Virtual and Augmented Reality Support for Discrete Manufacturing System Simulation

Unternehmen operieren zunehmend in einem schwierigen Umfeld: Die Innovationsdynamik nimmt zu; die Produktlebenszyklen werden kürzer; gleichzeitig werden die Produkte komplexer; der harte Wettbewerb zwingt die Unternehmen, auf Marktveränderungen zu reagieren. Aus dieser Entwicklung resultieren hohe Anforderungen an die Gestaltung der Fertigungsprozesse. Im Wesentlichen kommt es darauf an, die Fertigungsprozesse möglichst rasch an die neuen Gegebenheiten anzupassen, bzw. neue Fertigungsprozesse so zu planen, dass sie auf Anhieb die erforderlichen Resultate bringen. Ein wichtiges Mittel hierfür der Einsatz von Materialflusssimulationen. Hierzu ist zunächst die Erstellung eines Simulationsmodells notwendig. Dafür wird in einem ersten Schritt das zu betrachtende System analysiert und ein rechnerinternes Modell erzeugt. Dieses beinhaltet die Modellierung von Funktionen, Prozessen, Verhaltensweisen oder Regeln, die im Modell die tatsächlichen Wirkzusammenhänge im Unternehmen widerspiegeln sollen. Die so modellierten Aspekte sind untereinander so vernetzt, dass alle Funktionen des Modells ein Ganzes ergeben. Für viele Fragenstellungen werden umfangreiche Modelle mit einem komplexen Verhalten benötigt. Andererseits steigt mit zunehmender Größe und Komplexität des Simulationsmodells auch der Modellierungsaufwand, die Fehleranfälligkeit, die Laufzeit und der Interpretationsaufwand bei der Ergebnisauswertung. Fehler bei der Modellbildung führen bei der Simulation zu Fehlinterpretationen und falschen Ergebnissen. Einen wesentlichen Anteil daran hat die Gestaltung der Benutzungsschnittstelle: Das übliche, wenig intuitive WIMP-Interface (Windows, Icons, Mouse, Pointer) erfordert sehr gut geschulte Benutzer, sodass die Erzeugung der meist komplexen Simulationsmodelle mit großen Zeitaufwand verbunden ist. Die Präsentation der Simulationsergebnisse erfolgt in Form von Wertetabellen und zweidimensionalen, abstrakten Darstellungen des Fertigungssystems. Für die Simulationsexperten erscheint dies ausreichend, für ein aus verschiedenen Bereichen und Disziplinen zusammengesetztes Planungsteam ist das aber nicht akzeptabel. So können Fehlinterpretationen aufgrund der unklaren Darstellungen auftreten. Durch eine durchgängige Unterstützung von der Modellierung über die Ausführung bis zur Analyse von Simulationen durch Augmented-Reality und Virtual-Reality werden viele dieser Probleme überwunden aber viele neue Probleme entstehen. Marktgängige Simulatoren unterstützen zwar z.T. schon Virtual Reality; eine durchgängige Simulationsunterstützung wird aber in der Virtuellen Umgebung nicht geboten. Argumented Reality-Komponenten sind bisher nicht bekannt. In diesem Artikel werden nach einer Analyse der benötigten Technologien die Nutzenpotentiale insb. durch den Einsatz von AR ausgelotet.