Was ist Augmented Reality (AR)?

1. Definition von Augmented Reality
2. Augmented Reality vs. Virtual Reality und Mixed Reality
3. Funktionsweise von Augmented Reality
4. Arten von Augmented Reality
5. Technik von Augmented Reality
6. Anwendungen und Beispiele von Augmented Reality 
7. Branchenbeispiele
8. Vorteile von Augmented Reality
9. Herausforderungen von Augmented Reality
10. Trends in Augmented Reality
11. Umsetzung von Augmented Reality
12. Was kann das IPH in diesem Zusammenhang leisten?

Definition von Augmented Reality

Augmented Reality (AR) bezeichnet die computergestützte Erweiterung der realen Umgebung um digitale Informationen. Im Unterschied zu reinen Bildschirminhalten werden virtuelle Objekte, Hinweise oder Messdaten kontextbezogen „in die Welt“ projiziert, etwa über AR-Brillen, Tablets oder Smartphones. Wörtlich übersetzt bedeutet Augmented Reality „erweiterte Realität“. Charakteristisch ist die räumliche Verankerung digitaler Inhalte (Registration) und ihre Interaktion mit realen Objekten. AR dient dazu, Wahrnehmung und Entscheidungsfindung in Echtzeit zu verbessern, Fehler zu reduzieren und Prozesse zu beschleunigen, insbesondere in Industrie, Instandhaltung und Logistik, wo komplexe Informationen im richtigen Moment am richtigen Ort benötigt werden.

Augmented Reality vs. Virtual Reality und Mixed Reality

Während AR die reale Welt um digitale Ebenen ergänzt, ersetzt Virtual Reality (VR) die reale Umgebung vollständig durch eine digitale Umgebung. Mixed Reality (MR) beschreibt Systeme, bei denen reale und virtuelle Elemente nahtlos miteinander interagieren. Wenn etwa ein virtuelles Modell korrekt hinter einem realen Bauteil verschwindet (Okklusion) oder Haptik/Tracking besonders tief integriert sind. Praktisch lässt sich AR als „Overlay“ verstehen, VR als „Eintauchen in eine neue Welt“ und MR als „kohärentes Verschmelzen beider Welten“. Für industrielle Anwendungen überzeugt AR häufig, weil Hände frei bleiben, Situationsbewusstsein erhalten bleibt und Sicherheit im realen Umfeld gewährleistet ist.

Vergleichstabelle: Abgrenzung von Augmented Reality

Funktionsweise von Augmented Reality

AR beruht auf der Erkennung der realen Umgebung, der präzisen räumlichen Verankerung digitaler Inhalte und deren Darstellung in Echtzeit. Der Prozess lässt sich in vier Schritte gliedern:

1. Erfassung: Kameras, Tiefensensoren (Time-of-Flight, Structured Light) und IMUs (Gyro, Accelerometer) erfassen Bilddaten, Tiefe und Bewegung.
2. Tracking & Mapping: Beispielsweise SLAM-Algorithmen (Simultaneous Localization and Mapping) bestimmen die Pose des Geräts und erzeugen eine Karte relevanter Merkmale (Features, Planes, Edges). Marker-basierte Ansätze nutzen QR/AR-Marker oder Bilderkennungsanker.
3. Registration & Rendering: Virtuelle Inhalte werden geometrisch korrekt an Oberflächen und in Koordinatensystemen verankert. Echtzeit-Rendering (z. B. mittels GPU) sorgt für stabile, latenzarme Darstellung.
4. Interaktion & Kontext: Nutzer*innen steuern über Gesten, Blick, Controller oder Sprache. Backend-Dienste liefern kontextuelle Informationen (z. B. Arbeitspläne, IoT-Messwerte). Optional wird die Szene über Edge/Cloud-Services synchronisiert, um kollaborative AR-Sitzungen zu ermöglichen.

Eine hohe Genauigkeit hängt von guter Beleuchtung, stabilen Features, geringer Latenz (<20 ms) und exakter Kalibrierung von Kamera, Optik und Anzeige ab.

Arten von Augmented Reality

AR ist nicht gleich AR: Je nach technischer Grundlage, Einsatzumgebung und Zielanwendung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Die Wahl der richtigen AR-Technologie hängt maßgeblich davon ab, wie präzise die Positionierung sein muss, wie flexibel die Umgebung ist und welche Hardware verwendet wird.

