Gestensteuerung zur Optimierung der Informationsprozesse: Einsatz zwischen Fertigungsplanung und Shopfloor

182 Pages·2016·11.962 MB·German

by  Anna-Charlotte Fleischmann (auth.)

AutoUni – Schriftenreihe
Anna-Charlotte Fleischmann
Gestensteuerung
zur Optimierung der
Informationsprozesse
Einsatz zwischen Fertigungsplanung
und Shopfloor
AutoUni – Schriftenreihe
Band 92
Herausgegeben von / Edited by
Volkswagen Aktiengesellschaft
AutoUni
Die Volkswagen AutoUni bietet den Promovierenden des Volkswagen Konzerns
die Möglichkeit, ihre Dissertationen im Rahmen der „AutoUni Schriftenreihe“
kostenfrei zu veröffentlichen. Die AutoUni ist eine international tätige wissen-
schaftliche Einrichtung des Konzerns, die durch Forschung und Lehre aktuelles
mobilitätsbezogenes Wissen auf Hochschulniveau erzeugt und vermittelt.
Die neun Institute der AutoUni decken das Fachwissen der unterschiedlichen Ge-
schäftsbereiche ab, welches für den Erfolg des Volkswagen Konzerns unabdingbar
ist. Im Fokus steht dabei die Schaffung und Verankerung von neuem Wissen und
die Förderung des Wissensaustausches.
Zusätzlich zu der fachlichen Weiterbildung und Vertiefung von Kompetenzen der
Konzernangehörigen, fördert und unterstützt die AutoUni als Partner die Dok-
torandinnen und Doktoranden von Volkswagen auf ihrem Weg zu einer erfolg-
reichen Promotion durch vielfältige Angebote – die Veröffentlichung der Disser-
tationen ist eines davon. Über die Veröffentlichung in der AutoUni Schriftenreihe
werden die Resultate nicht nur für alle Konzernangehörigen, sondern auch für die
Öffentlichkeit zugänglich.
The Volkswagen AutoUni offers PhD students of the Volkswagen Group the
opportunity to publish their doctor’s theses within the “AutoUni Schriftenreihe”
free of cost. The AutoUni is an international scientific educational institution of
the Volkswagen Group Academy, which produces and disseminates current mobili-
ty-related knowledge through its research and tailor-made further education courses.
The AutoUni’s nine institutes cover the expertise of the different business units,
which is indispensable for the success of the Volkswagen Group. The focus lies on
the creation, anchorage and transfer of knew knowledge.
In addition to the professional expert training and the development of specialized
skills and knowledge of the Volkswagen Group members, the AutoUni supports and
accompanies the PhD students on their way to successful graduation through a vari-
ety of offerings. The publication of the doctor’s theses is one of such offers.
The publication within the AutoUni Schriftenreihe makes the results accessible to
all Volkswagen Group members as well as to the public.
Herausgegeben von / Edited by
Volkswagen Aktiengesellschaft
AutoUni
Brieffach 1231
D-38436 Wolfsburg
http://www.autouni.de
Anna-Charlotte Fleischmann
Gestensteuerung
zur Optimierung der
Informationsprozesse
Einsatz zwischen Fertigungsplanung
und Shopfloor
Anna-Charlotte Fleischmann
Wolfsburg, Deutschland
Zugl.: Berlin, Technische Universität, Diss., 2016, unter dem Titel „Einsatz einer
Gestensteuerung zur Optimierung der Durchgängigkeit der Informationsprozesse
zwischen Fertigungsplanung und Shopofl or“
Die Ergebnisse, Meinungen und Schlüsse der im Rahmen der AutoUni Schriftenreihe
veröffentlichten Doktorarbeiten sind allein die der Doktorandinnen und Doktoranden.
AutoUni – Schriftenreihe
ISBN 978-3-658-15669-5 ISBN 978-3-658-15670-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-658-15670-1
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National-
bibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb .d-nb.de abrufbar.
© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2016
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die
nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung
des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen,
Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem
Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche
Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten
wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informa-
tionen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind.
Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder
implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen.
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Springer ist Teil von Springer Nature
Die eingetragene Gesellschaft ist Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany
Erzähle es mir - und ich werde es vergessen,
zeige es mir - und ich werde mich erinnern,
lass es mich tun - und ich werde es behalten.
