Kundenindividuelle Produkte in kurzer Zeit verfügbar machen – Trends wie diese treiben die technologischen Entwicklungen der smarten Fabrik vor sich her. Gesucht werden deshalb Methoden, Systeme und Technologien, die den Werker dabei unterstützen Einzelserien auf Kundenwunsch schnell und fehlerfrei zu fertigen. So hält auch die Blick- und Gestensteuerung inzwischen Einzug in die Fertigungshallen, nicht zuletzt, weil es eine robuste Technologie ist, die die natürlichen Bewegungsabläufe unterstützt und schnell erlernbar ist. 
 

Überschaubarer Aufwand

Der technologische Aufwand für die Blick- und Gestensteuerung hält sich in Grenzen: Für die Blicksteuerung ist lediglich ein handelsüblicher Eye-Tracker – etwa der Eye-Tracker von Tobii – und die Software Nuia Productivity+ von 4tiitoo nötig. Der Eye-Tracker sendet ein schwaches Infrarotlicht aus, welches von den Augen des Nutzers reflektiert wird und daraus die Blickrichtung errechnet. Zum Einstieg reicht eine kurze Kalibrierung des Nutzers, welche keine 30 Sekunden dauert. Die Software wird im Prinzip transparent über das zu steuernde ­Programm gelegt, ohne es zu verändern. Die Software erkennt, wo auf der darunterliegenden Bedienoberfläche Buttons und Menüleisten angeordnet sind.

Die Blick-Erkennung

Nun gibt es zwei Möglichkeiten: Für unkritische Funktionen reicht ein einfacher Blick zum Klicken der Taste. Die Dauer sollte im Milli-Sekundenbereich liegen, um die Effektivität zu erhöhen. Für eine doppelte Bestätigung kommt ein Gaze-Selector zum Einsatz. Zunächst wird hierbei die Zieltaste mit einem schnellen Blick markiert. Daraufhin erscheint in unmittelbarer Nähe ein weiterer Knopf, der zwecks Bestätigung ebenfalls angeblickt werden muss. Animierte Montageanleitungen können ­beispielsweise mit Hilfe der Blick-Erkennung gestartet und ­automatisch gestoppt werden, wenn der Werker seinen Blick wieder auf sein Montagewerkstück weg vom Bildschirm richtet. Schaut er wieder auf den Bildschirm, wird die Anleitung fortgesetzt. Als Erfahrungswert gilt: Traditionelle Bildschirmarbeiter wie Buchhalter, Software-Entwickler oder Anwender von CAD-Programmen erhöhen mit diesen Bedienhilfen ihre Effektivität bereits um bis zu 12 %.

Ist der Werker etwas weiter vom Bildschirm entfernt, kann die Gestensteuerung die Blick-Erkennung ersetzen. Hierbei werden mittels eines Armbands, das mit Sensoren für Beschleunigung, Lage und Drehungen ausgestattet ist, Rückmeldungen des Werkers an das System gegeben und vom Armband mit Hilfe von Vibrationen quittiert. Die passende Software übersetzt die Bewegungen des Armes in Funktionssteuerungen des zu bedienenden Programms. Das Armband mit einer Batterielaufzeit von rund 10 bis 12 Stunden kommuniziert mit dem Rechner über die Standard-Schnittstelle Bluetooth.
 

Die Gestensteuerung

Der Vorteil der Gestensteuerung ist, dass der Werker keine Maus und kein Touchdisplay bedienen und dafür das Werkstück oder Werkzeug aus der Hand legen muss. Der Werker kann ­einfach mit Wischbewegungen in der Arbeitsanweisung hin und her blättern, Arbeitsvorgänge starten und beenden. Um ein Arbeitsschritt als erledigt oder ein Teil als ‚OK‘ zu markieren, reicht es aus, ein Häkchen in die Luft zu malen beziehungsweise anders herum: Muss mal ein Problem dokumentiert ­werden, deutet der Werker ein Kreuzchen an, dann öffnet sich beispielsweise ein Dialogfeld mit Fehlerursachen. Ist doch ­einmal eine Maus nötig, kann dies auch mit Hilfe der AirMouse-Funktion simuliert werden. Dazu wird der Arm leicht nach oben oder unten bewegt.

Aktuell sind mit dem beispielhaft beschriebenen Armband zwölf Gesten möglich, deren Funktion sich auch noch kontextsensitiv unterscheiden kann. Mehr als sechs Gesten sind aber im Normalfall nicht vonnöten, da die Komplexität auf dem Shop Floor in der Regel nicht so hoch ist. Zudem wird durch die begrenzte Anzahl an Gesten auch der Werker nicht überfordert.

Um während der Arbeit unbeabsichtigte Befehle zu verhindern, wird eine kurze Bewegungspause von unter einer Sekunde vor einem Dialog benötigt. Sicherheitsrelevante Rückmeldungen lassen sich zudem mit einer Bestätigungsgeste kombinieren. Der Algorithmus zur Erkennung der Gesten wird zudem permanent durch maschinelles Lernen optimiert.

Zur diesjährigen Hannover Messe hat Trebing+Himstedt die Technologien der Start-ups 4tiitoo (Blicksteuerung) und Kinemic (Gestensteuerung) in den Standardprozess einer SAP-ME-Werkerführung für einen manuellen Montageprozess integriert und somit die Machbarkeit demonstriert.

Autor: Ulf Kottig ist Senior Marketing Manager bei Trebing+Himstedt.