Einsatzgebiete von VR-Professionals in der Wirtschaft

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1 Einsatzgebiete von VR-Professionals in der Wirtschaft Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr Fellbach Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC

2 VR-Professionals Virtual Reality (VR) ist eine Querschnittstechnologie, entsprechend vielfältig können Kompetenzen der VR-Professionals sein: Wahrnehmungspsychologie Human Computer Interaction Informatik (Sprachen, 3D, ) Software-Engineering (Multimedia-)Hardware Kenntnisse zu spezifischen Anwendungsfeldern und/oder Branchen (Medizin, Archäologie, Training, ) Bild: VDC Bild: Visenso Bild: Fh-IAO Welches HCI für VR? Stereo-Projektion, Tracking Virtueller Rundgang Stiftskirche 2

3 Segmentierung Branchen Segmentierung Arbeitsmarkt 1. Segmentierungsstufe: Forschung vs. Wirtschaft Technologie vs. Verwendung Technologie Verwendung benachbarte Felder Wirtschaft Software, Hardware, (Entwicklungs-) Prozesse CGI, Games, 3D-Erfassung, Anwendungsfelder, Branchen Forschung Human Computer Interaction, Human Machine Interaction, Kollaboration, - 3

4 VDC-Marktsegmentierung 2. Segmentierungsstufe: Technologien -> Anbieter Einsatz von Spezialisten immersiver VR nicht überall und nicht in großem Umfang Segmentierung Hardware Branchen Software Augmented-Reality-Hardware Autostereoskopische Displays Eingabesysteme Eye Tracking Grafikkarten Haptik-Hardware HDR-Displays Head Mounted Displays Motion-Capturing-Systeme Multitouch-Systeme Projektionsscheiben (Stereo-) Projektionssysteme Projektionstische (Stereo-)Projektoren Stereo-Brillen Stereo-Displays Kameras Tracking-Systeme Volumetrische Displays 3D-Datenkonverter 3D-Konfiguratoren 3D-Modelle & Texturen Akustik & Auralisation Animation Augmented Reality GIS Kollisionserkennung Kooperative VR-Systeme Immersive Virtual Reality Web-3D-Software 4

5 VDC-Marktsegmentierung 2. Segmentierungsstufe: Anwendungsfelder vs. Branchen (liegen quer zueinander) Branchen Anwendungsfelder Anlagenbau Automobil Bauwesen Bergbau & Geologie Edutainment Energie & Umwelt Kultur (Archäologie, ) Luft- & Raumfahrt Maschinenbau Medizin & Biologie Nutzfahrzeug Rettungsdienste Schienenfahrzeuge Schiffbau Textil Wehrtechnik Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit Ausbildung, Training Automatisierung, Robotik Dokumentation Geometrie, Digital-Mock-Up Gestaltung, Design Marketing, Vertrieb Materialfluss, Logistik Produzierbarkeit Service, Wartung, Reparatur Strömung, Fluidik Struktur, Crash Usability, Ergonomie 5

6 Anlagenbau VR als Integrationsplattform VR als Kommunikationsplattform Dokumentation & Wissensmanagement Basic Engineering Behördenplanung Generalbebauung Variantenplanung Virtuelle Begehungen Unglücks- & Störfallbetrachtungen Konstruktionsunterstützung Detail Engineering Simulation in 3D-Modellen Ergonomie, Bedienbarkeit, NVH Sicherheitstechnik, Unfallschutz Bau & Retrofit Inbetriebnahme Training und Qualifizierung AR-Prozessunterstützung im Betrieb Revamp & Revision Bild: VRMMP Bild: Scantec-3D Visualisierung Raffinerie Mischdatenverarbeitung Scan - Konstruktion Bild: HLRS Strömung in Turbine 6