Im Folgenden werden die wichtigsten Arten von Augmented Reality erläutert.

Marker-basierte AR

Die marker-basierte AR nutzt definierte Referenzpunkte, um digitale Inhalte exakt im Raum zu platzieren. Dabei kommen beispielsweise QR-Codes oder spezielle Bildmarker zum Einsatz, die von der Kamera erkannt werden. Anhand dieser Marker bestimmt das System zuverlässig Position und Orientierung der virtuellen Objekte.

Der große Vorteil dieser Methode liegt in der robusten Erkennung bei gleichzeitig geringer Rechenlast. Da der Marker klar definiert ist, funktioniert die Registrierung meist stabil und präzise.

Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass die Marker physisch angebracht und regelmäßig gepflegt werden müssen. Das schränkt die Flexibilität ein und kann in dynamischen Umgebungen zusätzlichen Aufwand verursachen.

Markerlose / SLAM-basierte AR

Markerlose AR, häufig auf Basis von SLAM-Verfahren (Simultaneous Localization and Mapping), verzichtet auf vorbereitete Referenzpunkte. Stattdessen analysiert das System natürliche Merkmale der Umgebung, erkennt Ebenen und nutzt Tiefeninformationen, um virtuelle Inhalte im Raum zu verankern.

Der entscheidende Vorteil liegt in der hohen Flexibilität: Es sind keine vorbereiteten Marker erforderlich, wodurch sich diese AR-Variante besonders für variable oder sich verändernde Umgebungen eignet.

Technisch anspruchsvoll ist jedoch der erhöhte Rechenaufwand. Zudem können Drift-Effekte auftreten, also leichte Positionsabweichungen über Zeit. Auch homogene Flächen ohne markante Strukturen stellen eine Herausforderung für die Stabilität dar.

Location-basierte AR

Location-basierte AR bestimmt die Position von Objekten über Ortungstechnologien wie GPS, RTK, WLAN-Fingerprinting oder UWB-Beacons. Diese Form der AR ist besonders verbreitet in Outdoor-Szenarien oder großen Industriehallen.

Die erreichbare Präzision hängt vom verwendeten System ab: Klassisches GPS liefert Genauigkeiten im Meterbereich, während UWB- oder RTK-basierte Lösungen Positionsbestimmungen im Zentimeterbereich ermöglichen.

Damit eignet sich location-basierte AR besonders für Anwendungen wie Navigation, großflächige Visualisierungen oder standortbezogene Informationen.

Objekt- bzw. Modell-basierte AR

Bei der objekt- oder modellbasierten AR erfolgt die Registrierung anhand konkreter 3D-Geometrien. Das System erkennt reale Objekte entweder auf Basis von CAD-Modellen oder mithilfe trainierter Erkennungsnetze.

Diese Methode ist besonders nützlich in der Fertigung und Wartung, wo Bauteile eindeutig identifizierbar sind. Digitale Zusatzinformationen, Montageanleitungen oder Prüfschritte können so exakt am jeweiligen Objekt eingeblendet werden.

Die Voraussetzung ist allerdings, dass die zu erkennenden Objekte geometrisch eindeutig definiert oder ausreichend trainiert sind.

Video-See-Through vs. Optical-See-Through

Neben der Tracking-Methode spielt auch die Art der visuellen Darstellung eine zentrale Rolle.

Beim Video-See-Through-Verfahren, typischerweise bei Smartphones, Tablets oder einigen Headsets, wird das Kamerabild der realen Umgebung erfasst und anschließend mit digitalen Inhalten kombiniert. Nutzer sehen also ein Live-Video, das um virtuelle Elemente ergänzt wird.

Optical-See-Through-Systeme arbeiten hingegen mit transparenter Wellenleiteroptik. Die reale Welt wird direkt mit dem Auge wahrgenommen, während digitale Inhalte additiv in das Sichtfeld projiziert werden. Dies ermöglicht eine natürlichere Wahrnehmung der Umgebung.

Allerdings ist die technische Umsetzung anspruchsvoller: Kalibrierung, Helligkeitsanpassung und exakte Überlagerung stellen höhere Anforderungen an Hardware und Software.

