Mit dem „easyARguide“ wurde Augmented Reality (AR) als innovatives und praxisnahes Lehrmittel in der beruflichen Bildung erprobt. Im Zuge einer Implementierung hat die SHK Innung Köln die Technologie genutzt, um die Funktionsweise einer Wärmepumpe visuell aufzubereiten und im Rahmen einer Jobmesse gezielt einzusetzen. Ziel war es, interessierten Besucher:innen anschaulich zu vermitteln, welche technischen Inhalte sie im Rahmen einer Ausbildung erwarten – eingebettet in ein modernes und digitales Lernformat.

Im Gegensatz zu anderen bei der SHK Innung Köln durchgeführten Implementierungen lag der Fokus in diesem Szenario nicht auf der Interaktion, sondern auf der klar strukturierten und selbsterklärenden Darstellung des technischen Ablaufs. Die Inhalte wurden dabei ohne Programmieraufwand direkt in der Anwendung erstellt: Über eine integrierte No-Code-Oberfläche konnten Fachkräfte intuitiv und direkt in der AR-Umgebung Schritt für Schritt visuelle Hinweise, 3D-Objekte, Texte, Fotos und Videos einfügen.

Der easyARguide kam auf mehreren Endgeräten, wie der HoloLens, Meta Quest und Android Tablets,  zum Einsatz und konnte so flexibel an die Messeumgebung angepasst werden.

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe ist technisch anspruchsvoll und ohne anschauliche Unterstützung oft schwer zu vermitteln, besonders in kurzer Zeit und gegenüber fachfremdem Publikum. Speziell die visuelle Abbildung dieser komplexen Prozesse ansprechend zu gestalten, ist eine Herausforderung. Ziel war es daher, die zentralen Abläufe und physikalischen Grundlagen auf einfache Weise so darzustellen, dass sie leicht verständlich und praxisnah erfahrbar sind.

Damit sollte ein realistischer Einblick in das Berufsfeld ermöglicht werden und Augmented Reality (AR) erwies sich dabei als wirkungsvolles Werkzeug: Durch virtuelle Markierungen, animierte Pfeile und erklärende Textfelder konnten die Besucher:innen direkt am realen Modell die einzelnen Arbeitsschritte mit ihrer Funktionsweise einfach, interaktiv und visuell ansprechend nachvollziehen.

Das Szenario wurde gezielt auf die technischen Möglichkeiten der HoloLens ausgerichtet, da diese als stabilste und praxiserprobteste Plattform für die Nutzung des easyARguide gilt. Die Umsetzung basierte auf einem hybriden Konzept, das reale Hardware mit digitalen Erklärungselementen in Augmented Reality kombiniert.

Vor Ort war eine physische Wärmepumpe installiert, die durch virtuelle Komponenten wie animierte Pfeile, ergänzende Rohrleitungsmodelle und beschriftete Textfelder didaktisch angereichert wurde. Die AR-Inhalte wurden präzise auf das reale Objekt abgestimmt, sodass eine exakte räumliche Überlagerung entstand und die digitale Erweiterung nahtlos in die reale Demonstration eingebettet werden konnte. 

Die Nutzung der HoloLens brachte im Praxiseinsatz jedoch auch technische Herausforderungen mit sich. Während der Tests zeigte sich, dass die Leistungsfähigkeit der Brille unter der Belastung eines kontinuierlichen Live-Streamings spürbar nachließ; gleichzeitig traten Akkuprobleme auf, die eine durchgängige Vorführung erschwerten.

Aus diesem Grund wurde frühzeitig entschieden, bei der Demonstration auf eine Live-Übertragung zu verzichten. Stattdessen kam ein Screencapture des Anwendungsszenarios vom Vortag, also eine Aufnahme des Blickfeldes und der virtuellen Inhalten auf dem Endgerät,  zum Einsatz. Diese Aufnahme wurde bei der Demonstration ergänzt durch ein zuvor produziertes Präsentationsvideo. So konnte eine stabile, visuell ansprechende und technisch zuverlässige Darstellung gewährleistet werden

Innerhalb des Guides wurden in einzelnen Schritten folgende Prozesse erklärt:

• Ansaugung der Luft: Virtuelle Pfeile verdeutlichten den Luftstrom, indem sie den Weg der warmen Außenluft durch den Propeller und das Ausstoßen der kälteren Luft nach vorne visualisierten.
  
  
• Verdampfer: Eine AR-Darstellung des Verdampfers zeigte dessen schlangenförmige Kupferrohre und Lamellenstruktur, die zur effizienten Wärmeaufnahme beiträgt.
  
  
• Kompressionsprozess: Animierte Leitungen illustrierten den Transport des Mediums vom Verdampfer zum Kompressor, wo es verdichtet wird, um Temperatur und Druck zu erhöhen.
  
  
• Wärmeübertragung: Die AR-Visualisierung machte deutlich, wie das Medium durch das Rohrsystem ins Innengerät gelangt und dort im Wärmetauscher seine Wärme an das Heizungswasser abgibt.
  
  
• Verteilung der Wärme: Der Prozess der Wärmeverteilung wurde durch animierte Heizungsrohre sichtbar gemacht, sodass Besucher den Weg des erwärmten Wassers bis zu den Heizkörpern nachvollziehen konnten.
  
  

Die Anwendung der AR-Technologie mittels easyARguide im Kontext der Jobmesse konnte erfolgreich umgesetzt werden und stieß auf durchweg positive Resonanz. Die wichtigsten Erkenntnisse aus der Erprobung der Demonstrations-Installation sind:

• Hohe Aufmerksamkeit: Die AR-Brille weckte Neugier und zog zahlreiche Besucher an den Stand.
  
  
• Bessere Verständlichkeit: Durch die Kombination von realem Modell und virtuellen Zusatzinformationen wurde die komplexe Thematik anschaulich vermittelt.
  
  
• Optimierungspotenzial erkannt: Das Feedback zeigte, dass die Darstellung an einigen Stellen zu theoretisch war. Mehr Interaktion könnte die Lernwirkung weiter verbessern. Zudem kam es vereinzelt zu technischen Problemen, etwa bei der korrekten Positionierung der AR-Elemente nach längerer Nutzung.
  
  

Zusätzlich konnten bei der Erprobung des easyARguide auf Basis des erhaltenen Feedbacks folgende mögliche Verbesserungen identifiziert werden:

• Erweiterung um interaktive Elemente, beispielsweise durch verschiebbare Bedienfelder
  
  
• Kombination mit praktischen Anwendungen, um Theorie und Praxis besser zu verknüpfen

Mit diesen Anpassungen kann eine Präsentation von Prozessen künftig noch lebendiger und interaktiver gestaltet werden, um das Interesse und Verständnis der Besucher:innen weiter zu fördern.

Entdecken Sie noch weitere Best Practices auf der Hauptseite des easyARguide Projektes.

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Das Projekt „easyARguide“ etabliert Augmented Reality (AR) erfolgreich als modernes Lehrmittel in der beruflichen Aus- und Weiterbildung und zeigt, wie der Einsatz verläuft. In Zusammenarbeit mit der SHK Innung Köln, einer Ausbildungsstätte, die für ihre innovativen und praxisnahen Lehrmethoden bekannt ist, wurde die Anwendung in realen Unterrichtssituationen erprobt und weiterentwickelt. Ziel war es mithilfe von easyARguide, komplexe technische Zusammenhänge anschaulich zu vermitteln.

Ursprünglich für die HoloLens entwickelt, steht der easyARguide inzwischen auch für Meta Quest und Android Tablets zur Verfügung. Dadurch lässt sich das System flexibel in unterschiedlichen Lernumgebungen nutzen – sei es im Klassenzimmer, in der Werkstatt oder direkt am Arbeitsplatz.

Ein besonderer Mehrwert liegt in der einfachen Erstellung eigener Lerninhalte. Über eine benutzerfreundliche No-Code-Oberfläche können Lehrkräfte direkt in der AR-Umgebung Schulungsmaterial gestalten. Inhalte wie 3D-Modelle, Texte, Bilder, Videos oder Animationen lassen sich alle ohne Programmierkenntnisse, also auch ohne eine damit verbundene externe Entwicklung, integrieren. So können Lerninhalte schnell und unkompliziert an neue Anforderungen angepasst werden.

