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ElementBau mit HoloLens

Räumliche Baupläne steigern die Effizienz in der Holzbauproduktion

Projektvideo auf YouTube: https://youtu.be/oSSQ_GUpYsQ

Text: afca. ag

Ausgangslage

Die schaerholzbau ag in Altbüron ist ein modernes Holzbauunternehmen, das Gebäude nach ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Grundsätzen baut. Die Planung der Bauvorhaben geschieht komplett digital mit der Software cadwork. Anhand dieser Baupläne sägen und fräsen Maschinen und Mitarbeitende einzelne Holzbalken. Diese werden in der Produktion zu transportierbaren Elementen in Handarbeit zusammengesetzt. Bei der Konstruktion des Gebäudes werden die Elemente als Wand-, Boden- oder Dach-Kompenenten verbaut.

Die Elemente sind meistens unterschiedlich in der Form und variieren in Komplexität. Deswegen müssen die Mitarbeitenden beim Zusammenbauen auf dem Arbeitstisch häufig den ausgedruckten Bauplan hinzuziehen. Bei diesem Prozessschritt ist Optimierungspotential vorhanden.

Da die Planung der Gebäude und der Elemente bereits digital und räumlich geschieht, könnten diese Pläne in Mixed Reality auch räumlich dargestellt werden. Mit dieser Idee entstand die ElementBau App für die HoloLens 2. Die App ermöglicht erstmalig einen komplett digitalen Arbeitsablauf von der CAD-Planung bis hin zur Montage auf dem Zusammenbautisch.

Mit dem Einsatz dieses digitalen Hilfsmittels konnte eine deutliche Beschleunigung des Prozessschritts gemessen werden.

Schaererholzbau erstellt Bauwerke aus dem natürlichen Rohstoff Holz. Hierzu verwenden wir den Holzrahmenbau. Im Holzrahmenbau werden einzelne Balken zu Rahmen zusammengebaut.

Zum Auffinden einzelner kleiner Teile auf dem Plan und zum Positionieren auf dem Zusammenbautisch, haben unsere Mitarbeiter viel Zeit verwendet. Um diesen Prozess zu optimieren, haben wir zusammen mit afca. und Design-to-Production die ElementBau App entwickelt. Mit Hilfe von Augmented Reality konnten wir diesen Prozess deutlich beschleunigen und konnten so messbar Zeit sparen.

Michael Schaer, Geschäftsführer schaerholzbau ag

 

Funktionsumfang der Mixed Reality App

Die App projiziert den Bauplan dreidimensional und in Originalgrösse auf dem Zusammenbautisch und unterstützt die Mitarbeitende bei der Montage:

– 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 Holzstücke des Elements an. Diese Liste ist im Raum fixiert oder kann bei Bedarf mit einer Geste herbeigerufen werden.
– Informationen werden nur da dargestellt wo sie nützlich sind für die Mitarbeitenden und schränken das Sichtfeld bei der Arbeit nicht ein.

Technischer Hintergrund

Die Konstruktion der Gebäude und die Planung der einzelnen Elemente geschieht in cadwork. Ein von Design-to-Production erstelltes Plugin, ergänzt die ausgedruckten Pläne mit einem QR-Code, wandelt die Elemente in 3D-Modelle (FBX) um und lädt sie auf eine Azure Blob Storage hoch.

Die Baupläne der Elemente werden wie bis anhin an eine CNC-Maschine in der Produktionshalle übermittelt, welche die Holzstücke automatisch in die richtige Form sägt und fräst.

Die Mitarbeitenden beginnen die Arbeit an einem neuen Element mit dem Scan des QR-Codes auf dem ausgedruckten Bauplan. Mit den Informationen im aufgedruckten Code lädt die App den digitalen Bauplan aus der Cloud herunter und projiziert diesen virtuell und räumlich auf dem Zusammenbautisch. Die natürlichen Interaktionen mit den holographischen Inhalten stützen sich auf die Funktionen der MRTK-Programmbibliothek. Die Mitarbeitenden können während der Arbeit auch mit Sprachbefehlen mit der App interagieren – diese Spracherkennung verwendet im Hintergrund die Dienste von Azure Cognitive Services.


 

Über afca. ag

Die afca. ag entwickelt seit über 25 Jahren smarte Softwarelösungen für komplexe Probleme. Mixed Reality, Cloud Computing, Datenmanagement und Webapps zählen zu den Kernkompetenzen des IT-Unternehmens.

Ein holokratisches Organisationsmodell, ein klarer Fokus auf die Endnutzer und eine Begeisterung für innovative Technologien sind die treibenden Kräfte in der Firma.

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