Technik von Augmented Reality

AR basiert auf dem präzisen Zusammenspiel aus spezialisierter Hardware, leistungsfähiger Software und moderner Bildverarbeitung. Erst durch die enge Verzahnung von Sensorik, Rechenleistung, Algorithmen und Systemintegration entsteht eine stabile, präzise und performante AR-Anwendung, ob im Marketing, in der Industrie oder im Service.

Im Folgenden werden die zentralen technischen Komponenten von Augmented Reality systematisch erläutert.

Sensoren

Damit digitale Inhalte korrekt im Raum verankert werden können, benötigt AR präzise Umgebungsdaten. Diese werden durch unterschiedliche Sensortypen erfasst:

• RGB-Kameras erfassen die visuelle Umgebung und liefern Bilddaten für Tracking und Objekterkennung.
• Stereo- oder ToF-Tiefensensoren (Time-of-Flight) messen Entfernungen und erzeugen Tiefeninformationen für eine realistische Platzierung von 3D-Objekten.
• IMUs (Inertial Measurement Units) kombinieren Beschleunigungs- und Gyroskopsensoren zur Erfassung von Bewegung und Orientierung.
• Optional kommen Eye-Tracking- und Hand-Tracking-Systeme zum Einsatz, um Interaktionen natürlicher und intuitiver zu gestalten.
• Für präzise Positionsbestimmung in größeren Umgebungen werden zusätzlich UWB- oder BLE-Beacons genutzt.

Erst die Kombination dieser Sensoren ermöglicht ein stabiles Tracking und eine konsistente Darstellung virtueller Inhalte im realen Raum.

Displays

Die Darstellung der erweiterten Realität erfolgt über unterschiedliche Display-Technologien.

Bei mobilen Endgeräten wie Smartphones oder Tablets kommen klassische LCD- oder OLED-Displays zum Einsatz. Hier wird das Kamerabild mit digitalen Elementen kombiniert (Video-See-Through).

Head-Mounted Displays (HMDs) bieten weiterführende Möglichkeiten. Sie arbeiten entweder mit:

• Optical See-Through-Technologie, etwa über Wellenleiteroptiken mit LCoS- oder µLED-Projektionssystemen. Dabei wird die reale Welt direkt wahrgenommen, während digitale Inhalte additiv eingeblendet werden.
• Video See-Through, bei dem ein Kamerabild verarbeitet und anschließend mit virtuellen Elementen überlagert dargestellt wird.

Die Wahl der Display-Technologie beeinflusst Wahrnehmung, Kalibrierung, Helligkeit und Realitätsnähe erheblich.

Rechenhardware

AR-Anwendungen erfordern hohe Rechenleistung bei möglichst geringer Latenz.

Auf mobilen Geräten übernehmen moderne System-on-Chips (SoCs) mit integrierter GPU und NPU (Neural Processing Unit) die Verarbeitung von Bilddaten, Tracking-Algorithmen und 3D-Rendering.

In industriellen Szenarien kommen zusätzlich Edge-Server zum Einsatz. Sie ermöglichen latenzkritische Berechnungen wie Kollisionsprüfungen, komplexe CAD-Konvertierungen oder KI-gestützte Analysen, ohne auf entfernte Cloud-Systeme angewiesen zu sein.

Peripherie

Gerade im industriellen Umfeld spielt robuste Peripherie eine wichtige Rolle. Dazu zählen:

• Industrie-Headsets mit Schutzhelm-Integration
• Stoß- und staubgeschützte Halterungen
• Externe Akkulösungen für den Schichtbetrieb

Diese Komponenten stellen sicher, dass AR-Systeme auch unter anspruchsvollen Bedingungen zuverlässig funktionieren.

Software

Neben der Hardware ist die Software das eigentliche Herzstück moderner Augmented-Reality-Systeme.

AR-Frameworks

Spezialisierte Frameworks stellen grundlegende Funktionen wie Tracking, Tiefenerkennung und Umgebungsanalyse bereit. Zu den etablierten Lösungen zählen unter anderem:

• ARCore
• ARKit
• OpenXR
• Vuforia
• Mixed Reality Toolkit

Diese Frameworks erleichtern die Entwicklung plattformübergreifender AR-Anwendungen erheblich.

