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.

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
Mit freundlicher Unterstützung von:

2. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken
VDC-Whitepaper
„Virtuelle Techniken im Handwerk“
September 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
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Virtuelle Techniken

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VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken
VDC-Whitepaper
„Virtuelle Techniken im Handwerk“
September 2016
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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

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VR/AR als ArbeitswerkzeugPlanung, Beratung, VerkaufVirtuelle Techniken
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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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
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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

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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Bild: Wurzel-Medien
Darstellung verschiedener,
digital erzeugter Varianten
im gedruckten Katalog
26.01.2017 6
3D-Präsentationen
Planung, Beratung, Verkauf

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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

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Bild: Z&M 3D-Welt
Städtebau:
geplante Neugestaltung
des Kirchenvorplatzes als
graphische Überlagerung
vor der Ansicht des
realen Gebäudes
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In-Kontext-Darstellungen
Planung, Beratung, Verkauf

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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Bild: Z&M 3D-Welt
Städtebau:
Ausganglage
Kirchenvorplatz
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In-Kontext-Darstellungen
Planung, Beratung, Verkauf

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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

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Beispiele
 Inneneinrichtung
 Badplanung
 ähnlich: Flugzeugkabine
Bild: Immersight
Bild: Inreal
Virtuelle Badbegehung
mit 6D-getracktem HMD
Virtuelle Hausbegehung
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Hardware-Aufbau für die virtuelle
Hausbegehung mit Inreal: weitere
Personen (etwa Ehepartner) können
die Szene auf dem Monitor verfolgen.
Virtuelle Bemusterung
Planung, Beratung, Verkauf

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Bild: Miele
Gewinkelte
Projektionswände
bei Miele:
Darstellung
Innenarchitektur
mit Produkten
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Virtuelle Bemusterung
Planung, Beratung, Verkauf

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„Virtuelle Techniken im Handwerk“
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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)
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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?
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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

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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, …)
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Bild: St. Gobain
Bild: St. Gobain
Interaktives
Baustellentraining
Trainingsumgebung
für das
Verputzen
Lackiertrainer
SimSprayBild: SimSpray
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Virtuelle Techniken als Arbeitswerkzeug – Training
 Verputz-Trainer von St. Gobain
https://www.youtube.com/watch?v=FEnalzHVmdI
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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)
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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

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Virtuelle Techniken mobil
 Micosofts Vision der HoloLens
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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
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Primesense
PMD
Leap
Asus
Softkinetics
Sony
Google Tango auf YouTube: 3D-digitalisierte Treppe
https://www.youtube.com/watch?v=Qe10ExwzCqk
VR/AR als Arbeitswerkzeug

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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, …)
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Virtuelle Techniken

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Mitglieder im Thema
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Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde
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