Whitepaper VR und AR in der Logistik Einsatzgebiete Techniken - Nutzen

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1 Einsatzgebiete Techniken - Nutzen Virtual Dimension Center (VDC) Auberlenstr Fellbach info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC

2 Virtual Reality and Augmented Reality in der Logistik - Anwendungen - Integration Fördertechnik, Layout, Architektur - Kommissioniersysteme und Kommissioniervorgänge - Kommissioniervorgänge - Anlagentechnik - Vorab-Training - Fördertechnik Hardware-in-the-Loop - Kommissionierung (Pick-by-Vision) - Logistiksysteme (z. B. Kubus-Analyse) - Layout & Flussorientierung Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 2

3 Logistikplanung mit VR, AR Integration Layout, Architektur Integratives Gesamtmodell aus Gebäude, u.u. Gebäudetechnik, Betriebsmitteln, Logistikflächen, Transportwegen Virtual Walkthroughs Gruppenbegehungen Einplanung Luft, Licht, Beschallung in Simulationsmodellen möglich Quelle: TU München Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 3

4 Logistikplanung mit VR, AR Integration Fördertechnik Einplanung und digitaler Test geometrisch-funktionaler Modelle der Fördertechnik Berücksichtigung von Materialfluss-Simulationssystemen für Ablaufdarstellungen (für Dimensionierung Puffer, Lager, Flächen natürlich vorab) Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 4

5 Logistikplanung mit VR, AR swerkzeug: der Fabrikplanungstisch Gleichzeitig 2D-Layout (Tisch) und 3D-Perspektive (Wand) kooperativ & einfach Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 5

6 Logistikplanung mit VR, AR Überprüfung der Flussorientierung des Layouts Güterströme über das Layout gelegt Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 6

7 Logistikplanung mit VR, AR Umplanungen neue Lager neue Fördertechnik neue Produkte über alte Fördertechnik eine der Fragen: Kollisionsfreiheit? 4 Möglichkeiten: sehr gute Dokumentation aller Ein- und Umbauten mock-ups, phys. Platzmodelle Laser-Scans Laser-Scan (Quelle: ScanTec3D) Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 7

8 Logistikplanung mit VR, AR Umplanungen Möglichkeit 4: Augmented Reality (Erweiterte Realität) Einplanung neuer Gewerke in bestehende Strukturen Animation Betrachtung entlang der Störkanten: Prüfung auf Kollision Quelle: TU München Quelle: Volkswagen Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 8

9 Logistikplanung mit VR, AR Umplanung - Augmented Reality Geometrische Messfunktion möglich Quelle: Volkswagen Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 9

10 Logistikplanung mit VR, AR Augmented Reality - und Evaluation Arbeitsplätze Ergonomie Erreichbarkeitsanalysen und Evaluation Abläufe Blick-/Arbeitsanalysen Quelle: Volkswagen Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 10

11 Logistikplanung mit VR, AR und Evaluation Wege und Abläufe Berücksichtigung Wege/Distanzen Berücksichtigung Entnahme und Einlagerung Berücksichtigung EDV-Bedienung Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 11

12 mit VR, AR Vorab-Präsentation der Einrichtungen Vorab-Präsentation der Bedienung Vorab-Präsentation der Reparatur/ Wartung/Instandhaltung Vorab-Überprüfung von Bedienung, Arbeitsabläufen Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 12

13 mit VR, AR Vorteile realistische Abbildung komplexer Gesamtsysteme intuitiv, interaktiv und psychologisch hoher Einbezug der Trainierenden -> guter Transfer damit Reduktion Trainingszeit Training ohne Unterbrechung Realsystem Training und Analyse noch nicht existierender Prozesse Darstellung gefährlicher Situationen Probleme Datenaufbereitung Investkosten in VR-System Nutzen schwer quantifizierbar Gewöhnungszeit Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 13

14 mit VR, AR Aufbau eines integralen Gesamtmodells aus Fabrikgebäudemodell und Fördertechnik Animation und Kollisionsprüfung reale Steuerung an digitales Modell: Hardware-in-the-Loop Platzierung Sensorik und Aktorik Test Steuerung und Sensorik Export Steuerungscode Quelle: tarakos Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 14