3D-Engines

Für die Erstellung interaktiver 3D-Inhalte kommen leistungsfähige Engines zum Einsatz, beispielsweise:

• Unity
• Unreal Engine

Darüber hinaus ermöglichen Web-Standards wie WebXR browserbasierte AR-Anwendungen ohne native Installation, ein wichtiger Faktor für skalierbare Marketing- und Service-Lösungen.

Datenpipelines

In industriellen Anwendungen müssen bestehende Konstruktionsdaten effizient verarbeitet werden. Typische Schritte einer AR-Datenpipeline sind:

• CAD-Konvertierung (z. B. STEP, JT, glTF)
• Polygonreduktion zur Performance-Optimierung
• LOD-Management (Level of Detail)
• Anpassung von Materialien und Beleuchtung

Nur durch eine optimierte Datenaufbereitung lassen sich komplexe Modelle in Echtzeit darstellen.

Algorithmen

Im Hintergrund sorgen mathematische Verfahren für Stabilität und Realismus. Dazu gehören:

• SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)
• PnP-Pose-Schätzung
• Sensorfusion mittels Kalman- oder Particle-Filtern
• Okklusionsmasken zur realistischen Überdeckung
• Physikbasiertes Rendering für glaubwürdige Licht- und Materialeffekte

Diese Algorithmen bilden das Fundament für präzise Registrierung und visuelle Konsistenz.

Integration

In professionellen Umgebungen ist AR selten eine isolierte Lösung. Stattdessen wird sie in bestehende IT- und Produktionslandschaften integriert, beispielsweise durch die Anbindung an:

• MES-, ERP- und PLM-Systeme
• IIoT-Plattformen
• Wissensdatenbanken
• Ticketsysteme

Zudem ist ein durchdachtes Sicherheits- und Identitätsmanagement, etwa über Single Sign-on (SSO) und Mobile Device Management (MDM), in industriellen Anwendungen obligatorisch.

Anwendungen und Beispiele von Augmented Reality

AR ist heute entlang des gesamten industriellen Wertstroms etabliert. Von der Montage über die Instandhaltung bis hin zu Logistik, Planung, Schulung und Vertrieb unterstützt AR Unternehmen dabei, Prozesse effizienter zu gestalten, Fehler zu reduzieren und die Transparenz zu erhöhen.

Montage & Werkeinführung

In der Montage ermöglicht AR die Einblendung von Schritt-für-Schritt-Anleitungen direkt im Sichtfeld der Mitarbeitenden. Zusätzlich können visuelle Prüfmechanismen im Sinne von Poka-Yoke integriert sowie Drehmomentspezifikationen angezeigt werden. Das Ergebnis sind geringere Fehlerquoten und deutlich verkürzte Anlernzeiten.

Instandhaltung & Service

Im Bereich Instandhaltung und Service werden Explosionszeichnungen live über reale Anlagen gelegt. Remote-Assist-Funktionen ermöglichen die Unterstützung durch externe Expert*innen in Echtzeit. Darüber hinaus lassen sich IoT-Zustandsdaten direkt am jeweiligen Asset visualisieren, wodurch Wartungsprozesse transparenter und effizienter werden.

Qualitätssicherung

In der Qualitätssicherung unterstützt AR den Soll-Ist-Vergleich von Bauteilgeometrien. Digitale AR-Messpunkte erleichtern die Prüfung, während Ergebnisse mithilfe von Foto- und Video-Evidenz dokumentiert werden können. Dadurch wird die Nachvollziehbarkeit von Prüfprozessen erhöht.

Logistik

Auch in der Logistik kommt AR zum Einsatz. Kommissionier-Leitsysteme wie „Pick-by-Vision“ führen Mitarbeitende effizient durch Lagerprozesse. Zusätzlich kann die Wegoptimierung innerhalb von Hallen durch UWB-Lokalisierung unterstützt werden. Digitale Beladungshilfen sorgen für mehr Sicherheit und Genauigkeit beim Verladen.

Planung & Fabriklayout

In der Produktionsplanung ermöglicht AR die virtuelle Maschinenplatzierung im Maßstab 1:1 direkt vor Ort. Sicherheitsabstände und Materialflüsse lassen sich sichtbar machen und optimieren. Kollaborative Reviews mit Mixed-Reality-Funktionen verbessern zudem die Abstimmung zwischen Projektbeteiligten.

