© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

VDC-Whitepaper

Virtuelle Techniken

im Handwerk

Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde

Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach

Auberlenstr. 13

70736 Fellbach

www.vdc-fellbach.de

Mit freundlicher Unterstützung von:

Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach

VR/AR als Arbeitswerkzeug Planung, Beratung, Verkauf Virtuelle Techniken

VDC-Whitepaper

„Virtuelle Techniken im Handwerk“

September 2016

Was sind virtuelle Techniken?

Virtuelle Reality (VR) ist eine vom Computer geschaffene,

interaktive, dreidimensionale Umwelt, in die eine Person

eintaucht.

in VR verhält sich der Bildschirm wie der Rahmen einer

Fensterscheibe, vor der wir uns bewegen. Die Perspektive

hängt am Standpunkt, Objekte können sogar

heraustreten.

Erweiterte Realität / Augmented Reality (AR) ist die

Überlagerung der natürlichen Sicht mit

Computer-generierten Informationen

Inhalte dabei passend zur Sicht

Zweck: besseres 3D-Verständnis, bessere Interaktion

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Virtuelle Techniken

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“

September 2016

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Virtuelle Techniken im Handwerk

Themen im Überblick

Virtuelle Techniken im

Handwerk

Planung, Beratung, Verkauf

Planung & Konstruktion

3D-Präsentation

Digitaler Schauraum

In-Kontext-Darstellungen

Virtuelle Bemusterung

VR/AR als Arbeitswerkzeug

AR für Röntgenfunktion

AR für Soll-Ist-Abgleich

Virtuelles Handbuch

Training

Virtuelle Techniken mobil

3D-Erfassung

Virtuelle Techniken

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Planung und Konstruktion

digitaler Entwurf des Vorhabens am Rechner

3D-Visualisierung zur Abstimmung mit Kunden, Gewerken

frühe Fehlerkorrektur

in der digitalen Welt

Erzeugung der Grundlagen

für die Herstellung

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Bild: PaletteCAD

Raumplanung mit

PaletteCAD

Bild: Human Solutions

CAD Assyst:

Schnittentwicklung für

Kleid. Anschließend

Übernahme der

Schnittdaten für

Visualisierung.

Änderungen im 2D

werden online nach

3D übernommen

Planung, Beratung, Verkauf

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3D-Präsentationen

Darstellung von Produkten

und Varianten

interaktive 3D-Sicht

Perspektive frei wählbar

Zusammenstellungen und Konfigurationen

Damit:

Erarbeitung eines kundenindividuellen Produkts

Erarbeitung nur technisch möglicher / lieferbarer

Bestellungen

Einsatzmöglichkeiten

für Print, Web,

Verkaufs-

unterstützung

im Ladengeschäft

5

Bild: LumoGraphics

3D-Aufzug-Konfigurator:

Auswahl-Masken

Bild: Wurzel-Medien

Design-Visualisierung

für Normbau

Bild: Miele Bild: LumoGraphics

Gartenhaus-Konfigurator

für Karibu

Planung, Beratung, Verkauf

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Bild: Wurzel-Medien

Darstellung verschiedener,

digital erzeugter Varianten

im gedruckten Katalog

26.01.2017 6

3D-Präsentationen

Planung, Beratung, Verkauf

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Handelskonzept:

wenig Produkte im Ladengeschäft vorhalten

Kunde wird beraten, konfiguriert, bestellt online

interaktive Präsentation des Produkts,

gemeinsames Verständnis sichern, einfaches

Zeigen von Varianten, Produkt virtuell im

Betrieb zeigen

Anzeige von wechselndem statischen

oder dynamischem Inhalt auf

digitalen Anzeigen im Shop oder

Außenraum (etwa Flughäfen)