Zugleich verknüpft der easyARguide Theorie und Praxis in einem didaktisch fundierten Aufbau. Ein integriertes adaptives Lernkonzept ermöglicht es, Inhalte auf unterschiedlichen Kompetenzstufen zu vermitteln und die Lernenden individuell zu begleiten.

Im Mittelpunkt des umgesetzten Szenarios stand die Fehlersuche in einem komplexen Demonstratorwassersystem. Diese Aufgabe erfordert in der Praxis ein hohes Maß an technischem Verständnis und systematischer Problemlösung. Herkömmliche Lehrmethoden wie der Frontalunterricht stoßen hier oft an ihre Grenzen. Besonders bei der Vermittlung dynamischer Prozesse in komplexen Fehlerdiagnosen und technischer Zusammenhänge in Optimierungsmaßnahmen fällt es schwer, theoretisches Wissen greifbar und praxisnah zu vermitteln.

Vor diesem Hintergrund wurde gemeinsam mit der SHK Innung Köln ein praxisnahes Anwendungsszenario entwickelt, das den Einsatz von Augmented Reality im Unterricht erprobt. Die Innung brachte dabei ihre didaktische Erfahrung und den direkten Zugang zu Auszubildenden ein, also ideale Voraussetzungen, um neue Formen der Wissensvermittlung unter realen Bedingungen zu testen.

Durch interaktive Darstellungen in der AR-Umgebung sollen Lernende nicht nur passiv Wissen aufnehmen, sondern aktiv in Diagnose- und Entscheidungsprozesse eingebunden werden. Mit direkter Verknüpfung von visueller Information, technischen Details und Handlungsschritten eröffnet AR neue Wege, um Fehlerdiagnosen nachvollziehbar und anschaulich zu gestalten.

Ein besonderes Augenmerk lag darauf, die Inhalte so zu strukturieren, dass sie ohne Umwege in der AR-Anwendung erfahrbar werden. Statt abstrakter Beschreibungen erhalten die Schüler:innen die Gelegenheit, sich Schritt für Schritt durch reale Fehlerszenarien zu navigieren, Ursachen zu erkennen und geeignete Maßnahmen zur Behebung zu erarbeiten. So wird technisches Verständnis nicht nur gefördert, sondern in einem realitätsnahen Kontext angewendet und vertieft.

Für das Szenario „Fehlersuche im Wassersystem“ nutzt die SHK Innung Köln den easyARguide in einer kombinierten Unterrichtsform, die klassische und digitale Elemente miteinander verbindet. Zum Einsatz kommt dabei eine Tablet-basierte Lösung, bei der der Ausbilder die AR-Inhalte wie interaktive Animationen und Simulationen über ein mobiles Endgerät steuert. Die Inhalte werden gleichzeitig auf ein großformatiges Whiteboard projiziert, sodass sie für die gesamte Lerngruppe sichtbar und nachvollziehbar sind.

Diese hybride Unterrichtsmethode ermöglicht es, traditionelle Erklärformate mit modernen AR-Visualisierungen zu verknüpfen. Komplexe Abläufe innerhalb des Wassersystems lassen sich so schrittweise analysieren und besprechen. Die animierten AR-Elemente helfen dabei durch ihre interaktive Darstellung, typische Fehlerquellen in einem Wassersystem sichtbar zu machen und Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung verständlich zu vermitteln.

Als Grundlage dient eine eigens aufgebaute Demonstratorrohrwand, an der die simulierten Fehler und Optimierungsmöglichkeiten praxisnah durchgespielt werden können. Die Verbindung von realem Aufbau und virtuellen Informationen schafft eine lebendige Lernumgebung, in der theoretisches Wissen unmittelbar mit praktischer Anwendung verknüpft wird.

Das umfassende AR-Szenario wurde mit dem Lernziel der Fehlersuche und Diagnose in einem Wassersystem entwickelt. Es bildet alle relevanten Abläufe entlang der Demonstratorrohrwand ab und führt in mehreren Schritten durch typische Fehlersituationen. Im Unterricht kam eine Kombination aus Tablet-Anwendung und großformatiger Projektion zum Einsatz:

• Demonstration über Tablet-Bildschirmaufnahme: Der Ausbilder nutzte ein Tablet, um die AR-Anwendung zu steuern. Darin wurden Informationen wie Texte, Animationen, Videos und 3D-Objekte direkt in der virtuellen Umgebung eingeblendet. Diese veranschaulichten, wie sich bestimmte Fehler im Wassersystem erkennen und analysieren lassen.
  
  
• Interaktive Projektion: Die Inhalte des Tablets wurden in Echtzeit auf ein Whiteboard projiziert. So konnte die gesamte Lerngruppe die dargestellten Abläufe mitverfolgen, auch ohne selbst ein AR-Gerät zu verwenden. Die Projektion ermöglichte einen gemeinsamen Blick auf die Diagnoseschritte und förderte den Austausch im Klassenverband.
  
  
• Verknüpfung mit realer Technik: Die dargestellten Inhalte bezogen sich direkt auf eine reale Demonstratorrohrwand im Schulungsraum. Auf diese Weise entstand eine enge Verbindung zwischen der virtuellen Darstellung und dem physischen Aufbau, wodurch theoretisches Wissen unmittelbar in einen praktischen Zusammenhang gebracht wurde.

Durch diese vielfältig mediengestützte Präsentationsform wurde ein anschaulicher und interaktiver Unterricht ermöglicht, in dem komplexe Zusammenhänge nachvollziehbar vermittelt und im gemeinsamen Dialog erarbeitet werden konnten.

Der Einsatz von Augmented Reality im klassischen Frontalunterricht erwies sich als wertvolle Ergänzung zu etablierten Lehrmethoden. Durch die Verbindung von visueller Unterstützung, interaktiven Elementen und realitätsnaher Darstellung konnten sowohl das Verständnis als auch die aktive Beteiligung der Lernenden deutlich gesteigert werden, aber auch Erkenntnis zu möglichen Verbesserungen gewonnen werden:

• Verbessertes Verständnis: Die anschauliche Visualisierung komplexer Fehlerbilder ermöglichte es den Auszubildenden, technische Zusammenhänge leichter zu erfassen. Diagnoseschritte wurden klarer nachvollziehbar und das Verständnis für Ursache-Wirkungs-Beziehungen im System konnte gezielt vertieft werden.
  
  
• Mehr Engagement und Interaktivität: Die neue Form der Darstellung führte zu einer höheren Aufmerksamkeit und aktiveren Beteiligung im Unterricht. Lernende zeigten mehr Eigeninitiative, stellten gezielte Fragen und setzten sich intensiver mit den Inhalten auseinander. Die Einbindung visueller und digitaler Elemente förderte somit nicht nur das Interesse, sondern auch die Qualität der Auseinandersetzung mit dem Thema.
  
  
• Verbesserungspotenzial: Durch Rückmeldung der Teilnehmer haben sich Ideen entwickeln, wie die Visualisierung im Szenario noch mehr verbessert werden kann. Künftig sollten mehr interaktive Animationen und Simulationen eingebaut werden, die den Diagnoseprozess noch lebendiger und praxisnaher darstellen. Zudem bieten sich für diese Art der reinen Informationsvermittlung auch farblich gekennzeichnete virtuelle Modelle, wie bunte Pfeile für Warm-/ Kaltluft-Kreisläufe an, die derzeit noch nicht im easyARguide vorhanden sind.
  
  

Die Erprobung des easyARguide hat gezeigt, wie wirkungsvoll Augmented Reality zur Unterstützung technischer Ausbildungsinhalte eingesetzt werden kann. Die Kombination aus realer Demonstrationsumgebung, interaktiver Steuerung per Tablet und gemeinsamer Projektion hat den Unterricht nicht nur anschaulicher, sondern auch lebendiger und zugänglicher gemacht. Lernende profitierten von einer besseren Nachvollziehbarkeit komplexer Abläufe und einer deutlich gesteigerten Motivation zur aktiven Teilnahme.

