Weichen stellen für die Zukunft

Weichen stellen für die Zukunft

Lehren und Lernen mit Augmented Reality bei der Deutschen Bahn

In einer modernen Gesellschaft, die sich rasant verändert, stehen Unternehmen vor großen Herausforderungen. Um effizient und wirtschaftlich zu bleiben, müssen sie sich den Veränderungen beständig anpassen, Modernisierungen vornehmen und Lösungen finden – und zwar für alle Bereiche des Unternehmens. Dabei werden sie von Fortschritten in der Wissenschaft, verbesserten Infrastrukturen, globalen Netzwerken und neuen Technologien unterstützt.

Eine entscheidende Rolle bei der Modernisierung spielt in vielen Betrieben und Konzernen die Frage nach dem Wissenstransfer. Lehren und Lernen im beruflichen Kontext tragen entscheidend zum Erfolg eines Unternehmens bei. Das gilt besonders für Unternehmen, in denen Schulungen mit hohen finanziellen und zeitlichen Aufwänden verbunden sind oder die Schulungsinhalte praktisch im Gelände bzw. an Maschinen im laufenden Betrieb erfolgen müssen. Auch Schulungen von Gefahrensituationen oder ein Mangel an Lehrpersonal stellen Unternehmen vor komplexe Herausforderungen. Die moderne Technologie bietet nun eine effiziente und überzeugende Lösung, die darüber hinaus entscheidende Vorteile im didaktisch-methodischen Bereich mit sich bringt: Augmented Reality (AR) revolutioniert das Lehren und Lernen.

Die Deutsche Bahn hat den Bedarf eines modernisierten Wissenstransfers im Unternehmen ausgemacht und die Chancen des technischen Fortschritts erkannt. Gemeinsam mit dem Startup VISCOPIC ist das Projekt „3D-Durchblick“ ins Leben gerufen worden, welches Schulungen und Trainings auf ein neues Niveau hebt. Die Weiterbildung von Mitarbeitern sowie die Einarbeitung neuer Kollegen ist seitdem weitaus einfacher, schneller und effizienter – dank des Einsatzes von AR.

Entgrenztes Lernen mit der AR-Brille

Eine Schulung bedeutete früher, dass sich mehrere Teilnehmer in einem Raum mit Stuhlreihen und Tischen zusammenfanden. Zumeist hatten einige etwas zum Schreiben mitgebracht, andere einen Kaffeebecher und, wenn der Lehrkörper erschien, dauert es oft nicht lange, bis ein Beamer summte und eine Bildschirmpräsentation die Theorie vermitteln solle. Je nach Schulungsinhalt folgte später ein praktischer Teil, der möglicherweise mit größeren logistischen und materiellen Aufwänden einherging, kleinere Schulungsgruppen vorsah und sich zeitlich und örtlich als extrem unflexibel erwies. So kennen es auch Mitarbeiter von der Deutschen Bahn – von früher. Denn der Konzern hat auf ein modernes Schulungskonzept umgestellt und gestaltet mit Hilfe von AR das Lehren und Lernen ansprechend und qualitativ hochwertig.

Die wegweisende Technologie verfügt über ein schier unbegrenztes Potenzial zur Realisierung neuartiger Lernszenarien. Durch den Einsatz von AR können theoretische Inhalte interaktiv dargestellt, zum optimalen Zeitpunkt mit adäquaten Ergänzungen versehen und auf vielschichtige Art und Weise erklärt werden. Das ermöglicht es, unterschiedlichen Lerntypen gerecht zu werden und sie individuell besser zu erreichen. Das praktische Lernen kann zunächst an einer realitätsnahen Abbildung geübt werden. Dadurch gelingt es, bereits in der Theorie einen stärkeren Praxisbezug herzustellen und Schulungen in der realen Situation optimal vorzubereiten.

Vor allem in praktischen Trainings ist AR wertvoll und hat klare Vorteile gegenüber klassischen Methoden. Das Problem bei herkömmlichen Schulungen ohne erweiterte Realität ist, dass reale Übungsobjekte nicht in die Klassenzimmer gebracht werden können. Deshalb wurde Fachwissen bei der Deutschen Bahn bisher über Powerpoint-Präsentationen sowie durch Übungen an echten Weichen vermittelt. Das macht die praktische Ausbildung in der nötigen technischen Tiefe schwer, ortsgebunden und zeitaufwändig. Durch neue Technologien können Vorgänge direkt an virtuellen Modellen und Abbildungen erläutert werden und im Anschluss an realen Bauteilen vertieft werden. Auch Anwendungsfälle, welche in der Realität selten zum Training zur Verfügung stehen, können in AR-Schulungen dargestellt werden.