15 mit VR, AR Interaktive Anleitung: Wartung Instandhaltung Reparatur Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 15

16 mit VR, AR Virtual-Reality-Monitoring zur Logistikplanung z.b. mit Tablet PC Anzeige von Beständen, Reichweiten, Lagerdauern, Quelle: Bracht, U.: Digitale Fabrik Stand und weitere Entwicklungen. In: Personaleinsatz, Simulation und Digitale Fabrik. BGHM, Mainz, Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 16

17 mit VR, AR Pick-by-Vision in-situ-hilfe bei der Kommissionierung mit Augmented Reality Einblenden Anweisungen, Artikelinformationen, Auftragsinformationen, Richtung und Lage der auszuwählenden Artikel Quelle: TU München Quelle: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 17

18 mit VR, AR Pick-by-Vision: Sichten im Display Quellen: TU München Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 18

19 vereint als interdisziplinäres Thema Data Mining und Informationsvisualisierung Wie können sehr große und multidimensionale Datenmengen visualisiert und dem Benutzer interaktiv nutzbar gemacht werden? Fokus: interaktive Visualisierung und eine intelligente Komplexitätsreduktion Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 19

20 versucht, menschliche Kognition auf sechs Arten zu unterstützen: 1. kognitive Ressourcen erweitern: graphische Speicherung ergänzt menschliches Gedächtnis 2. Reduzierung der Suche durch Darstellung von vielen Informationen auf kleinem Raum 3. Unterstützung der Bildung von Mustern (z. B. Transformation Zeit -> Raum) 4. Unterstützung des einfachen Erkennens von ansonsten schwer herstellbaren Beziehungen 5. durch überwachende Wahrnehmung einer großen Zahl möglicher Ereignisse 6. flexibles Darstellungsmedium, welches die Exploration über einen wechselnden Parameterraum ermöglich Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 20

21 - Logistik Beispiel Kubus-Analyse: Achse ABC: Artikelbetrachtung nach Umsatz Achse XYZ: Artikelbetrachtungen nach Regelmäßigkeit des Abrufs. (XYZ-Analyse für Materialbedarfsplanung, Lagerplanung, Kalkulation) zeitliche Komponente (z.b. Umschlaghäufigkeit, Durchlaufzeit, Wiederbeschaffungszeit) gelb: just-in-time Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 21

22 - Logistik Kubus-Analyse: Verwendung der 3 Achsen als räumliche Achsen Großprojektion Erkennung von Ballungen, Mustern, Ausreißern Zuweisung von Artikeln und Gruppen Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 22

23 - Logistik Mapping auf Fabriklayout Darstellung der Materialströme In-Relation-Setzen zu Betriebsmitteln Überprüfung - Flussorientierung der Fertigung - unter Berücksichtigung nun weiterer Kriterien wie Wert, Regelmäßigkeit, DLZ Quelle: Fraunhofer IPA Quelle: Fraunhofer IPA Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 23

