Virtuele Leermeesters

Op de 1e draaidag van de Katapult Expeditie mochten studenten Syl en Lisa ervaren bij Installatie Werk Zuid Holland hoe we tegenwoordig een warmtepomp installeren met een Hololens! Te gek!

27be2cf3-d257-4acd-90d2-567d6ca8f220

 

Winnaar MKBidee

De overheid stelt 200.000 euro beschikbaar voor de ontwikkeling van de virtuele leermeester.

In de technische sector is nu al een tekort aan personeel; met de energie transitie komen er alleen al in de stad Den Haag ca 3000 banen bij. Om aan die vraag te kunnen voldoen moeten nieuwe mensen instromen die dan eerst opgeleid moeten worden in de duurzaamheidstechniek. Echter het tekort aan leermeesters houdt nu de instroom van nieuw personeel in de techniek tegen: MKB bedrijven zetten nu minder leerlingen in omdat ze geen ruimte hebben om de leerlingen of cursisten te begeleiden, omdat er per leerling een leermeester aangewezen moet worden. Er is sprake van een vicieuze cirkel.

In dit plan lossen we het tekort aan (technische) leermeesters op en zorgen we er met een nieuwe methodiek voor dat ook bij het MKB één leermeester meerdere leerlingen kan begeleiden. Daarmee creëren we meer vraag vanuit de MKB bedrijven naar leerlingen. Dit levert uiteindelijk een bijdrage aan het oplossen van de krapte aan personeel in de technische sector.  

Doel

Door de inzet van Augmented Reality maken we leermeesterschap op afstand mogelijk. Daarmee vergroten we het aantal MKB’ers dat kan beschikken over één leermeester: doel is dat straks 10 MKB’ers gebruik kunnen maken van 1 leermeester.  Binnen het project leiden we twee senior warmtepompmonteurs op tot leermeesters. Vervolgens zetten wij hen in om met behulp van AR-technologie op afstand een groep van maximaal tien leerlingen te begeleiden.   

Hiermee stimuleren we de samenwerking tussen technische MKB-bedrijven  en het onderwijs, vergroten we de leercultuur binnen technische MKB bedrijven en we anticiperen op de sterk toenemende vraag naar warmtepompmonteurs in het kader van de Energietransitie 

Kwaliteit en innovatie 

De basis van het project is een lesmodule in Augmented Reality: deze dient als ‘skills set’ voor nieuwe leerlingen en wordt gebruikt als aanvulling op de klassikale theorie lessen. De leerling/gezel wordt stap voor stap begeleid bij het installatie proces. Dit is ‘blended learning’ waarvan wetenschappelijk bewezen is dat het veel betere resultaten levert dan alleen klassikaal leren of alleen via e-learning leren. De lesmodule wordt ook gebruikt als naslagwerk door de leerlingen op de werkplek. Tot slot biedt de Augmented Reality bril de mogelijkheid van video-bellen met de leermeester. Hierdoor kan de leermeester op afstand meekijken en bijsturen. Deze meekijkfunctie in de AR-technologie stelt  leermeesters in staat om meer leerlingen op afstand te begeleiden

Concrete resultaten 

In het pilotjaar leveren wij op:

  1. Lesmodule warmtepompinstallatie 
  2. Naslagwerk warmtepompinstallatie
  3. Livestream video verbinding met virtuele toevoeging
  4. Een draaiboek voor MKB’ers om leermeesters op afstand in te zetten
  5. Een pilot met twee leermeesters en maximaal tien leerlingen 
  6. Tien tot twintig MKB’ers  in de installatietechniek die enthousiast zijn en aanhaken

Toepassing projectresultaten op grotere schaal 

In dit project starten we met de montage van lucht/water warmtepompen door maximaal 10 leerlingen van maximaal 10 MKB’ers onder begeleiding van twee leermeesters. Uitbreiding voor meer type warmtepompen, scenario’s of producten als zonnepanelen is daarna ook mogelijk. Door het efficiënt inzetten van personeel wordt dit concept economisch voordelig en aantrekkelijk voor álle MKB bedrijven in Nederland die met leerlingen op locatie werken -dus ook uit andere sectoren.