7 Automobil virtuelle Design-Prototypen: Design, Ästhetik, Materialien Fertigbarkeit: alle Fertigungsprozesse Digital Mock-Up, Virtual Mock-Up Montage und Demontage Analyse Simulationsdaten Strukturmechanik Logik, Steuerung, Mechatronik, HiL Steifigkeit, Stoßbelastungen, Schwingungen, Crash, Airbag Service, Wartung, Reparatur, Betrieb Analyse Simulationsdaten Planung Montagesysteme Strömungsmechanik Arbeitsplatzgestaltung Außenumströmung, Aerodynamik, Automatisierungstechnik, Robotik Auftrieb und Widerstand Materialfluss-Systeme, Logistik Wärmetauscher, Simulation des Kühlmoduls Qualifizierung, Sicherheitstechnik & Arbeitsschutz Elektromagnetische Felder, Hydraulik, Emissionsausbreitung Fabrikplanung, Anlagenprojektierung Ladungswechsel, Krümmer, Katalysator, Verbrennungsverh. Dokumentation Klima, Klimageräte und Luftführungen, Fzg-Innenraum Thermisches Design, Thermoanalyse, Defrostanalyse Usability-Testing, Verständlichkeit, Bedienbarkeit, Ergonomie Bild: ESI Bild: Industriehansa Bild: Lightshape Ausbauuntersuchung Montageplanung, Ermittlung Vorgabezeiten Innenraum-Rendering 7

8 Bauwesen & Architektur digitale Bestandsaufnahme, Bauen im Bestand Mischdatenverarbeitung Gebäudedatenmodellierung (Building Information Modeling) 3D-Visualisierung VR als Integrations- und Kommunikationsplattform virtuelle Planung Infrastrukturplanung, Mediensysteme Planung Generalbebauung parametrisches und semantisches Konstruieren 3D-Simulation Klima, Licht virtuelle Bemusterung, virtuelle Begehungen Bild: Scantec-3D Laserscan-Aufnahme Bild: KOP Diskussion Bauvorhaben Bild: Visenso Planung Stadtquartier 8

9 Bergbau Ausrichtungsplanung: VR-gestützte Prospektion 3D-Analyse Explorationsdaten Vergleich Abbauverfahren Sicherheitstechnik: Fluchtkonzepte, Schutzmaßnahmen Bergmännische Planung Materialfluss: Fördermengen, Bunkersysteme Infrastrukturplanung: Wetter-/Elektro-/Maschinentechnik Technische Planung: Gerätewahl, Gesamtintegration Inbetriebnahme: Mitarbeiter-Training Training Wartung Training Leittechnik Bild: CSIRO Markscheiderei Bild: TU Dresden Trainingssimulator Bergbaumaschinen Bild: Fh-IPA Strebsimulator 9

10 Edutainment Schulung Training Unterhaltung Wissensvermittlung gefahrlose Szenarien-Erprobung Therapie Bild: Tridelity Darstellung Skelett Bild: Visenso Cyberclassroom im Einsatz Bild: Visenso Lektion Elektrische Felder im Cyberclassroom 10

11 Energie & Umwelt Kraftwerksplanung Trassenplanung Bürgerbeteiligung Landschaftsbild Optimierung Verbrennungsvorgänge in Kraftwerken und Motoren strömungstechnische Optimierung von Kraftwerksturbinen und Zuläufern Verbesserung Aerodynamik Fahrzeuge, Flugzeuge Auslegung Leichtbauteile Optimierung Energieverbrauch Produktionstechnik Bild: VDC Sichtbarkeitsanalysen Windkraftanlagen Bild: KOP Infrastruktur Klimatisierung Bild: Visenso Windsimulation mit Hochhäusern 11

12 Kultur Kulturerbe-Visualisierung virtuelle Rekonstrukion digitale Archäologie Virtual-Reality-Installationen im Ausstellungskontext Virtual Reality im Museum Museum in Virtual Reality Bild: Visenso Museum in Virtual Reality Bild: Rems-Murr-Kreis Virtuelle Limeswelten Bild: Uni Köln Visualisierung Amphitheater 12

13 Luft- & Raumfahrt Produktentwicklung Produktgestaltung Designstudien Cockpit-Evaluation Simulation in der Produktentwicklung Fertigungsplanung Fabrik-/Montageplanung Fertigungsprozesse Telepräsenz / Teleoperation Prozessunterstützung mittels Augmented Reality Training Inspektion & Wartung Flugsimulatoren Analyse Simulations- und Messdaten Visualisierung großer Datenmengen Bild: Barco Bild: ESI Trainingssimulator Flughafen-Tower Entwicklung Flugzeug Bild: Fh-IPA Montageplanung Flugzeuge 13

