Virtual Reality

Kurzfristig auf geänderte Design-, Abrufmengen- oder Technologiewünsche reagieren zu können, ist im internationalen Nutzfahrzeugmarkt gefordert. Europäische Produktionsstätten brauchen durch höhere Lohnkosten besonders effizient gestaltete Produktionsprozesse sowie kürzeste Produktionsanlaufzeiten. Mit dem Einsatz von Virtual Reality-(VR) und Mixed Reality-(MR) Systemen können Montageprozesse schon nach der ersten CAD Konstruktion von Bauteilen und Montageanlagen in hoher Serienreife gestaltet werden. Bei Mixed Reality finden Interaktionen zwischen Anwendern und virtuellen Darstellungen bei Verwendung von (teil)realen Werkzeugen oder Werkstücken statt. Die Anforderungen an Hard- und Software sowie an das aufgebaute Mixed Reality-System zur Montagearbeitsplatzoptimierung werden dargestellt. Mixed Reality kann als künftige Kerntechnologie gesehen werden, um Montageprozesse ergonomisch richtig, in kürzerer Zeit und effizient zu gestalten.

In den letzten Jahren ist ein wachsender Trend zum Aufbau spezieller Arbeitsplätze, sogenannter Virtual-Reality-Labore, an Hochschuleinrichtungen zu erkennen. Dieser trägt dem Wunsch nach besserer Visualisierung sowohl von Forschungs- als auch von Lehrinhalten Rechnung. Durch den Einsatz von Virtual-Reality-Systemen für bspw. universitäre Lehrveranstaltungen, kann die Vermittlung komplexer Sachverhalte verbessert und somit die Ausbildung von Fachkräften beschleunigt und zielgerichteter durchgeführt werden. In einer virtuell-interaktiven Umgebung können die relevanten Lehrinhalte so visualisiert werden, dass sie zusammen mit der sich bietenden Möglichkeit der praktischen Arbeit eine wesentliche Verbesserung der Lernerfolge erwarten lassen [1]. Der Beitrag skizziert die Potenziale, die die Nutzung der Virtual-Reality-Technik für die universitäre Ausbildung besitzt.

Virtual Engineering ist ein wichtiges Werkzeug zur Verifikation und Optimierung von Produkten in frühen Phasen der Entwicklung. Für die Entwicklung innovativer komplexer technischer Systeme sollten die Modelle die wichtigsten Produkteigenschaften beschreiben. Bisher existieren vor allem noch Defizite bei der Modellierung und Beurteilung des akustischen Verhaltens technischer Produkte, welches wichtig ist für Erzeugnisse mit ergonomischen und komfortorientierten Anforderungen, wie in der Konsumgüter- und Fahrzeugindustrie. Um einen Beitrag zur Beseitigung dieser Defizite zu leisten, wurde an der Technischen Universität Ilmenau eine flexible audiovisuelle Stereoprojektionseinrichtung (FASP) aufgebaut. Damit sind Untersuchungen der akustischen Wirkung unterschiedlicher Maschinenkomponenten, Maschinen, Fahrzeuge und anderer Produkte sowie psycho-akustische Bewertungen entworfener Produkte in einer virtuellen Umgebung möglich.

Die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen maritimen Industrie hängt entschei­dend von der Fähigkeit ab, innovativere Schiffe als die asiatische Konkurrenz zu bauen. Virtual Reality (VR) ermöglicht mit einer frühzeitigen, realitätsnahen Visualisierung sowohl dem Kunden die Entwurfskompetenz eindrucksvoll zu belegen als auch für die Entwickler von Werft und Zulieferern die Aus­wirkungen konstruktiver Entscheidungen zu beleuchten. Der Beitrag zeigt am Beispiel des Schiffbaus auf, welche Prozessveränderungen im Unternehmen für eine effiziente Nutzung von VR notwendig sind und welche Erweiterungen der VR-Systeme die Nutzer in der Handhabung besser unterstützen.

Der DFG-geförderte Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ der RWTH Aachen entwickelt Lösungen, um die Produktion in Deutschland wettbewerbsfähiger zu machen. Zum Beispiel sollen sich Produktionssysteme durch die Entwicklung kognitiver Steuerungen zukünftig selbstständig an neue Bedingungen anpassen können. Die Aufgaben des Menschen werden dabei zukünftig vorrangig in der Zielvorgabe, Systemüberwachung und der direkten Kooperation mit Robotern liegen. Ein neu entwickeltes synthetisches Sichtsystem dient als Basis für die Gestaltung innovativer Mensch-Maschine-Schnittstellen und für die rechnergestützte Planung von Mensch-Roboter-Kooperationsprozessen.

Komplexe Maschinen entwickeln, testen, bedienen und im Havariefall unter Zeitdruck instand setzen - in vielen Berufen müssen sich Menschen neue Fähigkeiten aneignen. Und das so schnell und so sicher wie möglich. Dazu werden immer häufiger virtuelle Technologien eingesetzt. Handlungen an Maschinen und Anlagen werden in einzelnen Lektionen schon am virtuellen Modell trainiert. Sie können beliebig oft wiederholt werden, unabhängig von räumlichen und zeitlichen Einschränkungen der realen Maschinen und schon vor dem Bau der realen Anlage geübt werden

Hersteller komplexer Investitionsgüter konzentrieren sich immer mehr auf ihre Kerngeschäfte und beziehen zusätzliche Dienstleistungen von externen Zulieferern. Ein Produkt wird demzufolge von global verteilten Firmen gemeinsam entwickelt und produziert. Für die Koordination dieser Entwicklungskooperationen sind viele Design Reviews notwendig, die mit hohen Personal- und Reisekosten verbunden sind. In dem Forschungsprojekt “Digitale Produktentstehung durch virtuell kooperierende Teams in optischen Netzen” (ProViT) wird ein neues Konferenzsystem realisiert, das Technologien der Virtuellen Realität (VR) nutzt. Der Beitrag beschreibt, welche Anforderungen an das Konferenzsystem gestellt werden, wie in der Zukunft Design Reviews verteilt ablaufen können und wie der im ProViT-Projekt prototypisch realisierte Lösungsansatz aufgebaut ist.