 

Leren voor vakmensen 4.0

Whitepaper, versie 3, 9 mei 2018, Anton Duisterwinkel (InnovationQuarter) met dank aan onder andere Jacques Gofers (Promolding), Gert Bravenboer (Siemens), Jacqueline Hoogland (RNE), Arjan van Wijngaarden (Techniek College Rotterdam), Daan Wortel (Duurzaamheidsfabriek Dordrecht), Marcel van Wijk (HTC Delft), Elske Janssens (MRDH), Vincent Wegener (RAMLab), Nico van Hemert (RNE Next education), Jeroen Chabot en collega’s (Willem de Kooning Academie), José ten Kroode (BA groep), Nico Persoon (HHS), Averell van den Bos (TheServiceConcept.com | augmented reality)

De (hightech) maakindustrie schreeuwt om vakmensen (120.000 banen tot 2030, schat FME), net als bijvoorbeeld de zorg en service- en installatiebedrijven. Tegelijkertijd zit in sommige Rotterdamse en Haagse wijken bijna 30 procent van de beroepsbevolking thuis – zonder geschikte opleiding of kans daarop. Watskeburt?!

De maatschappij is veranderd, dat is er gebeurd. Digitalisering en andere technologische veranderingen gaan steeds sneller en vinden door internet ook steeds sneller de markt. Vroeger kwam je van school en kon je op basis van je diploma een leven lang werken op je niveau. De halfwaardetijd van een ICT-opleiding is tegenwoordig nog maar 2 jaar. Dus na 2 jaar is de helft van de kennis verouderd, na vier jaar driekwart en na zes jaar heb je nog maar wat aan een achtste van wat je hebt geleerd. Bedenk dat het opzetten van een nieuwe opleiding nu minimaal (!) twee jaar vergt en dat de eerste studenten pas vier jaar later van de opleiding komen. Dan al is zeven achtste van wat ze hebben moeten leren zinloos geworden. In techniekonderwijs komt daarbovenop dat opleidingen niet de tijd en financiële armslag hebben om moderne technologie op te bouwen. Leerlingen zien dat en komen niet af op de gemankeerde technische opleidingen. 

Een tweede verandering is de individualisering. Jongeren verwachten instant gratification en kiezen opleidingen die hun leuk lijken, zonder te kijken naar een perspectief op een baan. Gevolgen: (1) 120.000 jongeren studeren jaarlijks af in een vak waar geen banen voor zijn; (2) veel studenten maken hun opleiding niet af, tot 85 procent van bepaalde groepen waar de schoolcultuur, straatcultuur en huiscultuur erg sterk afwijken. Gebrek aan motivatie en perspectief spelen daarin een rol, net als leerstijlen die niet passen bij de leerling. 

Scholen en opleiding hebben veel moeite om deze maatschappelijke veranderingen op te vangen. Dat het onderwijs aan zeer veel en complexe regels is gebonden, remt onderwijsvernieuwing sterk af. Binnen die regels zijn er overigens weldegelijk mensen te vinden die de randen opzoeken en oprekken om maar goed onderwijs te kunnen geven. Gedreven door een sterk motivatie om leerlingen het beste te bieden. Aan motivatie en passie is er sowieso geen gebrek. 

Maar toch mag ook het onderwijs zich wel vragen stellen. Wordt het onderwijs aangeboden in een leerstijl die past bij de leerling? Motiveren we leerlingen wel voldoende? Kijken we naar het individu en baseren we daar plannen op? Stimuleren we mensen (leerlingen en werknemers) wel voldoende om hun eigen onderwijstoekomst in de hand te nemen en benutten we de digitale hulpmiddelen daarvoor wel voldoende? Maken docenten voldoende gebruik van MOOC’s, youtube en de enorme voorraad aan uitstekend onderwijsmateriaal dat gratis beschikbaar is? Leren we voldoende van elkaar, ook over opleidingen heen (wist u dat de TU Delft wereldkampioen MOOC’s is onder de universiteiten)? En halen we alles uit de kast om modern technisch onderwijs aan te bieden? Voor student en voor werknemers?

Een extra uitdaging is dat het zittende personeel bij bedrijven niet vanzelfsprekend meegaat in de nieuwste ontwikkelingen en dus dreigt uit te vallen. In de steeds sneller veranderende wereld is permanente educatie een noodzaak voor iedereen – ook voor mensen die een hekel aan school hebben. Deze noodzaak wordt wel herkend, maar werkende oplossingen zijn er nauwelijks. Het maatschappelijk belang hiervan is niet te onderschatten. Zonder personeel kan een industrietak die veel waarde toevoegt, producten exporteert en banen creëert niet doorgroeien. En zonder perspectief voor jongeren ligt grootschalige sociale onlust op de loer.

