Interaktive KI- und AR-Anwenderunterstützung für die nächste Generation von Wartungs-, Reparatur- und Fehlersuchvorgängen
Vom Forschungsprogramm der Mobilitätsinitiative zum ETH-Spin-Off: Antworten auf heutige Herausforderungen in der Bahnindustrie.
Um die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Pünktlichkeit des zukünftigen Bahnbetriebs zu gewährleisten, sind innovative Werkzeuge erforderlich, die das Wartungpersonal bei der Bewältigung der zunehmenden Komplexität möglicher Problematiken unterstützen. Die Schulung des Personals für die Wartung, Reparatur und Störungsbehebung von Zügen oder anderen unternehmenskritischen Infrastrukturen erfordert fundierte technische Kenntnisse und ein differenziertes Verständnis voneinander abhängiger Systeme. Da sowohl die Ausrüstung als auch die Verfahren immer komplexer werden, reichen herkömmliche Papierhandbücher und Datenblätter nicht mehr aus.
Künstliche Intelligenz (KI) und Augmented Reality (AR) haben ein Potenzial zur transformativen Unterstützung von Arbeiten in komplexen Umgebungen, in denen viel auf dem Spiel steht. Das kürzlich abgeschlossene Forschungsprogramm der Mobilitätsinitiative, das IARMO-Projekt, untersuchte genau diese Möglichkeit, nämlich: Wie AR in Kombination mit KI-gestützter Verhaltenserkennung Wartungsarbeitsabläufe durch interaktive Unterstützung in Echtzeit verbessern könnte.
Unter der Leitung von Dr. Julian Wolf und Prof. Mirko Meboldt, sowie in Zusammenarbeit mit den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) evaluierte das IARMO-Team verschiedene AR-Hardwarelösungen und Unterstützungsstufen, um die am besten geeigneten Konfigurationen für Anwendungen in Echtzeit zu ermitteln. Sie testeten das System unter realen Betriebsbedingungen, wobei Aufgaben wie die Wartung von Kupplungen als Benchmark für die Leistung dienten. Das Projekt brachte Software-Ingenieure, Prozessexperten, Forscher und Techniker zusammen, damit Praxisnähe und technische Robustheit gewährleist werden konnte.
Die Ergebnisse waren eindeutig: AR-Systeme, insbesondere solche mit Echtzeit-Feedback, reduzierten die Fehlerquote erheblich und verbesserten zur selben Zeit die Qualität und Effizienz.
Auf diesem Erfolg aufbauend, gründete man Ucentrics, ein ETH-akkreditiertes Spin-off als Innosuisse Startup Innovation Project. Das Unternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, Frontline-Mitarbeiter selbständiger zu machen und die betriebliche Sicherheit und Produktivität durch intelligente, in Echtzeit über digitale und AR-Geräte bereitgestellte Anleitungen zu erhöhen.
Im Rahmen des IARMO-Projekts wurden mehrere zentrale Herausforderungen in Angriff genommen, die bewältigt werden mussten. externe Seite Ucentrics geht jede dieser Herausforderungen systematisch an:
- Erweiterung von Feedback in Echtzeit
Die Herausforderung: Die im Rahmen von IARMO entwickelten AR-Systeme waren auf eine spezifische Wartungsaufgabe - die Kupplungswartung - zugeschnitten, mussten jedoch für den allgemeinen Einsatz weiterentwickelt werden.
Ucentrics hat ein flexibles Framework für die Integration von Echtzeit-Feedback in AR-Anwendungen geschaffen. Dieser modulare Ansatz ermöglicht eine schnelle Anpassung an eine Vielzahl von Wartungsszenarien und macht die Technologie über ihren ursprünglichen Anwendungsfall hinaus einsetzbar. - Skalierbarkeit
Die Herausforderung: Das ursprüngliche System erforderte eine intensive, monatelange Zusammenarbeit zwischen Entwicklern und technischen Experten. Für eine groß angelegte Einführung sind jedoch eine schnellere Implementierung und die Autonomie der Nutzer entscheidend.
Ucentrics entwickelte eine No-Code Webplattform, die es den Wartungsteams ermöglicht, ihre eigenen Standardarbeitsanweisungen (SOPs) selbständig zu digitalisieren und einzusetzen. Dadurch wird die Einrichtungszeit drastisch verkürzt und der Bedarf an spezialisiertem AR-Wissen eliminiert - was den Weg für eine skalierbare Einführung ebnet. - Nahtlose Integration in den Betrieb
Die Herausforderung: Während der Tests wurden die AR-Systeme mit Unterstützung der Aufsichtsbehörden eingesetzt. Für reale Anwendungen muss das Personal in der Lage sein, AR-Tools innerhalb der bestehenden IT-Umgebung selbständig zu bedienen.
Ucentrics bietet ein geräteunabhängiges Toolkit zur Erstellung intuitiver, selbstgesteuerter AR-Anwendungen, die nur minimale Schulung erfordern. Diese Anwendungen können auf Smartphones oder Tablets ausgeführt, sowie über Standard-APIs in IT-Systeme von Unternehmen wie SAP integriert werden, was eine einfache Einbindung in die täglichen Arbeitsabläufe gewährleistet.
Schlussfolgerung
Das IARMO-Projekt lieferte wertvolle Erkenntnisse über die Anwendung von AR in realen, hochzuverlässigen Instandhaltungskontexten. Es legte auch den Grundstein für die Entwicklung skalierbarer, kontextbezogener AR-Systeme, um den Übergang der Schweizer Bahnindustrie zu einem digitalen, noch effizienteren und noch sichereren Betrieb zu unterstützen.
