Lernen in virtuellen Welten

Bei der Aus- und Weiterbildung in Unternehmen spielen Augmented Reality und Virtual Reality eine immer größere Rolle. Denn damit gelingt nicht nur nachhaltigere Wissensvermittlung – auch bei der Kostenbetrachtung haben die innovativen Technologien die Argumente auf ihrer Seite.

Virtual Reality erleichtert Trainings in gefährlichen oder schwierig bereitzustellenden Umgebungen. Foto: Siemens / Gregor Schläger

Virtual Reality erleichtert Trainings in gefährlichen oder schwierig bereitzustellenden Umgebungen. Foto: Gregor Schläger

Wenn das jetzt schiefgeht, wird es teuer. Oder es stehen gar Leben und Gesundheit von Kollegen und Mitmenschen auf dem Spiel. So mancher Job birgt Risiken, die nur top geschultes Personal sicher im Griff hat. So kann ein nicht korrekt verriegelter Schlauch beim Befüllen einer Tankanlage große Mengen Erdreich und Grundwasser verseuchen. Beim Anschluss von Starkstromleitungen können kleine Unachtsamkeiten zu tragischen Unfällen führen. Fehlerhafte Montagen im Großanlagenbau haben oft gewaltige Schäden und damit Kosten zur Folge.

Das zuständige Fachpersonal muss deshalb oft umfangreiche Ausbildungen durchlaufen. Und gerade bei kritischen Lern­inhalten zeigt sich, dass frontal vorgetragene „Anleitungen“ nicht der beste Weg zur Vermittlung von Wissen und Trainingszielen sind. Praktiker wie Marek Hadrys, technischer Ausbilder bei der Oldenburger EON-Tochter Avacon Netz GmbH, betonen: „Wenn ein Auszubildender in einem ungefährlichen Trainingsraum übt, fehlt der Stress der realen Situation als wichtiger Faktor. Und selbst solche eingeschränkten Lernsituationen sind noch bei Weitem besser als das trockene Pauken von Verfahrensanweisungen und Sicherheitsrichtlinien.“

Eintauchen in die Inhalte

Unternehmen setzen in ihren Ausbildungsplänen zunehmend auf Virtual und Augmented Reality. Foto: HoloLens

Unternehmen setzen in ihren Ausbildungsplänen zunehmend auf Virtual und Augmented Reality. Foto: Volkswagen

Dieser Hintergrund ist entscheidend dafür, dass Unternehmen in ihren Ausbildungsplänen zunehmend auf Virtual und Augmented Reality setzen. Denn dank ihrer Immersion – des Eintauchens des Nutzers in die simulierten Welten – haben sich diese Technologien als weitaus erfolgreicher für die Vermittlung von Wissensinhalten erwiesen als konventionelle Methoden. Taucht ein Lernender mit allen Sinnen in eine realitätsnahe, drei­dimensionale Umgebung ein, verankern sich die vermittelten Inhalte besser in seinem Gehirn. Letztlich bestätigen sich hier jahrzehntelange pädagogische Erfahrungen: Wer einen Vorgang praktisch ausführt, lernt besser und nachhaltiger als durch bloße Theorievermittlung.

„Das lässt sich durch Studien klar belegen“, erklärt Thomas Hoger, Mitinhaber des Darmstädter VR-/AR-Dienstleisters 3spin. Sein Unternehmen hat etwa für die Lufthansa ein Augmented-Reality-Training für angehende Lageristen umgesetzt. Über die von Microsoft entwickelte AR-Brille Hololens wird ein Hologramm einer Palette und eines Fahrzeugs in den Klassenraum projiziert. Virtuell lernen die Teilnehmer, wie sie das Auto sicher verzurren. Hatten vorher mehr als 30 Prozent der Auszubildenden die abschließende Eignungsprüfung nicht bestanden, sank dieser Wert nach Einführung der neuen Trainingsmethode auf nur noch 7 Prozent. Das Projekt wurde durch die Mainzer Johannes-Gutenberg-Universität begleitet.

