Digitalisieren Sie Ihre Design-Prozesse

Ein digitales 3D-Modell im Handumdrehen in der Umgebung platzieren, gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen begutachten, flexibel daran arbeiten, Änderungen auf einfache Weise realisieren und dann das Modell nahtlos zur Produktion freigeben. Klingt wie Science-Fiction, die den Entwurf von Produktmodellen wie aufwendige Claymodelle nahezu überflüssig machen würde? Heute ist genau das möglich. Durch Augmented und Virtual Reality können Sie und Ihre Kollegen 3D-Modelle in einer virtuellen oder realen Umgebung in beliebigem Maßstab anzeigen, anpassen und verändern. Das Resultat ist eine innovative Ergänzung zu bestehenden Design- und Prototyping-Prozessen, die sie nicht nur effizienter, sondern auch vielfältiger und greifbarer werden lässt.

Um Ihnen einen umfassenden Einblick in die Anwendung bieten zu können, möchten wir Ihnen hier aufzeigen

Sie sind bereits überzeugt? In unseren Dienstleistungen finden Sie eine Übersicht darüber, wie wir Sie in Ihrem individuellen Vorhaben unterstützten können!

Was ist bei der Prototypenerstellung zu beachten?

Angetrieben durch ein beispielloses Maß an technologischer Integration und rapidem Wandel wächst die Komplexität unserer Welt stetig an. Diese Veränderungen lassen sich in technischen Systemen über alle Branchen und wissenschaftlichen Felder hinweg beobachten. Prototypen und Nachbildungen dienen oftmals dazu, dieses Maß an Komplexität wieder zu reduzieren und neue Erkenntnisse über das zukünftige Produkt zu gewinnen. Beispielsweise erlauben solche Modelle Formen und Geometrien zu erkunden, Funktionen zu testen, erste Kundenerfahrungen zu sammeln oder festzustellen, ob das Produkt die gewünschten Anforderungen in einem bestimmten Aspekt erfüllt.

Nichtsdestotrotz ist der Entwurf und die Herstellung eines Prototypen mit einem signifikanten Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Das ursprüngliche Konzept muss immer wieder verändert, neu entworfen und durch die unterschiedlichen Phasen der Produktentwicklung geführt werden, während die Kosten steigen und wertvolle Zeit verloren geht.

Deswegen soll virtuelles Prototyping auf Basis von computer-aided design (CAD) Ingenieuren und Designern dabei helfen, die wachsenden Anforderungen innerhalb ihres Budgets und mit schrumpfenden Zeitplänen dennoch effizient umsetzen zu können. Es braucht jedoch Jahre an Erfahrung, ein angemessenes Verständnis eines dreidimensionalen Modells aus einer zweidimensionalen Darstellung zu ziehen. An diesem Punkt bietet neueste AR- und VR-Technologie den letzten Baustein für eine vollkommen virtuelle und flexible Arbeitsweise.

AR und VR sind ein mächtiges Werkzeug zur Betrachtung und Anpassung von 3D-Objekten, die dem Nutzer einen realitätsnahen Eindruck und ein echtes Tiefenverständnis der Modelle vermitteln. Bereits heute wird AR- und VR-gestütztes Prototyping mit großem Erfolg in vielen Bereichen eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise Automobiltechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Schiffbau und viele Arten von Fertigungsprozessen.

Welche Vorteile hat der Einsatz von AR & VR Prototyping?

  • Interdisziplinäre Zusammenarbeit von Designern und Ingenieuren
  • Erleichterung der Entscheidungsprozesse zwischen Teams an unterschiedlichen Standorten (während des Designprozesses)
  • Verbesserte Analyse der Designs
  • Höhere Mitarbeitersicherheit durch Simulation des Produktionsprozesses
  • Deutlich reduzierter Zeit- und Kostenaufwand gegenüber physischen Prototypen
  • Höhere Produktivität in der Design- und Produktionsphase
  • Frühe Identifikation von Konflikten im Design
  • Verbesserung der Designqualität
  • Optimierung des Workflows
  • Transparentere Kontrolle der anfallenden Kosten
  • Fehlerminimierung (besonders in der Luft- und Raumfahrt)
  • Bessere Kundenerfahrungen und höhere Kundenzufriedenheit

Aufbau eines Prototyping-Prozesses

Der Grundgedanke des AR- bzw. VR-Prototypings ist, dass der Prototyp vollständig oder teilweise virtuell mittels AR- oder VR-Technologie erschaffen wird. Zur Zeit setzen die meisten Branchen noch auf Methoden mit Ton oder Styropor, die sich als verhältnismäßig teuer und unflexibel herausstellen. Werden grobe Fehler gemacht oder größere Änderungen beschlossen, bedeutet das häufig den Neustart des gesamten Gestaltungsprozesses.