Die positiven Rückmeldungen aus dem Unterrichtsalltag bestärken die SHK Innung Köln darin, den eingeschlagenen Weg weiterzugehen. In Zukunft sollen weitere AR-gestützte Lehrkonzepte mit dem easyARguide erstellt und schrittweise in den Ausbildungsprozess integriert werden. Die Vision reicht dabei über das Klassenzimmer hinaus: Auch bei Betriebsbesichtigungen, internen Schulungen oder in der überbetrieblichen Ausbildung könnte AR einen festen Platz erhalten.

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Das Projekt „easyARguide“ hat sich zum Ziel gesetzt, Augmented Reality (AR) in den Ausbildungsalltag zu integrieren und komplexe Arbeitsprozesse anschaulich zu vermitteln. Im Rahmen der gemeinsamen Entwicklung der Mittelstand-Digital Zentren Hamburg, Darmstadt und Köln wurde ein AR-Tool konzipiert, das Lehrkräfte bei der Erstellung von Schritt-für-Schritt-Anleitungen für technische Prozesse unterstützt. Die SHK Innung Köln begleitete den Prozess als Praxispartner bei Testung und Evaluation.

Ursprünglich für die Microsoft HoloLens konzipiert, wurde die Anwendung auch für die Meta Quest und Android Tablets adaptiert. Mit diesem wichtigen Schritt wird ihr Einsatz flexibler und leichter zugänglich.

In der SHK-Ausbildung gibt es viele Arbeitsprozesse, die ohne praktische Erfahrung schwer zu erlernen sind. Traditionelle Lehrmethoden mit statischen Anleitungen oder Videotutorials konnten oft nicht das benötigte Maß an Interaktivität bieten.

Das Ziel war daher, eine innovative und praxisnahe Lösung zu schaffen, die es Auszubildenden ermöglicht, Wartungs- und Reparaturprozesse intuitiv nachzuvollziehen. Besonders bei der Wartung von Wärmepumpen sowie dem Wechsel an einer Gasheizung konnte AR als effektive Unterstützung eingesetzt werden.

Der easyARguide ist eine AR-Anwendung, die technische Prozesse durch visuelle Hinweise, Animationen und erklärende Texte in einzelnen, leicht verständlichen Schritten darstellt. Ein besonderer Vorteil der Anwendung liegt in der Freihändigkeit: Mit der HoloLens oder der Meta Quest bleiben beide Hände für die praktische Ausführung frei, während die Projektionen im Sichtfeld den Ablauf kontinuierlich veranschaulichen.

Ein zentrales Alleinstellungsmerkmal des easyARguide ist die integrierte No-Code-Umgebung zur Inhaltserstellung direkt in der AR-Anwendung. Lehrkräfte oder Fachkräfte können Schulungseinheiten eigenständig ohne Programmierkenntnisse und ohne zusätzliche Entwicklungssoftware erstellen. In einem speziell entwickelten Baukasten-Modus lassen sich 3D-Objekte, Pfeile, Texteinblendungen, Fotos, Videos und Animationen intuitiv platzieren, bearbeiten und anpassen – alles direkt über die Brille.

Die Inhalte entstehen also dort, wo sie auch angewendet werden: Im realen Raum, angereichert durch digitale Informationsebenen. Diese niedrigschwellige Gestaltung der Inhaltserstellung senkt technische Hürden, macht AR-gestützte Schulungen für neue Zielgruppen zugänglich und ermöglicht eine schnelle, flexible Reaktion auf veränderte Schulungsbedarfe ohne den Umweg über spezialisierte Entwickler machen zu müssen.

Aus dieser Tatsache heraus konnten die Fachkräfte aus dem Handwerk eigenständig verschiedene Anleitungen zur Wartung beziehungsweise Reparatur erstellen. Die erstellten Anleitungen können in einem Lernmodus immer wieder neu geladen und anhand einer Fortschrittsanzeige abgearbeitet werden. Pro Schritt werden dabei im Raum platzierte Anweisungen angezeigt.

Bei der Gestaltung der Szenarien wurden zwei zentrale Prozesse abgebildet:

• Wartung einer Wärmepumpe: Hier wurde der gesamte Wartungsprozess von der Sichtkontrolle über die eigentliche Wartung bis zur abschließenden Parameterprüfung in der AR-Anwendung dokumentiert. Virtuelle Checklisten, animierte Pfeile und markierte Rohrleitungen veranschaulichten den Wärmeaustausch und unterstützten den Nutzer bei den einzelnen Schritten.
  
  
• Wechsel eines Reglers an einer Gasheizung: Dieser Prozess gliederte sich in Vorbereitung, Montage und Nachbereitung. Während der Montage wurden Detailfotos, animierte Handbewegungen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen verwendet, um den Wechsel nachvollziehbar zu gestalten und eine sichere Durchführung zu gewährleisten.

In beiden Szenarien fanden sich klare visuelle Hinweise, die den Nutzer durch den gesamten Prozess leiteten. Die Beschreibung der Arbeitsabläufe wurde bewusst allgemein gehalten, sodass die erstellten Guides auch für ähnliche Wartungs- und Reparaturarbeiten genutzt werden können.

Die Umsetzung des AR-Konzeptes für Wartung und Reparatur Szenarien mithilfe des easyARguide konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die Einführung der Anwendung als Unterstützung im Unterricht zeigte schnell positive Effekte. Die wichtigsten Erkenntnisse dabei sind:

• Interaktive Lernatmosphäre: Die visuelle Darstellung der Arbeitsprozesse erhöhte die Aufmerksamkeit und das Verständnis der Auszubildenden.
  
  
• Sicherere und effizientere Durchführung: Durch die freihändige Bedienung während der Arbeit konnten Fehler reduziert und Arbeitsabläufe optimiert werden.
  
  
• Einfache Einrichtung: Lehrkräfte benötigten am Anfang etwa 10–30 Minuten, um sich an die Steuerung zu gewöhnen, berichteten danach jedoch von einer intuitiven Nutzung.
  
  
• Technische Herausforderungen: Während die HoloLens als stabilste und praxiserprobteste Plattform diente, zeigten sich Performance- und Akkuprobleme. Um diesen Einschränkungen zu begegnen, wurde die Erweiterung auf alternative Endgeräte wie die Meta Quest 3 und mobile Tablets vorangetrieben, um mehr Flexibilität bei der Auswahl der Hardware und einen niederschwelligeren Zugang zur Anwendung zu ermöglichen.

Die Umsetzung des AR-Konzepts für Wartungs- und Reparaturszenarien mithilfe des easyARguide zeigt das Potenzial von Augmented Reality in der beruflichen Ausbildung. Mithilfe der visuellen und interaktiven Darstellung von Arbeitsprozessen wird die Aufmerksamkeit und das Verständnis der Auszubildenden gesteigert und dadurch besser gefestigt. Die begeisterte Resonanz motiviert die SHK Innung Köln, zukünftig weitere technische Prozesse mit easyARguide abzubilden. 

Für kleine und mittlere Unternehmen ergeben sich aus diesem Konzept klare Vorteile: Die Qualität der Ausbildung kann mit überschaubarem Aufwand in einer nachhaltige Lernatmosphäre gesteigert und Arbeitsprozesse können sicherer und effizienter gestaltet werden.

Dabei besteht noch einiges Verbesserungs- und Erweiterungspotenzial bei folgenden Punkten:

• Mehr interaktive Elemente, z.B. die Anbindung von 3D-Modellen des Heizungsherstellers.
  
  
• Optimierung der AR-Positionierung, um Verschiebungen der virtuellen Elemente nach längerer Nutzung zu vermeiden.
  
  
• Transformation von Lehrtexten in interaktive Lernanleitungen, um schriftliche Anleitungen und Lehrbücher automatisiert in AR-gestützte Lernanleitungen zu überführen. Das könnte etwa durch den Einsatz generativer KI möglich werden. So könnten Inhalte noch schneller und medienbruchfrei in praxisnahe Trainingsszenarien übertragen werden.
  