Maar als goed onderwijs zo belangrijk is voor bedrijven en andere werkgevers, dan mogen ook die werkgevers zich wel enige vragen stellen. Hebben wij voldoende gedaan om ouders en kinderen te interesseren in een baan in de industrie (of zorg, et cetera)? Investeren wij genoeg in hun relatie met het onderwijs om te zorgen dat die weet waar behoefte aan is? En helpen we om de benodigde techniek beschikbaar te maken en up-to-date te houden? Stimuleren we onze eigen mensen voldoende om bij te leren – en bieden ze daarvoor ondersteuning en ruimte? Durven we (vaste!) banen te bieden aan mensen die zelf in hun ontwikkeling investeren? Waarom zijn de opleidingsfondsen onderbenut als opleiding zo belangrijk is?

Al met al levert bovenstaande analyse voldoende op om de contouren te schetsen van een radicaal nieuw onderwijssysteem. Een systeem dat is gericht op de individuele kwaliteiten en motivatie van mensen van alle leeftijden, bijvoorbeeld in de vorm van een Talentenboulevard. Een systeem dat flexibel, modulair, leuk en effectief is en instant gratification biedt, onder andere in de vorm van certificaten. Een systeem dat voorziet in een innige samenwerking met werkgevers zodat de opleidingen aansluiten bij banen en de techniek up-to-date is, bijvoorbeeld in de vorm van skillslabs en MOOC’s. 

In het onderwijs wordt al veel geëxperimenteerd met vormen die passen in deze contouren. We noemen hier TecLab (Eindhoven), Fieldlab Robotica (Harderwijk), skillslab (Duurzaamheidsfabriek Dordrecht), et cetera. Het wiel hoeft niet opnieuw te worden uitgevonden. Maar de ophanging ervan zou zomaar kunnen veranderen. 

De stellingen hieronder diepen deze denkrichting verder uit. Denkt u mee? 

Stelling 1: Onderwijs moet het schoolgebouw uit

Fietsen leer je niet uit een boek. Metselen, frezen en schoonmaken ook niet. Zorg voor leerplekken dichtbij innovatie, met de modernste apparatuur, in een (bijna echte) praktijkomgeving, met docenten die recent dat werk gedaan hebben. 

Stelling 2: Begin bij de praktijk

Het nieuwe leren is: eerst doen en als je het in de vingers hebt, meer leren over de achtergronden. Wie iets kan, wil begrijpen waarom het soms mis gaat en hoe het beter kan. Zo motiveer je mensen en zorg je dat ze snel aan de slag kunnen.

Stelling 3: Accreditatie voor iedereen

Verpleegkundigen en accountants behoren tot de beroepsgroepen waar accreditatie verplicht is. Daarvoor is het nodig om je steeds weer te kwalificeren door bij te leren en ervaring op te bouwen. In Zuid-Afrika bestaat dit systeem al voor ingenieurs – waarom niet ook hier, voor alle technici. Nu banen steeds sneller veranderen, is dit voor alle beroepen nodig. Door op de opleiding voldoende certificaten te halen, krijg je een diploma, ofwel startaccreditatie. Met nieuwe certificaten erbij bepaal je zelf de richting van je carrière en blijf je geschikt voor de arbeidsmarkt. 

Stelling 4: Snel aan t werk

Breng de basisopleiding terug naar de essentie. Naast het praktische leren (zie stelling 2) zijn veiligheid en verantwoordelijkheid, planning en organisatie, omgaan met klanten, samenwerken met collega’s en communicatie in een organisatie et cetera in maanden aan te leren. De school is de veilige plek waar burgerschap, democratische waarden en wederzijds respect geleerd, besproken en beleden worden. Noem het socialiseren, algemene vorming ofwel Bildung. Daarna meteen aan het werk (in een meester-gezel-systeem?) en voortdurend blijven bijleren (stelling 1-3).

Stelling 5: Modulair, flexibel, praktijkgericht

Die bijleermodules moeten zeer modulair zijn. Kort en krachtig. Flexibel in te richten. Vraaggestuurd vanuit de werkgevers. Praktisch. Denk ook aan MOOC’s en ander elektronische hulpmiddelen. Gebruik wat er al is, zoek de beste MOOC of DIY-instructies op youtube. Er is al zoveel! 

Stelling 6: Maak werkgevers medeverantwoordelijk

Werkgevers die meedenken, meebeslissen en meehelpen in het vormgeven van praktijkonderwijs krijgen eerste keuze in de uitstroom van de opleidingen. Help werkgevers om systematisch, accuraat en volledig te omschrijven welke skills nodig zijn op welk niveau. 

