Eine lebhafte Diskussion zwischen Experten von BMW, Epic Games, AWS und NavVis über die Gaming-Industrie und die besten Praktiken, die sich auf die heutige Produktion übertragen lassen.
Man sagt, dass jedes Jahrhundert seine charakteristische Kunstform hat. Für das 19. Jahrhundert war das zum Beispiel die Fotografie. Für das 20. Jahrhundert war es das Kino. Viele Leute sagen, dass die charakteristische Kunstform des 21. Jahrhunderts das Computerspiel ist. Aber die Kunst reicht in andere Bereiche der Gesellschaft hinein, und Computerspiele werden jetzt zu einem immer wichtigeren Werkzeug für die Fertigungsindustrie.
Experten aus den Bereichen Fertigung, Gaming, Cloud Computing und Reality Capture diskutierten diesen Trend in einem kürzlich durchgeführten Webinar, das von Travis Hessman, Chefredakteur von IndustryWeek, veranstaltet und moderiert wurde und von NavVis.
1) Aufbau kollaborativer Erfahrungen mit Echtzeit-Interaktionen
Heiko Wenczel ist Leiter des Detroit Laboratory von Epic Games, dem Entwickler von Fortnite, einem der erfolgreichsten Spiele des letzten Jahrzehnts mit Hunderten von Millionen regelmäßigen Spielern. Er weist darauf hin, dass Spiele für die Entwicklung der Computertechnik fast seit ihren Anfängen eine zentrale Rolle gespielt haben.
"Spiele haben seit den ersten Tagen die Möglichkeiten für Grafik und Benutzer interfaces vorangetrieben", sagt Heiko. Er fügt hinzu, dass die Branche zu den frühen Anwendern praktisch jeder Technologie gehört, die dem Benutzer Computerinformationen anzeigt, von Farbbildschirmen bis hin zu Virtual-Reality-Headsets, und von Tastatureingaben über Trackballs und Joysticks bis hin zur heutigen fortschrittlichen Gestenerkennung, um eine Schnittstelle zwischen Computer und Benutzer zu schaffen. "Sie alle erhalten einen Anstoß, um zu sehen, was sie zum Spielerlebnis beitragen können.
Fortnite und ähnliche Spiele sind kollaborative Erlebnisse, bei denen die Spieler in Echtzeit miteinander interagieren. Sie basieren auf und werden mit Software entwickelt, die als Engines bekannt ist. Dazu gehören Systeme, die realistische 3D-Grafiken erstellen und animieren, andere, die sicherstellen, dass sich die Objekte im Spiel entsprechend den physikalischen Gesetzen verhalten, weitere, die die Benutzereingaben in Aktionen umsetzen, die von den Avataren der Spieler im Spiel ausgeführt werden, sowie Module, die Sound und sogar haptisches Feedback verarbeiten, um den Tastsinn der Spieler anzusprechen.
Solche Engines, die für eine Vielzahl von Computerplattformen mit unterschiedlicher Leistung und Spezifikation ausgelegt sind, können für die Entwicklung mehrerer Spiele verwendet werden und sind in der Regel quelloffen. Fortnite zum Beispiel wurde entwickelt und läuft auf einem System namens Unreal Engine, das von Epic Games in den späten 1990er Jahren entwickelt wurde und heute eines der am weitesten verbreiteten Entwicklungswerkzeuge in der Branche ist.
Die Echtzeit-Interaktion mit virtuellen Daten, manchmal auch mit den Ergebnissen von Sensoren, Simulationen und realistischen grafischen Darstellungen von Räumen und Objekten sind Markenzeichen der modernen Fertigung, die bei der Prozessgestaltung und im täglichen Betrieb und der Kontrolle eingesetzt werden. Große Fertigungsunternehmen, wie der Automobilriese BMW, haben oft Teams, deren Mitglieder sich überall auf der Welt befinden können; im Zuge der Covid19-Pandemie befinden sie sich möglicherweise nicht einmal auf dem Firmengelände. Diese Teams müssen in Echtzeit zusammenarbeiten und können unterschiedliche Computersysteme verwenden.
Christine Baumer, Leiterin der Virtuellen Fabrik bei der BMW Group, erklärt: "Wenn man den Mitarbeitern einen gemeinsamen virtuellen Raum zur Verfügung stellt, in dem sie zusammenarbeiten können, kann das Unternehmen sehr schnell auf sich ändernde Marktanforderungen reagieren, und spielbasierte Plattformen bieten dafür die perfekte Technologie."
