Bahn nutzt Augmented und Virtual Reality Training
Auszubildende nutzen AR-Hologramme bei der Weichenwartung. | Bildquelle: viscopic

Die Computerwoche berichtete am 07.09.2018 in ihrem Artikel „So nutzt die Bahn VR/AR-Technologie in der Aus- und Weiterbildung“ über die Vorteile des Einsatzes von und in der Mitarbeiterschulung. Mit neuen Schulungs-Technologien will die Bahn ihre Mitarbeiter schneller und mit geringeren Kosten qualifizieren. Nicht zuletzt aufgrund des bevorstehenden Generationswechsels im Konzern.

So sind beispielsweise 28 Handgriffe nötig, um den Hublift für Reisende mit Rollstuhl zu bedienen, der an den Türen des neuen ICE4 eingebaut ist. Ein Zugbegleiter sollte diesen Vorgang innerhalb von zwei Minuten bewerkstelligen, damit der Fahrplan eingehalten werden kann. Der Vorgang muss also im Vorfeld geprobt werden, damit jeder Handgriff sitzt. Bei 4.000 Zugbegleitern im Fernverkehr kommen da jede Menge Trainingsstunden zusammen, für die bisher echte Züge aus dem Verkehr gezogen werden mussten.

Das bedeutete hohen Zeit- und Personalaufwand sowie Umsatzverluste, da die Ausbildungs-Züge nicht am regulären Personenverkehr teilnehmen konnten. Gemeinsam mit dem IT-Dienstleister DB Systel entwickelte die Deutsche Bahn im Rahmen des Projekts EVE (Engaging Virtual Education) eine Lösung, die ein virtuelles Training ermöglicht.

Training am virtuelle Bahnsteig

Bereits seit Mai 2018 bietet die Bahn ihren Mitarbeitern das virtuelle Training an. Der Vorteil liegt darin, dass theoretische Abläufe in der Praxis trainiert werden können – zumindest scheinbar. „Man kann es mit einem Fitnessstudio vergleichen,“ sagt Lars Tiedermann, VR-Entwickler DB Systel. Die Mitarbeiter lernen die körperlichen Bewegungsabläufe und erarbeiten sich so ein Muskelgedächtnis. Ein Trainer, der die Bewegungen an einem Bildschirm mitverfolgt, unterstützt die Mitarbeiter durchgängig, damit sie auch die richtigen Bewegungen üben. Denn wie im Fitnessstudio könnten sich sonst falsche Bewegungsmuster einprägen.

VR-Training wertvolle Schulung

Das Feedback der Mitarbeiter ist positiv. Das VR-Training unterstütze beim praktischen Vorgehen. Die Schulungszeiten vor Ort kann damit deutlich verkürzt werden. Jedoch ersetzt es nicht vollständig die Schulung am tatsächlichen Zug. Denn auch das Gefühl für Widerstände, Gewichte und die reale Mechanik am Zug ist wichtig.

Mehr als 500 Zugbegleiter haben bereits das Training absolviert. Bis 2020 sollen alle nach alle 4.000 Mitarbeiter im Fernverkehr das virtuelle Training durchlaufen haben. Neben den Zugbegleitern werden auch Lokführer virtuell mit den Funktionen des neuen ICE4 vertraut gemacht.

Die Bahn will nun auch Gefahrensituationen oder andere komplexe Abläufe simulieren. Darunter fallen beispielsweise das Kuppeln von Zügen oder die Wartung der Stromabnehmer auf dem Dach des Zuges. Dabei sollen den Mitarbeitern neben den richtigen Abläufen auch die Konsequenzen von Fehlern aufgezeigt und so das Sicherheitsbewusstsein gestärkt werden.

Die richtige Technik

Die Entwicklung der VR-Software durch Systel dauerte etwa vier Monate. Als Datengrundlage für die realitätsgetreue Darstellung des Hublifts dienten ICE4-Daten von Siemens. Die Software selbst ist hardwareunabhängig, so dass statt der demonstrierten VR-Brille HTC Vive auch beispielsweise eine Rift eingesetzt werden kann.

