Virtual Reality in der Produktentwicklung (eBook)

Dr. Martin H. Rademacher promovierte bei Prof. Dr. Heidi Krömker am Institut für Medientechnik der TU Ilmenau. Er ist bei einem Automobilhersteller im Verknüpfungsbereich zwischen virtueller Entwicklung und Informationsmanagement tätig.

Geleitwort 6
Vorwort 8
Kurzfassung 10
Abstract 12
Inhaltsverzeichnis 14
Abbildungsverzeichnis 18
Tabellenverzeichnis 23
Abkürzungsverzeichnis 25
1 Einleitung 26
1.1 Motivation 26
1.2 Zielsetzung und methodisches Vorgehen 29
1.3 Aufbau der Arbeit 31
2 Stand der Forschung 34
2.1 Produktentwicklungsprozess 34
2.1.1 Allgemeines 34
2.1.2 Entwicklungsprozess in der Automobilindustrie 36
2.1.3 Virtuelle Produktentwicklung und Virtual Reality 38
2.1.4 Aufgabenbereiche mit Virtual Reality 42
2.2 Virtual Reality 43
2.2.1 Begriffsdenition 43
2.2.2 Zusammenhang Virtual Reality System - Arbeitssystem 45
2.2.3 Stand der Technik 50
2.2.4 Klassifikation von Virtual-Reality-Arbeitssystemen 52
2.2.5 Zusammenfassung 56
2.3 Akzeptanz und Usability 56
2.3.1 Begriffsdefinition 56
2.3.2 Usability-Engineering 59
2.3.3 Usability Engineering von Virtual Reality 61
2.4 Zusammenfassung 66
3 Vorgehensmodell zur Evaluation von VR-Arbeitssystemen 68
3.1 VR-Arbeitssystem 68
3.1.1 Beschreibung und Charakterisierung 68
3.1.2 Arbeitsmittel 71
3.1.3 Evaluationskriterien 73
3.1.4 Zusammenfassung 77
3.2 Entwicklung des Vorgehensmodells 78
3.2.1 Allgemeine Beschreibung 78
3.2.2 Beschreibung und Analyse des VR-Arbeitssystems 79
3.2.3 Analyse und Klassifikation von Barrieren 81
3.2.4 Gezielte Verbesserung des VR-Arbeitssystems 82
3.2.5 Analyse der Arbeitsaufgabe/Akzeptanz des VR-Arbeitssystems 83
4 Fallbeispiel: Absicherung der Anmutung und Qualität 85
4.1 Auswahl des Aufgabenbereichs 85
4.2 Methodisches Vorgehen 86
4.3 Beschreibung und Analyse des VR-Arbeitssystems 88
4.3.1 Beteiligte Rollen und deren Aufgabenziele 88
4.3.2 Arbeitsaufgabe und Arbeitsobjekte 89
4.3.3 Arbeitsmittel 98
4.4 Analyse und Klassifikation von Barrieren 99
4.5 Gezielte Verbesserung des VR-Arbeitssystems 103
4.5.1 Gewichtung der identifizierten Barrieren 103
4.5.2 Zusammenfassung und Auswahl der zu behebenden Barrieren 111
4.5.3 Behebung einer ausgewählten Barriere - Entwicklung einer intuitiven Bedienung 112
5 Empirische Studie zum Fallbeispiel 122
5.1 Ziel der Studie 122
5.2 Testdesign 123
5.2.1 Untersuchungsmethode und Arbeitsmittel 123
5.2.2 Konzeption der Testaufgaben 124
5.2.3 Datenerhebung und Auswertung 127
5.3 Durchführung der Studie 130
5.3.1 Ablauf der Studie 130
5.3.2 Probanden 132
6 Auswertung und Schlussfolgerungen 134
6.1 Evaluation der Arbeitsaufgabe 134
6.1.1 Allgemeine Erscheinung 134
6.1.2 Oberfläche eines Bauteils 135
6.1.3 Übergänge zwischen zwei Bauteilen 137
6.1.4 Designkanten und Konturverläufe 139
6.1.5 Übergänge zwischen zwei Bauteiloberflächen 142
6.2 Zusammenfassende Evaluation der Arbeitsaufgabe 143
6.3 Evaluation des VR-Arbeitssystems 146
6.4 Evaluation des Kriteriums Zufriedenheit 150
6.5 Ableitung von Handlungsempfehlungen 152
6.6 Kritische Betrachtung der Tests 154
7 Zusammenfassung 155
Anhang 163
A Leitfaden zur Evaluation von VR-Arbeitssystemen 164
B Leitfadeninterview ,,Rollen, Aufgabenziele, Barrieren" 166
C Allgemeiner Fragebogen 168
D Leitfadeninterview Usability-Test 171
E Feedbackfragebogen 193
F Detaillierte Auswertung der Arbeitsaufgabe 196
F.1 Arbeitsobjekt Allgemeine Erscheinung 196
F.1.1 Stimmigkeit von Proportionen und Volumen 196
F.1.2 Schlüssigkeit aus Kundensicht 198
F.1.3 Sichtbare unterliegende Geometrie 200
F.1.4 Sichtbare Verbindungstechnik 202
F.2 Arbeitsobjekt Oberäche eines Bauteils 203
F.2.1 Grundspannung der Fläche 204
F.2.2 Flächenfehler 205
F.2.3 Konvex-konkav-Wechsel 207
F.2.4 Flachstellen 209
F.2.5 Anläufe und Beschleunigungen 211
F.2.6 Highlights und Lichtreflexe 213
F.3 Arbeitsobjekt Übergänge zwischen zwei Bauteilen 214
F.3.1 Optische Parallelität der Fugen 215
F.3.2 Optische Parallelität der Schindelungen 216
F.3.3 Fugenund Radiengröße im Kontext 218
F.3.4 Fugengrund 220
F.3.5 Lichtkanten und Aufsicht auf Fugenbänke 222
F.3.6 Abstellungen 224
F.4 Arbeitsobjekt Designkanten und Konturverläufe 225
F.4.1 Optische Stetigkeit der Linienverläufe 225
F.4.2 Optisch stetige Radiengröße 227
F.4.3 Ausläufe der Kanten 229
F.5 Arbeitsobjekt Übergänge zwischen zwei Bauteiloberflächen 231
F.5.1 Stetiger Bauteilübergang 231
F.5.2 Farbwirkung zueinander 233
G Übersicht Effizienz Teilaufgaben 236
Literaturverzeichnis 238