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Ergonomieuntersuchung in der Konstruktion

Dreidimensionale Visualisierungen erlauben Konstrukteuren und Entwicklern, Komponenten und Systeme in der Entwicklungsphase detailliert zu betrachten sowie Modelle in Echtzeit zu ändern. Probleme und Vorteile von Veränderungen lassen sich so frühzeitig erkennen. Dieses Vorgehen beschleunigt den Designprozess und hilft, Konstruktionsfehler schnell aufzuspüren.

Bild: Ci-Base

Mitarbeiter können ihre Arbeiten entspannter verrichten, wenn sie rückengerecht sitzen, mühelos an Hebel gelangen und ihre Instrumente im Blickfeld haben. So lassen sich beispielsweise Muskelverspannungen verringern: Der Mitarbeiter fühlt sich wohler und arbeitet effizienter. Der Gestaltung ergnomischer Arbeitsplätze gehen häufig sorgfältig durchgeführte ergonomische Untersuchungen voraus. Simulationsbasierte Ergonomieprüfungen unterstützen diese Aufgaben, indem ein ‚virtueller Mensch‘ in ein Modell der Arbeitsumgebung eingefügt wird.

Dazu bewertet beispielsweise die Lösung Visual Decision Platform von Ci-Base in einem speziellen Ergonomie-Modul mit Menschmodellen ergonomische Fragestellungen. Sie macht Körpergeometrien sichtbar und klärt tatsächliche Belastungsgrade. Das Ergebnis offenbart, ob das spätere Produkt in puncto Sichtbarkeit, Raumgefühl und Erreichbarkeit alle Anforderungen erfüllt und welche Stellen Nachbesserung erfordern. So kann sich der Anwender in die Bedienerposition versetzen und erkennen, mit welchem Kraftaufwand Maschinennutzer an Hebel gelangen und welche Gelenke dabei besonders beansprucht werden.

Es gilt auch herauszufinden, ob Displays im Sichtfeld liegen, ob sehr große Menschen irgendwo ansstoßen und kleine Personen alle Vorrichtungen erreichen können. Interaktive dreidimensionale Visualisierung verdeutlicht mögliche Mängel noch im Entwicklungsprozess und ermöglicht, sie rechtzeitig zu vermeiden. Das verringert Fehlkonstruktionen und senkt so Kosten. Gleichzeitig kann der Einsatz solcher Systeme zur Darstellung der ‚Virtuellen Realität‘ (VR) Unternehmen dabei unterstützen, gesetzliche Rahmenbedingungen einzuhalten – etwa wenn ein Produkt TÜV-Bestimmungen erfüllen soll. Global agierende Hersteller von Anlagen, Maschinen und Fahrzeugen können auf diese Weise auch Anpassungen für den internationalen Einsatz ihrer Produkte bis hin zur Zertifizierung vorbereiten.

Von der Entwicklung bis auf den Messestand

Der Einsatz dreidimensionaler, interaktiver Visialisierungslösungen gestattet Entwicklern auch, Baubarkeitsuntersuchungen standortübergreifend durchzuführen. Über die Kombination von CAD-Daten unterschiedlicher Teilbereiche lassen sich dazu Baugruppen visualiseren, um beispielsweise Montagereihen von Klein- oder Großserien auf Realisierbarkeit hin zu untersuchen. Insgesamt reichen die Einsatzgebiete von VR-Lösungen von großflächig angelegten Betrachtungen oder ‚large scale reviews‘ zum Begehen von Anlagen oder Maschinen bis zum Training von Servicekräften und Technikern: Das Anlagenpersonal kann anhand anschaulicher Visualisierungen Handgriffe im Vorfeld üben, sodass sich spätere Wartungseinsätze verkürzen. Die Visualisierungsdaten lassen sich zudem auch für die IT-gestützte Präsentation von Produkten auf Messen verwenden.


Bereits vor der Produktion der Maschinen und ihrer Komponenten können Anwender die Produkte betrachten und ihre Handhabung austesten.
Bild: Ci-Base

Ergonomieprüfung für den Mittelstand

Die Grundlage für die VR-Darstellung bilden 3D-fähige CAD-Daten, die häufig aus verschiedenen Abteilungen zusammenfließen. Aus den zum Teil sehr großen Datenmengen erstellt das System ein erlebbares 1:1-Modell, dass sich auf einer Powerwall oder Projektionsleinwand anzeigen lässt. Der Betrachter trägt eine spezielle 3D-Brille und steuert damit je nach Blickwinkel die Sichtweise auf die virtuellen Produkte. Mit einem Fly-Stick – vergleichbar einem Joystick – lassen sich Teile der dargestellten Geometrie greifen und bewegen. Diese Interaktion geschieht in Echtzeit; selbst Schnitte durch eine Geometrie werden schnell dargestellt.

Waren die Preise einer VR-Lösung bislang für mittelständische Unternehmen oftmals zu hoch, haben sich die Systeme aufgrund des Fortschritts in der Visualisierungstechnik und bei Soft- und Hardware deutlich verringert. Zudem lassen sich Komplett- oder Präsentationssysteme vielfach auch leasen oder ausleihen, beispielsweise für einen Messeauftritt oder als Grundlage für projektbezogene Gesprächsrunden. Zusätzlich zum eigentlichen System bieten die meisten Lösungshersteller auch umfassende Beratungsleistungen, beispielsweise für die Auswahl der passenden Hard- und Software für einen spezifischen Anwendungsfall an. Für Unternehmen, die den Einsatz einer VR-Lösung in Betracht ziehen, kann sich die Durchführung eines Pilot-Projektes empfehlen, um die infrage kommenden Lösungen in der praktischen Anwendung zu prüfen.

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