Startschuss für das Forschungsprojekt Mixed Reality in the Loop Simulation

Forschung Hochschule Fakultäten

Das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen wird in den nächsten drei Jahren im Verbundprojekt „MRiLS“ ein neuartiges hybrides Interaktionskonzept für die Schulung von technischen Fachkräften erforschen. Dabei kommt eine so genannte "Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS)" zum Einsatz.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt ist im Februar 2020 gestartet und läuft bis Januar 2023. Mit der öffentlichen Förderung und der Beiträge der Industriepartner konnte das Verbundprojekt mit einem Projektvolumen von insgesamt 1,83 Millionen Euro ausgestattet werden.

Anforderungen an Schulungskonzepte ändern sich

Kaum ein Berufsbild hat sich in den letzten Jahrzehnten mit einer solchen Dynamik gewandelt wie das technischer Fachkräfte: In den 80er Jahren löste die Einführung der Fabrikautomation völlig neue Disziplinen aus und machte in der Folge neue Berufsbilder erforderlich. Heute stehen mit dem Wandel hin zur intelligenten Fabrik („Smart Factory“) mit immer weiter steigenden Automatisierungs- und Vernetzungsgraden ähnliche Herausforderungen an. Diese Entwicklung wird im Speziellen auch die Anforderungen an Schulungskonzepte verändern.

Bislang sind Schulungsszenarien in der Ausbildung technischer Fachkräfte didaktisch-methodisch limitiert. Zum einen stehen die Anlagen im laufenden Betrieb aufgrund der hohen Auslastung nicht zu jedem Zeitpunkt für Schulungszwecke zur Verfügung und zum anderen können Gefahrensituationen durch das hohe Verletzungsrisiko nicht direkt an der Anlage trainiert werden.

Der "Digitale Zwilling" für die Schulung technischer Fachkräfte

Um den neuen Anforderungen an die Schulung technischer Fachkräfte gerecht zu werden, wird im Rahmen dieses Projektes ein hybrides Interaktionskonzept für die Schulung technischer Fachkräfte mittels einer Mixed Reality in the Loop Simulation (MRiLS) erforscht. Grundlage des Projektansatzes ist der Digitale Zwilling der technischen Anlage. Als Digitaler Zwilling wird die digitale Repräsentation beispielsweise der Geometrie und des kinematischen Verhaltensmodells bezeichnet.

Der Digitale Zwilling soll hierbei als Simulationsmodell mit modernen Mixed Reality Visualisierungsmethoden wie Augmented Reality und Virtual Reality sowie mit einer innovativen Mensch-Technik-Interaktion (beispielsweise Gestenerkennung) und der Anbindung an die reale Steuerungstechnik für eine intuitive und immersive Interaktion zwischen Mensch (Anlagenbediener) und Technik (Anlage) eingesetzt werden.

Die Kombination des Digitalen Zwillings mit modernen Mixed Reality Visualisierungsmethoden ermöglicht dabei die Verschmelzung von realen und virtuellen Inhalten in einer vom Betrachter abhängigen Perspektive. Technische Fachkräfte werden mit diesem Ansatz erstmals sowohl mit realer Steuerungshardware als auch mit einem virtuellen Simulationsmodell interagieren und die Reaktion der virtuellen Produktionsanlage mittels neuartiger Mixed Reality Methoden „erleben“ können.

Virtual Automation Lab der Hochschule Esslingen

In dem Verbundprojekt ist das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck und Marc Schnierle, M.Sc., für die geräteübergreifende sowie plattformunabhängige Interaktion und Visualisierung der Mixed Reality in the Loop Simulationsmodelle sowie für die Shared Experience zur Synchronisation mehrerer Schulungsteilnehmer verantwortlich.

Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die erforschten Methoden sowohl in der beruflichen und der betrieblichen Bildung als der Hochschulbildung erprobt und evaluiert.

Zusammenschluss mehrerer Forschungspartner

Im Rahmen des Verbundprojekts haben sich Partner aus Wissenschaft, Industrie und Bildung zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Die drei wissenschaftlichen Partner das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart, die Professur für Erwachsenenbildung und Weiterbildung der Otto-Friedrich-Universität Bamberg und das Virtual Automation Lab (VAL) der Hochschule Esslingen forschen gemeinsam mit den beiden industriellen Partnern ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH und Ingenieurbüro Roth GmbH & Co. KG.

Zudem konnten die beruflichen Schulen Friedrich-Ebert-Schule Esslingen, Max-Eyth-Schule Kirchheim und Philipp-Matthäus-Hahn-Schule Nürtingen als assoziierte Partner für das Konsortium gewonnen werden.

Weitere Informationen

Projektseite MRiLS

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Christiane Rathmann
M.A. Christiane Rathmann