VR Gründe für die Nutzung

Die Zukunft wird von den Unternehmen verlangen, den “höchsten Wert zu niedrigsten Kosten in kürzester Zeit“ zu generieren. Verschiedenste Ansätze zeugen von diesen Bestrebungen. Sei es nun Virtual Prototyping oder Concurrent Engineering, zumeist ist das strategische Ziel, ehemals sequentiell abzuarbeitende Entwicklungsschritte nun nebenläufig hinsichtlich aller wesentlichen technischen und anwendungsbezogenen Aspekte zu evaluieren. [Saue01]

Als Virtual Prototyping bezeichnet man gemeinhin die Nutzung von VR für die Prototypenherstellung basierend auf Produkt- und Prozessdaten. Ein bedeutsames Ziel dabei ist, die Anzahl sehr teurer physikalischer Modelle durch die verstärkte Nutzung digitaler Modelle zu reduzieren. Unter einem Digitalen Mock-up (DMU) wird die realistische Computersimulation des gesamten Produktes entlang des Entwicklungsprozesses verstanden. Digitale Mock-ups dienen als Kommunikations- und Entscheidungsplattform und subsummieren die Virtual Prototyping Bestrebungen. [Saue01]

70 % der Entwicklungskosten entstehen in der frühen Phase der Konstruktion. VR erlaubt es, Veränderungen in die sehr frühen Phasen der Produktentwicklung zu verlagern und gleichzeitig hochinnovativ zu arbeiten. Entwicklungskosten werden durch das frühzeitige Erkennen von Fehlern in der Digitalen Welt, wenn noch keine teuren Mock-ups gebaut wurden, gesenkt. Die Effizienz der Entwicklungsarbeit wird erhöht und der Grad der Wiederverwendbarkeit sowohl des Wissens der Ingenieure als auch von Teilen und Komponenten der Endprodukte steigt und trägt ebenfalls zur Kotensenkung bei. Die Integration der VR-Technologie in die Entwicklungsprozesse erfordert eine Optimierung der Datenflüsse. Dadurch wird die Zugriffszeit auf Informationen im Entwicklungsprozess verkürzt und somit ein Mehr an Zeit für Kommunikation anstelle von Administration geschaffen. [Saue01]

Physikalische Mock-ups (PMU) dienen der Absicherung von Geometrie, Funktion und Prozess. In der früheren Konstruktionsphase ist die Variantenvielfalt höher und im wesentlichen existieren digitale Prototypen, die in CAx-Tools erstellt werden. Diese Systeme können kein Look-and-Feel und auch keine räumliche Präsenz eines PMUs liefern. Hier setzen die virtuellen digitalen Mock-ups an. Im weiteren Entwicklungsverlauf werden einzelne PMU´s für bestimmte Produktteile gebaut. Schließlich gibt es einige vollständige physikalische Mock-ups nach dem Abschluss von Design und Konstruktion. Diese Vorgehensweise birgt aufgrund der Parallelität von digitaler Entwicklung und Überprüfung am realen Prototypen Probleme in sich. Insbesondere ist die Koordination zwischen digitalen und physikalischen Mock-ups schwierig. So müssen Erfahrungen am PMU oft zu einem DMU transferiert werden, das sich aber seit dem Bau des PMUs weiterentwickelt hat. Die Vision ist deshalb, langfristig einen Prozess zu generieren, der auf dem DMU basiert und PMUs nur noch unterstützend nutzt. [Saue01]

Weiter, können viele Nutzenprozesse durch den Einsatz der virtuellen Realität nachhaltig unterstützt werden. Verkauf, Schulung oder Service sind typische Bereiche, für die bestehende Technologie angepasst werden muss. Im Vertrieb/Marketing sind die Präsentation z.B. von neuen Busvarianten, Straßenbahnen oder Schienenfahrzeug, die Darstellung von verschiedenen Innenraumvarianten für Großraumflugzeuge (Produktkliniken), „Virtuelle Verkaufsräume“, die Simulation von virtuellen Ein- und Ausbauuntersuchungen unter Wartungsaspekten, ist beispielsweise eine wichtige Anwendung. [ETCH02]

Unterstützung der frühen Phasen der Produktentwicklung

Es werden Methoden und Technologien entwickelt, die die Kreativitätstechnik und die Innovationsprozesse unterstützen. So werden Metaplantechnik, die 6-3-5- Methode und weitere Methoden der Ideenfindung durch moderne Informationstechnologie unterstützt. Der Einsatz der virtuellen Realität hilft hierbei, Ideen zu visualisieren und sie in geeigneter Weise in das Digitale Produkt einzugliedern. Besonders in diesen frühen Phasen der Produktentwicklung ist es wichtig, dass die Technologie den Innovationsprozess unterstützt ohne selbst Barrieren aufzubauen. Daher müssen neue Interaktionsgeräte entwickelt werden, die der natürlichen Arbeitsweise des Menschen angepasst sind und diesen bei seiner Aufgabe unterstützen. [ETCH02]

Unterstützung des Entwicklungsprozesse

Viele Bereiche des Entwicklungsprozesses setzen heute noch papierbasierte Arbeitsmethoden ein. Gerade dort besteht ein wesentliches Potential, durch den Einsatz der virtuellen Realität die Zeit bis zur Fertigstellung eines Produktes zu verkürzen. Die Vereinfachung von Fehlerfindungsprozessen zählen hier ebenso dazu wie der Ersatz der physikalischen Prototypen durch digitale Mockups. Neben der reinen geometrischen Darstellung wird hier zunehmend auch das physikalische Verhalten der Produkte berücksichtigt und damit der Bereich der Simulation mit der virtuellen Realität verknüpft, wie im folgenden Kapitel erläutert wird. Der Einsatz der virtuellen Realität soll ausserdem das kollaborative Arbeiten ermöglichen, mit dem zusätzlich zu den virtuellen Objekten auch ein virtuelles Team entstehen kann. Dies bedingt neue Visualisierungseinrichtungen sowie neue Tracking- und Kraftrückkopplungsgeräte, die ein ungehindertes Agieren im virtuellen Raum zulassen. [ETCH02]

Unterstützung der Nutzenprozesse

Viele Nutzenprozesse können durch den Einsatz der virtuellen Realität nachhaltig unterstützt werden. Verkauf, Schulung oder Service sind typische Bereiche, für die die bestehende Technologie angepasste werden muss. Im Vertrieb/Marketing sind die Präsentation z.b. von neuer Busvarianten, Straßenbahnen oder Schienenfahrzeuge, die Darstellung von verschiedenen Innenraumvarianten für Großraumflugzeuge (Produktkliniken), „Virtuelle Verkaufsräume“, die Simulation von virtuellen Ein- und Ausbauuntersuchungen unter Wartungsaspekten, die Simulation von Bedienungsabläufen in militärischen Fahrzeugen sowie den Abschussvorgang von Luftabwehrraketen oder die Simulation von Häuserkampfgefechten wichtige Anwendungen. [ETCH02]