14 Maschinenbau virtuelle Design-Prototypen: Design, Ästhetik Digital Mock-Up, Virtual Mock- Up Analyse Simulationsdaten Strukturmechanik Steifigkeit, Stoßbelastungen, Schwingungsanalysen Analyse Simulationsdaten Strömungsmechanik Wärmetauscher, elektromagnetische Felder, Hydraulik Emissionsausbreitung Thermisches Design, Thermoanalyse Usability-Testing: Verständlichkeit, Bedienbarkeit, Ergonomie Fertigbarkeit: alle Fertigungsprozesse Montage und Demontage Logik, Steuerung, Mechatronik, HiL (Produkt) Service, Wartung, Reparatur, Betrieb Entsorgung Planung Montagesysteme, Robotik, Arbeitsplatzgestaltung Automatisierungstechnik, Materialfluss-Systeme Planung Logistik Sicherheitstechnik & Arbeitsschutz Qualifizierung Anlagenprojektierung Dokumentation Fabrikplanung Bild: ESI Bild: Visenso Bild: Fh-IPA Entwicklung Maschine Entwicklung Gießwerkzeug Fabrikplanung 14

15 Medizin VR-gestützte Diagnostik Analyse 3D-Daten aus volumengebenden Verfahren Analyse Simulation Festigkeits- /Spannungsberechnung Analyse Simulation Kinematiken, Mehrkörpersysteme Analyse Simulation Strömung, Fluidik Planung Eingriff: Abläufe, Wege, Bestrahlung Intraoperative Unterstützung Navigationsunterstützung erweitertes chirurgisches Blickfeld Tele-Medizin Telepräsenz mit VR Rehabilitation: Motorik, psychiatrische Therapie Digitale Atlanten Training endoskopische Verfahren Training chirurgische Tätigkeiten Training Abläufe und Prozesse Training Gerätetechnik Workflow und Anordnungsplanung Molecular Design / Drug Design Simulation Prozess- /Verfahrenstechnik Simulation Wirkstoff-Diffusion Festigkeitsberechnung Biomaterialien Bild: Visenso Bild: HS Bern Bild: Lumographics Strömungssimulation Aneurisma Simulation Ostheosynthese 3D-Konfigurator OP-Ausstattung 15

16 Nutzfahrzeuge Virtuelle Entwicklung Styling, Design, Interieur Berechnungsvisualisierung Ergonomie Erprobung Assistenzsysteme Erprobung Mensch-Maschine-Schnittstelle DMU und Servicablility Fabrikplanung Montageplanung Auslegung Fertigungsprozesse Training Fahren und Bedienung Service Marketing & Vertrieb Variantenmanagement Vertriebskonfiguratoren Tele-Anwendungen Unterhaltung Bild: RIF Bild: TU Dresden Trainingssimulator Holzvollernter Design Informationsschnittstelle Bagger Tagebau Bild: HS Mannheim/John Deere Design-Review Landmaschine 16

17 Rettungsdienste virtuelle sicherheitstechnische Analyse Bestandsgebäude virtuelle sicherheitstechnische Analyse Bestandsanlagen sicherheitstechnische Planung Simulation Wetter-Szenarien Simulation Brand Simulation Überschwemmung Simulation Schadstoff-Ausbreitung Ausschilderungen Fluchtwege, Notausgänge Blockaden Fluchtwege Training Störfall-Diagnose und - Behebung Training und Assessment Rettungskräfte Unglücks-Rekonstruktion Bild: Visenso Bild: HS Mannheim Rauchausbreitung bei Hausbrand Zugänglichkeitsprüfung Löschfahrzeug Bild: VRMMP Analyse Störfall 17