Stelling 7: Ga het doen

Doe snelle experimenten die leren hoe een radicaal nieuw systeem het beste kan werken. Aan de slag! Van proberen kun je leren. En meten is weten: vraag aan alle partijen wat hun ervaringen zijn en wat er in hun ogen beter kan. 

Stelling 8: Maak het leuk – en laat dat zien

Werken in de maakindustrie is leuk omdat je een product onder je handen ziet ontstaan en je er goed kunt verdienen. De werkomgeving kan veilig, schoon en ook fun zijn en creatief. Kijk hoe de grote techbedrijven de beste talenten aantrekken! Maak je bedrijf een aantrekkelijke omgeving om in te werken en toon dat regelmatig aan kinderen en hun ouders, aan studenten en aan bestuurders. Als je personeel je belangrijkste asset is, zorg er dan goed voor en help om jongeren ervoor te interesseren!

Why Every Organization Needs an Augmented Reality Strategy

There is a fundamental disconnect between the wealth of digital data available to us and the physical world in which we apply it. While reality is three-dimensional, the rich data we now have to inform our decisions and actions remains trapped on two-dimensional pages and screens. This gulf between the real and digital worlds limits our ability to take advantage of the torrent of information and insights produced by billions of smart, connected products (SCPs) worldwide.

Augmented reality, a set of technologies that superimposes digital data and images on the physical world, promises to close this gap and release untapped and uniquely human capabilities. Though still in its infancy, AR is poised to enter the mainstream; according to one estimate, spending on AR technology will hit $60 billion in 2020. AR will affect companies in every industry and many other types of organizations, from universities to social enterprises. In the coming months and years, it will transform how we learn, make decisions, and interact with the physical world. It will also change how enterprises serve customers, train employees, design and create products, and manage their value chains, and, ultimately, how they compete.

In this article we describe what AR is, its evolving technology and applications, and why it is so important. Its significance will grow exponentially as SCPs proliferate, because it amplifies their power to create value and reshape competition. AR will become the new interface between humans and machines, bridging the digital and physical worlds. While challenges in deploying it remain, pioneering organizations, such as Amazon, Facebook, General Electric, Mayo Clinic, and the U.S. Navy, are already implementing AR and seeing a major impact on quality and productivity. Here we provide a road map for how companies should deploy AR and explain the critical choices they will face in integrating it into strategy and operations.

What Is Augmented Reality?

Isolated applications of AR have been around for decades, but only recently have the technologies required to unleash its potential become available. At the core, AR transforms volumes of data and analytics into images or animations that are overlaid on the real world. Today most AR applications are delivered through mobile devices, but increasingly delivery will shift to hands-free wearables such as head-mounted displays or smart glasses. Though many people are familiar with simple AR entertainment applications, such as Snapchat filters and the game Pokémon Go, AR is being applied in far more consequential ways in both consumer and business-to-business settings. For example, AR “heads-up” displays that put navigation, collision warning, and other information directly in drivers’ line of sight are now available in dozens of car models. Wearable AR devices for factory workers that superimpose production-assembly or service instructions are being piloted at thousands of companies. AR is supplementing or replacing traditional manuals and training methods at an ever-faster pace.

More broadly, AR enables a new information-delivery paradigm, which we believe will have a profound impact on how data is structured, managed, and delivered on the internet. Though the web transformed how information is collected, transmitted, and accessed, its model for data storage and delivery—pages on flat screens—has major limits: It requires people to mentally translate 2-D information for use in a 3-D world. That isn’t always easy, as anyone who has used a manual to fix an office copier knows. By superimposing digital information directly on real objects or environments, AR allows people to process the physical and digital simultaneously, eliminating the need to mentally bridge the two. That improves our ability to rapidly and accurately absorb information, make decisions, and execute required tasks quickly and efficiently.

AR displays in cars are a vivid illustration of this. Until recently, drivers using GPS navigation had to look at a map on a flat screen and then figure out how to apply it in the real world. To take the correct exit from a busy rotary, for example, the driver needed to shift his or her gaze between the road and the screen and mentally connect the image on the map to the proper turnoff. AR heads-up displays lay navigational images directly over what the driver sees through the windshield. This reduces the mental effort of applying the information, prevents distraction, and minimizes driver error, freeing people to focus on the road.