Konfuzius (551 v. Chr. – 479 v. Chr.)
Danksagung
Diese Arbeit wäre ohne die Unterstützung und Hilfe vieler Freunde und Kollegen nicht
entstanden. Dafür möchte ich mich an dieser Stelle ganz herzlich bedanken.
Ein besonderer Dank gilt dabei Prof. Rötting für die vielen interessanten Diskussionen
und die tolle Betreuung meiner Arbeit. Weiterhin möchte ich Prof. Schreiber danken,
der mich sowohl fachlich als auch menschlich immer unterstützt hat und mir sehr viel
Vertrauen entgegengebracht hat. Prof. Stark danke ich für die Zeit, die er stets für
mich hatte sowie die tolle Unterstützung als Vorsitzender meiner Prüfung. Ich bin mir
sicher, dass ich auch weiterhin den wissenschaftlichen und persönlichen Austausch
suchen werde.
Da diese Arbeit im Rahmen einer Promotion bei der Volkswagen AG entstanden ist,
möchte ich mich selbstverständlich auch bei allen Kolleginnen und Kollegen bedan-
ken, die mich hierbei unterstützt haben. Ein ganz besonderer Dank gilt dabei Herrn Dr.
Gottschalk sowie Frank Jelich für die Hilfe und Unterstützung bei industriellen Rah-
menbedingungen. Besonderer Dank gilt aber auch Herrn Dr. Sebastian Schmickartz,
Herrn Dr. Patrick Brosch, Frau Dr. Andrea Spillner sowie Herrn Dr. Till Sontag. Ihr
seid stets eine Stütze für mich und es ist schön, dass ich zu jedem Zeitpunkt auf euch
bauen kann. Patricia Brunkow danke ich für ihre ehrliche, aber auch herzliche Art
sowie den fachlichen Input und den geteilten Glauben an MoviA.
Im Rahmen meiner Untersuchungen konnte ich immer auf meine Kollegen von gesti-
gon zurückgreifen. Dank euch habe ich die Gestensteuerung noch einmal mit ganz
anderen Augen betrachten dürfen, dafür möchte ich euch danken. Ihr seid einfach das
#BestTeamEver.
Doch ohne die große Unterstützung meiner Familie wäre diese Arbeit niemals in die-
ser Art und Weise entstanden und dafür möchte ich mich an dieser Stelle ausdrücklich
bedanken. Dieter und Petra, ich danke euch für eure Unterstützung sowie die Monate
der Bewirtung, sodass ich mich voll und ganz auf das Schreiben dieser Arbeit konzen-
trieren konnte. Mama, danke dafür, dass du immer für mich da bist.
Zuletzt geht der größte Dank an David. Danke, dass du auch diesen Schritt mit mir
gegangen bist und immer an mich geglaubt hast. Ohne deine Liebe, deinen Zuspruch
und deine jahrelange Unterstützung wäre ich nicht der Mensch, der ich heute sein darf.
