Augmented Reality und Baustahlfertigung

Mithilfe einer Augmented-Reality-Brille betrachtet ein Verarbeiter eine digitale Nachbildung dessen, wie das Werkstück, an dem er gerade arbeitet, nach seiner Fertigstellung aussehen sollte. Die Software von Eterio Realities platziert ein 3D-Modell über der digitalen Version des Baustahlelements und gibt dem Träger der Schutzbrille eine Vorstellung davon, welche Teile wohin auf dem Werkstück gehören sollen. Bilder: Eterio Realities

Die Tage, in denen Sie auf einen Bauplan starren und dann immer wieder auf einen Stahlträger blicken und versuchen, sich klarzumachen, wie alle auf dem Druck aufgeführten Teile auf dem Baustahlwerkstück angeordnet sein sollen, neigen sich möglicherweise dem Ende zu . Augmented Reality ist hier, um zu helfen.

Zugegebenermaßen sind einige Baustahlbauer sehr geschickt darin, sich einen Bauplan anzusehen, schnell zu erraten, was wohin gehen muss, und dann das Projekt in Angriff zu nehmen. Das trifft jedoch nicht auf alle zu, insbesondere nicht auf diejenigen, die neu in der Stahlbaubranche sind. Die Fähigkeit, 2D-Zeichnungen in eine 3D-Vision dessen zu übersetzen, was aus dem Werkstück werden soll, ist ein Talent, das durch Übung entwickelt wird. Manche Menschen kommen schneller zur 3D-Vision als andere, aber es dauert noch eine Weile, bis das Talent offensichtlich wird.

Selbst dann entstehen einige Projekte, die selbst die erfahrensten Hersteller herausfordern. Das hat Warnaar Steel Tech Ltd. im Jahr 2010 herausgefunden, als es ein Fassadenbauprojekt für das Sparkling Hill Resort in Vernon, BC, in Angriff nahm. Die Familie Swarovski – ein Name, der allen bekannt sein dürfte, die schon einmal Kristallschmuck oder Dekorationen gekauft haben – entwickelte das Da diese prominente Marke Teil der Entwicklungsbemühungen war, musste das Gebäude selbst ein echter Hingucker sein. Deshalb sind 3,5 Millionen Swarovski-Kristalle als architektonische und künstlerische Elemente eingearbeitet – einige ahmen die Bewegung von Wasserfällen nach, andere bilden optisch Kamine nach, durch die das Tageslicht tanzt. Dann ist da noch der Eingang zum Resort, der so gestaltet ist, dass er selbst wie ein riesiger Kristall aussieht.

Schauen Sie sich jeden Kristall an und Sie sehen die vielen Winkel, die vorhanden sind. Stellen Sie sich eine riesige Struktur aus Stahlrohren und Glas vor, die darauf abzielt, die scharfen Linien und die einzigartige Form eines Kristalls zu schaffen, und Sie können sich die vielen Herausforderungen vorstellen, die diejenigen erwarteten, die für die Verwirklichung dieser Entwürfe verantwortlich waren.

Den Führungskräften von Warnaar Steel war klar, dass sie zur Unterstützung des Fertigungsteams ein besseres Werkzeug als 2D-Blaupausen brauchten.

„Es war sehr kompliziert“, sagte Randolph Warnaar, der damals Geschäftsführer des Baustahlherstellers Kelowna, BC, war. „Als Teil dieses größeren Projekts hatten wir diese riesige Kristallfassade und mussten die tragende Stahlkonstruktion dafür bauen. An all diesen Rohren mussten eine Reihe von Abspannklemmen befestigt werden. Nur die 2D-Zeichnungen.“ Wir haben es nicht zugeschnitten. Die Hersteller mussten verstehen können, wie man es herstellt.

„Das war also das erste Mal, dass wir einen Laptop mit in die Fertigung genommen haben und sie sich das 3D-Modell wirklich ansehen mussten, um zu verstehen, wie alles zusammenpasst. Da dachte ich: ‚Wir haben all diese 3D-Assets, Warum bauen wir also diese 3D-Strukturen aus 2D-Zeichnungen?‘“

Einige Jahre später, im Jahr 2015, wurde die erste Generation der Microsoft HoloLens Augmented-Reality-Brille für Softwareentwickler verfügbar gemacht. Warnaar sagte, dass ihm damals die „Glühbirnen-Idee“ gekommen sei. Sie konnten die 3D-Gebäudeinformationsmodelle, die weithin verfügbar waren, aber hauptsächlich von Ingenieuren und Architekten verwendet wurden, mit der damals aufkommenden Augmented-Reality-Technologie kombinieren.

Heute vermarktet Eterio Realities unter der Leitung von CEO Warnaar den Höhepunkt dieser frühen Produktentwicklung und der anschließenden Verfeinerung, die in der Werkstatt des Familienunternehmens für Baustahl durchgeführt wurde, als FabStation-STEEL, ein Augmented-Reality-Tool (AR), das eine strukturelle Darstellung ermöglicht Von der Blaupause bis zum 3D-Modell, das nachbildet, wie das Endprodukt aussehen soll, können Sie den Auftrag eines Stahlwerkstücks umsetzen. Es ist außerdem darauf ausgelegt, Echtzeitberichte und Datenaustausch mit Front-Office-Managementsystemen zu ermöglichen.

