Was geht mit Augmented Reality im Bereich Konstruktion?

Der Einsatz von Augmented Reality (AR), die im Gegensatz zur Virtual Reality (VR) die Umgebung mit ins Bild einbezieht, kann für die Konstruktion ein wertvolles Werkzeug sein. Doch wie lässt sich AR gewinnbringend im Unternehmen einsetzen? Was braucht es dazu? Und lohnt das überhaupt für kleine Unternehmen? Fragen, die unser Chefredakteur Erik Schäfer den beiden Mitgründern des vor 5 Jahren gegründeten österreichischen Startup-Unternehmens Holo-Light am deutschen Standort in Ismaning bei München gleich selbst stellte.

CEO Florian Haspinger und CMO Luis Bollinger beließen es aber nicht bei grauer Theorie, sondern ließen uns, ausgestattet mit der AR-Brille von Microsoft, gleich selbst erleben, dass mit ihrer Software das Engineering in die reale Welt geholt wird. Doch nun zum Interview mit den AR-Spezialisten:

Herr Haspinger, Herr Bollinger, Sie sind in erster Linie Softwareentwickler in Sachen Augmented Reality. Für wen ist Ihre Software gedacht?
Florian Haspinger: Wir entwickeln einen Augmented Reality Engineering Space. Das ist eine Software für die Industrie im Bereich Konstruktion. Wir nutzen dafür die Technologie Augmented Reality und wollen damit auch einen Paradigmenwechsel in der Konstruktion einführen. Wir haben uns auf die Bereiche Konstruktion und Engineering fokussiert, weil wir A da Expertise haben und B den größten Mehrwert dieser Technologie auch sehen.

Warum Konstruktion und Engineering?
Florian Haspinger: Es ist vor allem ein sehr großer Bereich, der alle Subbereiche maßgeblich beeinflusst. Die ganze PLM-Kette startet ja beim Design, der Konstruktion und der Entwicklung. Wenn ich einen guten Aftersales-Service realisieren möchte, dann brauche ich ja ein volldigitales Produkt und da startet es eben genau mit diesen Schritten.

Und dazu haben Sie AR-Software für Konstrukteure entwickelt. Welche Vorteile hat Ihre AR-Software gegenüber herkömmlicher CAD-Software?
Florian Haspinger: Ja, das startet bei unserem Produkt Ares (Augmented Reality Engineering Space). Das ist auf AR-Geräten lauffähig und bietet genau diese Konstruktionsvorteile, die ich mit herkömmlichen CAD-Werkzeugen nicht bewerkstelligen kann. Ich habe ein viel besseres räumliches Verständnis für die ganzen Bauteile, wie Sie vorhin bei unserer Demonstration des Systems selbst sehen konnten. Ich kann mit der Software mit anderen Menschen zusammenarbeiten, lokal sowie global. Gerade dieser Aspekt ist in den letzten Monaten noch interessanter geworden. Daten teilen und Daten miteinander bearbeiten, Design-Reviews machen und entsprechend Montagezyklen durchtesten, den Abgleich zwischen Realität und Digitalem Zwilling realisieren, das sind einige der Möglichkeiten unserer Software. Es geht auch darum früher Design-Checks und Design-Feedback zu bekommen, ohne dass ich dazu einen physischen Prototypen habe bauen müssen. Das sind die Kernaspekte, an die wir uns gewagt haben.

