In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Aspekte der virtuellen Schulung und Validierung behandeln. Fabrikbesitzer erfahren in diesem Artikel mehr über virtuelle Schulung und Validierung und wie man diese möglicherweise in ihren Fabriken einführen kann.
Dieser Artikel deckt folgende Bereiche ab:
- Bedeutung der Mitarbeiterschulung
- Virtuelle Schulung und Validierung
- Vorteile der virtuellen Schulung und Validierung
- Branchen mit virtueller Schulung
- Was ist für die Einführung einer virtuellen Schulung erforderlich?
Bedeutung der Mitarbeiterschulung
Das Fabrikpersonal sollte die notwendigen Schulungen zur Fabrikumgebung, in der es tätig ist, erhalten, um zur Gesamteffizienz der Fabrik und zu verbesserten Produktionsraten beizutragen. Das Personal sollte idealerweise zu folgenden Themen geschult werden:
- Betreiben von Maschinen und Anlagen im Fertigungsbereich
- Gesundheits- und Sicherheitsstandards
- ERP- und MES-Systeme, die in der Fabrik eingesetzt werden
- In der Fabrik genutzte IoT-Plattformen und Architektur
- Montagelinien und Produktionslebenszyklen der Fabrik
- Neue Automatisierungs-, IoT- und Industrie 4.0-Entwicklungen
Schließlich trägt die Schulung der Mitarbeiter zur Entwicklung ihrer individuellen Fähigkeiten, zu einer verbesserten Arbeitsmoral und zu höheren Gewinnen des Unternehmens bei. Fabrikbesitzer haben eine Reihe von Möglichkeiten bei der Schulung. Sie können einen Berater oder ein Unternehmen mit der Durchführung von Schulungen, mit internen Schulungen oder mit der Integration neuerer Methoden wie beispielsweise virtueller Schulung und Validierung beauftragen.
Was bedeutet virtuelle Schulung und Validierung?
Virtuelle Schulung ist eine Art von Schulung, die in einer simulierten, virtuellen Umgebung erfolgt, welche von einem Computer erzeugt wird. Die zu schulende Person taucht in diese virtuelle 3D-Umgebung ein. Zudem wird der Schulungsteilnehmer durch KI-Brillen oder andere tragbare Technologien mit physischen Reaktionen in die virtuelle Lernumgebung eingebunden.
So könnte ein Fabrikarbeiter in dieser virtuellen Umgebung beispielsweise in der Bedienung einer bestimmten Maschine geschult werden. Die physische Interaktion des Mitarbeiters mit der Maschine wird in der virtuellen Umgebung durch die KI-Brille erleichtert.
Validierung bezieht sich auf die Nutzung von Brillen oder Videos, um sicherzustellen, dass die Mitarbeiter die Inhalte der virtuellen Schulung, die sie in der realen Fabrikumgebung erhalten haben, tatsächlich auch umsetzen. Mit der Kombination aus virtueller Schulung und Validierung kann der Fabrikbesitzer nicht nur Schulungslösungen einführen, sondern auch prüfen, ob die Mitarbeiter das Gelernte aufgenommen haben. Das ist wichtig, um den ROI der Schulung bemessen zu können.
Dabei muss natürlich in eine robuste industrielle Cloud investiert werden, um die durch die virtuelle Schulung erzeugten Daten zu erheben und zu speichern. Dies könnten verschiedene Daten sein: Reaktionen des Personals auf simulierte Situationen, die benötigte Zeit, um jeden einzelnen Mitarbeiter in der Bedienung der Maschinen in der virtuellen Umgebung zu schulen, oder die Durchführungsquote einer Schulung direkt im Fertigungsbereich. Diese Daten könnten wiederum per Edge-Computing verarbeitet werden. So könnten die virtuellen Schulungsmodule und -umgebungen durch eine Analyse der Antworten der Schulungsteilnehmer regelmäßig aktualisiert werden.
Virtuelle Schulungen und Validierungen passen gut in die Industrie 4.0, die als eines ihrer Hauptziele die Computerisierung der Industrie 3.0 optimieren soll. Durch den Einsatz virtueller Schulungsmethoden wird die Computerisierung der traditionellen Aus- und Weiterbildung im produzierenden Gewerbe weiter gefördert.
Vorteile der virtuellen Schulung und Validierung
Die virtuelle Schulung und Validierung bietet mehrere Vorteile — dazu zählen:
- Es reduziert in erheblichem Maße das Risiko einer Beschädigung teurer Maschinen durch unerfahrene Bediener. Das Personal kann an den Maschinen in der virtuellen Schulungsumgebung üben, bis es die Maschinen im Fertigungsbereich bedienen kann. Mit der Validierung wird sichergestellt, dass die Mitarbeiter mit den Maschinen tatsächlich so umgehen, wie sie es während der Schulung gelernt haben.
- Die Mitarbeiter können in ihrem eigenen Tempo und ohne jede Unsicherheit oder Verlegenheit lernen, da ihre Antworten von anderen Mitarbeitern nicht beobachtet werden. Das ist bei konventionellen Gruppenschulungen üblicherweise aber der Fall.
- Die virtuelle Schulung berücksichtigt außerdem Situationen, die in einem konventionellen Schulungskontext nur schwer zu simulieren sind. Betrachten wir ein Szenario, in dem Notfallpersonal und Personal geschult werden sollen, um auf die Bedingungen nach Stürmen, Überschwemmungen oder anderen Naturkatastrophen zu reagieren. Im virtuellen Kontext konnten alle situationsbedingten Probleme, geografischen Zusammenhänge und Variablen leicht simuliert werden, um das Personal auf Basis dieser integrativen Simulationen zu schulen.