Verlängerung der Aufmerksamkeitsdauer

mit autostereoskopischen 3D-Displays

7

Digitaler Schauraum

Bild: DS 3DXcite

Audi Digital Showroom

in London

Bild: DS 3DXcite

3D-Visualisierung

Schuhkollektion

Adidas durch DS 3DXcite

Bild: NIKE

Einsatz

autostereoskopisches

Display Tridelity im

NIKE-Flagship-Store

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Digitaler Schauraum

AR-Installationen z. B. im

Einsatz bei Toys“R“Us

animiertes LEGO-Modell wird

über der Verkaufsverpackung

eingeblendet

Kunde bringt Modell in die

gewünschte Perspektive

virtuelle Anprobe von Kleidung,

Schuhen mit AR ist Inhalt von

Forschungsprojekten

Verwendung virtueller Spiegel

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Bild: metaio

Bild: Cisco

Interaktive LEGO-Box

bei Toys‘R‘Us: Einsatz

von Augmented Reality

Augmented Reality:

Vision „Magic Mirror“

Bild: DS 3DXcite

Bildschirm im

Shop-Kontext

Planung, Beratung, Verkauf

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In-Kontext-Darstellungen

Idee:

Darstellung des Produkts

oder Projekts in seiner

späteren Umgebung mit AR

Kunde kann sich

Umsetzung besser vorstellen

Überprüfung Machbarkeit,

Größen, Farben, …

sicherere Kaufentscheidung

zufriedener Kunde

sicherere Planung

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AR:

Marker drucken,

auslegen, Szene

fotograferen,

augmentieren,

bewerten

Zukunftsprojektion

eines

Bauvorhabens an

Baustelle (Fh-IGD) Bild: Fraunhofer IGD

Bild: Palette CAD

AR:

Innenarchitektur:

neues Mobilar in

Bestandswohnung

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Bild: Z&M 3D-Welt

Städtebau:

geplante Neugestaltung

des Kirchenvorplatzes als

graphische Überlagerung

vor der Ansicht des

realen Gebäudes

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In-Kontext-Darstellungen

Planung, Beratung, Verkauf

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Bild: Z&M 3D-Welt

Städtebau:

Ausganglage

Kirchenvorplatz

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In-Kontext-Darstellungen

Planung, Beratung, Verkauf

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Virtuelle Bemusterung

Ausstattung eines Kunden mit Mustern,

Muster- oder Probestücken einer Ware

Beurteilung und Entscheid

Idee:

Entscheidungsfindung in Virtueller Umgebung

aber: haptische Eigenschaften nach wie vor nicht

digital abbildbar –> reale Proben

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Skizze Architektur,

Begehung in VR

Bild: Audi

Audi City London:

Materialproben

ergänzen

3D-Visualisierung

Bild: Visenso

Bild: Fh-IAO

Ausbau Konferenzraum:

Parkett, Beleuchtung,

Mobiliar, Anordnung

Planung, Beratung, Verkauf

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Beispiele

Inneneinrichtung

Badplanung

ähnlich: Flugzeugkabine

Bild: Immersight

Bild: Inreal

Virtuelle Badbegehung

mit 6D-getracktem HMD

Virtuelle Hausbegehung

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Hardware-Aufbau für die virtuelle

Hausbegehung mit Inreal: weitere

Personen (etwa Ehepartner) können

die Szene auf dem Monitor verfolgen.

Virtuelle Bemusterung

Planung, Beratung, Verkauf

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Bild: Miele

Gewinkelte

Projektionswände

bei Miele:

Darstellung

Innenarchitektur

mit Produkten

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Virtuelle Bemusterung

Planung, Beratung, Verkauf

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Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug

„Röntgenfunktion“ mit AR:

Überlagerung der Perspektive mit

nicht sichtbaren Elementen,

wie z.B. technische Infrastruktur.

Voraussetzung: digitales Modell der Infrastruktur

Soll-Ist-Abgleich mit AR (1):

Überlagerung reales Bauteil oder

Bestandsgeometrie mit 3D-

Planung/Konstruktion -> Kollisionen?

Soll-Ist-Abgleich mit AR (2):

Überlagerung des tatsächlichen Ist-Stands

mit der Soll-Planung

- Qualitätskontrolle

- Projekt-Controlling

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Anzeige von unter Putz

verlegten Leitungen

(Fraunhofer IGD)

CAD-Model über

physischem Prototyp

(metaio)

Überprüfung der

gesetzten

Schweißbolzen:

realisiert wie geplant?