  

Durch diese Anpassungen könnte easyARguide künftig noch effektiver in der Ausbildung und später im Berufsalltag eingesetzt werden.

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Die Abfahrer OHG ist ein professionelles Umzugsunternehmen mit Sitz in Bremen, das sich auf Transportdienstleistungen spezialisiert hat. Mit langjähriger Erfahrung bietet das Unternehmen umfassende Lösungen für Privat- und Geschäftskunden an. Die Abfahrer OHG bietet umfassende Dienstleistungen in den Bereichen Umzüge, Entrümpelungen und Einlagerungen an, die speziell auf die individuellen Bedürfnisse ihrer Kunden zugeschnitten sind.

Das Unternehmen übernimmt Umzüge jeglicher Art und Größe, sowohl lokal als auch überregional, und garantiert einen sicheren und reibungslosen Transport des Eigentums seiner Kunden. Das Unternehmen stützt sich auf jahrelange Erfahrung und hat sich einen Namen für qualitativ hochwertige Dienstleistungen gemacht.

Das Unternehmen existiert seit mehreren Jahrzehnten und ist organisch gewachsen, was eine solide Grundlage für den Erfolg geschaffen hat. Dieses Wachstum hat jedoch auch spezifische Herausforderungen mit sich gebracht, insbesondere im Bereich der IT-Systeme.

1.  Herausforderungen / Problemstellung

Trotz des Fehlens einer dedizierten IT-Abteilung hat die Abfahrer OHG durchdachte Lösungen implementiert, um ihre Kundenakquise und -betreuung effektiv zu gestalten. Dazu gehören beispielsweise Formulare, die auf langjähriger Erfahrung basieren und den Kunden eine einfache und transparente Berechnung von Umzugs-, Entrümpelungs- und Lagerkosten ermöglichen. Die 24/7-Erreichbarkeit im Erstkontakt über die Webseite sorgt zudem für eine geringe Einstiegshürde und hohe Kundenzufriedenheit.

2.  Vorgehen

Gemeinsam mit dem Mittelstand-Digital Zentrum Hamburg wurde ein mehrstufiger Prozess genutzt, um die Herausforderungen der Abfahrer OHG systematisch zu identifizieren. Dabei wurde in einer ersten Phase mit geleiteten Interviews gearbeitet, um die Perspektiven des Inhabers und der Mitarbeitenden auf die zentralen Themen einzuholen. In Einzel- und Gruppengesprächen wurden wiederkehrende Probleme und Verbesserungspotenziale erfasst, die insbesondere die Bereiche Kundenkommunikation, Buchhaltung und interne Abläufe betrafen, aber auch über die Weiterentwicklung des bisherigen Geschäftsmodells gesprochen. Die Antworten halfen dabei, zentrale Themen zu priorisieren und erste Ansatzpunkte zu finden.

In einer zweiten Phase wurden offene Brainstorming-Runden organisiert, um gemeinsam kreative Ideen und Lösungsvorschläge zu entwickeln. Moderiert und strukturiert dokumentiert, wurden die gesammelten Vorschläge analysiert und in Themengebiete geclustert. Diese Methode ermöglichte es, konkrete Einblicke in wiederkehrende Probleme und Optimierungsmöglichkeiten zu gewinnen. Ergänzend wurden relevante Dokumentationen wie Rechnungen, Buchhaltungsunterlagen und die im Unternehmen eingesetzte Software ausgewertet. In diesem Prozess wurden folgenden Herausforderungen und Potentiale identifiziert:

Prozesse und Digitalisierung:

• Abgleich der offenen Posten mit dem Steuerbüro oder Buchhaltungsdienstleister, insbesondere bei den Lagerkunden.
• Wiederkehrende Fragen in der Kommunikation mit Kunden hinsichtlich Kosten, Terminen und Rechnungen.
• Bedarf an effizienteren und automatisierten internen Prozessen.

Geschäftsmodell und Nachhaltigkeit:

• Vermeidung von Leerfahrten und effizientere Nutzung der Fahrzeuge bei Fernumzügen durch klassische Logistikdienstleistungen.
• Adressierung neuer Marktsegment durch die Integration von nachhaltigen Materialien und klimaneutralen Transportoptionen.
• Erweiterung der Absatzmöglichkeiten durch gezielte Marketingstrategien und Kooperationen.

Neben den von den Mitarbeitenden identifizierten Potenzialen und Herausforderungen fiel im Zuge der Betrachtung der Software- und Hardware-Systeme des Unternehmens auch der Fokus auf das Thema Cybersicherheit und Datensicherheit. Hier setzt das Unternehmen derzeit auf eine verlässliche, lokale und periodische Backup-Lösung.

3. Erkenntnisse und Projektergebnisse

Die identifizierten Herausforderungen und Potenziale bilden die Grundlage für die weiteren Schritte zur Optimierung der Prozesse und zur strategischen Weiterentwicklung der Abfahrer OHG.

Ein zentraler Fokus liegt auf der Weiterentwicklung der bisherigen Backup-Lösung. Die aktuell eingesetzte lokale und periodische Backup-Lösung soll durch eine automatische, inkrementelle Cloud-Lösung ergänzt und langfristig ersetzt werden. Diese Maßnahme wird die Datensicherheit und den Schutz vor Datenverlust signifikant erhöhen, während gleichzeitig die Flexibilität und Skalierbarkeit der Systeme gesteigert wird. Im Zuge der Backup-Modernisierung plant das Unternehmen ebenfalls die Aktualisierung seiner bisherigen Office-Software-Systeme. Diese sollen zukünftig als Grundlage für weitere Schritte zur Digitalisierung und Automatisierung dienen. Insbesondere werden hier Lösungen evaluiert, die eine effizientere Zusammenarbeit und Kommunikation innerhalb des Teams sowie mit den Kunden ermöglichen.

Zusätzlich wird die Abfahrer OHG ihre Nachhaltigkeitsstrategien ausbauen. Zukünftig prüft das Unternehmen, die Option seinen Kunden nachhaltige Verpackungsmaterialien sowie CO2-Kompensation anzubieten. Diese Maßnahmen unterstreichen das Engagement der Abfahrer OHG, sowohl ökologische Verantwortung zu übernehmen als auch den wachsenden Anforderungen umweltbewusster Kunden gerecht zu werden.

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Das Mittelstand-Digital Zentrum Hamburg gehört zu Mittelstand-Digital. Mit dem Mittelstand-Digital Netzwerk unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz die Digitalisierung in kleinen und mittleren Unternehmen und dem Handwerk. Kommen Sie gern auf uns zu, wir bringen Sie Digital Voraus!

Mit dem „easyARguide“ wurde Augmented Reality (AR) als innovative Lösung für digitale Büroführungen am Beispiel des Standorts der Kölner Firma „World of VR“ erprobt und hier als Best Practice aufbereitet. Ziel war es, mit der Anwendung, eine flexible und zeitgemäße Lösung einzusetzen, um neue Mitarbeitende und Gäste effizient durch den Bürokomplex zu navigieren und dabei relevante Informationen zur Raumstruktur, Ausstattung und Organisation ortsgebunden und visuell aufzubereiten und zu präsentieren.

Gerade für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bietet dieser digitale Ansatz erhebliche Vorteile: Er spart Zeit, reduziert den organisatorischen Aufwand und ermöglicht gleichzeitig eine individuelle, interaktive Erkundung der Räumlichkeiten.

In vielen Unternehmen erfolgt die klassische Einführung in die Büroräumlichkeiten bislang durch eine persönliche Begleitung erfahrener Mitarbeiter:innen.

Doch diese analoge Lösung ist in der Praxis oft zeitintensiv, personengebunden und schwer skalierbar. Dieser Ansatz stößt speziell an seine organisatorischen Grenzen, wenn mehrere neue Kolleg:innen oder Gäste gleichzeitig eingewiesen werden müssen.

