Wie sieht eine einfach nutzbare VR-App für die Fabrikplanung aus?

Sie sind überzeugt von VR oder haben zumindest schon mal die Vorzüge von Virtual Reality in irgendeiner Form kennengelernt. Nun wollen Sie aber auch konkret wissen wie der Praxiseinsatz aussieht? Im letzten Artikel zu VR, wurde die Anwendung in der Fabrikplanung schon einmal kurz angerissen. In diesem Artikel wird es jetzt etwas ausführlicher um eine Beispielanwendung der Freie Universität Bozen gehen. Was Sie dafür brauchen und wie Sie diese VR-App in der Layoutplanung unterstützt, erfahren Sie im Artikel mit einem Video im letzten Abschnitt.

Warum kann eine VR-App einen Mehrwert für die Layoutplanung liefern?

• Presence – Der simple Fakt, das Sie in VR gefühlt in Ihrer Fabrik stehen. Sie nehmen das 3D-Modell in den richtigen Größenverhältnissen und Entfernungen wahr. Das ist überzeugend und verständlich
• Verbesserte Fehleranalyse – die besonderen Merkmale von Virtual Reality und spezielle Funktionen unterstützten Ihr Team in der Planung
• Örtlich verteilte Nutzung – auch in Zeiten einer Pandemie ist es so möglich intensiv zusammen zu arbeiten und den aktuellen Stand wie als wären Sie vor Ort zu besprechen

VR kann also ein sehr anschauliches und realitätsnahes Bild eines aktuellen oder zukünftigen Zustandes Ihrer Fabrik liefern. VR hilft bei der Verbesserung der Kommunikation für alle Beteiligten. Diese Form der Visualisierung geht also noch mal ein ganzes Stück über die gewohnte 3D-Sicht am Bildschirm hinaus. Es braucht aber dafür natürlich auch etwas mehr als einen Flachbildschirm oder eine Leinwand.

Mögliche Konfigurationen für eine VR-App

Die attraktivste Form um VR aus Nutzersicht zu betreiben, kann stichpunktartig so beschrieben werden:

• mobil – jederzeit Ortswechsel möglich, einfacher Aufbau und Einrichtung
• kabellos – per Wireless LAN (WLAN) für die Bild- und Steuerungsdaten betreibbar

noch besser oder ideal:

• eigenständig – Head-Mounted Display (HMD) mit integriertem Computer

Folgende Illustration zeigt drei mögliche Konfigurationen. Von links, häufig fest installiert, bis rechts, eigenständig, jederzeit mobil. Alles ist heute bereits zu vertretbaren Kosten betreibbar und hat längst auch zur Unterhaltung im Privatbereich Einzug gehalten.

Die mittlere Konfiguration im Bild stellt einen guten Kompromiss aus Mobilität und Rechenleistung dar. Durch Markerloses Inside-Out Tracking und VR-Notebook kann innerhalb weniger Minuten in einen anderen Raum gewechselt werden, um die VR-App starten. Wie gut markerloses Inside-Out Tracking funktioniert, zeigen auch die Untersuchungen vom VDC Fellbach zur Trackinggenauigkeit.

Ein eigenständiger Betrieb ist aufgrund verwendeter mobiler Prozessoren (Snapdragon XR2 Stand: 2020) aktuell nur eingeschränkt möglich. Jedoch können mit der hier vorgestellten VR-App so auch schon ca. 1-2 Millionen Polygone dargestellt werden. Das entspricht bei optimierten 3D-Daten in etwa einer mittelgroßen Fabrik.  Mit einem leistungsfähigen Notebook der neuesten CPU- und GPU-Generation ist die 5 bis10-fache Modellgröße realisierbar.

Die kabellose Nutzung entwickelt sich aktuell erst zum Standard, unterstützt vom Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) und dem neueren Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) Standard. Dabei sind die lokalen Bedingungen für kleine Latenzen zu beachten. Insbesondere Entfernungen zwischen Router-Notebook-HMD sind zu beachten und das alle Geräte auch den Zugang zum gemeinsamen Netzwerk haben. Die Strecke zwischen  Router und Notebook kann auch mit LAN-Kabel überbrückt werden. Neben diesen technischen Hürden muss die VR-Software die kabellose Nutzung auch unterstützen.

Hinweise zur Hardware für eine VR-App

Folgende Hardwarekomponenten (Stand: Juni 2021) funktionieren erfahrungsgemäß gut mit VR:

VR-Notebook

Grafikkarte: Nvidia GeForce RTX20/30 o. AMD Radeon RX 69/68

Prozessor: i7/9, Ryzen 5/7/9

Arbeitsspeicher: 16/32 GB

Vor allem die Grafikkarte ist bei großen 3D-Modellen der Fabrik gefordert und sollte hohe Bildwiederholraten in VR berechnen können. Einerseits ist das wichtig für den Nutzerkomfort zur Vermeidung der sogenannten Motion Sickness, aber auch für die Bedienbarkeit von Softwarefunktionen in VR. Für VR-Anwendungen kann ein Rechner eigentlich nie schnell genug sein, durch notwendige Doppelbildberechnung für linkes und rechtes Auge und auch dann wenn Sie mit nicht vollständig optimierten 3D-CAD Produktdaten arbeiten. So haben Sie hier zumindest noch einen gewissen Leistungspuffer, um Schwächen im 3D-Modell zu kompensieren. Es ist aber gerade für eine VR-App empfehlenswert die 3D-Daten vorher zu prüfen.

VR-Brille oder Head-Mounted Display (HMD)

Oculus Quest 2 (Pro)* Business

Die Oculus Quest 2, wie auch sein Vorgänger ist das mit Abstand am einfachsten bedien- und einrichtbare Headset. Es kann sowohl per Linkkabel wie auch Air Link in Verbindung mit einem Notebook betrieben werden und bietet auch die autarke Nutzung mit der im nächsten Abschnitt genannten Software. Damit können Sie auch Gästen den Besuch in VR sehr einfach nur mit einem Headset ermöglichen.

Wenn Sie bereits andere VR-Headsets im Unternehmen nutzen, dann prüfen Sie einfach die Kompatibilität mit der VR-Software und ob das HMD Ihren Anforderungen entspricht. Eine autarke Nutzung ist aktuell nur mit der Oculus Quest mittels mobiler Softwareversion (siehe unten) möglich.

Wichtiger Hinweis: Aus datenschutzrechtlichen Gründen ist der Verkauf der Oculus Quest aktuell nicht in Deutschland möglich (Stand: 03.06.2021)

*eine verbesserte Pro-Version wird voraussichtlich erst 2022 verfügbar sein.

Software für die VR-App

IrisVR Prospect

Diese Software ermöglicht es in kürzester Zeit ein 3D-Modell als Wavefront OBJ aus visTABLE®touch einzulesen und eine VR-Session im 3D-Fabrikmodell zu starten. Dabei können sich mehrere Personen zu einer kollaborativen Sitzung im gleichen 3D-Modell treffen und so eine Fehleranalyse durchführen.

Für die autarke Nutzung der Software in Verbindung mit der Oculus Quest kann ein Zugang beim Support von IrisVR angefordert werden. Alle unterstützten Headsets finden Sie hier.

Video zu VR und einem Praxisbeispiel der Universität Bozen