion beteiligten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter als auch die Endnutzerinnen und Endnutzer. Das Industrie 5.0-Konzept rückt somit mensch-zentrierte Technologien und Lösungen in den Mittelpunkt. Ebenso stehen nachhaltige Praktikten und resiliente Strukturen im Mittelpunkt. Das VRVis ist Projektpartner des European Digital Innovation Hubs AI5production, einem Zusammenschluss etablierter Forschungs- und Technologieschmieden, um der heimischen Industrie und Wirtschaft durch menschzentrierte Künstliche Intelligenz-Lösungen und verwandte Technologien auf ihrem Weg der digitalen Transformation zu unterstützen.

Für unsere Partner entwickeln wir am VRVis Lösungen, die mithilfe modernster Data Science- und Visual Analytics-Ansätze die Datenanalyseprozesse verbessern und sogar verkürzen. Dadurch konnten mit unseren Lösungen für ein besseres Verständnis der Produktionsprozesse bereits Analysezeiten eines ganzen Arbeitstages auf lediglich fünf Minuten reduziert werden – und das für Prozessexperten ohne Data Science-Erfahrung bei einer Datenmenge von mehreren Jahren an Daten. Ebenso setzen wir neueste Ansätze Künstlicher Intelligenz ein, um Produktionsprozesse zu automatisieren. Mit unserer Forschung unterstützen wir den gesamten Entwicklungszyklus von der Analyse der Datenqualität, der Annotation von Trainingsdaten und der KI-basierten Modellbildung bis hin zur Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen z.B. zur Qualitätssicherung in der Produktion oder der bildbasierten Analyse von Materialien.

All die Daten, die in der Industrie 4.0 anfallen, sind wichtige Informationen, die richtig aufbereitet nicht nur bestehende Abläufe besser erklärbar machen, sondern vor allem Prognosen für die Zukunft ermöglichen. Visual Analytics bietet hier eine Reihe von Darstellungsmöglichkeiten, allen voran prädikative Modellierungen, die auf Basis realer Daten zukünftige Ergebnisse voraussagen kann. Essentiell ist dabei, sich auch immer auf die Evaluierung der Datenqualität zu konzentrieren, denn Modelle können immer nur so gut sein, wie die Daten auf denen sie basieren.

Der digitale Zwilling und seine Einsatzmöglichkeiten gehören zu den wichtigsten Themen der Industrie 4.0, in der sich Unternehmen durch die digitale Transformation großen Herausforderungen stellen müssen. Als digitale Kopie eines realen Objekts oder auch als Modell einer Sache, welche erst zukünftig entstehen wird, macht es der digitale Zwilling möglich, Produktionsabläufe von der ersten Idee bis zur Fertigung durchzuspielen und darüber hinaus verschiedenste Szenarien in kürzester Zeit zu simulieren. Die Vorbereitung und Begleitung realer Produktionsprozesse durch digitale Zwillinge spart nicht nur Kosten und Ressourcen, sondern erlaubt ein besseres Verständnis der Daten und dadurch beispielsweise genauere Vorhersagen in einem Produktionsbetrieb.

Immersive Technologien bieten Lösungen, wie mit den großen Datenmengen, die routinemäßig in der Industrie 4.0 anfallen, sinnvoll umgegangen werden kann. Mithilfe von Extended Reality (XR) wird selbst Big Data für den Menschen leicht verständlich und niederschwellig zugänglich gemacht: z.B. indem diese riesigen Datenmengen in Virtual Reality aufbereitet werden. Der User kann dabei, sprichwörtlich gesagt, seinen Kopf in die seine 3D-Daten stecken.

Ganz ähnlich funktionierten auch Extended Reality-Anwendungen im Bereich von Schulungen und Trainings, die in der Industrie 4.0 in der Planung, Steuerung und Produktion immer häufiger zum Einsatz kommen. So bieten Schulungen in Virtual Reality für Mitarbeiter:innen hochrealistische Umgebungen und Ereignisse, in denen sie "wie in Echt" eintauchen können und so nachhaltige, authentische Lernerfahrungen machen können. VR-Trainings eignen sich dabei besonders für aufwendige oder gar risikoreiche Schulungen, beispielsweise im Bereich des Brandschutzes.

Die interaktive visuelle Analyse komplexer wie großer Parameter-Datensätze ist für viele Branchen, vor allem in Verbindung mit Simulations-Ensembles oder der Entwicklung von Prototypen, unumgänglich. Am VRVis entwickeln wir seit über 15 Jahren verschiedene Methoden und Werkzeuge, um große Simulationsdaten aus verschiedenen Bereichen "on the fly" interaktiv analysieren und optimieren zu können.

Visual Computing und Künstliche Intelligenz sind zwei Schlüsseltechnologien in der Realisierung von Industrie 4.0, auf die beispielsweise auch unser Partner RHI Magnesita setzt. Für unseren Partner erforschen wir neueste Ansätze Künstlicher Intelligenz, um bildbasierte Defekt- und Anomalienerkennung in der Produktion von feuerfesten Materialien voranzutreiben. Mit unserer Forschung unterstützen wir den gesamten Entwicklungszyklus von der Harmonisierung und Annotation von Daten bis hin zur vollautomatischen Defektanalyse.

Für die moderne Baubranche sind Digitalisierungslösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Planung, Produktion, bis Montage und Dokumentation – von großer Bedeutung. Gerade auf einer Baustelle passieren viele parallellaufende Arbeitsabläufe, die oftmals schwer dokumentiert werden können. VRVis nutzt speziell für den Einsatz im Bauwesen adaptierte Roboterhunde, um eine vollautonome Erstellung digitaler und immersiver Baustellen-Klone zu ermöglichen.