Virtual reality: met vallen en opstaan naar een nieuwe wereld

In de moderne industrie kan een toekomstig product ‘af’ zijn voordat het zelfs tastbaar is. Dynamische werktekeningen en simulaties in 3D bieden hiervoor een virtuele werkelijkheid op vlakke beeldschermen. Virtual reality (VR) gaat echter een stap verder. Deze technologie laat je door het beeldscherm stappen en een bijna tastbare werkelijkheid rechtstreeks beleven. Indrukwekkende technologie, maar wat is er nodig voor marktwaardige VR?

Net als alle eerdere verkeersvliegtuigen was de Boeing 767 vooral een papieren vliegtuig. Onderdelen werden gemaakt op basis van duizenden 2D-werktekeningen. Of alles bij elkaar paste en als geheel functioneerde zoals bedacht, werd pas duidelijk na de bouw van dure ‘mockups’, niet-vliegende prototypes. Vrijwel altijd bleek er dan van alles aan te mankeren. De deuren van de 767 alleen al vroegen om circa 13.000 correcties. Niemand keek daarvan op.

Het moest anders, vond Alan Mulally, verantwoordelijk voor ontwerp en bouw van de Boeing 777. CAD/CAM was sterk in opkomst, maar kon nog niet overweg met virtuele prototypes van een compleet verkeersvliegtuig. In 1990 ging Mulally in gesprek met Bernard Charlès (nu topman van Dassault Systèmes).

Een jaar eerder was Charlès begonnen met de ontwikkeling van digitale mockups (DMU): virtuele prototypes in 3D voor CAD/CAM-software. Mulally’s belangstelling kwam voor hem als een geschenk uit de hemel. Een test met de neussectie van de 777 bewees de schaalbaarheid van Charlès’ DMU, zo overtuigend dat Boeing alle fysieke mockups van de kalender schrapte.

Twee bruggen te ver

Het succes van de Boeing 777 leek veel meer mogelijk en zelfs makkelijk te maken. Boeing verdeelde zowel het ontwerp als de bouw van de 787 over een ongekend aantal partners in meer landen dan ooit. Airbus begon aan de A380, een onvoorstelbaar complexe gigant. Beide projecten leverden de nodige ‘lessons learned’ op.

“We lieten ons verleiden tot de gedachte dat iedereen overal ter wereld dezelfde regels voor het ontwerp zou toepassen, dat niemand bochten zou afsnijden en dat zekere partijen geen last zouden hebben van de financiële werkelijkheid,” zei topman McNerney in september 2008. Het resultaat was meer dan drie jaar vertraging en een verdrievoudiging van de kosten.

Vertraging van jaren

Airbus bestaat van oorsprong uit verschillende bedrijven, die niet allemaal dezelfde software gebruikten. Bovendien werd de A380 ontworpen zonder complete digitale mockup, en ging het vliegtuig in productie lang voordat het ontwerp was voltooid.

Een van de gevolgen was dat kabelbomen van in totaal 530 kilometer lengte pas tijdens hun inbouw te kort bleken. Verder was het vliegtuig 5,5 ton te zwaar; het gewicht van ongeveer 70 passagiers. Ook in dit geval zorgden jaren vertraging voor miljarden aan extra kosten. Had dit voorkomen kunnen worden met virtual reality?

Inmiddels volwassen

VR kan al jarenlang antwoord geven op technische vragen die te moeilijk zijn voor 3D op een vlak beeldscherm. Bijvoorbeeld over bewapening en onderhoud van Lockheed Martins F-35, het nieuwe gevechtsvliegtuig van onder andere de Nederlandse luchtmacht.

De F-35 kan onzichtbaar zijn voor de meeste radarsystemen, maar alleen als zijn wapens niet onder vleugels en romp hangen. Alles moet passen in relatief kleine, gesloten wapenruimen. De vraag was hoe dat werkbaar te maken voor het grondpersoneel, zonder fysieke mockups.

Lockheed’s technologie CHIL liet mensen werken aan een vliegtuig dat nog niet bestond. Maar gebrekkige resolutie en onhandige speciale uitrusting beperkten de bruikbaarheid in andere toepassingen. Daar is nu een kentering in gekomen: virtual reality kan gebruikers met hoge resolutie in een gesimuleerde situatie plaatsen.

De klant oordeelt

Nu gebruiken autofabrikanten zoals Ford hogeresolutie VR om een nieuw ontwerp te beoordelen op aantrekkelijkheid. Gebruikers kunnen om een virtuele auto heen lopen, instappen en elk detail bestuderen.

“De manier waarop mensen dingen waarnemen kan heel subtiel zijn,” zegt Fords VR-specialist Elizabeth Baron in zakenblad Forbes. “Daarom bekijken we de virtuele auto in allerlei heel verschillende omstandigheden, zoals gesimuleerd zonlicht, op een bewolkte dag en ook ’s nachts onder straatverlichting.”

Zulke VR – waarvoor een cloud alle gewenste computerkracht kan leveren – leent zich voor meer dan ontwerp en productie. Een commercieel waardevolle beleving voor eindgebruikers komt binnen bereik. Niet voor niets liet Lamborghini belangstellenden virtueel meerijden in de nieuwe Huracán, via Samsungs Gear VR. Matige VR-kwaliteit, maar de Huracán is nu al de best verkopende Lamborghini.

Wat kan misgaan?

De beleving kan pijnlijk tegenvallen als de VR niet overeenkomt met de werkelijkheid die erop volgt, of als de schijnwereld onvoldoende veilig en comfortabel is. En juist door het overweldigende karakter kunnen tegenvallende ervaringen hard aankomen.

Een gebruiker die wat ogen en oren betreft wordt verplaatst naar een andere werkelijkheid, is vrijwel hulpeloos in zijn of haar reële situatie. Rondlopen in VR vereist een speciale ruimte, wat de toepassing beperkt en duur maakt. Een goed alternatief is MR, ‘mixed reality’.

Denk aan een scheikundepracticum. De student zit aan een echte tafel in een werkelijk klaslokaal; hij ziet de realiteit en de interactie met leerkrachten en andere studenten is normaal. Maar het glaswerk, de vloeistoffen, de weegschaal en de bunsenbrander zijn virtueel. Fouten worden zichtbaar en hoorbaar, zonder kans op echte verwondingen. En opruimen gaat met een druk op een knop. In een ‘mixed reality’-wereld is de gebruiker niet meer blind en hulpeloos.

Revolutionaire verandering

VR is een evolutionaire uitbreiding van CAD/CAM, digital mockups, simulatie van prototypes en PLM. Er lijkt weinig ruimte voor de combinatie van gebrekkige kennis en overmoed die Boeing en Airbus zoveel miljarden kostte. Maar het kan ook een revolutionaire verandering worden, die het dagelijkse bestaan verruimt met virtualiteit in allerlei vormen.

Facebook-topman Mark Zuckerberg gelooft er in ieder geval in. “Binnenkort leven we in een wereld waarin iedereen complete gebeurtenissen kan delen en beleven alsof we er zelf bij zijn”, zei hij begin 2016 nog op het Mobile World Congress.

Grote kansen. Maar ook grote risico’s voor degenen die niet zorgvuldig te werk gaan.

Deze bijdrage is ingezonden door Dick Hissink, Sales Director & Benelux Geo Leider bij Dassault Systèmes