Schulung & Arbeitssicherheit

Für Schulung und Arbeitssicherheit bietet AR praxisnahe On-the-Job-Trainings. Gefahrstellen können digital markiert werden, während prozessorientierte Qualifizierungsmaßnahmen direkt im realen Arbeitsumfeld stattfinden.

Produktentwicklung & Vertrieb

In der Produktentwicklung ermöglicht AR-Prototyping die Darstellung digitaler Modelle am realen Objekt. Interaktive Bedienkonzepte verbessern das Verständnis komplexer Produkte. Im Vertrieb unterstützt die kundenseitige Visualisierung von Varianten eine anschauliche und überzeugende Präsentation.

Branchenbeispiele

AR wird branchenübergreifend eingesetzt, um Produktionsprozesse zu optimieren, Qualität zu sichern und komplexe Abläufe transparenter zu gestalten. Besonders in technologiegetriebenen Industrien zeigt sich das Potenzial von AR-Anwendungen deutlich.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie unterstützt AR vor allem taktzeitkritische Vormontagen durch AR-Guidance. Mitarbeitende erhalten visuelle Schritt-für-Schritt-Anweisungen direkt im Sichtfeld, wodurch Montagefehler reduziert und Prozesse stabilisiert werden. Auch in der Qualitätssicherung von Karosseriepunkten kommt AR zum Einsatz, etwa zur präzisen Prüfung von Positionen und Bauteilgeometrien.

Maschinen- und Anlagenbau

Im Maschinen- und Anlagenbau wird AR insbesondere bei der Inbetriebnahmeunterstützung genutzt. Technische Informationen, Prüfschritte und Hinweise können direkt an der Anlage visualisiert werden. Darüber hinaus ermöglichen Remote-FAT- und SAT-Prozesse (Factory Acceptance Test / Site Acceptance Test) via AR eine ortsunabhängige Begleitung und Abnahme von Anlagen.

Werkzeug- und Formenbau

Im Werkzeug- und Formenbau unterstützt AR die Prüfung von Elektroden- und Formeinsätzen. Abweichungen können direkt am realen Werkzeug sichtbar gemacht werden. Dadurch wird die Einpassung transparenter und Korrekturen lassen sich frühzeitig erkennen.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrtindustrie kommt AR unter anderem bei der Kabelbaummontage zum Einsatz. Hier ermöglicht die Technologie eine millimetergenaue Pfadführung. Gleichzeitig unterstützt AR dokumentationsintensive Prozesse durch visuelle Nachweise und strukturierte Prozessführung.

Das IPH Hannover begleitet Unternehmen bei der anwendungsorientierten Auswahl, Validierung und Skalierung solcher AR-Szenarien, mit Schwerpunkten in Prozesstechnik, Produktionsautomatisierung und Logistik.

Vorteile von Augmented Reality (AR)

AR bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Durch die intelligente Verknüpfung digitaler Informationen mit der realen Umgebung ermöglicht AR effizientere Prozesse, höhere Qualität und eine bessere Entscheidungsgrundlage. Besonders in Industrie, Produktion, Logistik und Service entfaltet die Technologie ihr volles Potenzial.

Produktivitätssteigerung: Schritt-für-Schritt-Anleitungen, visuelle Hervorhebungen und kontextbezogene Informationen reduzieren Rüst- und Suchzeiten, beschleunigen Montage, Wartung und Inbetriebnahme.

Fehlerreduktion & Qualität: Poka-Yoke durch AR-Overlays, Soll-/Ist-Vergleiche und automatische Protokollierung senken die Fehlerquote und sichern die Dokumentation.

Schnellere Einarbeitung: Wissen wird situativ am Arbeitsplatz bereitgestellt; Lernkurven verkürzen sich, auch für seltene Tätigkeiten.

Kollaboration ohne Reisen: Remote-Assist verbindet Fachkräfte standortübergreifend, minimiert Stillstände und Reisekosten.

Arbeitssicherheit: Gefahrenzonen, Mindestabstände und Lock-out/Tag-out-Schritte werden im Sichtfeld sichtbar; situatives Warnen ist möglich.

Datengetriebene Entscheidungen: IoT- und MES-Daten erscheinen direkt am Asset; Zustände und KPIs sind in Echtzeit verfügbar.