AR is making advances in consumer markets, but its emerging impact on human performance is even greater in industrial settings. Consider how Newport News Shipbuilding, which designs and builds U.S. Navy aircraft carriers, uses AR near the end of its manufacturing process to inspect a ship, marking for removal steel construction structures that are not part of the finished carrier. Historically, engineers had to constantly compare the actual ship with complex 2-D blueprints. But with AR, they can now see the final design superimposed on the ship, which reduces inspection time by 96%—from 36 hours to just 90 minutes. Overall, time savings of 25% or more are typical for manufacturing tasks using AR.

AR’s Key Capabilities

As we’ve previously explained (see “How Smart, Connected Products Are Transforming Competition,” HBR, November 2014), the SCPs spreading through our homes, workplaces, and factories allow users to monitor product operations and conditions in real time, control and customize product operations remotely, and optimize product performance using real-time data. And in some cases, intelligence and connectivity allow SCPs to be fully autonomous.

AR powerfully magnifies the value created by those capabilities. Specifically, it improves how users visualize and therefore access all the new monitoring data, how they receive and follow instructions and guidance on product operations, and even how they interact with and control the products themselves.

Visualize.

AR applications provide a sort of X-ray vision, revealing internal features that would be difficult to see otherwise. At the medical device company AccuVein, for instance, AR technology converts the heat signature of a patient’s veins into an image that is superimposed on the skin, making the veins easier for clinicians to locate. This dramatically improves the success rate of blood draws and other vascular procedures. AR more than triples the likelihood of a successful needle stick on the first try and reduces the need for “escalations” (calling for assistance, for example) by 45%.

Bosch Rexroth, a global provider of power units and controls used in manufacturing, uses an AR-enhanced visualization to demonstrate the design and capabilities of its smart, connected CytroPac hydraulic power unit. The AR application allows customers to see 3-D representations of the unit’s internal pump and cooling options in multiple configurations and how subsystems fit together.

R1706B_SPOT_VOLVO
VISUALIZE
AN AR SHOWROOM DEMO DEVELOPED BY MICROSOFT AND VOLVO PROVIDES AN X-RAY VIEW OF A CAR’S ENGINE AND UNDERCARRIAGE.

Instruct and guide.

AR is already redefining instruction, training, and coaching. These critical functions, which improve workforce productivity, are inherently costly and labor-intensive and often deliver uneven results. Written instructions for assembly tasks, for instance, are frequently hard and time-consuming to follow. Standard instructional videos aren’t interactive and can’t adapt to individual learning needs. In-person training is expensive and requires students and teachers to meet at a common site, sometimes repeatedly. And if the equipment about which students are being taught isn’t available, they may need extra training to transfer what they’ve learned to a real-world context.

AR addresses those issues by providing real-time, on-site, step-by-step visual guidance on tasks such as product assembly, machine operation, and warehouse picking. Complicated 2-D schematic representations of a procedure in a manual, for example, become interactive 3-D holograms that walk the user through the necessary processes. Little is left to the imagination or interpretation.

R1706B_SPOT_AGRI
INSTRUCT AND GUIDE
AN EMPLOYEE AT THE AGRICULTURAL EQUIPMENT COMPANY AGCO VIEWS AR INSTRUCTIONS FOR WORK ON A TRACTOR HYDRAULIC VALVESTACK.
CLINT FORD

At Boeing, AR training has had a dramatic impact on the productivity and quality of complex aircraft manufacturing procedures. In one Boeing study, AR was used to guide trainees through the 50 steps required to assemble an aircraft wing section involving 30 parts. With the help of AR, trainees completed the work in 35% less time than trainees using traditional 2-D drawings and documentation. And the number of trainees with little or no experience who could perform the operation correctly the first time increased by 90%.

de nieuwe vakman en vakvrouw

De ontwikkelingen volgen zich zo snel op dat de huidige manier van opleiden en trainen van mensen niet meer aansluit op de behoefte van vandaag.

Digitalisering helpt ons bij het tonen van informatie, maar is veelal interpretatie gevoelig.

Met behulp van augmented reality technologie kan je informatie projecteren in de context van omgeving en object. Hierdoor wordt de informatie beter begrepen en ontstaat meer vertrouwen bij de gebruiker.

Onderzoek geeft aangetoond dat m.b.v. augmented reality minder fouten ontstaan. Daarnaast wordt er ook sneller gewerkt. Uit het onderzoek bleek ook dat mensen zonder kennis, kunde en ervaring instaat waren om complexe vraagstukken op te lossen.

Weet weten? Neem dan contact met ons op!