Mit AR-Anwendungen werden auch Onboarding-Prozesse für Mitarbeiter erheblich einfacher, beispielsweise wenn Kollegen den Umgang mit einer für sie neuen Maschinen ohne Hilfe einer zusätzlichen Person erlernen. Für gewöhnlich führt dies zu einer Steigerung der Produktivität, da Kapazitäten nicht in der Einarbeitung gebunden sind. Zusätzlich erweitert AR den Spielraum für dezentrale Schulung und Zusammenarbeit. Fachexperten können per Videochat mit der AR-Brille verbunden werden und dem Lernenden Tipps geben oder Hintergründe erklären. Die Trainer haben in diesem Fall Zugriff auf das Sichtfeld des Lernenden, um diesen anzuleiten, Teile im Sichtfeld zu markieren oder Zusammenhänge zu erläutern.

Ideal lernen – in einer erweiterten Arbeitsumgebung

Die Gründe dafür, dass AR und VR beim Lernen und Lehren derart entscheidende Vorteile mit sich bringt, liegen darin, dass sich die Arbeitsumgebung stark unterscheidet. Folgende Faktoren sind hierbei zentral:

  • Komplexität: Bei einer realen Lernumgebung ist die Komplexität sehr hoch. Andere Gegenstände und Aktionen im Umfeld des Lernenden können diesen negativ beeinflussen und ablenken. In der erweiterten Arbeitswelt, wie sie die neue Technologie eröffnet, ist eine Reduzierung möglich, d.h. nicht benötigte, störende oder irrelevante Bestandteile können ausgeblendet werden. Die Anschaulichkeit ist deutlich höher.
  • Dynamik: In konventionellen Lernumgebungen ist kein Einfluss auf die Dynamik des Umfelds möglich. Durch Markierungen oder Hervorhebungen von bestimmten Bauteilen, Gegenständen oder Abläufen beim Lernen mit AR kann Einfluss auf die Dynamik des Umfelds genommen werden.
  • Inhalte: Dank AR können die Inhalte einer Schulung im Vergleich zu einer normalen Lernumgebung besser kontrolliert und schneller angepasst werden. Einzelteile und deren Funktion lassen sich anzeigen, welche sonst z.B. in komplexen Maschinen verbaut und deshalb nicht sichtbar wären.
  • Aufwand: Bei üblichen Lernsituationen muss mit Material-, Zeit- und Kostenaufwand gerechnet werden, was Schulungen oft ineffizient macht. AR-Trainings heben diese Nachteile auf.
  • Konsequenzen: Beim Üben von komplexen Situationen können Gefahren für die Schulungsteilnehmer, die Lehrenden oder Dritte entstehen. Das Lernen anhand von Hologrammen ist dagegen realitätsnah und dennoch gefahrlos.
  • Flexibilität: Augmented Reality-Schulungen sind im Unterschied zu realen Lernsituation überall und immer zeit- und ortsunabhängig für jeden verfügbar.
  • Individualisierung: Die Flexibilisierung und Individualisierung des Lernens ist dank der neuen Technologie möglich.

3D-Durchblick – der Vorsprung der Deutschen Bahn

Die genannten Vorteile sind es, welche die Deutsche Bahn überzeugten und zu dem Kooperationsprojekt 3D-Durchblick mit VISCOPIC bewegten. Seit dem ist AR gewinnbringend für die Bahn im Einsatz. Wie wichtig AR im Schulungsbereich geworden ist und wie die Qualität der Lehre steigt, wird an der konkreten Umsetzung deutlich:

Das primäre Ziel von 3D-Durchblick ist es, die Handlungssicherheit von Instandhaltern zu erhöhen – insbesondere bei der Inspektion und Entstörung von Anlagen der Leit- und Sicherungstechnik, wie z.B. Weichenantrieben.

Anhand einer AR-Anwendung lernen Instandhalter die Durchführung komplexer Vorgänge, die für ihre Tätigkeit notwendig sind. Schwer sichtbare Bauteile können mit einer AR-Datenbrille virtuell übersichtlich gezeigt und deren Funktion und Wartung verstanden werden. Die Erkennung defekter Teile oder notwendiger Reparaturschritte und die Kontrolle von Ergebnissen werden einfach vermittelt und trainiert. Mit Hilfe der AR können Techniker zudem besser auf seltene Ereignisse vorbereitet werden, denn die Mehrkosten für die realitätsnahe Simulation dieser Situation sind vergleichsweise gering. Ohne den Einsatz der modernen Technologie müssten Fahrzeuge aus dem Verkehr gezogen und zu Übungszwecken bereitgestellt werden. Dies hätte Zugausfälle und somit hohe Kosten zur Folge. Die gute Schulung hat den positiven Effekt, dass Zugverspätungen vermieden werden können.

