Konzeption und Implementierung von Multi-Device Interaktionen zur Unterstützung industrieller Wartungsprozesse

Wartungsarbeiten an Cyber-Physischen-Systemen, beispielsweise Produktverpackungsmaschinen, stellen einen wissensintensiven Prozess dar und erfordern einen hohen Interaktionsgrad zwischen Wartungsmitarbeitern und Maschinen. Anstatt diese Prozesse mit Handbüchern und Checklisten zu unterstützen, evaluieren Unternehmen Ansätze, die mit Hilfe verschiedener, mobiler, Endgeräten wie z.B. Smartphones, Tablets und Augmented-Reality-fähige Head-Mounted-Displays Wartungsmitarbeiter bei ihren Aufgaben unterstützen sollen. Diese Ansätze bringen verschiedene Herausforderungen mit sich, da sie sich unter anderem auf feste Soft- und Hardwarekonfigurationen verlassen und sich somit schwer auf wechselnde Umgebungsbedingungen oder Nutzerbedürfnisse und -anforderungen anpassen lassen. Eine Verbesserung von Mensch-Maschine Interaktionen in diesem Anwendungsbereich stellen einerseits die Verwendung multimodaler Schnittstellen dar, welche parallel mehrere Kanäle für Ein- und Ausgabe nutzen können (z.B. Touch- und Spracheingabe), andererseits die Verwendung mehrerer Geräte, die verschiedene Vor- und Nachteile aufgrund ihrer technischen Beschaffenheit ausgleichen können. Durch die Kombination dieser Ansätze ergeben sich neuartige und vielfältige Möglichkeiten der Prozessunterstützung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Wartungsprozess einer Pharma-Verpackungsmaschine erhoben und bezüglich möglicher Interaktionsarten verschiedener Geräte, z.B. Microsoft HoloLens und SmartWatch, analysiert. Darauf basierend wurde das Konzept eines multimodalen Multi-Device-Systems entworfen, welches eine prozesszentrierte Unterstützung von Maschinenwartungen ermöglicht. Während einer Maschinenwartung können damit sowohl mehrere Geräte zur Interaktion verwendet werden, als auch verschiedene Eingabe-, Ausgabe- und Feedbackmodalitäten definiert werden. Abschließend wurde auf Basis des erarbeiteten Konzepts eine prototypische Implementierung umgesetzt.