18 Schienenfahrzeuge Stylingbewertung Design Reviews Datenintegration und -verifikation Training, Einarbeitung Darstellung Simulations-/Berechnungsergebnisse Virtual Prototyping, Entscheidungsfindung Variantenbetrachtung Einbauuntersuchungen Kinematik-Analyse Ergonomiestudien Projektcontrolling Untersuchung Wartbarkeit Fertigungsplanung Montageplanung Präsentation Bild: Visenso Bild: ESI Außendarstellung High Speed Train Virtual Mock-Up Bild: Lumographics Konfiguration Innenraum 18

19 Schiffbau Virtuelle Entwicklung Konstruktion Styling, Design, Interieur Berechnungsvisualisierung Ergonomie Montageplanung DMU und Servicablility Auslegung Fertigungsprozesse Erprobung Mensch-Maschine-Schnittstelle Trainingssimulatoren Hafenplanung Werftplanung Service Marketing & Vertrieb Bild: ESI Bild: Barco Virtual Mock-Up Schiff Trainingssimulator Schiffsbrücke Bild: Visenso Schadstoffausbreitung Bohrinsel 19

20 Textil physikalische Simulation Struktursimulation Strömungssimulation Simulation textiler Lichteffekte virtuelle Entwicklung digitaler Entwurf Fashion Design-Evaluation Fashion Textilmaschinenbau Simulation Handhabungstechnik Prozess-Simulation Maschinenkonstruktion virtuelles Training digitale Präsentation von Textilien 3D-Darstellung für Print, Film, Web virtueller Sell-In 3D am Point-of-Sales Augmented Reality Magic Mirror haptische Darstellung virtueller Textilien Bild: WurzelMedien Bild: reden Fashion-Visualisierung Web-Simulation Bild: RTT Leder & Textilien im KFZ-Innenbereich 20

21 Wehrtechnik Produktentwicklung Fertigungsplanung Trainingssimulatoren für die Mannschaften von Waffensystemen Gefechtsfeldsimulatoren Szenariensimulation Nachtsichtsimulation Bild: ESI Entwicklung Räumpanzer Bild: HLRS Aerodynamik Hubschrauber Bild: Barco Trainingssimulator Hubschrauber 21

22 Länder & Regionen Fazit Länder & Regionen Mechanical Engineering Aided Design Market Europe 2007 viel in D-A-CH viel in frankophonen Ländern Bild: Umsatzanteile für MCAE-Software in Europa nach Sprachgebieten [Quelle: 01consulting: MCAE Market Europe 2007, Paris, 2007 ] 22

23 Länder & Regionen Fazit Länder & Regionen Unternehmensgrößen Deutschland sehr viele kleine und mittelständische Unternehmen: 92% Bild: 3D-Unternehmen nach Mitarbeitergrößenklassen [Quelle: Prognos AG, Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung, MC Marketing Consulting: "Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen, 2012] 23

24 Länder & Regionen Fazit Länder & Regionen Unternehmensgrößen Deutschland nach Umsatz (gleiche Aussage wie zuvor: viele kmu) Bild: 3D-Unternehmen nach Umsatzgrößenklassen [Quelle: Prognos AG, Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung, MC Marketing Consulting: "Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen, 2012] 24

25 Länder & Regionen Fazit Länder & Regionen viel in Bayern, Baden- Württemberg und Nordrhein-Westfalen Bild: Verteilung der 3D-Unternehmen auf die Bundesländer Quelle: Prognos AG, Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung, MC Marketing Consulting: "Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen, 2012] 25

26 Länder & Regionen Fazit Länder & Regionen VR-Großinstallationen nach Bundsländern Baden-Württemberg führend danach Bayern und NRW Bild: Anzahl VR-Großinstallation (CAVE, Powerwall u. ä.) im bundesweiten Vergleich [Quelle: VDC] 26

27 Fazit vielfältigste Einsatzfelder sichtbar Arbeitsmarkt der reinen Spezialisten für immersive VR sehr eng oft Kontextwissen sehr wichtig (das Branchen-spezifische Anwendungswissen) notwendige Qualifikation hat sich sehr gewandelt vom Universalbastler (90er Jahre) zum - Anwendungsspezialisten, der das Labor bedienen kann - Technologen (bei den Systemlieferanten) 27

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr Fellbach Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. Virtual Dimension Center VDC