Die letzte Bruchstelle im virtuellen Prozess

Durch die immer geringeren Investitionskosten für 3D-Echtzeitvisualisierung nutzen immer mehr Unternehmen – vom großen Automobil-OEM bis hin zum mittelständischen Maschinenbauer – die Möglichkeiten aktueller Simulationssysteme. Gleichzeitig wird die Digitalisierung des gesamten Produktentwicklungsprozesses immer weiter vorangetrieben, etwa durch die Einführung von Product Lifecycle Management-Systemen (PLM). Viele Unternehmen fokussierten dabei auf eine bestimmte Abteilung im Betrieb. So zählt Virtual Reality im Entwicklungsbereich vieler Unternehmen zum Standard. Und auch im Bereich Marketing und Vertrieb, wird inzwischen 3D-Technologie, etwa für die realistische Darstellung von Modellen, eingeführt. Doch trotz PLM-Systems und Prozessorientierung werden 3D-Daten vielfach nicht abteilungsübergreifend genutzt, obwohl gerade das viele Investitionen deutlich rentabler machen würde. So könnte das Marketing schneller vermarktungsfähige Bilder und Filme erstellen, die zudem deutlich näher am fertigen Produkt sind als bisherige Medienformate. Und das Marketing könnte die Kunden schneller und einfacher in die Produktgestaltung einbeziehen – und dadurch schnelle Innovationen fördern und besonders bei Investitionsgütern auch den Vertriebsprozess verkürzen. Pluspunkt für die Produktion Aber nicht nur das Marketing profitiert von einer durchgängigen virtuellen Produktentwicklung. Denn ein der Entwicklung näher stehender Bereich profitiert noch schneller: Die Produktion. Denn heute endet die virtuelle Prozesskette in den meisten Unternehmen noch vor den Toren der Fertigung. Mit dem Ergebnis, dass es an dieser Stelle zu hohem Kommunikationsaufwand kommt, die Abstimmungsprozesse schwieriger werden und die Fehlerbehebungskosten in die Höhe schnellen. Denn dem Arbeiter am Band steht in der Regel heute immer noch nur ein 2D-Zeichnung zur Verfügung, anhand dessen er die notwendigen Arbeitsschritte nachvollziehen muss. Und er steht außerdem vor dem Problem, dass er sich in die manchmal komplizierte Gedankenwelt des Entwicklungsingenieurs hineinversetzen muss. Mit der Konsequenz, dass es an dieser Stelle zu unnötigen Verzögerungen in der Produktentwicklung kommt und auch unnötig hoher Aufwand für das Erstellen physische Prototypen oder Modelle betrieben wird. Zusätzlich fließen die an dieser Stelle entwickelten Lösungen für Probleme oder Produktveränderungen nicht mehr zurück in Entwicklungsabteilung und Marketing, was speziell im Automobilbau zu vergleichsweise hoher Anzahl an Produkt-Rückrufen führen kann. Vom Büro in die Werkhalle Dieser Herausforderung – der Integration des Arbeiters in der Produktion in die virtuelle durchgängige Prozesskette – stellte sich der Stuttgarter Virtual Reality Pionier Icido in einer Reihe von Projekten im Automobilbau, etwa bei BMW und im Maschinenbau. Eine wesentliche Rolle spielt dabei vor allem die einfache, robuste und intuitive Bedienung einer Virtual Reality-Anlage in der besonderen Umgebung einer Produktion. Denn auf einmal wird das IT-System nicht mehr von Ingenieuren in einer Büroumgebung genutzt, sondern von Facharbeitern in der Produktionshalle direkt \’am Band\‘. Das stellte natürlich besondere Anforderungen an die Robustheit und die Bedienung von Anlage und der Software. Und es erforderte neue Bedienkonzepte, die schnellen und direkten Zugang zu den notwendigen Fahrzeugmodellen gewährleisten. Ein weiterer Punkt ist naturgemäß die Gegenüberstellung und Integration des realen Produktes mit seinem virtuellen Abbild. Mobile IT unterstützt Werker An der TU Chemnitz, die sich schon sehr lange mit neuen Interaktionsformen beschäftigt, führten diese Überlegungen unter anderem zur Einbindung von Tablet-PC in die virtuelle Realität. Auf den Mobilgeräten können Konstruktionsdaten in Echtzeit aktualisiert und reale Abbilder des Produktes dem virtuellen Modell gegenübergestellt werden. Auf der anderen Seite entwickelte die TU Chemnitz zusammen mit Maschinenbauern Lösungen, in denen virtuelle Maschinen mit einer realen NC-Simulation gekoppelt und auf diese Weise getestet werden können. Diese Projekte wurden bereits vor zwei Jahren mit dem Icido Virtual Reality Excellence Award ausgezeichnet. Denn egal ob Integration des Fabrikarbeiters in die virtuelle Prozesskette oder Echtzeit-Kopplung realer mit virtuellen, die Ergebnisse zeigen immer das gleiche: – Es kommt zur Verkürzung der Produktentwicklungszeit. – Häufige Fehlerquellen und -kosten werden minimiert. – Die Qualität des ausgelieferten Produktes wird gesteigert, die Kosten für Rückrufe verringert – Die Kommunikation der Abteilungen wird verbessert, Abstimmungsbedarf wird reduziert. – Probleme und Fragen werden schneller gelöst, Resultate fließen zurück in die Produktentwicklung. Ein wesentliches Erfolgskriterium ist dabei die Abbildung der realen Werkzeuge der Arbeiter beziehungsweise die Integration dieser in das virtuelle Produkt. Klassische Virtual Reality-Installationen erfordern spezielle Eingabegeräte, die die Freiheitsgrade der realen Welt nachempfinden. Der Arbeiter ist aber gewohnt, mit Schraubenzieher und Pressluftschrauber zu arbeiten. Diese virtuell nachzuempfinden und über geeignete Bedienkonzepte wie Fingertracking einzubinden, stellt sich in allen Projekten als unabdingbar heraus. Dieser Anspruch überfordert in der Regel aber die bekannten 3D-Entwicklungs- und Designlösungen. An dieser Stelle spielt dann eine Virtual Reality-Lösung ihre Stärke aus. Denn die Integration neuer Interaktionsgräte und -methoden ist in einer auf Echtzeit-Interaktion ausgelegten Software naturgemäß einfacher zu bewerkstelligen, als in prozedural ausgelegten Entwicklungssystemen. Virtueller Brückenschlag Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass es mit den vorhandenen Lösungen bereits jetzt möglich ist, auch die Produktion in die virtuelle Produktentwicklung mit einzubeziehen. Denn es gibt gerade an der Schnittstelle von der Entwicklung über die Produktionsvorbereitung bis hin zur Fertigung ein enormes Potenzial für den Einsatz virtueller Technologien gibt. Und nicht nur das: Heutige Technologien sind so robust und anpassungsfähig, dass sie auch vom Facharbeiter am Band akzeptiert und intensiv genutzt werden können. Somit wird nicht nur dazu beitragen, dass die Qualität der Produkte steigt. Auch das Wissen der Mitarbeiter wird stärker genutzt und fließt in die Entwicklung zurück.