Skalierbarkeit des Wissens: Experten-Know-how wird standardisiert, versioniert und wiederverwendbar (Content-Bausteine, Templates).

Kundenerlebnis & Vertrieb: Varianten und Funktionen lassen sich in Originalgröße visualisieren; Entscheidungen fallen schneller.

Herausforderungen von Augmented Reality (AR)

Trotz ihres hohen Potenzials bringt AR in der industriellen Anwendung verschiedene technische, organisatorische und sicherheitsrelevante Herausforderungen mit sich. Unternehmen, die AR implementieren möchten, müssen sowohl technologische Grenzen als auch Integrations- und Skalierungsaspekte berücksichtigen, um nachhaltigen Erfolg zu erzielen.

Technikgrenzen

Zu den zentralen technischen Herausforderungen von AR zählen Tracking-Drift, Beleuchtungssensitivität sowie Probleme bei glänzenden oder homogenen Oberflächen. Auch eingeschränkte Sichtfelder (Field of View), begrenzte Helligkeit von Optiken und die Akku-Laufzeit von Head-Mounted Displays beeinflussen die Praxistauglichkeit. Diese Technikgrenzen können insbesondere in produktionskritischen Umgebungen die Stabilität von AR-Anwendungen beeinträchtigen.

Usability & Ergonomie

In der industriellen Nutzung spielen Ergonomie und Arbeitsschutz eine entscheidende Rolle. Tragekomfort, Gewicht und Sichtfeld von AR-Brillen wirken sich direkt auf die Akzeptanz aus. Zusätzlich müssen Head-Mounted Displays mit persönlicher Schutzausrüstung (PSA) und Schutzhelmpflicht kompatibel sein. Industrielle Schutzanforderungen erhöhen damit die Komplexität der Implementierung.

Daten & Integration

Eine erfolgreiche AR-Implementierung setzt hochwertige und aktuelle Daten voraus. Saubere CAD-Daten, konsistente Stücklisten und eine funktionierende Variantenlogik sind essenziell. Ebenso kritisch ist die nahtlose Anbindung an bestehende Systeme wie MES, ERP oder PLM. Ohne stabile Daten- und Integrationsbasis können AR-Anwendungen ihren Mehrwert nicht vollständig entfalten.

Skalierung

Viele AR-Initiativen starten als Pilotprojekte, scheitern jedoch bei der Skalierung. Für eine flächendeckende Einführung sind strukturiertes Gerätemanagement (MDM), eine leistungsfähige Netzinfrastruktur (WLAN, 5G, Edge) sowie ein nachhaltiges Content-Lifecycle-Management erforderlich. Authoring-Prozesse, Freigaben und Wartung digitaler Inhalte müssen klar definiert sein. Schulung und Change-Management sind entscheidend, um die Akzeptanz in der Belegschaft zu sichern.

IT-Sicherheit & Datenschutz

Da AR häufig sensible Produktionsumgebungen erfasst, sind Datenschutz und Informationssicherheit unverzichtbar. Kameraeinsätze in produktiven Bereichen, Zugriffskontrollen, Rechtekonzepte und On-Premises-Optionen müssen sorgfältig geplant werden. Insbesondere in regulierten Branchen erhöhen Compliance-Anforderungen die Komplexität.

Akzeptanz & Change

Die Einführung von AR erfordert organisatorische Anpassungen im Unternehmen. Rollen, Verantwortlichkeiten und bestehende Prozesse müssen überprüft und gegebenenfalls neu definiert werden. Nur wenn diese Veränderungen strukturiert begleitet werden, kann eine nachhaltige Akzeptanz der AR-Lösungen in der Belegschaft sichergestellt werden.

Trends in Augmented Reality (AR)

AR entwickelt sich technologisch und organisatorisch rasant weiter. Aktuelle Trends zeigen, dass sich AR von isolierten Pilotanwendungen hin zu integrierten „Spatial Computing“-Arbeitsplätzen entwickelt. Besonders im industriellen Umfeld gewinnen Standardisierung, Hardware-Innovationen, KI-Integration und skalierbare IT-Architekturen an Bedeutung.

