Eine Datenbrille auf Erfolgskurs

Eine Datenbrille

auf Erfolgskurs

Ein Hologramm einblenden, Positionen abrufen oder zur Dokumentation ein Foto machen: Mit der HoloLens2 Datenbrille und den entsprechenden Apps erfolgt die Baustellenmontage und die Elemente-Produktion einfach und intuitiv. Die notwendigen Daten müssen nicht mehr auf 2D-Pläne gedruckt oder mühsam auf dem Tablet abgerufen werden. Sie sind jederzeit auf der Brille abrufbar. Möglich machen das zwei Apps, die Michael Schär, Schaerholzbau aus Altbüron entwickeln liess.

INTERVIEW / BILDER: Sue Lüthi, HolzbauerSpezial, Schaerholzbau

Michael Schär, wozu haben Sie die App für eine Datenbrille entwickeln lassen?

Beim Zusammenbau von Elementen haben wir festgestellt, dass die kleinsten Teile am meisten Zeit benötigen: Es ist schwierig, sie auf dem Plan darzustellen, sie eindeutig zu nummerieren, in der Produktion zu finden – oft sind sie von einem anderen Teil verdeckt – und zu wissen, wo sie hingehören. Das wollten wir optimieren. Wir haben in unserem Betrieb Varianten mit Laser ausprobiert, haben die Modelle an die Wände oder auf den Montagetisch projiziert, haben Bildschirme aufgehängt, sie mit Rädern versehen. Doch nie war der Plan am richtigen Ort. Und mit dem Plan auf einem Tablet haben wir nichts gewonnen. Entweder ist das Tablet zu gross, um es dabeizuhaben, oder zu klein, um einen Plan vernünftig betrachten zu können. Meine Frau machte mich auf die HoloLens aufmerksam, die in der Automobilindustrie eingesetzt wird.

Wie haben Ihre Mitarbeitenden auf die Brille reagiert?

Zu Beginn haben wir mit der Firma Afca ein einfaches, schnelles Mock-up programmiert und einen ganzen Workflow durchgetestet. Wird die Brille von den Mitarbeitenden getragen? Wird es ihnen übel? Stimmt die Genauigkeit? Unsere Mitarbeitenden waren begeistert! Danach gaben wir Vollgas mit der Entwicklung und die Programmierer haben die Bedürfnisse der Monteure wie zum Beispiel Sprachbefehle geben und das Wenden eines Elementes direkt bei den Testpersonen abgeholt.

Können die Brillen in der Produktion und auf der Baustelle genutzt werden?

Genau. Die Nutzung ist freiwillig. Seit einem Jahr stehen zwei Brillen in der Produktion zur Verfügung. Unsere Mitarbeitenden nutzen sie für komplizierte Elemente, etwa bei 50 Prozent der Elementproduktion. Auch auf der Baustelle werden die Brillen regelmässig genutzt. Dort gibt es Spezialmodelle mit Helm. Unser langfristiges Ziel ist, den Plan zu ersetzen. Im Moment läuft eine Testphase, um mögliche Verbesserungen genau zu definieren. So möchten wir zum Beispiel Bemassungen einblenden können oder Beplankungen ein- und ausblenden.

Was ist auf CAD-Stufe dafür notwendig?

Wir nutzen genau die gleichen Daten wie bisher. Abstrakte und strukturierte Daten können automatisch aufbereitet werden. Das ist bei den CAD-Modellen im Holzbau der Fall. Ein Knopfdruck und das Modell befindet sich auf der Brille.

Wie läuft die Übertragung vom Bildschirm zur Brille?

Wir zeichnen standardmässig ein 3D-Modell, wie es für die CNC-Maschine benötigt wird. Dann markiert der Mitarbeiter die Teile und exportiert die Daten. Das File wird in der Cloud abgespeichert und mit einem QR-Code auf dem Übersichtsplan platziert.

Künftig soll der Monteur nur noch einen Übersichtsplan, einen QR-Code und die Brille brauchen, auch auf der Baustelle.

