ElementBau mit HoloLens 2

Räumliche Baupläne steigern die Effizienz in der Holzbauproduktion

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 Fertigung des Gebäudes werden die Elemente als Wand-, Boden- oder Dach-Komponenten 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 Mixed Reality 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.

Funktionsumfang der Mixed Reality Holzbau App

Die Mixed Reality Holzbau App projiziert den Bauplan dreidimensional und in Originalgrösse auf dem Zusammenbautisch und unterstützt die Mitarbeitenden 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 einen 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.