...und was hat es mit der Software Isar auf sich? Gehört die zwingend zu Ares dazu?
Florian Haspinger: In der Ares Pro-Version ist Remote Rendering integriert, bei uns heißt das Isar – Interactive Streaming for Augmented Reality. Diese Technologie haben wir hausintern entwickelt und sie ermöglicht es die Performance-Restriktionen von mobilen AR-Geräten aufzuheben. Augmented Reality profitiert ja hauptsächlich davon, dass sie mobil ist, hängt also nicht an einem Kabel oder an etwas was mich bindet. Ich kann mich damit im Raum physisch von A nach B frei bewegen – da wäre ein Kabel extrem störend. Mobile Geräte, wie ein Smartphone oder die Smartglases, die Sie eben selbst ausprobiert haben, sollen leicht sein, die Akkukapazität muss ausreichend sein, damit man damit den ganzen Tag arbeiten kann. Wenn ich aber Leichtigkeit und lange Akkukapazität kombiniere – wie bei diesen mobilen AR-Geräten – dann kommt dabei eine geringe Performance heraus. Weil ich eben kleine Chips einbauen muss, weniger Rechenleistung habe. Wenn ich aber den Engineering-Bereich betrachte, sehe ich, dass Performance irrsinnig wichtig ist, weil große CAD-Files, ein ganzes Fahrzeug oder gar ein ganzes Flugzeug, besteht ja nicht aus 10 Bauteilen. Die bestehen aus 20-, 50- oder 500.000 Bauteilen im gegeben Fall. Diese Performance wird heute über teure Workstations, Server und Rechner bewerkstelligt und wenn ich auf die mobile AR-Geräte gehe, dann habe ich diesen Leistungsschub einfach nicht. Daher haben wir Isar – Interactive Streaming for Augmented Reality – entwickelt, um die Daten von den Hochleistungsrechnern auf die mobilen AR-Geräte zu streamen.

Das heißt, Sie können auf die vorhande Hardware Ihrer Kunden aufbauen?
Florian Haspinger: Richtig! Dahinter steht Remote Rendering für Augmented Reality und ich nutze die Kapazität, die bei den Unternehmen ja zumeist schon vorhanden ist. Ich gehe also nicht zum Kunden und sage ihm, Du musst jetzt folgendes kaufen... Wir wollen damit die Eintrittshürde ganz, ganz niedrig halten. Alles, was der Kunde schon hat, kann er benutzen, seine Workstations, seine Server. Dort installieren wir Isar und die Software läuft dann gemeinsam mit Ares. So kann die ganze Power, die ganze Performance der bestehenden Hardware genutzt werden und das wird dann einfach auf das mobile Endgerät (AR-Brille, Smartphone etc.) gestreamt. Damit habe ich auf meinen mobilen Endgeräten die gleiche Performance, wie auf meiner teuren Workstation und entsprechend habe ich keine Hardware-Limitationen.

Der Inhalt der Workstation kann also direkt, ohne Qualitätsverlust in das mobile AR-Gerät gestreamt werden?
Florian Haspinger: Ja, mit unseren Produkten muss der Kunde den Schritt der Vereinfachung seiner Daten nicht mehr machen! Wenn der Konstrukteur Wochen- oder Monatelang etwas konstruiert hat, dann will der nicht 6 Stunden dazu investieren, um alle Schrauben zu entfernen oder alle Bauteile die er nicht unbedingt braucht, und den Rest zu polygonisieren und die Hälfte der Polygone wegzunehmen, sodass was rund war dann eckig ist – damit hat der Konstrukteur keinen Spaß. Das kostet nicht nur ein Haufen Zeit, am Ende hat er auch viel weniger Informationen als vorher. Mit unserer Technologie sagen wir dem Konstrukteur: „Das, was Du gemacht hast, ist genau das, was Du hinterher in AR weiter nutzen kannst. Deine Daten bringst Du mit Isar ohne Qualitätsverlust und ohne Bauteile zu verlieren flüssig in die Augmented Reality.“

Neu ist ja auch eine eigene Hardware-Komponente, der Stylus XR...
Florian Haspinger: Den Stylus XR haben Sie sicher auf unserer Homepage gesehen? Dieser „Zeigestift“ ist gerade in der Produktion und daher kann ich Ihnen den noch nicht als fertiges Produkt zeigen.