(metaio)

VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug – Virtuelles Handbuch

Wissensvermittlung über 3D-Umgebungen

beispielsweise:

Positionswissen: wo ist was?

Strukturwissen: wie hängt was zusammen?

Verhaltenswissen: wie muß ich mich verhalten?

wie verhält sich das System?

Prozedurwissen:

was muß man tun, damit was passiert?

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Arbeiten nach digitalem

Handbuch bei Daimler

Trucks in Brühl Bild: Daimler

Bild: ESI

Montagedemonstration

mit 3D-Menschmodell

Anleitung in interaktiver

Umgebung Bild: xxx Bild: Altran/Industriehansa

VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug – Training

bei Nicht-Verfügbarkeit von

Baustelle / Anlage / Gerät

auch im Vorfeld

gefahrlos (für Mensch und Maschine)

ggf. kostengünstiger

Inhalte:

Prozess-Wissen (z.B.

Beschädigungsgefahren).

St. Gobain-Baustellen-Simulator: https://www.youtube.com/watch?v=TDeRTT-Xl3Q

Einsatz technischer Systeme

(Lackierpistole, Kleberpistole,

Verputzpistole, …)

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Bild: St. Gobain

Bild: St. Gobain

Interaktives

Baustellentraining

Trainingsumgebung

für das

Verputzen

Lackiertrainer

SimSpray Bild: SimSpray

VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug – Training

Verputz-Trainer von St. Gobain

https://www.youtube.com/watch?v=FEnalzHVmdI

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VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Virtuelle Techniken mobil

Handwerker: vernetzte Informationssenke

und -quelle

Teleservice / Tele-Operations:

Handwerker teilt seine Perspektive

(Kamera) mit Service

Service bringt Hinweise und kann

diese verorten (Anzeige im Display mit AR)

ortssensitive Annotationen, Anweisungen,

Arbeitsschritte,…

Aufnahme (Digitalisierung) neuen Wissens

über mobile Endgeräte (Kameraaufnahmen,

Sensordatenerfassung etc.); Ablage zwecks

Dokumentation und Teilen mit anderen (etwa

über Wissensmanagementsysteme und

Soziale Medien)

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Bild: Re‘flekt

Augmented Reality

Bild: xxx Bild: itizzimo

Informationen

Analysen

Anweisungen

Hilfestellungen

Kommunikation mit anderen

Service-Support mit AR:

Service erhält Sicht des

Handwerkers und seine

Problemstellung.

Handwerker erhält

Anweisungen vom Service

mit ortsrichtiger Zuweisung

Bild: Volkswagen

AR-basiertes, mobiles

Werkstattinformations-

system

VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Virtuelle Techniken mobil Micosofts Vision der HoloLens

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VR/AR als Arbeitswerkzeug

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3D-Erfassung

Tiefenbildsensoren:

erzeugen Bild, in welchem jeder Bildpunkt

auch einen Tiefenwert hat

kostengünstige Alternative zum

3D-Laserscanning in der Bestandserfassung,

aber mit Einschränkungen in

Reichweite und Präzision

Idee:

Verwendung zur Dokumentation,

z.B. Anfertigung digitaler 3D-Revisionspläne

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Primesense

PMD

Leap

Asus

Softkinetics

Sony

Google Tango auf YouTube: 3D-digitalisierte Treppe

https://www.youtube.com/watch?v=Qe10ExwzCqk

VR/AR als Arbeitswerkzeug

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Zusammenfassung

3D-Planung, 3D-Konstruktion und 3D-Präsentation sind Stand der Technik

und praktisch einsetzbar

weiterhin viel Zukunftsmusik

noch einige Eintrittsbarrieren (Verfügbarkeit 3D-Daten etc.)

Aber: es gibt Treiber der Digitalisierung

Verfügbarkeit 3D-Daten wird kontinuierlich steigen

Zusammenarbeit in Gewerken wird digitale Kooperation erfordern

Dokumentationspflichten werden Digitalisierung befördern

Ausschreibungsrecht wird Digitalisierung befördern (z.B. BIM)

Weiterentwicklung technischer Endgeräte

(Datenbrillen, Smartphone, …)

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