Hinzu kommt, dass weitläufige oder komplex strukturierte Gebäude eine zusätzliche Hürde für die Orientierung darstellen und es vielen Menschen schwerfällt, sich in unbekannten und weitläufigen Bürogebäuden ohne Hilfestellung direkt zurechtzufinden.

Unser Lösungsansatz: Eine digitale, AR-gestützte Büroführung, die Orientierung erleichtert, Personalressourcen schont und zugleich eine individuelle, interaktive Erkundung der neuen Umgebung ermöglicht. Hierbei ist sie jederzeit verfügbar, unabhängig von Gruppengrößen, unterstützt visuell und kann einfach in bestehende Prozesse integriert werden.

Die Büroführung erfolgt selbstgesteuert und interaktiv: Die Nutzenden bewegen sich im eigenen Tempo durch die Räumlichkeiten und erhalten durch virtuelle Hinweise, Texte, Bilder und ggf. Videos eine mediengestützte Einführung über die Raumstruktur, Ausstattung und Nutzung in die neue Umgebung direkt eingeblendet.

Ein zentrales Merkmal des easyARguide ist die einfache Erstellung eigener Inhalte – ganz ohne Programmierkenntnisse. Über eine intuitive No-Code-Oberfläche können Verantwortliche die Büroführung direkt in der AR-Anwendung gestalten, indem sie digitale Marker, Texteinblendungen, Fotos, Videos oder 3D-Objekte hinzufügen. So lassen sich individuelle Rundgänge flexibel anpassen, erweitern oder aktualisieren und das direkt am Ort des Geschehens.

Die Anwendung ist auf mehreren Geräten verfügbar, darunter HoloLens, Meta Quest 3 und Android-Tablets. Dadurch kann sie je nach Zielgruppe und Anwendungskontext variabel eingesetzt werden, etwa im Onboarding, bei Events oder zur Orientierung im Arbeitsalltag.

Der erstellte Guide bietet zwei Hauptmodi für die Büroführung:

1. Modus: Generelle Büroführung
   In diesem Modus werden allgemeine Informationen zur Bürostruktur vermittelt. Nutzer:innen erhalten Hinweise zu wichtigen Bereichen wie Arbeitsplätzen, Konferenzräumen, Aufenthaltsbereichen und zentralen Anlaufstellen. Dabei wird erläutert, wie die Büronutzung organisiert ist und welche Abläufe für den Alltag wichtig sind. Dieser Modus ist ideal für das Onboarding neuer Mitarbeiter.
   
   
2. Modus: Sicherheit im Feierabendprozess
   Was ist, wenn man als letzte Person im Büro ist? Dieser Modus richtet sich an Mitarbeitende, die am Ende des Arbeitstages das Bürogebäude verlassen. Hier werden ihnen Schritt für Schritt alle relevanten Maßnahmen erklärt: das Schließen der Jalousien und Fenster, das Ausschalten des Lichts, das Reduzieren der Heizung auf ein energiesparendes Niveau und das korrekte Abschließen der Türen. Durch visuelle Hinweise und AR-Anweisungen wird sichergestellt, dass keine wichtigen Aufgaben übersehen werden – ein echter Mehrwert für die betriebliche Sicherheit.

Die technische Umsetzung des AR-Konzeptes bei Büroführungen mithilfe des easyARguide konnte erfolgreich durchgeführt werden. Dabei basiert eine solche AR-Führung auf virtuellen Markierungen und interaktiven Elementen, welche den oder die Nutzer:in durch das Büro leiten. Die wichtigsten Erkenntnisse zu den Funktionen sind:

• Navigation: Virtuelle Wegpunkte helfen dabei, sich in weitläufigen Gebäuden zurechtzufinden. Da das kleine Sichtfeld der AR-Brille dazu führen kann, dass Objekte nicht sofort sichtbar sind, wurde darauf geachtet, eindeutige Hinweise zur Orientierung bereitzustellen.
  
  
• Menü-Interaktion: Die intuitive Benutzeroberfläche ermöglicht eine einfache Steuerung, jedoch kann es in bestimmten Situationen zu Überlagerungen digitaler Elemente kommen. Das kann passieren, wenn das Hauptmenü, welches die nutzende Person automatisch verfolgt um in dessen Sichtfeld zu bleiben, plötzlich auf im Raum platzierte Holograme trifft.
  
  
• Einfache Einrichtung: Die Handhabung des Handtrackings erfordert eine kurze Eingewöhnungszeit von etwa 10 bis 30 Minuten. Danach können Administrator:innen den Guide eigenständig für ihre Bedürfnisse anpassen.
  
  
• Effektive Alternative zur analogen Büroführung: Nutzer:innen können selbstständig das Gebäude erkunden, ohne auf eine geführte Tour angewiesen zu sein. Dies fördert eine individuellere und flexiblere Orientierung.
  
  
• Persistenz: Einmal eingerichtet, kann der Guide jederzeit wiederverwendet werden, beispielsweise für neue Mitarbeitende. Jedoch ist es empfehlenswert, die Inhalte regelmäßig zu überprüfen und bei strukturellen oder organisatorischen Änderungen zu aktualisieren.

Die Erprobung des easyARguide hat in der Praxis eindrucksvoll gezeigt, wie Augmented Reality zur Effizienzsteigerung und Prozessoptimierung im Büroalltag beitragen kann. Besonders für KMU, die mit begrenzten Ressourcen arbeiten, bietet die Technologie Mehrwert und großes Potenzial:

• Bessere Orientierung: Neue Mitarbeiter:innen und Kunden gewöhnen sich schneller an ihre Umgebung und finden sich leichter zurecht.
  
  
• Zeitersparnis: Statt wiederkehrender Führungen durch das Personal kann die AR-Anwendung effizient und flexibel eingesetzt werden.
  
  
• Erhöhte Interaktivität: Durch die Kombination von visuellen Wegpunkten, interaktiven Erklärungen und Multimedia-Inhalten wird die Büroführung ansprechender gestaltet.
  
  
• Langfristige Nutzung: Das System bleibt für neue Mitarbeitende oder Besuchende erhalten und kann bei Bedarf aktualisiert werden.

Der easyARguide kann nicht nur für Büroführungen, sondern auch in anderen Schulungskontexten wie Sicherheitseinweisungen oder bei Events vielfältig eingesetzt werden. Zukünftige Erweiterungen der erstellten Guides wie personalisierte Touren, mehrsprachige Inhalte oder andere standortgebundene Schulungen sind denkbar und bieten Raum für eine kontinuierliche Weiterentwicklung und eine verbesserte Erfahrung für Nutzende.

Somit gelingt es, analoge Prozesse in KMU sinnvoll zu digitalisieren, Mitarbeitende aktiv einzubinden und gleichzeitig Ressourcen zu schonen. Die digitale Büroführung mit easyARguide ist ein Beispiel dafür, wie digitale Innovationen im Mittelstand erfolgreich zur Anwendung kommen können.

Entdecken Sie noch weitere Best Practices auf der Hauptseite des easyARguide Projektes.

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Das Mittelstand-Digital Zentrum Rheinland hat in Kooperation mit der mittelständischen Autowerkstatt KFZ-Technik Kaspers die Augmented Reality (AR) Anwendung „easyARguide“ in einem Praxistest erprobt. Ziel des Tests war es, die Einsatzmöglichkeiten der Anwendung im Alltag einer Kfz-Werkstatt zu bewerten und Potenziale sowie Herausforderungen zu identifizieren, um in diesem Best Practice die gewonnenen Erkenntnisse zu teilen. 

Im Mittelpunkt des Praxistests stand die Entwicklung eines digitalen Leitfadens für den Radwechsel, einem alltäglichen, aber sicherheitsrelevanten Vorgang in Werkstätten. Gemeinsam mit dem Werkstattinhaber, Herrn Kaspers, wurde eine strukturierte und visuell unterstützte Anleitung in easyARguide erstellt, die alle wesentlichen Schritte des Prozesses abdeckt, angefangen beim Abziehen der Radkappe über das Lösen der Radschrauben und die Demontage des Rads bis zur fachgerechten Montage des neuen Rads. Die abschließenden Schritte, wie das Anbringen der Radschrauben und das Festziehen mit einem Drehmomentschlüssel, wurden ebenfalls in die Anleitung integriert. 