Wofür diese Hardwarekomponente?
Florian Haspinger: Der Stylus XR soll das Vereinfachen, was momentan vielleicht noch etwas schwierig ist – die präzise Interaktion mit den Hologramm-Inhalten. Mit dem Stylus XR können Sie millimetergenau interagieren, so wie es der Konstrukteur am Computer auch gewohnt ist. Er hat da seine High-Performance-Mouse und kann damit einzelne Bauteile anwählen und Millimetergenau zeichnen und das kann er dann auch mit dem Stylus XR genauso in der Augmented Reality – und das natürlich ohne Kabel. Dieses Gesamtpaket aus Stylus XR, Isar und Ares bildet dann unser Produkt, das wir dem Konstrukteur mitgeben. Da ist die Multiuser-Funktion dabei, die Meeting-Funktion – die lokal und global funktioniert – ich kann da alle Bauteile herein laden, habe keine Performanceprobleme und kann mit dem Hierarchiebaum und den Bauteilen interagieren.

Und konstruieren in AR, ist das schon möglich?
Florian Haspinger: Das wird möglich sein. Denn unsere Software wächst natürlich immer mit, von Monat zu Monat kommen immer mehr Funktionalitäten hinzu. Und es kommen auch Kreation-Features hinzu, damit Sie auch Content erschaffen können in Augmented Reality.

In der Automobilindustrie, kennt man Augmented Reality. Aber ist das auch etwas für kleine Unternehmen?

Florian Haspinger: Wenn man sich unseren aktuellen Kundenstamm anschaut, dann könnte man das Gefühl bekommen, dass sich das vielleicht nur für die Großkonzerne dieser Welt rechnet. Das liegt auch daran, dass die Großen meist die „Early Adopter“ sind, die haben oft eine Innovationsabteilung mit einem bestimmten Budget ausgestattet, die neue Technologien ausprobieren können. Daher ist unser Kundenstamm aktuell eher bei den größeren Unternehmen angesiedelt. Doch wir haben aber auch den einen oder anderen Kleinen dabei, der durchaus Nutzen aus der einen oder anderen Applikationslösung ziehen kann! Die Anfragen von teilweise 2-Mann-Betrieben oder 100-Mann-Betrieben und größer werden in den letzten Monaten immer mehr, weil unsere Lösung vom Fokus her immer weiter geschärft wird… Die Einstiegshürde in AR und VR ist ja nicht groß: Man kauft sich im Endeffekt die Smart Glases – von Microsoft kostet die aktuell etwa 3.500 Euro – unsere Software-Applikation auf Lizenzbasis (Ares kauft man pro Jahr) und mit dem Stylus XR dazu – der kostet 990 Euro und den wird es dann auch verfügbar auf der Website geben in ein paar Wochen. Mit der Infrastruktur, die ich vielleicht schon selbst habe (Rechner, WLAN etc.) komme ich dann auf einen überschaubaren Invest.

Haben Sie denn ein Beispiel eines kleinen Kunden, der von Ihrer Technologie profitiert?
Florian Haspinger: Ja, da kann ich einen Zwei-Mann-Betrieb nennen. Die bauen mit wenigen Leuten zusammen Spezialgetriebe für Feuerwehrfahrzeuge. Da werden vielleicht 2, 3 Spezialgetriebe produziert pro Jahr. Wenn da der Prototyp nicht funktioniert, ist das für ein solches Unternehmen eine Katastrophe. Denn wenn die nur einen Auftrag haben, der sich verzögert, dann können die nicht überleben als Betrieb. Dadurch, dass die jetzt Ares nutzen, können sie den Prototypen vorab austesten. Dazu nehmen sie ihre CAD-Daten in die 3D-Welt, bringen diese auch direkt ans Fahrzeug in das das Getriebe integriert werden soll und sehen sofort ob es passt: „Kann ich es verbinden? Kann ich es montieren?“ Das sieht er vor Ort sofort.

