David Mack (M. Sc.)

Die Einarbeitung von Montagepersonal stellt eine große Herausforderung für Unternehmen dar. Der hohe Einarbeitungsaufwand und die zu erwartende Fluktuation erfordern neue Lösungen. Konventionelle Schulungen sind unflexibel (z. B. bei Sprachbarrieren) und reale Schulungen sind oft erst nach Einrichtung des Arbeitsplatzes möglich. Virtual Reality (VR) bietet die Möglichkeit eines ortsunabhängigen Trainings, bedarf aber weiterer Entwicklung. Eine vorangegangene Studie hat gezeigt, dass ein zu schnelles Durchlaufen von VR-Anwendungen den Trainingseffekt verringert. Adaptive Systeme mit variabler Unterstützung sind daher wünschenswert. Die Messung der Trainingsbeanspruchung ist für die Bewertung solcher Anpassungen relevant. In dieser Arbeit wurde die physiologische Beanspruchung durch VR-Montagetrainings mittels Herzratenvariabilität (HRV) untersucht. Es wurde ein VR-Training zur Montage eines Türnotentriegelungsgriffs entwickelt und in einer Between-Subjects-Studie mit zwei Gruppen (mit/ohne zusätzliche Unterstützung) evaluiert. Während des Trainings wurde die HRV zur Erfassung der Beanspruchung gemessen. Es zeigt sich, dass sich die Durchlaufzeiten signifikant zwischen den beiden Varianten unterscheiden.

Der Datensatz gehört zu der Publikation "Integration realer Werkzeuge in eine VR-Trainingssoftware für komplexe manuelle Montageprozesse - Vergleichsstudie mit und ohne Haptik" (DELFI 2025). In der Studie wurde der Einfluss von haptischem Feedback in Virtual-Reality-Trainingsumgebungen auf den Lerntransfer bei der Montage eines Notgriffs für Schienenfahrzeuge untersucht. In einem Between-Subjects-Design absolvierten zwei Gruppen (je 15 Teilnehmende) ein VR-basiertes Training mit und ohne Integration realer Werkzeuge und Montagevorrichtungen. Anschließend führten die Probanden reale Montagen durch. Erhoben wurden: - Demografische Daten und Technikaffinität (TA-EG) - Trainings- und Montagezeiten (Videoaufzeichnung) - Fehleranzahl bei der Montage - Gebrauchstauglichkeit (SUS), Beanspruchung (NASA-TLX) und qualitative Feedbacks Die Auswertung erfolgte mittels t-Test, Mann-Whitney-U-Test und deskriptiver Statistik. Die Ergebnisse zeigen, dass haptische Elemente in der VR-Anwendung signifikant positive Effekte auf die Montagezeit und die Fehlerreduktion hatten. Alle Teilnehmenden gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme und zur Nutzung der Daten.

Die hier vorgestellte Studie betrachtet das Training der Montage eines Notgriffs zur Türentriegelung von Schienenfahrzeugen an einem originalgetreuen Arbeitsplatz mit verschiedenen Trainingsanwendungen. Dazu wurde eine VR-Trainingsanwendung mit realen Montagevorrichtungen und Werkzeugen neu entwickelt und mit einer VR-Trainingsanwendung ohne solche haptischen Elemente verglichen. Für beide Anwendungen wurde dieselbe Videodatenbrille verwendet. Das Training ermöglicht eine niederschwellige Einarbeitung neuer Mitarbeiter ohne Sprachbarrieren und ohne einen Montagearbeitsplatz in der Produktion zu blockieren. Die untersuchten Hypothesen sind, dass die Art des Trainings einen Einfluss auf die Trainingszeit, die spätere Montagezeit, die Anzahl der Fehler, die Gebrauchstauglichkeit der Anwendung und die Beanspruchung des Montagepersonals während des Trainings hat. Beide Trainings wurden in einem Between-Subject-Design mit jeweils fünfzehn Probanden fünfmal eingesetzt. Anschließend wurden drei reale Montagedurchgänge durchgeführt. Sowohl bei den Trainingszeiten als auch bei den Montagezeiten konnten signifikante Unterschiede zwischen den Trainingsanwendungen festgestellt werden, wobei sich bei der Trainingsanwendung mit Haptik längere Trainings-, aber kürzere reale Montagezeiten zeigten.

The study presented here deals with the assembly of an emergency door release handle for unlocking the doors of railway vehicles at a realistic workstation with different instructions. For this purpose, a new AR instruction with see-through data glasses was developed and compared with smartphone-based AR instructions and paper instructions. The paper instructions represent the status quo of the assembly process. The implementation with see-through data glasses is technically more complex but has the advantage over the previously analysed smartphone that the hands are free for assembly. The hypotheses investigated are that the type of instruction has an influence on the assembly time, the number of errors, the usability and the strain on the assembler. Each type of instruction was studied with eight subjects and five assembly runs in a between-subjects design. There was no significant difference in total assembly time between the see-through data glasses and the smartphone. A comparable number of errors with lower strain makes the see-through glasses still interesting for knowledge transfer.

Die hier vorgestellte Studie betrachtet die Montage eines Notgriffs zur Türentriegelung von Schienenfahrzeugen an einem originalgetreuen Arbeitsplatz mit unterschiedlichen Anleitungen. Dazu wurde eine AR-Anleitung mit einer Durchsichtdatenbrille neu entwickelt und mit einer Smartphone- basierten AR-Anleitung sowie einer Papieranleitung verglichen. Die Papieranleitung stellt den Status Quo in der Montage dar. Die Umsetzung mit einer Durchsichtdatenbrille ist zwar technisch aufwändiger, hat aber gegenüber dem bereits untersuchten Smartphone den Vorteil, dass die Hände für die Montage frei sind. Die untersuchten Hypothesen sind, dass die Anleitungsart einen Einfluss auf die Montagezeit, die Anzahl der Fehler, die Gebrauchstauglichkeit und die Beanspruchung der montierenden Personen hat. Jede Anleitungsart wurde mit acht Probanden und fünf Montagedurchgängen in einem Between- Subject-Design untersucht. Zwischen Durchsichtdatenbrille und Smartphone zeigte sich bei der Gesamtmontagedauer kein signifikanter Unterschied. Eine vergleichbare Fehleranzahl bei geringerer Beanspruchung macht die Durchsichtdatenbrille dennoch interessant für die Wissensvermittlung.

Für die Montage von komplexen Baugruppen soll ein Schulungsangebot entwickelt werden, welches auch ohne Sprachbarriere ein niedrigschwelliges Anlernen neuer Arbeiter ermöglicht. In der hier vorgestellten Studie wurden zwei Arten von Montagetrainings für die Montage einer realen Baugruppe eines mittelständischen Unternehmens verglichen. Eine Gruppe wurde in einer VR-Trainingssimulation geschult. Die Kontrollgruppe wurde mit einem Video aus der Egoperspektive der VR-Anwendung trainiert. Dabei wurden die Gebrauchstauglichkeit (SUS) und die Beanspruchung (NASA-TLX) bei der Verwendung der Anwendungen getestet. Anschließend wurde die komplexe Baugruppe an einem Montagearbeitsplatz montiert, wobei die benötigte Zeit und die gemachten Fehler protokolliert wurden.