3-D im Praxis-Test

Geschrieben zum Thema Virtual bzw. Augmented Realitiy wird viel. Doch wie sieht es in der Unternehmenspraxis aus? Wir haben nachgeschaut.
AUDI Smart Factory Assisted Reality (Foto: AUDI AG)
AUDI Smart Factory Assisted Reality (Foto: AUDI AG)

Ob virtuelle Stadtplanung, 3-D-Entertainment oder 360-Grad-Liveübertragung – Simulationen, digitale Modelle sowie Virtual bzw. Augmented Reality werden in Zukunft unsere Freizeit, unsere Arbeit und unsere Wertschöpfungskette nachhaltig beeinflussen. Schon heute kann man das Thema in seiner ganzen Bandbreite bestaunen, vom Einsatz in der Automobilindustrie über die Nutzung im Militär bis hin zur spieletauglichen Virtual- Reality-Brille. Letztere ist derzeit von Sony und anderen Anbietern wie HTC, Oculus oder Samsung bereits zu dreistelligen Preisen erhältlich und lässt Unternehmer erahnen, was im industriellen Maßstab bei Entwicklung, Produktion oder Marketing möglich ist.

Das Einmaleins der Virtual Reality


Doch was ist Virtual Reality genau, und wo unterscheidet sich die Technologie von bekannten 3-D-Simulationen oder neuester Augmented Reality? Lassen Sie uns dazu einen Blick in die verschiedenen Technologien und Anwendungsfelder werfen. Allgemein versteht man unter Virtual Reality (VR) die Darstellung einer künstlichen Wirklichkeit mit bestimmten physikalischen Eigenschaften, die in Echtzeit computergeneriert auf ein Medium projiziert wird. Die Vermittlung des räumlichen Eindrucks wird dabei durch zwei Bilder aus leicht unterschiedlichen Perspektiven erzeugt und folgt damit unserem stereoskopischen Sehvermögen. Wird hingegen die vorhandene Realität einbezogen oder um virtuell generierte Informationen ergänzt, so spricht man von Augmented Reality (AR). Während AR bei der Projektion vor allem auf Head-Mounted Display (HMD) wie VR-Brillen setzt, kann VR auch auf Desktopsystemen, Powerwalls oder Großleinwänden umgesetzt werden. Eine weitere Form der Umsetzung von VR ist die CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), wobei durch die Projektion auf mehrere Wände eine virtuelle Umwelt geschaffen wird. Eine größere Form der Umsetzung dagegen ist der Elbedome im Virtual Development and Training Centre (VDTC) des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF. Der Elbedome verfügt über eine 360-Grad-Projektionsfläche und gehört mit einem Durchmesser von 16 Metern und einer Höhe von 6,5 Metern zu den größten Visualisierungssystemen für virtuell-interaktive Anwendungen für Wirtschaft und Forschung in Deutschland. Forscher und Unternehmen können so in großflächigen, dreidimensionalen, virtuell-interaktiven Darstellungen, etwa von Maschinen, Anlagen oder Fabriken, verschiedenste technische Lösungen und komplexe Funktionen noch vor ihrem Bau simulieren und testen. Derzeit durchläuft die Anlage eine Aufrüstung und Modernisierung, wobei die vorhandene Technik mit zusätzlicher Bodenprojektion, berührungsempfindlichen Sensoren im Boden, optischer Positions- und Bewegungserfassung und weiteren Systemen ergänzt wird. Und genau hier liegt die Stärke von Virtual Reality, die bislang aufgrund der hohen technischen Anforderungen wie Rechnerleistung und Software auf wenige Branchen beschränkt war. Besonders bekannt war und ist der Einsatz von VR in der Pilotenausbildung; Stichwort Flugsimulatoren. Was folgte, waren Simulationen in der Architektur, Städte- oder Landschaftsplanung. Spätestens mit dem Siegeszug der Digitalisierung und der Umsetzung von Industrie 4.0 wird VR seit dieser Dekade verstärkt in der Industrie eingesetzt. Eine Trendbefragung des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau Fachverband Software und Digitalisierung vom Februar 2017 zeigt, dass 95 Prozent der befragten Unternehmen Simulationswerkzeuge in Konstruktion und Entwicklung nutzen oder in Zukunft nutzen wollen. Virtuelle Prototypen, Produktionsplanungen, aber auch Trainings sind dabei nur einige der Möglichkeiten.