Trainings jederzeit und überall

Diese neuen Trainingsmethoden nutzt auch DEKRA. Gemeinsam mit einem internationalen Kunden aus der Öl und Gas-Industrie und 3spin wurde ein Virtual-Reality-­Training zur Tankstellenversorgung und Tankwagenlogistik realisiert. Dietmar Metzger, Executive Vice President der DEKRA Gruppe und Leiter der Service Division Training, zeigt sich begeistert: „Ein solches Training war bisher schwierig, da die Auswirkungen von Fehlern in der Realität kaum deutlich gemacht werden können. Durch unsere international nutzbare VR-Anwendung verankert sich beim Mitarbeiter schon im Vorfeld ein starkes Problembewusstsein.“

Zudem macht es die aus kompakter Technik bestehende Lernumgebung möglich, Trainings an jedem Ort und beliebig oft zu geringen Kosten durchzuführen. Sie erfordern keine speziellen Übungsräume, die Teilnehmer müssen sich nicht für ein Seminar mehrere Tage aus dem Arbeitsgeschehen ausklinken. Und dennoch sind die Lernerfolge nachweislich höher als mit traditionellen Methoden. Diesen Erkenntnissen tragen die Aus- und Weiterbildungskonzepte in Unternehmen immer häufiger Rechnung – und auch in die von vielen europäischen Ländern vorgegebenen Ausbildungsverordnungen halten Augmented und Virtual Reality zunehmend Einzug.

Icons: Dmytro Vyshnevskyi/istockphoto
Icons: Dmytro Vyshnevskyi/istockphoto

Intuitive Produktion von Inhalten

Bislang war die Produktion von VR-Inhalten vergleichsweise aufwendig und somit teuer, selbst kleine Anpassungen bedeuteten zusätzlichen Aufwand. Die kontinuierliche Verteilung der Inhalte auf VR-Brillen stellte einen weiteren Kostentreiber dar. „Die Folgekosten kamen meist als Überraschung und haben Unternehmen dann abgeschreckt“, weiß Dietmar Metzger. Deshalb setzen DEKRA und die VR-Pilotkunden auf einen neuartigen Plattform-Ansatz, der die Erstellung von VR- und AR-Inhalten sowie ihre Verteilung gleichermaßen ermöglicht – und das ohne Programmieraufwand. Die Avacon Netz GmbH ist einer ihrer Nutzer, und deren technischer Ausbilder Marek Hadrys bestätigt die einfache Handhabung mit einem eindrucksvollen Beispiel: „Mittlerweile entwerfen unsere Azubis eigenständig Trainings für ihre Nachfolgerjahrgänge. Das funktioniert hervorragend, da sie sich an ihre eigenen Schwierigkeiten erinnern und gut einschätzen können, welche Inhalte und Umsetzungen attraktiv sind.“ Auf diese Weise entstanden zum Beispiel Arbeitssicherheitstrainings, bei denen die Lernenden in 360-Grad-Videos bestimmen, wann die darin dargestellten Protagonisten gegen Vorschriften verstoßen oder Fehler machen.

Business-Cases müssen stimmen

Erweiterte Realität: Wie man Gasturbinen korrekt wartet, vermittelt Siemens Energy unter anderem per Augmented Reality. Foto: VR

Erweiterte Realität: Wie man Gasturbinen korrekt wartet, vermittelt Siemens Energy unter anderem per Augmented Reality. Foto: Siemens /  Gregor Schläger

Doch beim Einsatz in Unternehmen sind es nicht allein die Erfolge bei der Wissensvermittlung, die für das neue Lernen mit AR und VR sprechen. Auch die betriebswirtschaftliche Seite muss aufgehen. „Wir müssen den Beweis erbringen, dass wir mit digitalen Trainingsmethoden Geld einsparen“, berichtet etwa Michael Stavenhagen. Der Maschinenbauingenieur arbeitet bei ­Siemens Energy in einem agilen Team, das die Entwicklung und Vermarktung digitaler Trainingslösungen vorantreibt.