Bei der Deutschen Bahn drehen sich Schulungsinhalte häufig um komplexe Bauteile, wie zum Beispiel Weichen, die selbst wiederum mit weiteren, oftmals von außen nicht sichtbaren Bauteilen interagieren. Dieses anspruchsvolle System mit seinen Abhängigkeiten und Zusammenhängen kann mit herkömmlichen Mitteln nur schwer veranschaulicht werden. AR kann mehr: Egal wie groß und komplex ein Bauteil ist, es lässt sich mit allen Komponenten und entscheidenden Aspekten verständlich anzeigen. Zusammenhänge werden so logisch dargestellt und die didaktische Qualität der Lehre steigt.

3 Apps mit einem Ziel: besser Lernen und Lehren

Mittels AR werden in Schulungen und Trainings sowie beim Lernen Animationen abgebildet und interaktive Aufgaben angezeigt, anhand derer Schritt für Schritt Vorgänge erlernt und Reaktionen erprobt werden können. VISCOPIC unterstützt die Deutsche Bahn Netz AG mit der Entwicklung drei verschiedener Applikationen für Tablets und die Microsoft HoloLens:

App „Weicheninspektion”: Bei dieser Anwendung trägt der Instandhalter die AR Datenbrille HoloLens, während er sich an der realen Weiche bewegt, um diese zu prüfen und zu warten. An der Weiche sind die wichtigen Prüfpunkte durch virtuelle Markierungen hervorgehoben. Der Techniker sieht bereits aus einiger Entfernung, an welcher Stelle er die Weiche prüfen muss. Bewegt er sich auf einen solchen Punkte zu, werden für die Kontrolle relevante Maße und Daten angezeigt. Diese bleiben im Sichtfeld des Prüfers, während er die Weiche inspiziert und wartet.

App „Weichenantrieb”: Bei dieser Applikation wird das Hologramm einer Weiche in den Raum projiziert. An dem Hologramm können verbaute Teile angezeigt, Bauteile benannt und Vorgänge simuliert werden. Eine Zusatzfunktion für Tablets beinhaltet ein Quiz, welches Lerninhalte abfragt.

App „RBC-Schrank”: Die Anwendung ermöglicht das Erlernen von Vorgängen an einem für die Sicherheit eines fahrenden Zugs zuständigen Radio Block Center-Schrank (RBC-Schrank). Wie bei der App „Weichenantrieb“ können auch hier Bauteile und Vorgänge angezeigt werden.

In allen Anwendungen lässt sich ein „Trainer”- und ein „Student”-Mode unterscheiden. Im Trainer-Mode teilt der Lehrer sein Sichtfeld mit dem Schüler. D. h., er kann Vorgänge auswählen und erklären, während der Schüler dieselben Hologramme in identischer Perspektive sieht. Für den Schüler wird so deutlich, was der Lehrer erklärt, und das Lernen wird vereinfacht.

VISCOPIC – Technologie mit Mehrwert

Durch die Produkte von VISCOPIC werden Theorie und Praxisunterricht bei der Deutschen Bahn eng verzahnt, das Lernen erleichtert und die Qualität der Lehre verbessert. Die DB Netz sieht in diesen Schulungsinhalten einen großen Mehrwert, da Wirkzusammenhänge besser veranschaulicht werden und die Handlungssicherheit erhöht wird. Optimal qualifizierte Mitarbeiter sind unverzichtbar für eine reibungslose, präzise Qualitätssicherung.

Die Deutsche Bahn nutzt die enormen Vorteile des Lernens mit AR bereits in diversen Mitarbeiterschulungen. Sie erleichtert dadurch Prozesse der Wissensvermittlung und die Durchführungen von praxisnahen Trainingseinheiten. Mitarbeiter, die bisher durch das AR-System ausgebildet wurden, bestätigen die positive Wirkung der innovativen Technologie. 94% der Befragten waren in ersten gemeinsamen Tests überzeugt, dass sich enorme Vorteile durch den Einsatz von AR ergeben.

Auch für Trainings und Schulungen in Ihrem Unternehmen ist AR die effiziente Lösung mit hoher Qualität und langfristiger Perspektive. Die Software-Produkte von VISCOPIC sowie individuelle Anwendungsbeispiele helfen Ihnen dabei, Augmented Reality gewinnbringend zu nutzen.



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