Bild 01: Übersicht über eine Applikation zur Depalletierung mit Sensoren von Sick als interaktive Simulation in einem Lagerhaus, umgesetzt im Nvidia Omniverse. (Quelle: Sick)
Neu ist er nicht, der Begriff Metaverse: Geprägt hat ihn vor mehr als 30 Jahren ein Science-Fiction-Autor, in dessen Roman die Protagonisten mal als echte Menschen und mal als digitale Avatare wandeln und handeln. Die ersten technischen Umsetzungen fanden etwa zeitgleich in Online-Computerspielen mit vernetzten Teilnehmern statt. In beiden Beispielen steht das Metaverse für einen virtuellen Raum, in dem viele verschiedene Technologien dafür sorgen, dass sich digitalisierte Nutzer in einer durch Software künstlich erzeugten Welt bewegen, dort Gespräche führen oder Handlungen vornehmen. Der Blick durch die Virtual-Reality-Brille in den künstlich erzeugten Raum eines Metaverse lässt den Nutzer eintauchen in eine Realität, welche die klassischen Grenzen digital sprengt.
Virtuelle Welt erweitert die Realität
Als Industrial Metaverse bietet diese Technologie für Industrieunternehmen ein hohes disruptives Potenzial, das sehr viel verändern und verbessern kann. So sind beispielsweise Hersteller großer Maschinen und Anlagen in der Lage, diese anhand eines virtuellen dreidimensionalen Modells auf Messen zu zeigen und Kunden zu präsentieren. In Projekt- und Planungsgesprächen ist es möglich, verschiedene Maschinenkonfigurationen oder arbeitssicherheitsrelevante Installationen ohne mechanische Umbauten darzustellen und in ihren Funktionen zu visualisieren und validieren.
Aber auch Komponentenherstellern oder Lösungsanbietern für sensorbasierte Applikationen wie Sick [1] eröffnen sich mit dem Industrial Metaverse vielfältige Vorteile (Bild 2). So lassen sich beispielsweise Sensoren in unterschiedlichen Anschluss- und Schnittstellenversionen als 3D-Modelle anzeigen oder direkt in virtuelle Montagesituationen von Maschinen integrieren, in ihrer Funktionsfähigkeit testen und in ihrem Arbeitsabstand oder ihrer Ausrichtung optimieren (Bild 3). Dadurch können Sensorapplikationen nicht nur präsentiert, sondern auch konkrete Herausforderungen gelöst werden, mit größerer Flexibilität als in der realen Welt. Ob Mega-Maschine, smarter Sensor oder eine beliebig andere technische Anlage oder Komponente – das Industrial Metaverse hat das Potenzial sich zu einem industrieweit genutzten Tool zu entwickeln, das in vielen Bereichen und Aufgabenstellungen gewinnbringend genutzt werden kann. Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass die Umsetzung durch anerkannte Technologien und offene Standards unterstützt wird.
Technologien und Standards als Enabler des Industrial Metaverse
Auch wenn das Industrial Metaverse noch am Anfang seiner Entwicklung steht, bringt diese agile Technologie viel in Bewegung – selbst in eher traditionell ausgerichteten Industrie-, Maschinenbau- oder Logistikunternehmen. Verantwortlich dafür ist zum einen die rasante Weiterentwicklung und höhere Rechenleistung relevanter Hardware-, Software- und Kommunikationstechnologien in den letzten Jahren. Dadurch können jetzt in Echtzeit große Datenmengen und hohe Nutzerzahlen verarbeitet werden. Zum anderen sorgen offene und etablierte Standards für Interoperabilität sowie eine hohe Entwicklungs- und Investitionssicherheit.
Ähnlich wie HTML als textbasierte Auszeichnungssprache zur Strukturierung von Webseiten, hat sich das aus der Animationsfilmindustrie stammende Format Universal Scene Description (USD) als offener Austauschstandard für 3D-Darstellungen und virtuelle 3D-Modelle bei Software- und Grafikkartenherstellern etabliert. Nicht zuletzt aus diesem Grund ist das Open-Source-Framework auch für Lösungen, die Sick für das Industrial Metaverse entwickelt, technologisch und wirtschaftlich der richtige Standard. Dies gilt umso mehr, als mit Nvidia Omniverse aktuell eine transparente Rechenplattform zur Verfügung steht, die die Entwicklung von Open-USD-basierten 3D-Worksflows und -Anwendungen ermöglicht. Ein weiterer Standard ist das Graphics Library Transmission Format (glTF) zur Konvertierung von 3D-USD-Darstellungen in 2D-Bilder für Websites. glTF, vor allem aber USD tragen erheblich dazu bei, die Entwicklungen im Industrial Metaverse nachhaltig voranzubringen – und sinnvoll mit Konzepten von Industrie 4.0 zu verbinden.