Wichtige Bausteine solcher Kalkulationen sind entfallende Reisekosten für Personal und Trainer, die Zeitersparnis für die Lernenden und die oft direkt in die Trainings integrierte Erfolgskontrolle. Diese Prinzipien hat sein Team etwa in einem Training für die Montage und Wartung von Gasturbinen realisiert. Starke Argumente liefern auch Bedarfe, die in der globalen Aufstellung des Unternehmens begründet liegen. „In bestimmten Märkten wie etwa Nordafrika oder Asien ist die Personalfluktuation größer als andern­orts“, so Stavenhagen. Digitales Training ist nach seiner Erfahrung schneller, senkt die Ausbildungskosten vor Ort und erhöht gleichzeitig die Qualität der Ergebnisse. „Wir versuchen auch, die Voraussetzungen so einfach wie möglich zu halten“, ergänzt der Trainingsexperte. „Was sich auf dem Smartphone realisieren lässt, setzen wir am liebsten allein damit um. Denn das Fon ist im Zweifel schon vor Ort – auf eine Hololens muss der Nutzer hingegen vielleicht zwei Wochen warten.“

Allerdings stünden gerade Mitarbeiter mit langjähriger Berufserfahrung den neuen Methoden oft skeptisch gegenüber, berichtet der Ingenieur. Sie hätten ihre Kenntnisse auf traditionellem Weg erlernt und bauten auf langjährige Erfahrung. „Deshalb ist ein weiterer entscheidender Aspekt, dass zum Beispiel AR-­Lösungen nicht nur auf den Einsatz in der Ausbildung beschränkt sind“, so Stavenhagen. „AR funktioniert bei Montagen wie ein Navi im Auto.“ Damit sind auch Nachwuchsmonteure immer auf der sicheren Seite. Fortbildungen hingegen lassen sich oft auch in kleinen Häppchen im Tages­geschäft unterbringen, und das überzeugt dann auch die alten Hasen, die dazu früher wochenlang in Seminare mussten.

Vorteile in der Produktionskontrolle

Montage mit AR: Volkswagen setzt auf Augmented Reality, um Mitarbeitende für die Montageschritte beim neuen Golf 8 auszubilden. Foto: HoloLens

Volkswagen setzt auf Augmented Reality, um Mitarbeitende für die Montageschritte beim neuen Golf 8 auszubilden. Foto: Volkswagen

Deshalb sind gerade in der Autoindustrie viele AR-Projekte auf halbem Weg zwischen Weiterbildung und Prozessunterstützung angesiedelt. So setzt Volkswagen zum Beispiel AR-Anwendungen ein, um Mitarbeitende für die Montageschritte beim neuen Golf 8 auszubilden. „In jeder Anlaufphase wie etwa beim neuen Golf stehen wir vor der Aufgabe, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für neue Montageprozesse zu qualifizieren. AR-Brillen können in Zukunft eine weitere Methode sein, um solche Schulungen noch effizienter zu gestalten“, so Tim Ritzmann, verantwortlich für Technik und Prozesse in der VW-Kunststofftechnik. Mithilfe der Brille durchläuft der Mitarbeitende virtuell einen Montageprozess aus über 50 einzelnen Prozessschritten. Dabei sieht die Fachkraft das reale Bauteil und die virtuellen Einblendungen gleichzeitig und arbeitet Schritt für Schritt die Anweisungen ab. Das AR-System bietet dabei auch Hinweise zu besonders qualitätskritischen Stellen am Bauteil und zeigt, wie diese zu kontrollieren sind. „Wir haben bei diesem Projekt von Anfang an mit der Konzern-IT zusammengearbeitet. Dadurch können wir das gewonnene Wissen kontinuierlich weiterentwickeln und mit anderen Bereichen und Marken teilen“, berichtet Ritzmann.