Für die visuelle Darstellung des gesamten Prozesses wurden Pfeilsymbole aus der Symbolgalerie, einer Sammlung vorgefertigter 3D-Objekte, verwendet, um die relevanten Arbeitsbereiche eindeutig zu markieren. Ergänzend dazu wurden die einzelnen Schritte durch beschreibende Textfelder erläutert.

Eine Besonderheit war der Einsatz der Bildfunktion, mit der beispielsweise Werkzeuge, wie der Drehmomentschlüssel in dieser Anleitung, als reale Objekte visuell hervorgehoben werden. Durch das Einblenden direkt im Sichtfeld der Augmented-Reality-Brille, wird das Werkzeug eindeutig identifizierbar.

Wie bei vielen digitalen Neuerungen zeigte sich auch bei der Einführung von Augmented Reality Technologie: Der erste Schritt ist oft der schwerste. Die Werkstattmitarbeitenden mussten sich zunächst mit der Bedienung der AR-Brille vertraut machen. Diese Aufgabe gehörte anfangs zu den größten Hürden, da die erstmalige Handhabung von AR-Hardware/Software ungewohnt ist. Durch wiederholte Nutzung fand eine schrittweise Gewöhnung an die Anwendung statt und den Personen fiel die Interaktion zunehmend leichter.

Zudem stellten die anfänglichen Lichtverhältnisse in der Werkstatt durch entstehende Sichtprobleme eine Herausforderung dar. Hierbei war die Anzeige der AR-Brille durch die begrenzte Displayleuchtkraft bei starker Umgebungshelligkeit nur schwer zu erkennen. Durch den gezielten Einsatz zusätzlicher Beleuchtung des Arbeitsplatzes konnte dieses Problem aber weitgehend behoben werden.

Wichtig ist: Für die Einführung neuer Technologien sollte ausreichend Eingewöhnungszeit in praxisnahen Arbeitsumgebungen eingeplant werden. Dabei können Hindernisse identifiziert und behoben, sowie ein Raum zum Anlernen geschaffen werden. Zudem kann ein strukturiertes Schulungskonzept helfen, Mitarbeitende effektiv an digitale Werkzeuge heranzuführen.

Ein weiterer unvorteilhafter Aspekt, der im Test von easyARguide identifiziert werden konnte: Der Zeitaufwand für die Erstellung von Guides. Denn aktuell benötigt die Erstellung eines AR-Leitfadens vergleichsweise mehr Zeit als eine klassische mündliche Einweisung durch erfahrene Mitarbeitende. Dieser zeitliche Mehraufwand ist jedoch stark vom jeweiligen Prozess und dem Umgang mit der AR-Brille abhängig.

Zudem relativiert sich der initiale Mehraufwand recht schnell. Denn ist ein Guide erst einmal erstellt, kann er beliebig oft verwendet werden, z. B. zur Einarbeitung neuer Mitarbeitender oder Auszubildender. Dadurch kann die Kapazität der Fachkraft anderweitig genutzt werden oder auch ein fundamentales Anlernen stattfinden, wenn die Fachkraft aus dem Betrieb ausgeschieden ist.

Somit wird Know-how nachhaltig digital gesichert und jederzeit abrufbar gemacht. Das ist ein großer Vorteil insbesondere für kleinere und mittlere Unternehmen (KMU), die oft unter Fachkräftemangel leiden.

Die visuelle und interaktive Unterstützung durch AR-Technologie kann hierbei nicht nur die Qualität der Anleitungen verbessern, sondern auch die Fehlerquote verringern und die Schulung neuer Auszubildender und Mitarbeitender erleichtern.

Der Praxistest hat gezeigt: Im Handwerk und speziell in der Kfz Branche ist easyARguide als Erfolg zu werten. Augmented Reality ist kein Zukunftsszenario mehr, sondern bereits heute sinnvoll einsetzbar. Besonders im handwerklichen Umfeld wie der Kfz-Branche können digitale Assistenten wie easyARguide die Arbeit effizienter, sicherer und transparenter machen.

Trotz der anfangs bestehenden Herausforderungen durch den erstmaligen Kontakt zu AR-Technologien, konnte ein funktionierender Guide zur Demonstration der Anwendung erstellt und praxisnah getestet werden. Mit diesen Erfahrungen werden wertvolle Erkenntnisse für andere KMU geliefert, die ihre Prozesse digital unterstützen und zukunftssicher gestalten möchten.

Interesse am easyARguide: Entdecken Sie noch weitere Best Practices auf der Hauptseite des easyARguide Projektes.

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Das Ziel des Augmented Reality (AR) Projekt „easyARguide“ ist die Digitalisierung und Konservierung von Lernprozessen mittels AR-Technologie. Entwickelt wird easyARguide von den Mittelstand-Digital Zentren Darmstadt, Hamburg und Rheinland.

Der Fokus des Projektes ist primär die Erschließung von AR für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), insbesondere Handwerksbetrieben. Die Software ermöglicht es dem Fachpersonal virtuelle Lerninhalte selbstständig und ohne Programmierkenntnisse zu Erstellen. Lernende (wie beispielsweise Auszubildende) können die virtuellen Anleitungen danach selbstgesteuert nutzen und durchführen. Dabei ist easyARguide wiederholbar und besitzt ein lernpsychologisch fundiertes Konzept, das für ein effizientes Lernen sorgt.

Der demografische Wandel führt in Handwerksbetrieben und produzierenden Unternehmen zunehmend zum Verlust ausgebildeter Fachkräfte und deren implizitem Fachwissen. Es stehen einerseits zu wenige interessierte Auszubildende zur Verfügung, um die vorhandenen Stellen zu besetzen, andererseits verlassen zunehmend langjährige Mitarbeiter:innen im Rentenalter und damit auch deren implizites Wissen die Unternehmen. Besonders problematisch ist das vor dem Hintergrund, dass in vielen Fällen in handwerklichen Betrieben keine effektive Speicherung von Wissen vorgenommen wird, sondern nur eine direkte Weitergabe von Ausbilder:in zu Auszubildender Person besteht. Mit dem Ausscheiden erfahrener Mitarbeiter:innen aus dem Berufsfeld, geht deshalb oftmals ein großer Teil des Wissens dieser Person, welches sich über Jahre in der beruflichen Praxis angeeignet wurde, verloren.

Deshalb zielt „easyARguide“ unter anderem darauf ab, diesem Verlust von Fachwissen durch Bewahrung und Sicherung des Wissens entgegenzuwirken. Lehrende können mit der, im Rahmen des Projektes entwickelten Anwendung komplett ohne Programmierkenntnisse domänenunabhängig Lerninhalte mit einem AR Head-Mounted-Display (HMD) umsetzen und ihren Lernenden über die Plattformen HMD oder Tablet verfügbar machen.

Vorherige Untersuchungen zur Anwendung von AR in der Ausbildung zeigen, dass der Einsatz von AR in weiten Teilen der Aus- und Weiterbildungsprozesse eine Reduzierung von Anlernzeiten und Prozessfehlern bewirken kann. Zudem wurde ein Anstieg der Lerneffizienz sowohl während als auch nach dem Training beobachtet. Dennoch ist der Kostenaufwand für die spezialisierte Entwicklung, Einrichtung und Implementierung von konventionellen AR-Technologien in den Aus- und Weiterbildungsprozess eine der größten Herausforderungen. Deshalb wurde bei der Entwicklung der Anwendung das Ziel verfolgt einen unmittelbaren Einbezug des Fachpersonals in die Erstellung von vielfältigen AR-Trainingsszenarien zu ermöglichen. Dadurch kann für KMU finanzieller Aufwand reduziert und ein niederschwelliger Zugang für die Integration von AR in Lehr-Lernprozesse gefördert werden.