Das ist ein gewaltiger Vorteil, denn gerade kleine Betriebe haben ja oftmals das Problem, dass sie das Bauteil bauen und der Kunde sagt dann: „Das haben wir uns aber anders vorgestellt“. Was tut man dann? Wenn man ein kleines Unternehmen ist, dann beauftragt man doch nicht irgendwelche Anwälte und sagt „doch das war so vereinbart“, sondern man macht es halt neu. Mit unserer AR-Technologie kann man genau solche Probleme einfach verhindern, indem man den Kunden in einer sehr frühen Phase der Konstruktion mit einbindet und ihm das zeigt. Man lässt den Kunden an dieser Konstruktion und Entwicklung teilhaben. Wenn damit nur ein einziger Prototyp eingespart wird und eine Iterationsschleife eingespart werden kann, dann kann sich das AR-System bereits amortisiert haben!

Dieser Zwei-Man-Betrieb ist in der Tat ein bestechendes Beispiel…
Florian Haspinger: Ja, deswegen denken wir auch, dass der Nutzen gerade für kleinere Anwender irrsinnig hoch ist. Ich kann da bereits in einigen Monaten sagen, dass sich das System amortisiert hat. In größeren Betrieben ist das häufig viel schwieriger zu berechnen. Das heißt, der Return of Investment ist bei kleineren Betrieben oftmals schneller gegeben, offensichtlicher und bringt sofort den Benefit. Bei größeren Unternehmen geschieht das ein kleines bisschen verzögert.

Luis Bollinger: Wir sind ja selbst noch ein kleiner Betrieb mit nicht mehr als 50 Mitarbeitern und haben mit unserem Stift (Stylus XR) ja auch eine Hardware selbst entwickelt. Für uns war es unglaublich faszinierend, als wir mit unserer eigenen Software den Prototypen unseres Stiftes angeschaut haben, um dann eine Designentscheidung zu treffen, zu sehen „passt er in der Form“ und du kannst den Stift sehen im Raum. Das hat uns dabei geholfen, unsere eigene Entwicklung zu beschleunigen. Das zeigte uns selbst welche Vorteile unser System im Alltag hat.

Florian Haspinger: Wir haben dadurch nur noch einen einzigen Prototypen unseres Stylus XR fertigen müssen. Alle anderen Zwischenversionen haben wir mit Ares visualisiert. Das hat uns irrsinnig beschleunigt. Wir machen zwar immer noch einen physischen Prototypen im 3D-Druck, aber das braucht halt 7 bis 10 Tage von der Auftraggebung bis der fertige Prototyp da ist. Ohne Ares hätten wir etwa 8 Prototypen bauen müssen, das heißt rund 3 Monate Zeit und die haben wir reduzieren können auf 2 Wochen!

Das heißt, man kann an einem Tag bis zu 10 Prototypenschritte machen – in nur 8 Stunden!
Mit Ares ist es nur noch ein Mausklick. Nach 10 Iterationsschleifen will man dann aber auch wirklich einmal einen echten Prototypen in der Hand halten. Dann habe ich aber schon einen Prototypen, der nicht Serie Null ist, sondern bereits 10 Schleifen durchlaufen hat. Das hat uns irrsinnig viel Speed gebracht bei der Entwicklung des Stylus XR und das bringt auch unseren Kunden viel Mehrwert.

Das heißt, Sie können Ihre eigenen Erfahrungen bei der Produktentwicklung auch für Ihre Kunden nutzen…
Florian Haspinger: Ja, und ein Produkt ist nur dann gut, wenn man es selbst gerne nutzt.

Kommen wir nochmals zu Ihren Produkten zurück, Isar, Ares und Stylus XR: Was steckt jeweils dahinter? Sie hatten es schon erwähnt, doch bitte ich Sie nochmals um eine kurze Zusammenfassung.
Florian Haspinger: Also, Isar – Interactive Streaming for Augmented Reality – ist das Remote Rendering. Damit kann ich die bestehende Performance von Workstations nutzen für mobile AR-Geräte und die Grenze des bisher Machbaren einfach überwinden – man hat keine Performance-Probleme mehr! Ares ist der eigentliche Arbeitsplatz, der Augmented Reality Engineering Space, in dem ich dann – wie Sie das heute ja selbst erfahren konnten – die Bearbeitung und die Analysen vornehmen kann in der virtuellen Arbeitsumgebung. Der Stylus XR schließlich erlaubt die präzise Eingabe, Interaktion und Content-Erstellung in der Augmented Reality.