Übergreifende Lösungen

„Die Technologien AR und VR sind erwachsen geworden“ resümiert der Innovation Manager für Digital Realities der Konzern-­IT, Wilhelm Hieb. Wie ernst der ­Volkswagen-Konzern das Thema nimmt, zeigt schließlich auch die markenübergreifende Augmented Reality Group ­Strategy. Das zugehörige Führungstandem aus Wilhelm Hieb und Lukas Lehmann, verantwortlich für AR im Bereich Digitalisierung der Produktionsabteilung des Konzerns, zielt darauf ab, das Potenzial von AR-­Anwendungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu heben. Genau dort setzt die Strategie mit ihrer Missionsbeschreibung „Standards entwickeln, Prozesse definieren und konzernweit Nutzer einbeziehen“ an. Neben übergreifend einsetzbaren Lösungen in der Aus- und Weiterbildung geht es dabei um Themen wie Remote Support, die Qualitätskontrolle und Dokumentation sowie die Unterstützung manueller Tätigkeiten.

Dennoch gilt auch hier für jedes Projekt: Der Mehrwert durch den Einsatz muss höher sein als die Investitionen in die Technologie. „Wir haben verschiedenste Anwendungsbeispiele im Konzern, die genau diese Anforderung erfüllen“, erklärt Lukas ­Lehmann. „Nun geht es darum, durch den Roll­out von markenübergreifenden Lösungen Synergien zu heben.“ Und auch wenn es in diesen Fällen nicht gerade um Leben oder Tod gehen mag, ist auch dies ein starkes Argument für die innovative Technologie.

Drei Fragen an Dietmar Metzger, Executive Vice President der ­DEKRA Gruppe und Leiter der Service Division Training

AR- und VR-Technologien haben ­sich in den letzten Jahren vor allem in der Gaming-Szene etabliert. Im Businessbereich gab es lange vergleichsweise wenige Anwendungsfälle. Warum ist das so, und welchen Stellenwert hat die ­Technik­ bei DEKRA?
Tatsächlich ist das Thema in vielen Köpfen noch als Freizeitspaß abgestempelt. Aber wie die hier beschriebenen Beispiele zeigen, haben technologisch führende Firmen diverser Branchen das Potenzial für professionelle Anwendungen längst erkannt. Komplexe Fertigungsprozesse können in VR-Trainings entzerrt und Sicherheitsrisiken in größerer Direktheit nahegebracht werden. Dies führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung innerbetrieblicher Bildungsmaßnahmen. Gerade die letzten beiden Punkte sind Teil der DEKRA DNA. Daher arbeiten wir nicht nur selbst mit dieser Technologie, sondern integrieren sie auch in Kundenprojekte.

Dietmar Metzger, Executive Vice President der ­DEKRA Gruppe und Leiter der Service Division Training. Foto: DEKRA

Dietmar Metzger, Executive Vice President der ­DEKRA Gruppe und Leiter der Service Division Training. Foto: DEKRA

Wie können wir uns das vorstellen?
Wir beschäftigen uns ständig mit Innovationen in der Lerntechnologie und lassen unsere Erkenntnisse in geeignete interne und externe Projekte einfließen. Daraus entstehen kundenindividuelle Lösungen, aber auch bestimmte Standards, die Kunden flexibel mieten können. Treiber sind häufig das Ermöglichen sonst nicht darstellbarer Anwendungen oder die Erhöhung der Wirksamkeit. Oder auch ganz simpel die Reduzierung von Reisekosten.

Effizienz ist immer willkommen. ­Welche Projekte eignen sich besonders gut für AR- oder VR-­Anwendungen?
Generell lässt sich sagen, dass VR immer dann ­angesagt ist, wenn Mitarbeiter auf die Durchführung praktischer Tätigkeiten vorbereitet werden sollen, die in der Realität riskant, teuer oder de facto undurchführbar sind. Denken Sie zum Beispiel an alles, was mit Feuer zu tun hat. Komplementär dazu kann AR die konkrete Ausführung unterstützen, Qualität garantieren und Risiken mindern. Wir teilen gerne unsere Erfahrungen.

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