Wichtig ist: easyARguide kann Ausbilder:innen nicht ersetzen, sondern soll sie in ihrer täglichen Arbeit unterstützen und entlasten. Da Lernende Teile der Inhalte zeitlich flexibel bearbeiten können, bleibt in den direkten Lernphasen mit den Lehrenden mehr Raum für individuelle Betreuung und gezielte Rückfragen. Somit wird eine intensivere Lernbegegnungen geschaffen.

Eine entscheidende Problemstellung war die Gestaltung eines benutzerfreundlichen Interfaces, das sich flexibel an unterschiedliche Anwendungsszenarien anpassen lässt und gleichzeitig ein schnelles Erlernen der Software ermöglicht. Hierfür wurde ein modularer Baukasten entwickelt, der es ermöglicht, Arbeitsschritte visuell und interaktiv zu erstellen. Dabei wurde darauf geachtet, dass die Anzahl an Informationen Anwender:innen möglichst nicht überlastet und ebenso die Funktion der Software nicht einschränkt wird. Gleichzeitig sollte die Software optisch ansprechend wirken, damit die Akzeptanz für Anwendende erhöht wird.

Die Anwendung wurde in mehreren Testläufen direkt in Handwerksbetrieben erprobt. Das Feedback aus diesen realen Arbeitsumgebungen war entscheidend, um eine möglichst hohe Akzeptanz zu erzielen – insbesondere bei Nutzenden, die bislang wenig Berührungspunkte mit digitalen Technologien haben. Dabei zeigte sich unter anderem, dass die Bedienung per Handgesten an unterschiedliche Altersgruppen angepasst werden musste. Einfache, eindeutig erkennbare Bewegungen wurden gegenüber komplexeren Gesten bevorzugt und so im Projekt umgesetzt.

Die technische Umsetzung brachte eine Vielzahl an Anforderungen mit sich. Zu Beginn musste eine geeignete Entwicklungsumgebung für AR-Anwendungen geschaffen werden, die den unterschiedlichen Zielplattformen gerecht wird – darunter Microsoft HoloLens, Meta Quest 3, Magic Leap sowie mobile Android-Geräte. Jede dieser Plattformen bringt individuelle Einschränkungen mit sich, insbesondere hinsichtlich Sensorik und Rechenleistung. Die Entwicklung erfolgte primär auf der HoloLens 2, bevor eine Portierung auf die weiteren Plattformen, mit jeweils spezifischen Funktionseinschränkungen, erfolgte.

Ein zentraler technischer Aspekt war die Kalibrierung eines festen Orientierungspunktes im Raum. Ziel war es, virtuelle Inhalte, etwa Werkzeuge oder Anleitungen, stabil und präzise im physischen Raum zu verankern. Hierfür wurde ein lizenzfreies Marker-Tracking-System eingebunden, das auf frei gestaltbaren QR-Codes basiert. Die Suche nach einer geeigneten Lösung gestaltete sich zeitaufwändig, da viele verfügbare Systeme entweder inkompatibel mit dem bestehenden Technologiestack waren – insbesondere im Hinblick auf Softwareversionen – oder eine restriktive Lizenzierung hatten. Zunächst wurde entgegen der Vision eines optisch scanbaren Markers eine manuell ausrichtbare Markierung umgesetzt. Diese Lösung benötigte nur einen Bruchteil der benötigten Entwicklungskapazität eines Marker-Trackings und funktioniert plattformunabhängig sehr gut. Im Verlauf des Projekts konnten neue Möglichkeiten identifiziert werden, die eine zuverlässige und plattformunabhängige Platzierung von 3D-Elementen im Raum ermöglichten.

Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Integration verschiedener Medienformate als visuelle Elemente innerhalb des Baukastensystems. Die Anwendung unterstützt neben Text und Bildern auch Audio- und Videoinhalte sowie Animationen – sowohl von virtuellen Objekten als auch von aufnehmbaren Handbewegungen (diese werden als holografische Repräsentation aufgenommen).
Um die Nutzung effizient zu gestalten und auf das Feedback der Testnutzenden einzugehen, wurden zudem Funktionen wie das Duplizieren von Medienelementen von Arbeitsschritten in einen anderen hinein und eine „Rückgängig“-Funktion implementiert.

Im Rahmen der Entwicklung wurden verschiedene Modelle von Tracking- und Haptik-Handschuhen getestet, um deren Eignung für den Einsatz in AR-gestützten Wartungs- und Montageprozessen zu evaluieren. Die Auswahl umfasste mehrere kabellose Varianten unterschiedlicher Hersteller. Ergänzend dazu fand ein Workshop mit anderen AR-Forschungsprojekten statt, bei dem ein direkter Vergleich der Handschuhe im Hinblick auf Praxistauglichkeit, Präzision und Integration mit bestehenden AR-Systemen durchgeführt wurde.

Im Testverlauf zeigte sich, dass die Handschuhe in puncto Trackingqualität durchaus überzeugen konnten: Die Hand- und Fingerbewegungen wurden präzise und stabil erfasst, was in virtuellen Interaktionen ein sehr natürliches Bediengefühl ermöglichte. Auch das Potenzial für komplexe Anwendungsfälle wurde positiv bewertet.

Den Vorteilen standen jedoch mehrere gewichtige Nachteile gegenüber. In der Praxis erwiesen sich viele Modelle als unhandlich im Umgang mit realen Werkzeugen – die verbauten Sensoren und Module störten bei der Nutzung oder führten zu ungenauer Erfassung. Auch zeigte sich eine hohe Empfindlichkeit gegenüber industriellen Bedingungen wie Staub, Schmutz oder öligen Oberflächen, was ihre Alltagstauglichkeit in typischen Montageumgebungen stark einschränkt. Zusätzlich verursachten die Systeme einen erheblichen Aufwand bei Kalibrierung und Wartung, was insbesondere im laufenden Betrieb als störend empfunden wurde. Weitere Kritikpunkte betrafen die fehlende Kompatibilität mit Standalone-AR-Brillen, also eigenständigen Datenbrillen mit integrierter Technik, die ohne zusätzliches Gerät funktionieren. Da viele Handschuhsysteme einen PC als Überbrückung für die Übertragung der sensorischen Daten benötigen, sowie den hohen Zeitaufwand für das An- und Ausziehen, der teils bis zu fünf Minuten pro Hand betragen konnte, überwiegten die Nachte der Nutzung. Auch Sicherheitsaspekte wie potenzielles Hängenbleiben an Geräten spielten eine Rolle.

Vor dem Hintergrund dieser Erfahrungen wurde deutlich, dass sich der ursprünglich angestrebte Mehrwert der Handschuhe zunehmend relativiert hat. Die aktuellen AR-Brillen verfügen mittlerweile über sehr zuverlässiges integriertes Handtracking, das in vielen Fällen eine ausreichend präzise und gleichzeitig deutlich unkompliziertere Lösung bietet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit externer Tracking-Handschuhe, insbesondere für Anwendungsfälle wie das easyARguide-Projekt, bei dem Effizienz, Sicherheit und Alltagstauglichkeit im Vordergrund stehen.

Insgesamt kam das Projektteam daher zu dem Schluss, dass sich der Einsatz von Tracking- oder Haptik-Handschuhen im Kontext von easyARguide nicht als sinnvoll erwiesen hat. Die Nachteile überwiegen gegenüber dem begrenzten Nutzen, sodass künftig auf die native Handerkennung der AR-Geräte gesetzt wird.

Zu Beginn der Entwicklung von easyARguide wurde ein Lehr-Lern-Konzept entwickelt, das gezielt auf die Potenziale von Augmented Reality zugeschnitten ist. Ziel war es, nicht nur Inhalte digital darzustellen, sondern die didaktischen Möglichkeiten der Technologie voll auszuschöpfen.

Das Lehr-Lern-Konzept von easyARguide basiert in seiner ersten Iterationsstufe auf der Vier-Stufen-Lernmethode. Diese ist in Abbildung 1 im mittleren Bereich als „Lernenden-Ebene“ dargestellt. Ergänzt wird das Modell durch zwei zusätzliche Ebenen: die Projektebene (unten) und die Lehrenden-Ebene (oben).