„Man kann wohl sagen, dass unser Leitbild darin besteht, alle 2D-Zeichnungen durch konstruierbare digitale 3D-Anleitungen zu ersetzen“, sagte Warnaar.

Die Augmented-Reality-Software kann auch mit einem Tablet-Computer verwendet werden. Der Verarbeiter muss das Tablet lediglich nah an das Werkstück halten, um die volle Wirkung der digitalen Nachbildung auf dem Bildschirm zu erzielen.

Wie funktioniert es also? Ein Hersteller in der Werkstatt nimmt ein Tablet mit der proprietären Software und hält es über die Trägerstruktur. Die Augmented-Reality-Technologie fungiert als digitale Vorlage, die das 3D-Modell virtuell über dem Werkstück platziert. Durch den Blick auf den Tablet-Bildschirm, der über dem Werkstück schwebt, kann der Hersteller sehen, welche Teile wohin gehen müssen und wie der Bau erfolgen soll.

„Der Einsatz der AR-Funktion ermöglicht es dem Hersteller, die Verantwortung für seine Arbeit zu übernehmen und Fehler zu erkennen, bevor er die Station verlässt“, sagte Chris Thibodeau von Eterio Realities.

Mit der HoloLens 2 muss der Hersteller offensichtlich nichts festhalten. Mithilfe der Software platziert die Brille die 3D-Modellelemente über dem Werkstück. Der Benutzer kann die Ansicht anpassen, indem er einfach den Blickwinkel anpasst. Thibodeau sagte, dass die Verwendung der HoloLens etwas mehr Schulung erfordert, da die Benutzeroberfläche normalerweise für jeden, der sie verwendet, neu ist, aber bei konsequenter Verwendung kann der Hersteller die Aufträge einfach und schnell erledigen, auch wenn es für die Zuschauer möglicherweise seltsam erscheint, dass die Person, die sie trägt Die Augmented-Reality-Brille drückt Knöpfe in die Luft.

Warnaar sagte, dass sein Unternehmen die Hololens derzeit hauptsächlich zu Inspektionszwecken einsetzen wolle. Die Software ist bei richtiger Kalibrierung auf 1/8 Zoll bzw. 3 mm genau, was für Qualitätsprüfungen häufig ausreicht, da es sich bei den meisten Fehlern in der Stahlbaufertigung eher um grobe als um Präzisionsfehler handelt. Anstatt zu prüfen, ob ein Teil nur Bruchteile eines Zolls von der vorgesehenen Stelle entfernt ist, achten Qualitätstechniker meist darauf, dass die Materialgrößen korrekt sind und die Teile richtig ausgerichtet und platziert sind.

Die FabStation-Software bietet außerdem Zugriff auf die vollständigen Fertigungsdaten des Auftrags, einschließlich aller Teile- und Baugruppenzeichnungen. Auch Produktionsberichte und -verfolgung sind Teil der Software und versorgen das Frontoffice in Echtzeit darüber, dass Inspektionen stattgefunden haben und das Werkstück für den nächsten Prozess oder die nächste Lieferung bereit ist.

Warnaar beschrieb den Upload der Projektdaten als „einfachen Upload“. Die 3D-Modelle werden in einer komprimierten Datei abgelegt und in die FabStation-Cloud hochgeladen. Wenn der Upload abgeschlossen ist, muss der Benutzer nur noch auf die neu erstellte Datei klicken, um auf das digitale Overlay oder andere 2D-Zeichnungen im Zusammenhang mit dem Auftrag zuzugreifen.

„Baustahl ist die ultimative Vorfertigungsumgebung. Es handelt sich in gewisser Weise um eine kontrollierte Umgebung und ein großartiges Testgelände für diese Art von Technologie“, sagte Warnaar. „Von hier aus können wir uns anderen Dingen zuwenden, wie der Vorfertigung von Bewehrungsstäben, dem Schiffbau und sogar Aktivitäten vor Ort.“

Nach mehr als 18 Monaten der Erprobung der Technologie bei Warnaar Steel Tech ist das Team von Eterio Realities davon überzeugt, dass sein Produkt die Werkstatt effizienter machen und neue Mitarbeiter auf den schnellsten Weg bringen kann, produktiver zu werden.

Die strukturellen Stahlarbeiten, insbesondere der Haupteingang, der die Merkmale eines großen Kristalls imitiert, im Sparkling Hill Resort in Vernon, BC, motivierten Warnaar Steel Tech Ltd., einen besseren Weg zu finden, seinen Herstellern zu zeigen, wie sie komplexe Projekte bauen. Anstatt sich auf Baupläne zu verlassen, begann die Unternehmensleitung, nach Möglichkeiten zu suchen, die 3D-Modelle, die bereits Teil des Gebäudeinformationsmodells waren, zu nutzen und in einem 3D-Format darzustellen. Das Endergebnis war die Augmented-Reality-Software FabStation.