Die produzierenden Unternehmen sind heute bei der Entwicklung ihrer Produkte einem immer dynamischer werdenden Umfeld ausgesetzt. Um im Wettbewerb auf den Märkten bestehen zu können, sind die Unternehmen gezwungen, Produktinnovationen bei gleichbleibend hoher Qualität immer schneller und kostengünstiger zu entwickeln.
Die virtuelle Produktentwicklung hat sich als Werkzeug zur Unterstützung des Produktentstehungsprozesses etabliert.
Ein neueres Werkzeug zur Unterstützung der virtuellen Produktentwicklung ist die virtuelle Realität (VR). Die VR beschreibt eine vom Computer simulierte künstliche Wirklichkeit, in der unter anderem virtuelle Produktmodelle und das Produktumfeld visualisiert werden. Die VR kommt ganz besonders dann zum Tragen, wenn komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge des Produktmodells durch eine Visualisierung des Modells begreifbar und erlebbar gemacht werden sollen. Die VR bewirkt dabei eine Verbesserung des Vorstellungsvermögens von komplizierten und unübersichtlichen Zusammenhängen des Produktes. Der Anwender hat dabei das Gefühl, sich tatsächlich in der virtuellen Produktumgebung zu befinden.
Verantwortlich für das Eintauchen in die virtuelle Realität ist der Effekt der Immersion, der durch die Beeinflussung optischer, akustischer, haptischer und olfaktorischer Sinnesreize erzeugt wird. Wichtigster Aspekt der immersiven Darstellung virtueller Produktmodelle ist der räumliche Tiefeneindruck des gesehenen Objekts, sowie die Möglichkeit mit der virtuellen Umgebung zu interagieren oder diese manipulieren zu können.
Barrieren bei der Einführung von VR sind zum einen die hohen Anschaffungskosten und das damit verbundene Risiko für die Unternehmen. Zum anderen steht einer Anschaffung der VR-Technologie die konservative Haltung vieler KMU's entgegen. So sind viele dieser Unternehmen der Meinung, dass klassische Formen der Entwicklung und Vermarktung ihrer Produkte einer Anwendung von VR entgegen stehen. In ihren Augen ist für sie kein klarer Wettbewerbsvorteil durch den Einsatz von VR erkennbar. Dies ist dadurch begründet, dass das Wissen um den Nutzen der Anwendung von VR größtenteils nicht gegeben ist. Demnach fehlt ein konkreter Beleg, der für KMU’s zeigt, wo die VR im Produktentstehungsprozess tatsächlich einen realen Nutzen bringt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung der Diplomarbeit
1.3 Gang der Diplomarbeit
2 Theoretische und praktische Grundlagen der Arbeit
2.1 Grundlagen der Virtual Reality
2.2 Elemente der Virtual Reality
2.2.1 Bildausgabegeräte als Bestandteil von Virtual Reality
2.2.1.1 Einfluss der visuellen Hinweisreize auf den Effekt der Immersion
2.2.1.2 Techniken zur Erzeugung stereoskopischer Visualisierungen
2.2.2 Trackingsysteme als interaktiver Bestandteil immersiver VR-Systeme
2.2.2.1 Eingabegeräte als interaktiver Bestandteil für immersive VR-Systeme
2.2.3 Softwarekomponenten von VR
2.2.4 Ausführungsformen von kompletten VR-Systeme
2.2.5 Anwendungsmöglichkeiten von Virtual Reality
2.3 Der Produktentstehungsprozess
2.3.1 Forschung
2.3.2 Produktplanung
2.3.3 Produktenwicklung
2.3.4 Produkterprobung
2.4 Die Nutzwert-Kosten-Analyse