Die Projektebene bildet den Ausgangspunkt von easyARguide. Sie stellt sicher, dass alle Phasen des Lernprozesses durch die technische Umsetzung sinnvoll unterstützt und abgedeckt werden. Die Lehrenden-Ebene wurde eingeführt, um ein kontinuierliches Feedback der Lernenden zu ermöglichen. Dadurch kann der Lehrende die Inhalte flexibel anpassen und bei Bedarf verbessern – visualisiert durch den Pfeil in Abbildung 1.

Abbildung 1: Vier stufen Lernprozess

Das Konzept ist als erster Entwurf zu verstehen und wurde praxisnah parallel zu Entwicklungsprozess des Prototyps erprobt. Ziel war eine benutzerorientierte Weiterentwicklung durch kontinuierliche Evaluation und Integration von Feedback. Der entwickelte Prototyp vermittelt die wesentlichen Ausbildungsinhalte mit AR-Elementen und greift dabei auf das zuvor definierte Konzept zurück.

Für die Erprobung konnte mit der ElbHandWerk GmbH, einem Unternehmen aus dem Bereich Sanitär- und Heizungsbau im Hamburger Umland, ein praxisnaher Partner gewonnen werden. Der Prototyp wurde dort in wiederholten Testungen eingesetzt. Durch den Austausch mit den Mitarbeitenden vor Ort wurde regelmäßig Feedback eingeholt, das direkt in die Weiterentwicklung eingeflossen ist. Durch diesen iterativen Prozess – bestehend aus Entwicklung, Testung und Optimierung – konnte sowohl die technische Umsetzung als auch das Lehr-Lern-Konzept gezielt auf die Anforderungen kleiner und mittelständischer Betriebe abgestimmt werden. Ziel war, einen praxistauglichen Prototyp zu entwickeln, der für viele Zielgruppen geeignet ist. Der Prototyp ist im Anschluss an das Projekt im Rahmen der Initiative Mittelstand-Digital kostenneutral zur Verfügung gestellt worden.

Um das System möglichst effizient und praxisorientiert nutzbar zu machen, wurde zudem eine optionale adaptive Logik entwickelt. Sie ermöglicht es, Guides so zu erstellen, dass deren Komplexität und Informationsdichte an den Kenntnisstand der Lernenden angepasst werden kann. Die Guides gliedern sich mithilfe eines Regelsystems in drei Kompetenzstufen auf – mit detaillierteren Anleitungen für Einsteiger und reduzierter Informationsdichte für Fortgeschrittene. Lernende und Lernelemente werden dabei Kompetenzgruppen zugewiesen, wodurch eine gezielte didaktische Ansprache ermöglicht wird.

Das adaptive Lernmodell soll einerseits den individuellen Lernfortschritt bestmöglich unterstützen, aber gleichzeitig auch flexibel genug sein, um Lehrenden Freiraum bei der Gestaltung ihrer Anleitungen zu lassen. Die aktuell umgesetzte Einteilung in drei Kompetenzstufen stellt einen ersten praxistauglichen Kompromiss zwischen diesen Anforderungen dar. In der Trainingserstellung verändern sich durch die Anwendung von adaptivem Lernen nur minimal die Vorgaben an die Arbeitsschritte, sodass sich ein Mehrwert im Lerneffekt ergibt, ohne dass ein relevanter Mehraufwand in der Erstellung entsteht. Eine detaillierte Beschreibung des Modells ist in einem begleitenden Fachartikel dokumentiert. Eine tiefergehende Untersuchung des Systems ist im Anschluss an das Projekt geplant, da im Bereich adaptiver Lernsysteme innerhalb der AR-Anwendungspraxis bisher nur wenige fundierte Erkenntnisse vorliegen.

Die Basis bildete eine Anforderungsanalyse, in der zentrale Funktionen für den Prototyp definiert wurden. Es folgte eine agile Entwicklung in wöchentlichen Sprints, wobei zunächst ein Minimalprototyp entstand. Dieser beinhaltete unter anderem:

• Die Erstellung und Bearbeitung von Arbeitsschritten eines Guides.
• Eine kleine Auswahl an 3D-Objekten, die im Raum platziert und animiert werden konnten.
• Die Nutzung von Textfeldern zur Informationsvermittlung.
• Die Möglichkeit, AR-Guides zu speichern und zu laden.
• Die Integration eines lizenzfreien Marker-Trackings für stabile 3D-Platzierung im Raum.
• Sowie die Trennung der Anwendung in zwei Modi:
  • Einen Baukastenmodus für Ausbilder:innen zur Erstellung von Lerninhalten.
  • Und einen Lernmodus, in dem die Bearbeitung deaktiviert ist.

Parallel zu den Tests im Handwerksbetrieb wurde der Funktionsumfang kontinuierlich erweitert. Basierend auf dem konkreten Bedarf der Nutzer:innen wurden unter anderem folgende Funktionen ergänzt:

• Einfügen, Löschen und Duplizieren von Arbeitsschritten an beliebigen Stellen.
• Intuitivere Anpassung der Gestensteuerung für unterschiedliche Alters- bzw. Nutzergruppen.
• Integration von Funktionen zum Rückgängigmachen und Wiederherstellen von Aktionen.
• Einbindung von Foto-, Video- und Audioinhalten im virtuellen Raum.
• Sowie die Erstellung eines interaktiven Tutorial-Guides für neue Nutzer:innen.
• Die Umsetzung von Handtracking zur Aufnahme und Darstellung animierter Handbewegungen.

Im Rahmen dieses Arbeitspakets wurde auch das Potenzial haptischer Handschuhe getestet.

Abschließend wurde das adaptive Lernsystem entwickelt. Gleichzeitig wurden letzte Optimierungen an der Benutzeroberfläche vorgenommen, um die Anwendung für Ausbilder:innen und Lernende gleichermaßen verständlich und effizient nutzbar zu machen. Die Auswertung des adaptiven Lernsystems sowie weitere wissenschaftliche Untersuchungen zur Wirksamkeit sind in Planung und werden zukünftig in einem Papier dargelegt.

Besonderes Augenmerk wurde hier auf die Reichweite gelegt, um die Einstiegshürde zu minimieren: Auch wenn nicht alle Funktionen plattformübergreifend verfügbar sind, wurde z. B. auf mobilen Geräten der Lernmodus bereitgestellt, um den Einstieg möglichst niedrigschwellig zu gestalten. Die vollständige Portierung der Benutzeroberfläche hätte andernfalls einen unverhältnismäßig hohen Aufwand bedeutet. Die angestrebten weiteren Plattformen, neben der HoloLens 2 waren die Meta Quest 2/3, Magic Leap und Android-basierte mobile Geräte.

Nach Abschluss des Projekts wurde der Quellcode auf GitHub veröffentlicht, um eine weitere Nutzung und Weiterentwicklung als Open-Source-Lösung zu ermöglichen.

Mit Stolz darf auch gesagt werden, dass easyARguide für den renommierten DIVR XR Science Award 2024 nominiert war. Eine Auszeichnung, die herausragende Innovationen im Bereich Extended Reality (XR) würdigt. Unser Projekt zeigt eindrucksvoll, welches Potenzial hinter smarten und intuitiven AR-Lösungen digitaler Assistenzsysteme steckt. Mit unserer Anwendung hoffen wir auch kleine und mittlere Unternehmen ins Boot der Digitalisierung zu holen. 

Die Entwicklung und Erprobung von easyARguide hat zahlreiche Erkenntnisse hervorgebracht – sowohl auf technischer als auch auf organisatorischer und didaktischer Ebene. Einige der zentralen Learnings und überraschenden Ergebnisse sind im Folgenden zusammengefasst:

Im Rahmen der weiteren Projektergebnisse wurden einige dieser neu identifizierten Anwendungsmöglichkeiten bereits konkret erprobt. In anschließenden Best-Practice-Berichten wird exemplarisch gezeigt, wie die easyARguide-Anwendung in unterschiedlichen betrieblichen Kontexten eingesetzt werden kann und welche Chancen sich daraus für kleine und mittelständische Unternehmen ergeben.

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