Whitepaper Virtuelle Techniken im Handwerk

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Das VDC-Whitepaper "Virtuelle Techniken im Handwerk" zeigt Anwendungsmöglichkeiten von 3D-Techniken wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) im Handwerk auf. Virtuelle Techniken lassen sich in den Bereichen Planung, Beratung und Verkauf sowie als Arbeitswerkzeug während der handwerklichen Tätigkeit einsetzen. 3D-Konstruktionsprogramme kommen so für die Planung (etwa von Innenausbau oder Schnittmustern) zum Einsatz, 3D-Präsentationen unterstützen die Kommunikation mit den Kunden. Der digitale Schauraum beschreibt ein Konzept aus dem Handel, bei dem im Ladengeschäft nur noch wenige physische (reale) Produkte vorgehalten werden, sondern der Kunde dort sein digitales, individuelles Wunschprodukt konfiguriert und im Online-Shop bestellt. In-Kontext-Darstellungen, beispielsweise mittels AR, können das Produkt schon vorab digital in seiner späteren Umgebung anzeigen und damit die Entscheidungssicherheit erhöhen. Virtuelle Bemusterungen verlagern den Auswahlprozess von Produkteigenschaften (etwa Farben oder Materialien) in die virtuelle Welt. AR kann weiterhin eingesetzt werden, um als "Röntgen"-Funktion nicht sichtbare Dinge (etwa Leitungen unter Putz) darzustellen oder Soll-Ist-Abgleiche zu ermöglichen. 3D-Welten finden ferner als virtuelle Handbücher oder als virtuelle Trainingsumgebungen Verwendung. Mobile 3D-Technologien wie Smart Glasses werden künftig auch den Handwerker vor Ort, also auf der Baustelle oder in der Werkstatt, unterstützen. Neue 3D-Digitalisierungstechniken wie Entfernungsbildkameras helfen in der Zukunft bei der Dokumentation der Arbeit.

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Whitepaper Virtuelle Techniken im Handwerk

  1. 1. © 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
  2. 2. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 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 2 Virtuelle Techniken
  3. 3. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 3 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
  4. 4. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 4 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
  5. 5. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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: MieleBild: LumoGraphics Gartenhaus-Konfigurator für Karibu Planung, Beratung, Verkauf
  6. 6. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Bild: Wurzel-Medien Darstellung verschiedener, digital erzeugter Varianten im gedruckten Katalog 01.06.2016 6 3D-Präsentationen Planung, Beratung, Verkauf
  7. 7. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 Planung, Beratung, Verkauf
  8. 8. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 8 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
  9. 9. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 9 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 Planung, Beratung, Verkauf
  10. 10. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Bild: Z&M 3D-Welt Städtebau: geplante Neugestaltung des Kirchenvorplatzes als graphische Überlagerung vor der Ansicht des realen Gebäudes 10 In-Kontext-Darstellungen Planung, Beratung, Verkauf
  11. 11. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Bild: Z&M 3D-Welt Städtebau: Ausganglage Kirchenvorplatz 11 In-Kontext-Darstellungen Planung, Beratung, Verkauf
  12. 12. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 12 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
  13. 13. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Beispiele  Inneneinrichtung  Badplanung  ähnlich: Flugzeugkabine Bild: Immersight Bild: Inreal Virtuelle Badbegehung mit 6D-getracktem HMD Virtuelle Hausbegehung 13 Hardware-Aufbau für die virtuelle Hausbegehung mit Inreal: weitere Personen (etwa Ehepartner) können die Szene auf dem Monitor verfolgen. Virtuelle Bemusterung Planung, Beratung, Verkauf
  14. 14. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Bild: Miele Gewinkelte Projektionswände bei Miele: Darstellung Innenarchitektur mit Produkten 14 Virtuelle Bemusterung Planung, Beratung, Verkauf
  15. 15. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 15 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
  16. 16. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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? 16 Arbeiten nach digitalem Handbuch bei Daimler Trucks in BrühlBild: Daimler Bild: ESI Montagedemonstration mit 3D-Menschmodell Anleitung in interaktiver UmgebungBild: xxxBild: Altran/Industriehansa VR/AR als Arbeitswerkzeug
  17. 17. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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, …) 17 Bild: St. Gobain Bild: St. Gobain Interaktives Baustellentraining Trainingsumgebung für das Verputzen Lackiertrainer SimSprayBild: SimSpray VR/AR als Arbeitswerkzeug
  18. 18. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug – Training  Verputz-Trainer von St. Gobain https://www.youtube.com/watch?v=FEnalzHVmdI 18 VR/AR als Arbeitswerkzeug
  19. 19. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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) 19 Bild: Re‘flekt Augmented Reality Bild: xxxBild: 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
  20. 20. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Virtuelle Techniken mobil  Micosofts Vision der HoloLens 20 VR/AR als Arbeitswerkzeug
  21. 21. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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 21 Primesense PMD Leap Asus Softkinetics Sony Google Tango auf YouTube: 3D-digitalisierte Treppe https://www.youtube.com/watch?v=Qe10ExwzCqk VR/AR als Arbeitswerkzeug
  22. 22. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 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, …) 22 Virtuelle Techniken
  23. 23. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Mitglieder im Thema 23 Virtuelle Techniken
  24. 24. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken VDC-Whitepaper „Virtuelle Techniken im Handwerk“ Mai 2016 Bleiben Sie in Kontakt mit uns: 24 tagesaktuelle News tagesaktuelle Termine Gruppe „Virtual Reality & Virtual Engineering“ Netzwerkseite Veröffentlichungen tagesaktuelle News Netzwerkseite monatlicher Virtual-Reality-Newsletter
  25. 25. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr. 13 70736 Fellbach www.vdc-fellbach.de

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