WERKWANDEL 01/2023 Wissenschaft direkt wurden hierbei auch Ursachen und Auswirkungen von Fehlern aufgenommen. Dies war nur möglich, weil betriebliches Ausbildungspersonal bereit war, Wissen zu beruflichen Handlungen und Handlungsfehlern der betrieblichen Praxis in das Projekt einzubringen. Die erhobenen Informationen wurden zu einem Arbeitssystem zusammengeführt, um eine Simulation der Auswirkungen von Handlungen zu ermöglichen. Die Herausforderung beim Entwurf des FeDiNAR-Systems bestand in der Zusammenführung von didaktischen Ansprüchen und technischer Machbarkeit mit realisierbarem Entwicklungsaufwand. So zeigte sich bei der Umsetzung des Projekts, dass die Identifizierung von Handlungen, die Bewertung hinsichtlich der Zulässigkeit einer Handlung und der daraus resultierenden Handlungskonsequenz eine Vielzahl an Systemkomponenten, Schnittstellen, Sensorik und Logik erforderlich machte. Dies lag insbesondere daran, dass sich FeDiNAR zum Ziel gesetzt hatte, das System für Lernsituationen an realen Betriebsmitteln einer Ausbildungswerkstatt umzusetzen. Die Simulation der realen Systeme erlaubt die Visualisierung von Konsequenzen insbesondere auch fehlerbehafteter Handlungen. Die Lernenden sehen die Auswirkungen ihrer Fehler in AR direkt in der realen Lernsituation über die HoloLens 2-Datenbrille. Vision — Auszubildender bearbeitet eine Lernaufgabe unter Nutzung des technischen Lernsystems an einer Spritzgießmaschine und wird vom Ausbilder didaktisch unterstützt. eintreten kann. Zeitgleich werden in AR die möglichen Fehlerbilder im Arbeitsprozess als 3D- Modelle und Effekte angezeigt. Eine cloudbasierte Plattform verbessert den Einsatz und Austausch in der beruflichen Ausbildung: Sie stellt Auswertungen zu den Handlungen der Auszubildenden zur Verfügung. Zusätzlich beinhaltet sie das didaktische Konzept und stellt Lern- und Arbeitsaufgaben zur Verfügung. Das FeDiNAR-System wurde für zwei Lernszenarien umgesetzt und bei Praxispartnern im Berufsalltag Visualisierung des Dieseleffekts in AR durch das FeDiNAR-System nach fehlerhafter Programmierung an einer Arburg-Spritzgießmaschine des ikuowl in Lemgo. Fotos: Verbundprojekt FeDiNAR Für die Simulation und Visualisierung wurde das Konzept des Digitalen Zwillings genutzt, welches ein digitales Abbild der Zustände eines realen Arbeitssystems ermöglicht. Die Lernenden erleben den aus einer Handlung resultierenden Zustand an der realen Maschine. Das FeDiNAR-System erkennt einen Fehler und stellt durch den Wechsel in die virtuelle Welt sicher, sodass keine Schädigung von Menschen und realen Betriebsmitteln erprobt. Die Erprobung dieser Lernszenarien bei Praxispartnern zeigte, dass sowohl das Ausbildungspersonal als auch die Auszubildenden das System annehmen und in diesem einen Mehrwert für die berufliche Aus- und Weiterbildung sehen. So ist das FeDiNAR-System aktuell beim Institut für Kunststoffwirtschaft OWL (ikuowl) im Einsatz. Der für das ikuowl umgesetzte Anwendungsfall ist dem Ausbildungsberuf Verfahrensmecha- 28
WERKWANDEL 01/2023 Wissenschaft direkt +49 241 80-26097 INFORMATIONEN ZUM PROJEKT FEDINAR Das Verbundprojekt FeDiNAR entwickelt und erprobt didaktische und technische Innovationen für den Einsatz von Augmented Reality Lösungen in betrieblichen Lernprozessen der Berufsausbildung. Im Projekt kooperieren die RWTH Aachen University (Institut für Arbeitswissenschaft, Institut für Mensch-Maschine-Interaktion) und die Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe (Labor für Industrial Engineering) als wissenschaftliche Partner mit der oculavis GmbH und der QualiTec GmbH als Praxispartner. Viele assoziierte Partner, wie das ifaa — Institut für angewandte Arbeitswissenschaft e. V., unterstützten das Projekt. Das Projekt FeDiNAR ist im Fachprogramm »Digitale Medien in der beruflichen Bildung« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert worden und wurde vom DLR-Projektträger unter den FKZ 01PV18005A bis -D betreut. Alexander Atanasyan, M. Sc. Wissenschaftlicher Mitarbeiter Institut für Mensch-Maschine-Interaktion RWTH Aachen University Alexander Atanasyan möchte berufliche Bildung mit Digitalen Zwillingen und Augmented Reality interessanter, sicherer und wirksamer machen. +49 5261 807-413 Carsten Kießler Leitung Institut für Kunststoffwirtschaft OWL Carsten Kießler möchte die regionale Kunststoffbranche durch bestmöglich ausgebildetes Fachpersonal stärken. niker/in für Kunststoff- und Kautschuktechnik zuzuordnen und betrachtet die Inbetriebnahme eines Werkzeugs in einer Spritzgießmaschine — auch Füllstudie genannt. Im Lernprozess sollen hier die Abhängigkeiten von Prozessparametern untereinander sowie die Effekte auf das zu fertigende Kunststoffteil erschlossen werden. Die Füllstudie ist häufig auch Teil der IHK-Abschlussprüfung. +49 5261 807-412 Lukas Dunsche Ausbilder Kunststofftechnik Institut für Kunststoffwirtschaft OWL Lukas Dunsche möchte Auszubildende optimal auf die Abschlussprüfung vorbereiten. Autoren +49 241 80-99454 +49 5261 702-5379 Marvin Goppold, M. Sc. Wissenschaftlicher Mitarbeiter Institut für Arbeitswissenschaft RWTH Aachen University Marvin Goppold möchte sozio-technische Systeme in der beruflichen Bildung mit allen Beteiligten gestalten. Prof. Dr.-Ing. Sven Tackenberg Professor im Bereich Produktionsplanung und -steuerung Labor für Industrial Engineering Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe Sven Tackenberg möchte Arbeit wirtschaftlich und nachhaltig gestalten. +49 5261 702-5474 +49 241 80-26101 Jan-Phillip Herrmann, M. Sc. Wissenschaftlicher Mitarbeiter Labor für Industrial Engineering Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe Jan-Phillip Herrmann möchte Arbeitsprozesse simulieren, um frühzeitig Verbesserungsmaßnahmen für die Fertigung abzuleiten. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Roßmann Professor im Bereich Robotik, Simulationstechnik und Mensch-Maschine-Interaktion Institut für Mensch-Maschine-Interaktion RWTH Aachen University Jürgen Roßmann möchte mithilfe von Simulation das intuitive Verständnis von Technik fördern. 29