Danke sehr, ich denke, damit ist Ihr Produktportfolio klar umrissen. Wie führen Sie die Ingenieure – Ihre Kunden – an das AR-System heran? Wie lang dauert so eine „Ausbildung“?
Florian Haspinger: Der Herr Bollinger hatte es heute ja schon kurz in der Demo-Session angerissen… Das ist sehr unterschiedlich. Es kann von einer Viertelstunde bis 1,2 Stunden gehen, je nachdem wie technikaffin derjenige Ingenieur ist. Die Applikation und die Technologie selbst sind so intuitiv aufgebaut, wie es in diesem Rahmen möglich ist. Wir bieten Workshops und Tutorials an, man findet auf unserer Website und unserer Supportsite Videos und Anleitungen auf Youtube. Wenn ein Kunde mehrere Lizenzen kauft, dann bieten wir ihm einen Workshop an und kommen 2, 3 Stunden vorbei und zeigen das ganze System, wie man sich miteinander verbindet, erklären die einzelnen Funktionen und wie sie zu bedienen sind. Das machen wir, wie wir es Ihnen heute in der Multiuser-Session gezeigt haben. Da können sich dann mehrere Leute einklinken – vielleicht 10 Leute – und der Guide führt dann durch alle Funktionen.

Und wie sieht es mit der Förderung von angehenden Ingenieuren und Ingenieurinnen aus?
Florian Haspinger: Das ist genau das, was wir jetzt machen: Wir gehen vermehrt in Fachhochschulen und Universitäten und bieten eine University-Education-Variante an von unserem Produkt. Das kommt sehr gut an, die Studenten wollen das und die Lehrgänge dort gehen auch immer mehr auf AR- und VR-Technologien ein. Es gibt immer öfter den AR/VR-Lehrgang. Dazu bieten wir unsere Education-Variante an und sind damit schon im Vorfeld bei den jungen Ingenieuren präsent. Das Feedback ist sehr gut und wir lernen da sehr viel auch für uns. So zum Beispiel wie man die Interaktion noch vereinfachen kann und User-Methoden verbessert.

Und das Produkt heißt University-Education-Edition?
Florian Haspinger: Es ist die „Ares-Education-Edition“ für Universitäten oder Fachhochschulen.

Wie gehen denn die Kunden Ihrer Kunden mit der Möglichkeit um, die Entwicklung in AR zu verfolgen?
Florian Haspinger: Die Kunden unserer Kunden sind meist sehr, sehr tief in die Produktentwicklung eingebunden. Gerade wenn man die Supplier-Strukturen anschaut, dann muss das ja „matchen“. Es gibt zwei Varianten: So gibt es die Möglichkeit, dass man sein Produkt mit AR präsentiert und den Kunden gleich mit einbindet und zeigt, was der aktuelle Stand ist. Das andere ist, dass man mit dem Kunden gemeinsam die Entwicklung vorantreibt. Das heißt, der Kunde will selbst die Komponente oder Baugruppe mitentwickeln, weil er es in sein eigenes Produkt einbaut, das er dann wieder weiter verkauft. Wenn dann beide Partner Ares haben, können Sie zeigen: „Ich habe gerade dieses Bauteil geändert, wie wirkt sich das auf ihre Baugruppe aus? Lassen Sie uns schnell eine Ares-Session starten, dann zeige ich Ihnen das, was ich geändert habe und Sie zeigen mir bitte den aktuellen Stand Ihrer Baugruppe. Dann können wir die Bauteile miteinander „verheiraten“ und schauen uns an, wie sich die Schnittstelle verändert hat, oder wo man noch etwas gemeinsam anpassen muss.“ Das ist ein riesiger Mehrwert! Auch für die interne Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen ist diese Möglichkeit des Austauschs irrsinnig viel Wert.

