Von der Darstellung einer ersten Idee über die Konzeption von Prototypen bis hin zum Aufbau funktionierender Produktionsabläufe eröffnet die virtuelle Welt völlig neue Möglichkeiten. Der gezielte Einsatz von VR und AR Technologie in der Produktentwicklung kann die Planungssicherheit erhöhen, das Risiko für Fehlschläge und teure Rückrufe reduzieren sowie Entwicklungszeiten verkürzen.
Wenn zweidimensionale Zeichnungen in der Produktentwicklung nicht ausreichen
Die ersten Ideen für neue Produkte entstehen immer im Kopf von Entwicklern und Designern, die sie dann für gewöhnlich zu Papier bringen. Selbst wenn es sich nicht um eine reine Konstruktionszeichnung, sondern um eine perspektivische Zeichnung handelt, die das Produkt „im Einsatz“ zeigen soll, lassen sich viele Eigenschaften und Fragen nicht anhand solcher zweidimensionalen Abbildungen beantworten.
So wirken beispielsweise Grundrisse von Wohnungen und Häusern auf dem flachen Papier immer völlig anders als in der Realität. Auch bei der Entwicklung von Fahrzeugen benötigen Entscheider bei der Produktentwicklung oft zahllose neue Ansätze, Zeichnungen oder maßstabsgetreue Modelle von Außen- und Innenraum. All das kostet viel Zeit, verursacht relativ hohe Entwicklungskosten und ist hinsichtlich der Implementierung von kurzfristigen Änderungen keine perfekte Lösung.
3D-Modelle im Computer sind da schon ein Schritt nach vorne – und diese werden für die Herstellung der meisten mit CAD/CAM-Prozessen entwickelten Produkte ohnehin benötigt. Dennoch stellen diese Konstruktionszeichnungen oft schon einen Zustand dar, der nahe dem Produktionsstadium liegt und für neue Einflüsse nur begrenzt Raum lässt. Zudem lässt sich ein Gittermodell oder auch eine voll dargestellte 3D-Umgebung eines Hauses auf einem Bildschirm nicht vollständig mit allen Sinnen erfassen. Hier kommt die VR und AR Technologie ins Spiel. Dank der Kombination virtueller Inhalte mit simulierten Objekten lassen sich mithilfe einer Datenbrille wie der HoloLens 2 oder anderen Endgeräten wie Smartphones und Tablets komplette Welten erfahren. In diesen kann das jeweilige Produkt auf Herz und Nieren überprüft werden.
Der digitale Zwilling ist für viele Entwickler nicht mehr wegzudenken
Ob Endkunde oder Entscheider in einem Unternehmen: Menschen, die nicht tagtäglich mit abstrakten Konstruktionsplänen zu tun haben, können sich die spätere Realität durch virtuelle Prototypen wesentlich besser vorstellen. Ein Gang durch das geplante Haus, noch bevor überhaupt die Baugrube ausgehoben ist, wird durch AR in der Produktentwicklung ebenso möglich wie das freie Positionieren virtueller Möbel oder das Erleben eines neu designten Auto-Innenraums.
Bei der Produktentwicklung sind buchstäblich keine Grenzen mehr gesetzt, wenn hochwertige Simulationssoftware und -hardware zum Einsatz kommen. Die Nutzung sogenannter digitaler Zwillinge ist bereits heute in der Entwicklung und Produktion üblich. Dabei werden virtuelle Kopien der entworfenen Objekte bzw. von Prototypen erstellt, die sich mit Datenbrillen in einer simulierten Umgebung unter bereits sehr realistischen Alltagsbedingungen testen lassen.
Produktentwicklung wird günstiger und weniger fehlerbehaftet
Je größer ein Projekt oder je kostenintensiver ein Produkt, desto wichtiger wird es, mögliche Fehlplanungen so früh wie möglich zu erkennen. Nichts ist schlimmer, als ein unausgereiftes Produkt auf den Markt zu bringen, das die Erwartungen der Endkunden nicht erfüllt oder im schlimmsten Fall sogar zu einem teuren Rückruf führt, der mit allen Begleiterscheinungen wie dem Vertrauensverlust in die Marke verbunden ist.
Bei der Produktentwicklung und Produktion sind zwei der wichtigsten Aspekte das Produkt sicherer zu machen und die Kosten zu senken. Was im Prinzip für jedes Startup-Unternehmen gilt, das ein bahnbrechendes Produkt auf den Markt bringen will, gilt umso mehr für Großunternehmen. Plant beispielsweise ein Industrieunternehmen den Bau einer neuen Großanlage, ist es sinnvoll, wenn Mitarbeiter, die später in der Anlage arbeiten sollen, die Effizienz, Architektur und Konzeption bereits virtuell mit Augmented Reality Technologie erfahren können. Mögliche Probleme lassen sich so vor Baubeginn identifizieren und beseitigen.
Durch die grenzenlosen Möglichkeiten der virtuellen Welten gilt dies sogar für Produktionsmaschinen, die von Ingenieuren normalerweise nicht von innen bei der Arbeit beobachtet werden können. Doch das ist nicht alles. Die gesammelten Daten einer virtuellen Entwicklung lassen sich über maßgeschneiderte Analysetools für Prognosen hinsichtlich der Lebensdauer und für Wartungsintervalle von Anlagen nutzen.
Effektive Kostensenkung durch virtuelle Prototypen
Bei den Kosten für eine Produktentwicklung, ist die ursprüngliche Konzeption einer Konstruktion mit nur rund fünf Prozent anzusetzen. Die Gesamtkosten werden aber bereits in dieser frühen Phase festgelegt. Durch die Nutzung virtueller Prototypenentwicklung lassen sich Kosten für Änderungen und Problembehebung erheblich reduzieren. Das liegt unter anderem daran, dass die Lernkurve zur Problemerkennung, durch virtuelle Technologien wesentlich früher zum Tragen kommt als bei herkömmlichen Methoden [Quelle: http://service.simtop.de/symposium2003/cd-tagungsband/Tagungsband/content/tb6010.pdf]. Dies wiegt den zunächst höheren Aufwand für die Erstellung von Simulationen fast immer auf, da die Kenntnisse über die Eigenschaften der Entwicklungen mit jedem Simulationsschritt zunehmen und teure „real life“-Fehlschläge vermieden werden.
Fazit: Die Produktentwicklung wird durch AR und VR günstiger und effizienter
Die größte Stärke der Produktentwicklung mit VR und AR Systemen ist die Möglichkeit, fertige Produkte oder Bauvorhaben schon in der Frühphase vollständig zu visualisieren. Neue Ideen können einfach implementiert oder auch wieder verworfen werden, ohne dass teure Anpassungen an tatsächlichen Prototypen oder Produkten erforderlich sind.
Die Marktreife von Produkten, die verbesserte Effizienz in der Herstellung und eine größere Zufriedenheit bei den Endkunden sind nur einige der Vorteile, die sich durch virtuelle Prototypentwicklung abbilden lassen. Die Reduzierung von teuren Fehlproduktionen, Rückrufen und möglicherweise sicherheitsrelevanten Irrtümern bei der Konstruktion sind weitere Argumente für die Implementierung von VR und AR in der Entwicklung.
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