2D ist ein alter Hut und 3D hat sich in vielen Design- und Konstruktionsabteilungen "vor allem in der Luftfahrt- und Automobilindustrie, aber auch im Maschinenbau und in der Konsumgüterindustrie als ein unverzichtbarer Bestandteil etabliert", erklärt Ingolf Rehfeld, Head of International Sales beim Visualisierungsspezialisten Realtime Technologies (RTT). Und doch geraten derzeit viele Marktauguren bei den Diskussionen um die Zukunft von den virtuellen Gestaltungsmöglichkeiten geradezu ins Schwärmen.

Warum? Weil dieser Bereich derzeit eine ähnliche Entwicklung durchmacht wie es bei sonstigen Geschäftsprozessen wie etwa Customer Relationship Management, Supply Chain Management oder E-Procurement in den letzten Jahren geschehen ist: Aus Insellösungen wurden integrierte und durchgängige Prozesse, die für Unternehmen viel bis dato ungenutztes Potenzial eröffnet haben. "Heute besteht in vielen Unternehmen noch ein deutlich wahrnehmbarer Bruch beim Einsatz von Virtuellen Modellen", meint dazu Prof. Dr.- Ing. Habil. Dr.-Ing. Michael Schenk vom Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg. Während 3D Daten in der Konstruktion heute zum Stand der Technik zählen und auch virtuelle Modelle zur Simulation von Produkteigenschaften in der Entwicklungsphase genutzt werden, "ist bereits der durchgängige Einsatz virtueller Modelle in der Fertigung eher selten", fährt Schenk fort.

Im Wesentlichen gibt es drei Bereiche, in denen virtuelle Modelle den traditionellen Prozess zunehmend ablösen werden: Entwicklung, Design und Sales & Marketing.

Virtueller Prototyp

Auguren erwarten hierbei, dass sich zunächst einmal im Entwicklungsbereich die Simulation anhand virtueller Modelle zur Funktionsabsicherung - beispielhaft seien hier die Festigkeit oder Lebensdauer, Crashtauglichkeit, Schallabstrahlung, Bewegungsdynamik oder Strömungsdynamik genannt - als schon bald unverzichtbar etablieren wird. Diese Entwicklung hat bereits begonnen und wird in der kommenden halben Dekade ihren Höhepunkt finden. Die Treiber für diese Entwicklung heißen dabei wieder einmal Kosten- und Zeitdruck. Während es in der Luftfahrtindustrie wegen der hohen Kosten auf Dauer keine Alternative zur digitalen Produktentwicklung gibt, treiben in der Automobil- und Konsumgüterindustrie vor allem der Zeitdruck diese voran.

"Für ein vergleichsweise einfaches Produkt wie einen Kühlschrank kann die Erstellung eines komplett realen Prototypen bis zu 100.000 Euro kosten und mehr als vier Wochen dauern, ein virtueller Prototyp ist schneller und billiger zu haben", konkretisiert Ingolf Rehfeld (RTT) diesen Zeitdruck. Virtuelles Prototyping hat dabei vor allem einen Vorteil: die absolut wirklichkeitsgetreue Darstellung eines Produkts - und das in seiner jeweiligen Umgebung, in Bewegung und versehen mit zusätzlichen Eigenschaften wie Materialien, Texturen, Oberflächen oder auch Lichteffekten.

Weltweite Entwicklungsprozesse

Etwas später, aber bereits auch in einem absehbaren Zeitrahmen von etwa zwei bis drei Jahren beginnend werden auch im Designbereich zunehmend Entscheidungen basierend auf photorealistischen digitalen Modellen getroffen werden. "So war die Einführung virtueller Entwicklungsprozesse bereits ein großer Fortschritt, um überhaupt ein neues Design anhand virtueller Modelle beurteilen zu können", erzählt Rehfeld.

Doch dann steht ein Unternehmen meist vor einem fast unlösbar scheinendem Problem: Meist existieren auf vielen Insellösungen unterschiedliche Modelle desselben Produkts in unterschiedlichen Stadien der Produktentwicklung aus unterschiedlichen Abteilungen. Rehfeld: "Heute streben Unternehmen danach, den Profit aus der Investition in digitale Entwicklungsprozesse zu maximieren und entwickeln Strategien, den gesamten Produktlebenszyklus zu verwerten."