Muss Ihre Software auf den Kundenrechnern installiert werden, oder gibt es auch eine Browser basierte Version?
Florian Haspinger: Die Applikation wird auf dem mobilen AR-Gerät installiert, das kann eine Holo-Lens sein, das kann auch ein Tablet sein. Wenn ich die Technologie Isar nutzen möchte, weil meine Bauteile eben groß oder von komplexer Natur sind, dann muss ich diese Isar-Komponente auf der Workstation installieren, deren Performance ich nutzen will. Das heißt, der Kunde kann selbst entscheiden, wo er unsere Software installiert – auf seinen eigenen Servern, auf seiner Workstation, seinem Arbeitsrechner. Er kann es aber auch in der Cloud nutzen.

Es wird immer attraktiver für die Kunden in die Cloud zu wechseln und daher sind wir dabei unsere Services in der Cloud verfügbar zu machen. Wir arbeiten da sehr eng mit Microsoft und Amazon zusammen, um entsprechend unsere AR-Technologie in der Cloud verfügbar zu machen und dem Kunden die Auswahlmöglichkeit zu geben. Der Kunde hat also 100-Prozent Kontrolle darüber, wo seine Daten sein sollen und was mit den Daten passiert.

Und die sicherste Variante?
Florian Haspinger: Sobald die Komponente Isar im Spiel ist, kommen die Daten nie auf das mobile Endgerät. Die Daten werden nur gestreamt und nicht dort abgespeichert. Das ist für einige unserer Kunden sehr, sehr wichtig. Denn was passiert beispielsweise, wenn ich ein solches mobiles Gerät einmal irgendwo liegenlasse? Wenn unsere Kunden Isar nutzen, in der Cloud oder on Premise, sind nie irgendwelche Daten auf den mobilen Geräten! Wenn er also das Gerät liegen lässt, verliert er höchstens den Wert des Gerätes nicht aber seine Daten. Das ist ein entscheidender Sicherheitspunkt. Darauf haben wir sehr viel Wert gelegt, um den Sicherheitsansprächen unserer Kunden genüge zu tun, denn der Datenpool ist das Wertvollste was ein Unternehmen hat.

Noch eine letzte Frage: Was sollen Sie mir noch für unserer Leserinnen und Leser mit auf den Weg geben?
Luis Bollinger: Ich möchte da nochmal ausholen, was du (Florian Haspinger) vorhin gesagt hattest, mit dem Paradigmenwechsel: Wenn man sich das klassische CAD-Engineering anschaut im Vergleich zu unserem AR-Engineering, dann ist das ein großer Unterschied. Weil wir das Erstellen und Bearbeiten von virtuellen Inhalten mit Hilfe von mobilen Endgeräten und Unterstützung externer Rechenpower in der Realität ermöglichen! Gerade dieses „rausziehen in die Realität“ bringt uns näher an das Produkt heran, spart Zeit, Kosten und Fehlerpotenziale ein. Das ist das, was wir hervorheben wollen. Wir sehen auch, wie Ingenieure und „Nichtingenieure“ sich dem Thema gleichermaßen nähern können. Es ist ja oft ein Kommunikationsthema: Da fragt beispielsweise jemand aus dem Vertrieb nach beim Konstrukteur: „Kannst Du mir mal die CAD-Daten schicken, ich brauche sie für…?“ Das ist bisher immer eine Hürde gewesen und es war komplex, denn CAD ist keine JPG. Unsere AR-Komponente ist sozial, es ist eine Kombination mit dem Besten aus beiden Welten – aus dem Realen wie aus dem Virtuellen. Es gibt für gewisse Bereiche durchaus auch VR als Möglichkeit, dem sind wir nicht grundsätzlich abgeneigt, aber wir sehen einfach unglaublich viele Vorteile die reale Welt mit der virtuellen Welt zu verschmelzen.

Florian Haspinger: Du hattest da vor Wochen einmal so einen klasse Satz geprägt Luis, den wir auch für unser Video nutzen wollen…

Luis Bollinger: Ja: „Das Engineering gehört für uns in die echte Welt!“