Schaerholzbau und Timbar AG

Michael Schär und Lukas Schär führen den Familienbetrieb in fünfter Generation mit aktuell 130 Mitarbeitenden. Holzbau, Innenausbau, Planung und Leitung zählen zu den angebotenen Dienstleistungen. Der Hauptsitz befindet sich seit 2001 in Altbüron (LU). Um die beiden Apps auch anderen Unternehmen anbieten zu können, haben die Brüder Schär die Timbar AG gegründet.

schaerholzbau.ch, timbar.ch

Brauche ich nun ein Element, gehe ich mit der Brille auf den Code, diese scannt ihn ein, lädt das 3D-Element herunter und positioniert es virtuell auf dem Montagetisch.

Wie schwierig ist die Brille zu bedienen?

Die Brille verfügt über diverse Kameras und Sensoren. Die Bedienung erfolgt über einfache Gesten oder über Sprachsteuerung. Die Brille kann auch erkennen, wohin die Augen gerade schauen, und so kann die Steuerung auch über die Iris erfolgen. Durch die Brille sieht der Monteur ein Menü in der Luft, er kann mit dem Finger Menüpunkte anwählen oder auch Sprachbefehle geben wie zum Beispiel: «834». Das Programm zeigt dann das Element 834 virtuell, farblich abgehoben an.

Gibt es eine bestimmte Reichweite?

Nein, man kann sich frei bewegen. Es braucht nur WLan mit Internet. Das ist der grosse Vorteil. Der nächste Schritt ist nun, die Anwendung auf der Baustelle zu optimieren. Ein Montageleiter kam von sich aus auf mich zu und wünschte sich das Tool für die Baustelle.

Und auf der Baustelle, wie funktioniert die Brille da?

Modell auf dem Laptop, die Brille für die Verbindungsmittel plus eine Ansicht von jedem Geschoss, damit er die Nummerierung von jedem Element sieht. Es gibt also nur noch einen Übersichtsplan, ohne Vermassung. Aufgemessen wird mit dem Vermesser. Ist ein Mass nötig, holt es der oder die Mitarbeitende im 3D-Modell. Die Positionierung der Verbindungsmittel wie zum Beispiel Winkel oder Schrauben und die Dokumentation erfolgen mit der Brille.

Ist es realistisch ganz auf 2D-Pläne zu verzichten?

Ich finde es schade, dass wir einen so grossen Aufwand betreiben, ein 3D-Modell zu erstellen, um es nachher als Plan auszudrucken. Einen 2D-Plan zu lesen, muss man erst lernen, er muss im Kopf wieder in 3D übersetzt werden. Denn wir arbeiten immer im Raum. Darum gilt für mich, die Möglichkeit zu nutzen, diesen komplizierten Weg zu vereinfachen. Warum sollen wir etwas zweidimensional zeichnen, das sowieso dreidimensional benötigt wird?

Das können die Mixed Reality Apps

Mixed Reality ist eine Kombination von Virtual Reality und Augmented Reality. Derzeit sind im Holzbau zwei Apps für die HoloLens2 verfügbar: Die ElementBau für die Produktion und die OnSiteXR für die Montage auf der Baustelle. Der Träger oder die Trägerin der HoloLens, einer Art Brille, nimmt den echten Raum wahr und sieht die gewünschten Teile virtuell eingeblendet. Die Brille verfügt über drei Steuerungsarten: Iriserkennung, Gestensteuerung und Sprachsteuerung. Die App projiziert den Bauplan dreidimensional und in Originalgrösse auf dem Montagetisch. Mit der HoloLens sehen die Mitarbeitenden sofort, wie welche Teile zusammengebaut werden müssen. Das mit Geste oder Sprachbefehl ausgewählte Bauteil wird im virtuellen Modell hervorgehoben. Ein Minimodell des Elements lässt sich frei drehen und zoomen. Die virtuell dargestellten Bauteile lassen sich verschieben, um komplexe Teilbereiche zu untersuchen. Eine schwebende Stückliste zeigt die verschiedenen Holzteile des Elements an. Diese Liste ist im Raum fixiert oder kann bei Bedarf mit einer Geste herbeigerufen werden. Informationen werden nur dort dargestellt, wo sie für die Mitarbeitenden nützlich sind – so schränken sie das Sichtfeld bei der Arbeit nicht ein.