Branchen mit virtueller Schulung
Virtuelle Schulungen werden auch für Rettungsdienste, Fertigung und Kundendienst genutzt. Vor allem die Automobilbranche ist einer der größten Anwender von virtuellen Schulungen.
Audi verwendet Virtuelle-Realitäts-Schulungen für seine Logistikmitarbeiter, um die richtigen Methoden zum Verpacken von Bremsscheiben und anderen großen Fahrzeugteilen zu vermitteln. Die Mitarbeiter erhalten Virtual-Reality-Brillen und -Controller und werden mit virtuellen Darstellungen ihrer Arbeitsmittel wie beispielsweise Kartons, Komponenten und Behälter konfrontiert. Dann lernen sie, wie die Kartons vorbereitet werden, wie Sonnenblenden an den richtigen Positionen montiert sowie die richtigen Beschriftungstechniken – alles das in der virtuellen Umgebung, um sie auf die reale Situation gut vorzubereiten.
Was ist für eine Implementierung erforderlich?
Wenn ein Fabrikbesitzer ein virtuelles Schulungs- und Validierungspaket in Betracht zieht, sollte er zunächst detaillierte Rahmenhinweise zur erforderlichen Schulung zusammenstellen. Dazu gehören beispielsweise die Maschinen, an denen das Personal geschult werden muss und andere einzigartige, fabrikspezifische Zusammenhänge.
Der Fabrikbesitzer sollte dann einen technischen Dienstleister beauftragen, der virtuelle Schulungsmodule entwickelt, Wearable-Technologie anbietet und in der Entwicklung von Lösungen für die Fertigungsindustrie erfahren ist. Die Fabrikbesitzer sollten sicherstellen, dass sie den technischen Dienstleistern detaillierte Informationen zu ihren Anforderungen zur Verfügung stellen. Dazu gehört beispielsweise die Anzahl der zu schulenden Mitarbeiter, die situativen Rahmenbedingungen (Maschinenbetrieb, Montagelinien, Produktlebenszyklen usw.) und die Art der Validierung, der das Personal zugestimmt hat. Unter Umständen müssen bei der Validierung einige Datenschutzfragen berücksichtigt werden. Daher sollte zuerst ein Treffen mit den Mitarbeitern vereinbart werden, um die Möglichkeiten der Validierung zu erörtern. Der technische Dienstleister müsste dann die Optionen prüfen und die virtuelle Umgebung nach den Vorgaben des Fabrikbesitzers gestalten.
Außerdem sollte der technische Dienstleister eine robuste industrielle Cloud entwickeln, in der die Daten zu den Reaktionen der Mitarbeiter auf die Schulung gespeichert und diese in alle zusätzlichen IoT-Plattformen bzw. Big-Data-Plattformen in der Fabrik integriert werden. Der technische Dienstleister sollte auch die VR-Brille bereitstellen, die für die Teilnahme an der Schulung erforderlich ist. In der Regel gilt: Je mehr Funktionen die Brille bietet, desto teurer ist sie. Einige technischen Anbieter berechnen pro Brillensatz und andere pro Einheit, was eine kostengünstigere Option ist, wenn viele Mitarbeiter geschult werden müssen.
Die eigentliche Schulung ist recht einfach. Der Fabrikbesitzer braucht nur einen Zeitrahmen für die Mitarbeiterschulung einzuplanen und die Teilnehmer mit der tragbaren Technologie auszustatten.
Virtuelle Schulung und Validierung als erweiterte HMIs
Die meisten Fabrikbesitzer sind mit dem Konzept eines HMI (einer Mensch-Maschine-Schnittstelle) vertraut. Das kann ein Bildschirm, ein Smartphone oder ein PC sein, mit dem ein Mensch mit Maschinen im Fertigungsbereich arbeiten und diese steuern kann. Das Personal der Fabrik kann über HMIs mehrere Aufgaben erfüllen. Dazu gehört zum Beispiel die Durchführung der Maschineneinstellungen. Außerdem können über die HMIs Informationen zur Fabrik wie beispielsweise KPIs abgerufen werden.
Virtuelle Schulung und Validierung können gewissermaßen im Kontext erweiterter HMIs betrachtet werden, da sich ein Mensch mithilfe der Brille (als Schnittstelle) in der virtuellen Umgebung mit virtuellen Maschinen auseinandersetzen kann. Die virtuelle Umgebung ist vollständig computerisiert und basiert auf Computerlogik. Die Menschen, die sich in der virtuellen Umgebung mit den virtuellen Fabrikmaschinen auseinandersetzen, nutzen menschliche Intelligenz. Der Mensch beschäftigt sich mit den Maschinen in der virtuellen Welt auf gleiche Weise wie mit den Maschinen in der realen Welt, macht dies hier aber über die erweiterte Schnittstelle zwischen Brille und virtueller Welt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass keine realen Maschinen beschädigt werden und Mitarbeiter in der virtuellen Umgebung so viel üben können, wie sie möchten. Ebenso kann die virtuelle Welt leicht an verschiedene Szenarien angepasst werden, in denen das Fabrikpersonal geschult werden sollte. Virtuelle Schulungen und Validierungen können somit als HMIs der nächsten Generation oder als erweiterte HMIs betrachtet werden.
Schlussfolgerung
Virtuelle Schulungs- und Validierungslösungen werden zunehmend eingesetzt. Dieser Trend wird sich in Zukunft fortsetzen.
Wenn ein Fabrikbesitzer für seine Mitarbeiter einen Schulungsbedarf sieht, so sollte er in Betracht ziehen, mindestens ein virtuelles Schulungsmodul in die Ausbildung zu integrieren und mit einem technischen Dienstleister mit Erfahrung in der Fertigungsindustrie zusammenzuarbeiten.