2.4.1 Beschreibung der Nutzwertanalyse
2.4.2 Beschreibung der Kostenanalyse
2.4.3 Zusammenführung von Nutzwertanalyse und Kostenanalyse
3 Nutzenuntersuchung von Virtual Reality für die Phasen des Produktentstehungsprozesses
3.1 Potenzielle Einsatzgebiete für VR in den verschiedenen Prozessschritten
3.1.1 Identifikation der Einsatzkriterien für VR pro Prozessschritt
3.1.1.1 VR in der Forschung
3.1.1.2 VR in der Produktplanung
3.1.1.3 VR der Produktentwicklung
3.1.1.4 VR in der Produkterprobung
3.1.2 Definition der potenziellen Einsatzgebiete für VR
3.2 Nutzwertanalyse für VR im Produktentstehungsprozess
3.2.1 Aufstellung des Zielsystems
3.2.2 Aufstellung der Gewichtungsfaktoren
3.2.3 Aufstellung der Wertetabellen
3.2.4 Darstellung der VR-Systemkonfigurationen
3.2.5 Ergebnisse der Nutzwertanalyse
3.2.5.1 VR-Nutzwerte nach den ausgewählten Einsatzgebieten des PEP
3.2.5.2 Gesamtnutzwerte der VR-Systemkonfigurationen im Produktentstehungsprozess
3.3 Aufwandsanalyse für VR im Produktentstehungsprozess
3.3.1 Bewertung des kostenmäßigen Aufwandes von VR
3.3.2 Bewertung des Personalaufwandes von VR
3.3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse der Aufwandsanalyse
3.4 Zusammenführung von Nutzwerten und Aufwänden
3.4.1 Aufstellen der Nutzen-Aufwand-Matrix
3.4.2 Bilden des Nutzen-Aufwand-Quotienten
3.4.3 Bilden des Aufwand-Risiko-Diagramms
3.5 Zusammenfassende Ergebnisinterpretation der Nutzenuntersuchung
4 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Diplomarbeit besteht darin, eine Übersicht zu erarbeiten, die aufzeigt, an welchen Stellen der Produktentstehung kleine und mittlere Unternehmen (KMU) durch den Einsatz von Virtual Reality (VR) einen realen Zusatznutzen erzielen können, um so Barrieren wie hohe Anschaffungskosten und Investitionsrisiken durch fundierte Erkenntnisse abzubauen.
- Grundlagen der VR-Technologie und deren Systemkonfigurationen
- Analyse der Phasen des Produktentstehungsprozesses (PEP)
- Bewertung des Nutzens von VR für spezifische Prozessschritte
- Gegenüberstellung von Nutzen und Kosten mittels Nutzwert-Aufwand-Analyse
- Risikobewertung für unterschiedliche KMU-Unternehmensprofile
Auszug aus dem Buch
1.1 Problemstellung
Die produzierenden Unternehmen sind heute bei der Entwicklung ihrer Produkte einem immer dynamischer werdenden Umfeld ausgesetzt. Immer kürzere Produktlebenszyklen erfordern einen immer kürzer werdenden Produktentstehungsprozess. Gleichzeitig haben sich bei gestiegenen Kundenanforderungen die Variantenvielfalt und der Komplexitätsgrad der Produkte stetig erhöht. Um im Wettbewerb auf den Märkten bestehen zu können, sind die Unternehmen gezwungen, Produktinnovationen bei gleichbleibend hoher Qualität immer schneller und kostengünstiger zu entwickeln.
Die langwierige sequenzielle und kostenintensive Entwicklung einer Vielzahl von physischen Produktprototypen bis zur Serienreife des Produkts bietet hierbei ein großes Optimierungspotenzial. Mithilfe neuer Entwicklungsmethoden wird das Ziel angestrebt, dass bereits der erste entwickelte Prototyp sofort die geplanten Produktanforderungen erfüllt, um so möglichst schnell die Serienreife zur Markteinführung zu erreichen.