Standardisierung mit OpenXR & Multi-App-Workflows

Mit OpenXR etabliert sich ein plattformübergreifender Standard für AR- und XR-Anwendungen. Erweiterungen für Body-Tracking, Haptik und sogenannte „Spatial Entities“ vereinfachen Portierungen zwischen Geräten und reduzieren Fragmentierung im Markt. Multi-App-Workflows lassen sich dadurch konsistenter und interoperabler umsetzen.

Leichtere AR-Brillen mit Micro-LED-Wellenleitern

Der Markt bewegt sich zunehmend in Richtung ultraleichter, tageslichttauglicher AR-Brillen. Micro-LED-Wellenleiter ermöglichen eine höhere Helligkeit sowie eine verbesserte Outdoor-Nutzbarkeit, zunehmend auch in Vollfarbe. Damit steigt die Praxistauglichkeit von AR-Hardware insbesondere im industriellen Einsatz.

„Spatial Computing“ im Enterprise-Kontext

Im Unternehmensumfeld werden produktive Workflows wie Kollaboration, Visualisierung und Schulung auf hochwertigen Headsets getestet. Dabei rücken IT-Integration, Systemanbindung und Geräteverwaltung stärker in den Fokus. AR wird zunehmend als Bestandteil ganzheitlicher Digitalisierungsstrategien betrachtet.

Android XR/Ökosystemaufbau

Google treibt mit Android XR den Ausbau eines offenen XR-Ökosystems voran, gemeinsam mit Partnern wie Magic Leap und Samsung. Referenzdesigns sowie OpenXR-Kompatibilität stärken die Entwicklerbasis und fördern eine breitere Marktdurchdringung.

Edge/Cloud-Streaming & 5G für schwere CAD-Szenen

Rechenintensive Anwendungen, insbesondere große CAD-Szenen und Digital Twins in der Produktion, werden zunehmend über Edge- oder Cloud-Infrastrukturen verarbeitet. AR fungiert dabei als Frontend für umfangreiche Modelle und industrielle Datenumgebungen, unterstützt durch 5G-Konnektivität.

KI-gestützte Wahrnehmung & Assistenzen

On-Device-Vision und generative KI verbessern die Objekterkennung, das Kontextverständnis sowie die Schritt-für-Schritt-Guidance in AR-Anwendungen. Sprach- und Gestensteuerung werden robuster und erhöhen die Interaktionsqualität in produktiven Umgebungen.

Display- und UX-Upgrades auf High-End-Headsets

High-End-Headsets profitieren von Betriebssystem-Updates mit persistenten „Spatial Widgets“, erweiterten Eye-Tracking-Interaktionen und breiterer Controller-Unterstützung. Diese Entwicklungen sind insbesondere für Training, Kollaboration und komplexe Visualisierungsprozesse relevant

Marktrealität: Premium vs. Mainstream

Während hochpreisige AR-Headsets im Massenmarkt an Grenzen stoßen, gewinnen günstigere und alltagstaugliche Wearables sowie Smart Glasses an Bedeutung. Aktuelle Marktberichte verweisen auf Nachfragebremsen im Premium-Segment, während leichtere Geräte höhere Stückzahlen erreichen.

Dateistandards (glTF/USD) & Pipeline-Governance

Mit zunehmender Professionalisierung von AR-Projekten gewinnen Dateiformate wie glTF und USD an Relevanz. Unternehmen optimieren ihre 3D-Pipelines hinsichtlich Level of Detail (LOD), Materialdefinitionen und Variantenlogik. Eine strukturierte Pipeline-Governance ist entscheidend für stabile und skalierbare AR-Inhalte.

Reifegrad industrieller Anwendungen

Industrieanwendungen wie Montage- und Service-Guidance, Remote-Assist, Layout-Planung und Qualitätssicherung bleiben zentrale Einsatzfelder. Gleichzeitig nimmt die Kopplung an IIoT-Systeme und Digital Twins zu. Strengere Anforderungen an Datenschutz, Privacy und Compliance erhöhen dabei die Komplexität.

Kurz gesagt: AR entwickelt sich von Insellösungen zu integrierten „Spatial“-Arbeitsplätzen. Für Industrieunternehmen zählen Standards (OpenXR), leichte Brillen (Micro-LED/Waveguide), KI-gestützte Assistenz und saubere 3D-Pipelines—kombiniert mit Edge/Cloud-Architekturen und klaren Governance-Regeln.