Ein virtuelles Modell ist kollaborativ erstellbar und beliebig veränderbar. Die Spatial Anchors Technologie erlaubt es, digitale Objekte im Raum verankern zu können. Dadurch bleiben die Prototypen an Ort und Stelle, selbst wenn der Nutzer sich bewegt oder das Gerät ausschaltet.

Wie auch an realen Modellen, können gleich mehrere Kollegen zusammen an den virtuellen Abbildungen arbeiten – und das ortsunabhängig und ohne sich gegenseitig zu behindern. Am besten funktioniert die Arbeit an virtuellen Prototypen mit zwei freien Händen, weswegen die Anwendung mit Smartglasses realisiert wird. Zur reinen Betrachtung der Modelle können auch Smartphones und Tablets verwendet werden. Die Abbildung zeigt die beispielhafte Arbeit an einem virtuellen Prototypen.

Beispielhafte Darstellung einer Prototyping-Anwendung.
Quelle: Adobe Stock, zapp2photo

Mit vielen verschiedenen Funktionen wird ein optimaler Workflow unterstützt. Beispielsweise können Änderungen strukturiert gemanaged oder Teile des virtuellen Prototypen gegen Änderungen gesperrt werden. So wird garantiert, dass feststehende Entscheidungen gesichert und fertige Komponenten nicht mehr bearbeitet werden können. Erlaubte Änderungen oder Erweiterungen sind dagegen schnell, flexibel und in beliebigem Maße durchführbar, ohne den Prototypen neu aufsetzen zu müssen. Auch ist der Abruf alter Stadien der Entwicklung einfach möglich.

Die Arbeit selbst erfolgt mittels VR- und AR-üblichen Mitteln. So können die virtuellen Objekte entweder mit Controllern oder frei mit den Händen beliebig manipuliert werden. Eine intuitive Bedienung erlaubt einen reibungslosen Workflow und eine ergonomische Arbeitsweise.

Zusätzlich kann der Prototyp bereits vorab in virtuellen Simulationen auf Form und Funktionalität getestet werden. So sind erste Ergebnisse aus einem virtuellen Windkanal beziehbar oder die mechanische und elektrische Funktionsweise von Baugruppen durch Animationen realitätsnah simulierbar.

Die Arbeit an einem virtuellen Prototypen bietet gegenüber einem realen Modell ein geradezu gigantisches Maß an Freiheiten. Farben können im Handumdrehen angepasst werden, statt das ganze Modell zu lackieren. Änderungen sind mit einfachen und mühelosen Gesten zu bewerkstelligen. Virtuelle Simulationen können bereits früh zeigen, ob der Prototyp sich in die richtige Richtung entwickelt. Eine effiziente Kontrolle über festgelegte Entscheidungen und Designlösungen ist einfach realisierbar. Und all das mit massiver Kosten- und Zeitersparnis.

Verbessern Sie Ihre Design-Prozesse mit AR & VR Prototyping nachhaltig

Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht Sie bei Ihrem Vorhaben so zu unterstützen, dass Prototyping mit AR und VR zu einem festen Bestandteil Ihrer Design-Prozesse wird.

  • Hierfür gehen wir schrittweise vor und starten mit Workshops, in denen wir ein gemeinsames Ziel des Vorhabens festlegen sowie erste Anforderungen und den Funktionsumfang der Anwendung definieren. Des Weiteren besprechen und analysieren wir, wie wir die Prototyping-Anwendung in Ihr bestehendes PLM-System integrieren können, sodass die Arbeit damit nahtlos in den Design-Prozess mit einfließen kann.
  • Nachdem wir die Rahmenbedingungen der Anwendung festgelegt haben besprechen wir unter anderem, für welche Plattformen die Anwendung implementiert werden soll, welche CAD-Dateiformate angezeigt bzw. bearbeitet und in welchem Detailgrad die 3D-Modelle angezeigt werden sollen. Falls erforderlich führen wir im Anschluss eine Machbarkeitsstudie durch und validieren unsere Annahmen.
  • Iterativ entwickeln wir im engen Austausch mit Ihnen die Anwendung, integrieren diese schrittweise in Ihre Strukturen und stellen sicher, dass alle Funktionalitäten an die Bedürfnisse der Endnutzer ideal aneinander angepasst sind.

Ihr Ansprechpartner

Paulo Ferreira da Silva

Consultant
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