– DANKE -
Anna-Charlotte Fleischmann
Inhaltsverzeichnis
Danksagung ............................................................................................................ VII
Abbildungsverzeichnis ......................................................................................... XIII
Tabellenverzeichnis ............................................................................................. XVII
Abkürzungsverzeichnis.........................................................................................XIX
Kurzfassung ..........................................................................................................XXI
Abstract ..............................................................................................................XXIII
1 Einführung ......................................................................................................... 1
1.1 Zielsetzung und zentrale Forschungsfrage ................................................... 1
1.2 Aufbau und Vorgehensweise der Untersuchung .......................................... 3
2 Wissenschaftliche Grundlagen .......................................................................... 7
2.1 Ansatz und Aufgaben der Digitalen Fabrik.................................................. 7
2.1.1 Die Digitale Fabrik in der Automobilindustrie .................................. 9
2.1.2 Simultaneous Engineering ................................................................ 9
2.2 Virtuelle Techniken................................................................................... 11
2.2.1 Virtual Reality ................................................................................ 12
2.2.2 Mixed Reality ................................................................................. 14
2.2.3 Augmented Reality ......................................................................... 14
2.2.4 Trackingarten und -verfahren ......................................................... 16
2.2.5 Mensch-Maschine-Systeme ............................................................ 22
3 Technische Grundlagen ................................................................................... 25
3.1 Bedienmöglichkeiten................................................................................. 26
3.1.1 Single-Touch-Bedienung ................................................................ 26
3.1.2 Multi-Touch-Steuerung .................................................................. 28
3.2 Eingabemedien.......................................................................................... 31
3.2.1 Maus / Tastatur ............................................................................... 33
3.2.2 Controller ....................................................................................... 35
X Inhaltsverzeichnis
3.2.3 Berührungslose Interaktion ............................................................. 37
3.3 Ausgabemedien ......................................................................................... 39
3.3.1 Stationäre Anzeigemedien .............................................................. 40
3.3.2 Mobile Anzeigemedien ................................................................... 42
4 Virtuelle Absicherung im Planungsprozess .................................................... 49
4.1 Der Produktentstehungsprozess ................................................................. 49
4.2 Der PEP in der Automobilindustrie ........................................................... 51
4.3 Einsatz und Bedeutung der virtuellen Absicherung ................................... 52
4.3.1 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP) ............................... 52
4.3.2 3P-Workshop.................................................................................. 53
4.3.3 Virtuelle Absicherung..................................................................... 54
5 Potenzial der Gestensteuerung im Planungskontext...................................... 57
6 Gesten für planerische Tätigkeiten ................................................................. 61
6.1 Befehle bei der virtuellen Absicherung ..................................................... 61
6.2 Definition geeigneter Gesten für die virtuelle Absicherung ....................... 62
7 Forschungsergebnisse zur Gestensprache ...................................................... 65
7.1 Gesten im Forschungskontext ................................................................... 66
7.1.1 Gestenlexikon nach Fikkert ............................................................ 67
7.1.2 Gestenlexikon nach Pereira ............................................................ 71
7.2 Gesten und Zeichen als Kommunikationsmittel......................................... 73
7.2.1 Die Gebärdensprache ...................................................................... 73
7.2.2 Das Taucheralphabet ...................................................................... 77
7.2.3 Das Fallschirmalphabet .................................................................. 78
7.3 Kongruente Zeichensprache ...................................................................... 79
7.4 Ableitung von planerischen Gesten ........................................................... 80
7.5 Gesten im kulturellen Spannungsfeld ........................................................ 83
7.5.1 Gebärden im internationalen Kontext ............................................. 83
7.5.2 Gesten im internationalen Kontext .................................................. 84
7.5.3 Internationale Studie zur Validierung der ermittelten Gesten .......... 85
8 MoviA – Mobile virtuelle Absicherung .......................................................... 89
8.1 Vorbereitung zur Umsetzung .................................................................... 89
Inhaltsverzeichnis XI
8.1.1 Auswahl Use Cases ........................................................................ 89
8.1.2 Auswahl Anzeigegeräte .................................................................. 91
8.1.3 Auswahl Interaktionsmedium ......................................................... 93
8.2 Aufbau von MoviA ................................................................................... 95
8.3 Prototyp 1 - Machbarkeit ........................................................................... 96
8.3.1 Gewählte Technologie .................................................................... 96
8.3.2 Gewählte Gesten............................................................................. 98
8.3.3 Ergebnisse ...................................................................................... 99
8.4 Prototyp 2 - Nutzerstudie .......................................................................... 99
8.4.1 Gewählte Technologie .................................................................. 100
8.4.2 Gewählte Gesten........................................................................... 100
8.4.3 Nutzerstudie ................................................................................. 101
8.5 Exkurs – Weiterentwicklung ................................................................... 109
8.5.1 Gewählte Technologie .................................................................. 109
8.5.2 Gewählte Gesten........................................................................... 110
8.5.3 Ergebnisse .................................................................................... 111
9 Kritische Würdigung und Fazit .................................................................... 113
9.1 Gestensteuerung als Bedienkonzept der Zukunft? ................................... 114
9.2 Zukünftige Herausforderungen ................................................................ 115
9.3 Abschließendes Fazit .............................................................................. 116
Literaturverzeichnis............................................................................................... 119
Anhang ................................................................................................................... 133