In diesem Zusammenhang hat sich die virtuelle Produktentwicklung als Werkzeug zur Unterstützung des Produktentstehungsprozesses etabliert. Der Begriff virtuelle Produktentwicklung meint dabei die digitalisierte Entwicklung von Design- oder Konzeptprototypen des neuen Produktes am Computer unter Verwendung von entsprechenden Informationstechnologien (IT) als Werkzeug.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Erläutert die Ausgangssituation, die Trends im Produktentstehungsprozess und die Zielsetzung der Arbeit.
2 Theoretische und praktische Grundlagen der Arbeit: Beschreibt die technischen Grundlagen der Virtual Reality sowie die Phasen des Produktentstehungsprozesses und die Methoden der Nutzwert-Kosten-Analyse.
3 Nutzenuntersuchung von Virtual Reality für die Phasen des Produktentstehungsprozesses: Analysiert den potenziellen Zusatznutzen von VR in verschiedenen Prozessschritten und bewertet verschiedene VR-Systemkonfigurationen hinsichtlich ihres Nutzens und Aufwandes.
4 Fazit und Ausblick: Fasst die Ergebnisse der Untersuchung zusammen und gibt einen Ausblick auf die Anwendungsmöglichkeiten von VR im Produktentstehungsprozess.
Schlüsselwörter
Virtual Reality, Produktentstehungsprozess, Nutzwertanalyse, Kostenanalyse, KMU, VR-Systemkonfiguration, Immersion, Produktentwicklung, Prozessschritte, Nutzwert-Aufwand-Analyse, Investitionsrisiko, Digital Master, Produktplanung, Produkterprobung, Prozessoptimierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, welchen konkreten Zusatznutzen der Einsatz von Virtual Reality innerhalb des Produktentstehungsprozesses speziell für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bieten kann.
Welche sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Felder umfassen die VR-Technik selbst (Hardware/Software), die Struktur des Produktentstehungsprozesses sowie die ökonomische Bewertung mittels Nutzwert- und Aufwandsanalysen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, eine Übersicht zu erstellen, die für KMU belegt, wo VR-Technologie einen realen Mehrwert pro Prozessschritt in der Produktentstehung generiert, um Investitionsentscheidungen zu erleichtern.
Welche wissenschaftliche Methode wird in der Arbeit verwendet?
Die Arbeit nutzt die Nutzwert-Kosten-Analyse (NKA), um den nicht-monetären Nutzen und die monetären Kosten verschiedener VR-Systeme für die Prozessschritte objektiv vergleichbar zu machen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen, die Identifikation geeigneter Einsatzgebiete im Produktentstehungsprozess und eine detaillierte Nutzen-Aufwand-Analyse der verschiedenen VR-Konfigurationen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich am besten mit Begriffen wie Virtual Reality, Produktentstehungsprozess, Nutzwertanalyse, Kosten-Nutzen-Verhältnis und KMU-Investitionsrisiko beschreiben.
Wie unterscheidet sich die "Powerwall" von "Desktop VR" im Hinblick auf den Nutzen?
Die Powerwall bietet durch ihren hohen Immersionsgrad einen deutlich höheren Nutzwert für komplexe Produktabsicherungen, während Desktop VR primär für einfache Präsentationen oder webbasierte Aufgaben geeignet ist.
Welche Rolle spielt das KMU-Profil bei der Bewertung?
Das KMU-Profil ist entscheidend für die Risikobewertung, da große Unternehmen eine kostspielige VR-Investition finanziell leichter tragen können als kleine Unternehmen, bei denen ein hohes Investitionsrisiko besteht.
Warum wird die strategische Produktplanung als weniger geeignet für VR eingestuft?
In der strategischen Planung dominieren abstrakte Daten und Textinformationen, die schwer durch virtuelle 3D-Modelle visualisiert werden können, weshalb hier kaum ein Zusatznutzen durch VR erkennbar ist.
- Quote paper
- Benjamin Holten (Author), 2010, Einsatzmöglichkeiten der virtuellen Realität im Produktlebenszyklus, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/163457