2) Skalierung der Computerleistung entsprechend dem Nutzerbedarf
Cloud Computing ist auch für das kollaborative Spielen von zentraler Bedeutung. Wenn ein neues Spiel auf den Markt kommt, wollen die Leute es natürlich ausprobieren, und Tausende von Spielerinnen und Spielern betreten und verlassen die Spielumgebung, wenn sie in verschiedenen Zeitzonen der Welt aufwachen oder von der Schule oder der Arbeit nach Hause kommen. Das Computersystem muss dies verkraften können, da es kontraproduktiv wäre, nur relativ wenige Spieler gleichzeitig zuzulassen.
Diese automatische Skalierbarkeit ist eine Spezialität von Amazon Web Services. "Wenn Sie plötzlich eine Million Benutzer haben, fügt das System-Backend automatisch Rechenleistung und Speicherplatz hinzu, um sicherzustellen, dass das Spielen nahtlos funktioniert. Das Schlimmste, was Sie tun können, ist, eine Gated Community zu schaffen", sagt Douglas Bellin, Business Development Executive für Industrie 4.0 und Smarter Factory bei AWS.
In der Fertigung, fügt er hinzu, wird das Produktdesign oft auf internen Systemen gehostet, die weniger als 10 Personen gleichzeitig an einem Projekt arbeiten lassen können; wenn eine weitere Person hinzukommt, kann sich das System drastisch verlangsamen oder sogar andere Benutzer ausschließen. Die Vorteile von automatisch skalierenden Cloud-Systemen für große internationale Teams, deren Mitglieder im Laufe des Tages einzeln oder in Gruppen ein- und ausgehen, liegen auf der Hand.
3) Bereitstellung von risikofreien virtuellen Umgebungen zu geringen Kosten
Die Spiele sind außerdem bewusst benutzerfreundlich gestaltet. Melanie Schoebel ist Leiterin des Bereichs Strategische Lösungspartner für NavVis. Sie leitet die strategische Planung und Ausführung für die NavVisGeschäftsentwicklung auf dem US-Markt.
"Die Spieleindustrie hat bereits die natürliche Psychologie, wie man mit virtuellen Daten umgeht", sagt sie, "und wir haben Reality Capture auf der einen Seite, das sehr schnell eine digitale Darstellung eines realen Raums erstellen kann", sagt sie.
Schoebel merkt an, dass ein Laie nicht in der Lage wäre, durch die virtuelle Darstellung einer Fabrik zu navigieren und die Funktionsweise der Robotersysteme zu verstehen, aber Kinder und Erwachsene können gemeinsam in der virtuellen Umgebung eines Spiels spielen; die meisten Spiele enthalten sogar Einführungen, um den Benutzern beizubringen, wie sie mit der Umgebung und anderen Spielern (oder simulierten Personen) interagieren können.
"Auf der anderen Seite können Spiele der Fertigung zeigen, wie man mit Daten interagieren und sie verbessern kann", sagt sie. "Das kann uns zum Beispiel die Möglichkeit geben, Konzepte in einer sicheren, virtuellen Umgebung zu testen und zu prüfen. Ein Mitarbeiter braucht keine Angst zu haben, eine Effizienzverbesserung für einen Produktionsprozess vorzuschlagen, falls sie nicht funktioniert und das Unternehmen Geld und Produktionszeit kostet, um sie auszuprobieren; das alles kann in einer risikofreien virtuellen Umgebung zu geringen Kosten geschehen."
Es mag kontraintuitiv erscheinen, dass Spiele, die von vielen als im Grunde trivial angesehen werden, eine Rolle in der praktischen Arbeit in der Fabrik und am Fließband spielen könnten, aber das hieße, die entscheidende Rolle des Computers in der modernen Fertigung zu vernachlässigen.
Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie die führende Kunstform des 21. Jahrhunderts die viel ältere Innovation der Massenproduktion unterstützen kann? Greifen Sie auf die Webinar-Diskussion zu und streamen Sie sie in voller Länge auf der Website NavVis Inhtaltsbibliothek .
Stuart Nathan ist ein in London ansässiger freiberuflicher Wissenschaftsautor, der früher als Redakteur für The Engineer tätig war. Er hat für Publikationen wie The Economist 1843, Ingenia und MIT Technology Review geschrieben. Er ist davon überzeugt, dass ohne gute Kommunikation das volle Potenzial von Wissenschaft und Technologie nicht ausgeschöpft werden kann.