24 Literatur VR/AR in der Logistik 1. Bernhard, Jochen; Wenzel, Sigrid; - Eine Taxonomie für Visualisierungsverfahren zur Anwendung in der Simulation in Produktion und Logistik in: Schulze, T.; Schlechtweg, S.; Hinz, V. (Hrsg.): Proceedings zur Tagung "Simulation und Visualisierung 2004", März 2004 Verlag: SCS, Erlangen 2004 S Dangelmaier, W.; Mueck, B.; Franke, W.: Mixed Reality in Lagerprozessen. In: Gausemeier, Jürgen; Grafe, Michael (Hrsg.): Augumented & Virtual Reality in der Produktentstehung. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, 2005 (HNI-Verlagsschriftenreihe), S Flaig, T.; Grefen, K.; Neuber, D.: Interactive Graphical Planning and Design of Spacious Logistic Environments. In: Bergamasco, M.; -ESPRIT-, Working Group 9122 (Hrsg.): Advances, Applications and Impact of Immersive Virtual Environments. Pisa/Italien, 1996, S Flaig, T.; Grefen, K.: Integrative Factory and Logistics Planning with Virtual Reality. In: Roller, D.: Simulation, Virtual Reality and Supercomputing Automotive Applications. Croydon/UK: ISATA, 1998, S Flaig, T.; Grefen, K.: Toolset for Integrative Factory and Logistics Planning. In: Baake, U.; Zobel, R.; Society for Computer Simulation International SCS (Hrsg): Concurrent Engineering. The Way Forward. European Concurrent Engineering Conference (ECEC), April 1998, Erlangen. Gent/Belgien: SCS Europe, 1998, S Mueck, B.; Höwer, M.; Franke, W.; Dangelmaier, W.: Augmented Reality applications for Warehouse Logistics. In: Abraham, A. u.a. (Hrsg.): Advances in Soft Computing. Soft Computing as Transdisciplinary Sience and Technology - Proceedings of the fourth IEEE International Workshop WSTST'05, Mai 2005, Muroran/Japan. Berlin u.a.: Springer, 2005, S Reif, R.; Günthner, W. A.: Untersuchungen zu Datenbrillen bei Kommissioniertätigkeiten. In: GfA (Hrsg.): Arbeit, Beschäftigungsfähigkeit und Produktivität im 21. Jahrhundert. Dortmund: GfA-Press, Reif, R.; Günthner, W.A.; Schwerdtfeger, B.; Klinker, G.:Pick-by-Vision comes on Age: Evaluation of an Augmented Reality supported Picking System in a real Storage Environment.Tagungsband Afrigraph 2009, , Pretoria, Südafrika. 9. Reif, R.; Günthner, W. A.:Pick-by-Vision: An Augmented Reality supported Picking System. Tagungsband zur WSCG 2009, , Pilsen, Tschechien. 10. Reif, R.; Günthner, W. A.: Pick-by-Vision auf dem Weg in die Praxis. Logistik für Unternehmen 11/ , S Reif, R.; Walch, D.; Günthner, W. A.:Evaluierung eines Augmented Reality unterstützten Kommissioniersystems. In: Schenk, M. (Hrsg.): "Virtual Reality und Augmented Reality zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme" VR und AR Automotive. Magdeburg: Fraunhofer IFF, 2008, S Reif, R.; Walch, D.: Augmented & Virtual Reality Applications in the Field of Logistics. Tagungsband der 4. Intuition International Conference and Workshop, , Athen, Griechenland, S Reif, R.; Walch, D.; Wulz, J.: Einsatz von Virtual und Augmented Reality: Studie zur menschorientierten Simulation und im logistischen Umfeld. Studie aus dem Bayerischen Forschungsverbund Supra-adaptive Logistiksysteme (ForLog), August Schraft, R.D.; Neugebauer, J.-G.; Grefen, K.: Factory and Logistics Planning with Virtual Reality. In: Ahmad, M.M.; Sullivan, W.G. (Hrsg.) ; European Process Industries Competitiveness Centre, Middlesbrough: Flexible Automation and Intelligent Manufacturing. Proceedings of the Seventh International FAIM Conference Juni 1997, Middesbrough/UK. Wallingford/UK: Begell House, 1997, S Schwerdtfeger, B.; Reif, R.; Frimor, T.; Klinker, G.: Neue Techniken zur Informationsbereitstellung in der Kommissionierung. In: Günthner, W. A.. (Hrsg.): Neue Wege in der Automobillogistik. Berlin: Springer, 2007, S VDI-Gesellschaft Produktionstechnik; VDI-Gesellschaft Fördertechnik Materialfluss Logistik: Internet, E-supply Chain Management und Virtual Reality. Hochwirksame Erfolgsfaktoren effizienter Produktionslogistik. Düsseldorf: VDI-Verlag, 2001 (VDI-Berichte 1649) Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 24

25 Das Themengebiet interessiert Sie und Sie suchen nach Umsetzungspartnern? Sprechen Sie mit uns. VDC Tel.: Tel.: (0) (0) Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC 25 Netzwerk für Virtual Engineering. Virtual Dimension Center (VDC) Auberlenstr Fellbach