Erste Einsatzszenarien sind schon zu finden, zum Beispiel bei Sony Ericsson, dessen drei Kreativ-Center, verteilt in den USA, Schweden und Japan, gemeinsam an einem Design arbeiten. Sie nützen dabei unter anderem auch die Zeitverschiebung aus. Hat etwa die Abteilung in Japan einen Bereich eines Handys bearbeitet, kann sie sich getrost in den Feierabend begeben, denn die Kollegen in Schweden führen das Werk fort.

Schnittstelle zum Marketing

Zu guter letzt, so die Visualisierungsauguren, werden der Sales- und Marketingbereich zum Zusammenwachsen von Virtualisierungstechnologien und weiteren Geschäftsprozessen beitragen. Denkbar sind hier etwa realitätsgetreuen Computergrafiken, Bilder und Filme, die zur Markeneinführung und Vertrieb, aber auch zur anschließenden Kundenbetreuung erstellt werden könnten. "Meine Vision: Bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt, nämlich sobald das Design abgesegnet ist, lassen sich bereits digitale Werbebroschüren und Werbespots erstellen - und zwar noch bevor ein Prototyp gebaut oder gar das fertige Produkt produziert wurde. Entscheidend wird auch hier die Integration der Prozesse sein, etwa dass der Marketingbereich Zugriff auf aktuelle Stylingdaten hat", hofft Rehfeld.

Doch damit sind die Möglichkeiten laut Rehfeld noch lange nicht erschöpft: "Wenn dann alle Daten digital vorliegen, ist der nächste konsequente Schritt, diese Daten auch im Aftersalesbereich zu verwerten, etwa für animierte 3D Gebrauchsanweisungen oder Servicemanuals." Auch hier experimentieren bereits die ersten Unternehmen, etwa Adidas, das Produktschulungen mittlerweile an virtuellen Galerien durchführt und sich so das manuelle Verteilen von rund 100.000 jährlich neuentwickelten Produkten erspart. Auch beim Autobauer Audi will man schon in den nächsten Monaten damit beginnen, Visualisierungstechnologien dafür zu nutzen, "Technik für Nichttechniker erklärbar zu machen. So sollen bei den künftigen Reihen des Audi TT virtuelle Videofilme im Bordcomputer zum Beispiel das Wechseln der Ersatzreifen erklären."

Mangelnde Kompatibilität

Bei all diesen durchwegs verlockenden Möglichkeiten dürfen aber auch die derzeit noch vorhandenen Schwierigkeiten nicht verschwiegen werden. "So sind Umsetzungen heute meist nur dann möglich, wenn ein Unternehmen nur Software eines einzigen Herstellers einsetzt", erklärt Schenk vom Fraunhofer Institut. Aber meist kommen bei jedem Geschäftsprozess unterschiedliche Softwaresysteme zum Einsatz. Will ein Unternehmen bereits heute von einer durchgängigen Prozesskette profitieren, die Visualisierung und weitere Geschäftsprozesse verbindet, müssen Daten zwischen den verschiedenen Systemen konvertiert werden. "Hier ist die Folge dann oftmals Datenverlust. Zugleich begünstigt die doppelte Datenhaltung in verschiedenen Systemen Dateninkonsistenz und erhöht den Aufwand bei Datenänderungen. Diese Lösungen erfordert deswegen nicht nur einen entsprechenden finanziellen Aufwand für die Beschaffung, sondern auch einen personellen Aufwand, was sie für kleine bis mittlere Unternehmen bis dato nur bedingt geeignet machen", fährt Schenk fort.

Doch diese Hindernisse berühren Visualisierungsvisionäre wie Ludwig Fuchs, Gründer von RTT, nur wenig: "Usability wird immer wichtiger und diese Usability wird es mit sich bringen, dass die Prozessketten verschmelzen und der Himmel weiter wird."