Pro Schulungseinheit (VR-Brille und Rechner) fielen etwa 2.000 Euro Anschaffungskosten an. Dieser Betrag amortisiere sich jedoch relativ schnell, da ein Teil der Reisezeiten und -kosten für Schulungen an den Zügen wegfielen. Zudem bringe jeder Tag, den die ICEs früher als bisher aus den Schulungsstandorten in den regulären Betrieb überführt werden könnten, Mehrumsätze. Ein breiterer VR-Einsatz als heute werde sich eher günstig auf die Kosten auswirken.

Realitätsnahe Simulation mit Virtual Reality

Der Fokus bei der Entwicklung der VR-Trainings lag auf Bedienfreundlichkeit sowie Realitätsnähe der Simulation. Um die Übungen unabhängig von Alter und Technikaffinität möglichst zugänglich zu gestalten, nutzt das Programm nur einen Knopf pro Bedieneinheit (Controller) in jeder Hand. So können sich die Mitarbeiter ohne lange Einführung ganz auf die Bewegungsabläufe konzentrieren. Die Darstellung in der Brille unterstützt zudem die Anpassung an individuelle Eigenschaften wie Kurz- und Weitsichtigkeit.

In der Simulation selbst kommen realitätsnahe Darstellungen der benötigten Werkzeuge wie Vierkantschlüssel zum Einsatz, die „virtuell“ in die Hand genommen werden müssen. Bei der Übung im VR-Raum müssen bei schweren Handgriffen auch beide Hände eingesetzt werden.

AR und VR als Antwort auf den demographischen Wandel

Neben den reibungslosen Abläufen an und in den Zügen spielt die intakte Infrastruktur auch eine große Rolle für den laufenden Betrieb. Dafür muss sich die Deutsche Bahn mit dem demografischen Wandel beschäftigen. Von den derzeit rund 8.000 Wartungstechnikern, die das Schienennetz instand halten, wird bis 2026 die Hälfte altersbedingt ausscheiden. Es müssen daher rasch Nachwuchskräfte an der komplexen Technik – etwa den Weichen – des Schienennetzes ausgebildet werden. Das Fachwissen wurde bislang über theoretische Präsentationen vermittelt.

Augmented Reality im Team

Als Lösungsansatz hat das Münchner Unternehmen „Viscopic“ im Start-up-Förderprogramm der Deutschen Bahn eine Augmented-Reality-Anwendung entwickelt. Die interaktive Applikation namens „3D Durchblick“ nutzt die Mixed-Reality-Brille Hololens von Microsoft.

Die Brillen können miteinander verbunden werden und somit mehrere Anwender dasselbe im realen Raum sehen. Jeder in der Gruppe kann sich um das dargestellte Hologramm herumbewegen und es über Fingergesten oder eine Minifernbedienung in der Größe, Position oder Rotation verändern. Die Blickrichtung des Trainers kann angezeigt werden, so dass er detaillierte Abläufe erklären kann während er das Hologramm entsprechend bearbeitet.

Komplexe Funktionsabläufe lassen sich animiert darstellen. Schritt-für-Schritt-Anleitungen können eingeblendet oder einzelne Komponenten hervorgehoben und isoliert betrachtet werden. Nützliche Informationen oder Warnhinweise zum jeweiligen Arbeitsschritt werden in Echtzeit im Sichtfeld des Anwenders angezeigt.

Augmented Reality-Training optimiert Ausbildung

Momentan wird das AR-Training an sieben Standorten in Deutschland etwa 250 Signal- und Weichentechnikern angeboten. Bis 2020 sollen insgesamt 1.000 die Anwendung nutzen können. Die Schulung gliedert sich momentan in drei Module: Aufbau und Wartung von Weichenantrieben, die Wartung von RBC-Schränken (zur Kommunikation zwischen ICE und Stellwerk) sowie eine Anleitung für die Weicheninspektion.

Dieser praxisorientierte, kollaborative Ansatz soll dazu beitragen, dass Nachwuchspersonal besser ausgebildet wird. Dadurch hofft die Bahn, Weichen schneller entstören und den Bahnbetrieb reibungsloser abwickeln zu können.

Quelle: Computerwoche 07.09.2018 – „So nutzt die Bahn VR/AR-Technologie in der Aus- und Weiterbildung“