Umsetzung von Augmented Reality (AR)

Die erfolgreiche Implementierung von AR in der Industrie erfordert ein strukturiertes, daten- und prozessgetriebenes Vorgehen. Unternehmen, die AR nachhaltig einsetzen möchten, sollten systematisch vorgehen – von der Use-Case-Definition über die technische Integration bis hin zur Skalierung im laufenden Betrieb.

Use-Case-Selektion

Am Beginn jeder AR-Implementierung steht die Auswahl geeigneter Anwendungsfälle. Entscheidend sind klar definierte Zielgrößen wie Taktzeit, Fehlerquote oder Prozessstabilität. Ergänzend ist eine fundierte Machbarkeitsanalyse erforderlich. Sicherheits- und Compliance-Aspekte müssen dabei frühzeitig bewertet und berücksichtigt werden.

Datenaufbereitung

Eine stabile AR-Anwendung setzt qualitativ hochwertige Daten voraus. Dazu gehören die Bereinigung von CAD-Daten, eine konsistente Variantenlogik sowie ein durchdachtes Level-of-Detail-(LOD)-Konzept. Auch Metadatenstrukturen spielen eine zentrale Rolle. Gleichzeitig müssen Governance-Regeln festgelegt werden, etwa zur Versionierung, Freigabe und Pflege von Inhalten.

Technik- und Gerätetest

Vor der produktiven Einführung sollten AR-Hardware und -Software unter realen Bedingungen getestet werden. Aspekte wie Ergonomie, Field of View (FOV), Handschuh- und Helm-Tauglichkeit, Konnektivität sowie Mobile-Device-Management-(MDM)-Fähigkeit sind entscheidend für die Praxistauglichkeit im industriellen Einsatz.

Integration

Ein zentraler Erfolgsfaktor bei der Umsetzung von AR ist die nahtlose Integration in bestehende Systeme wie MES, ERP, PLM oder IIoT-Plattformen. Auch Single-Sign-On-Lösungen sowie Edge- oder On-Premises-Optionen sollten berücksichtigt werden. Häufig empfiehlt sich die Einrichtung einer Pilotzelle, um technische und organisatorische Abläufe unter realistischen Bedingungen zu validieren.

Skalierung & Betrieb

Nach einer erfolgreichen Pilotphase folgt die Skalierung in die Fläche. Dabei sind ein klar definiertes Content-Lifecycle-Management (Authoring, Review, Roll-out), strukturierte Schulungsmaßnahmen sowie die kontinuierliche Erhebung von KPIs essenziell. Eine fortlaufende Optimierung stellt sicher, dass AR-Anwendungen langfristig Mehrwert liefern.

Ein professioneller, herstellerunabhängiger Partner stellt sicher, dass AR nicht bei der Demo stehen bleibt, sondern nachweisliche Effekte in Qualität, Zeit und Kosten erzielt. Das IPH, mit Expertise in Prozesstechnik, Produktionsautomatisierung, Logistik sowie Querschnittsthemen wie KI und Digitalisierung, übernimmt Auswahl, Simulation und Validierung bis zur produktiven Einführung, einschließlich Modellierung von Nutzenpotenzialen und ROI-Betrachtungen.

Was kann das IPH in diesem Zusammenhang leisten?

Das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH ist seit 1988 ein führender Dienstleister in der produktionstechnischen Forschung, Entwicklung und Beratung. Wir verstehen uns als Brücke zwischen Wissenschaft und Industrie und unterstützen Unternehmen dabei, ihre Prozesse zu optimieren und zukunftsfähig zu gestalten. Unser Angebot umfasst:

• Praxisnahe Forschung & Entwicklung: Profitieren Sie von den neuesten Erkenntnissen aus der Spitzenforschung.
• Unabhängige Beratung & Planung: Wir unterstützen Sie bei der strategischen Konzeption von Fabrik-, Logistik- und Produktionssystemen.
• Simulation & Modellierung: Wir validieren Konzepte digital, bevor Sie investieren, und sichern so den Projekterfolg.
• Qualifizierung & Weiterbildung: Wir vermitteln Ihren Fach- und Führungskräften das notwendige Know-how für die Herausforderungen von morgen.

Gestalten Sie mit uns die Zukunft Ihrer Produktion.