Audi – assisted, augmented, virtual


Lassen Sie uns an dieser Stelle einen tieferen Einblick in die praktische Anwendung von VR beim deutschen Autobauer Audi nehmen. Dieser nutzt unter der Devise assisted, augmented, virtual den Einsatz von Datenbrillen und setzt im Rahmen seiner Smart Factory Strategie VR und AR gleich in drei Projekten ein. So erproben die Ingolstädter unter anderem im ungarischen Motorenwerk Gy?r derzeit eine Datenbrille von Google, die Google Glass. Diese setzt Audi im Bereich der Montage-Originalteile ein. Dort werden alle Motoren nach Kundenwunsch von Hand aufgebaut. Die Komplexität ist immens. Der Herstellungsprozess dauert mehrere Stunden, und manche Regale in der Motorenfertigung bergen bis zu 200 Fächer für Kleinteile. Dabei sehen sich viele dieser Teile sehr ähnlich. Die Datenbrille schafft hier Abhilfe. Mit seinem Werkausweis und einem QR-Code meldet sich der Fertigungsmitarbeiter an einem Arbeitsplatz an, anschließend bezieht die Google Glass den individuellen Bauauftrag von einem Auftragsserver. In Form einer Bild-Text-Darstellung werden die für die jeweilige Motorvariante individuellen Montageschritte über dem rechten Auge dargestellt. Per Sprache oder über den berührungssensitiven Rahmen der Datenbrille kann der Mitarbeiter dann die Arbeitsschritte durchgehen und bestätigen oder gegebenenfalls Detailinformationen wie zum Beispiel ein Trainingsvideo abrufen. Wenn der Monteur vor dem Regal steht, sieht er außerdem, wie viele Teile von welcher Seriennummer er aus welchem Fach nehmen muss. Der Mitarbeiter sieht diese Informationen jedoch nur, wenn er nach oben schaut – andernfalls bleibt sein Blickfeld frei.

IC.IDO – VR Software für Global Player und Mittelstand


Die Umsetzung von VR braucht zuverlässige Softwarelösungen. Die Unternehmen BMW, Jungheinrich, Rheinmetall oder Trumpf setzen dabei auf Software wie IC.IDO der ESI Group. Basierend auf modernsten VR-Technologien und Kompetenzen, erleichtert die Software den Entscheidungsfindungsprozess von globalen, interdisziplinär agierenden Teams und ersetzt so die Notwendigkeit von physikalischen Prototypen. IC.IDO wird in den verschiedensten Branchen genutzt und kann neben CAVEs, Powerwalls und Desktopsystemen auch in HMDs eingesetzt werden. Die Möglichkeit, HMDs zu nutzen, versetzt Ingenieure in die Lage, sich mittels immersiver VR noch intensiver mit der Untersuchung ihrer Konstruktionen zu befassen. Innerhalb der VR-Umgebung können sie mit simulierten Objekten interagieren, genauso, wie es Montage- oder Servicetechniker in der laufenden Produktion machen würden. Natürliche Hand- und Armbewegungen verstärken dabei das realistische Erlebnis. Gleichzeitig profitieren Nutzer von Interaktionen mit dem Produkt in Echtzeit und in seiner tatsächlichen Größe. Außerdem können Ingenieure VR schon früher und öfter im Entwicklungsprozess nutzen, da sie nicht länger von der Verfügbarkeit zentraler Ressourcen wie CAVEs oder VR-Experten eingeschränkt werden.

VR in Entertainment und Marketing


Dass VR längst nicht nur ein Thema für Produktion oder Entwicklung ist, zeigt der Einsatz im Videospiele-Sektor. Vorreiter ist hier die PlayStation-VR. Diese ermöglicht eine nie da gewesene Immersion, der Kunde wird quasi im wahrsten Sinne des Wortes in das Spiel, Produkt oder die Dienstleistung eingeführt. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von VR im Marketing war die weltweite Live-Übertragung einer ringförmigen Sonnenfinsternis im Februar dieses Jahres durch Liberty Global, den Mutterkonzern von Unitymedia. Auch hier wurde durch die Übertragung aus der in Südchile gelegenen Stadt Coyhaique eine neue Art der Wahrnehmung geschaffen. Ob VR oder AR – Simulationen revolutionieren die Wertschöpfungskette im Bereich Entwicklung und Produktion, unterstützten Unternehmen im Risikomanagement, ermöglichen neue Vertriebskanäle und sparen Kosten und Zeit. Sie sind damit eine der wichtigsten und vielseitigsten Technologien unserer Zeit.
André Sarin | redaktion@regiomanager.de

Ausgabe 05/2017