Konkrete Schulungen umgestalten: So entwickelt ForgeFX VR Schulungslösungen

Somero Enterprises, ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der Betonnivelliertechnologie, hat in Zusammenarbeit mit ForgeFX das Training des Bedienpersonals mit einer immersiven Virtual Reality (VR)-Lösung für seine S-22EZ Laser Screed®-Maschine revolutioniert. Für konkrete Fachkräfte reduziert diese immersive Schulungslösung hohe Schulungskosten und logistische Herausforderungen und stattet das Personal mit einer praktischen, sicheren und ansprechenden Lernumgebung aus. Mithilfe der Technologie von Unity und Tools wie dem XR Interaction Toolkit können Hersteller wie Somero Schulungsprozesse rationalisieren, die Fähigkeiten des Bedienpersonals verbessern und betriebliche Einschränkungen reduzieren.

Stellen Sie sich vor, Sie bauen einen Wolkenkratzer ohne solide Grundlage – Talente in der Baubranche zu finden, kann sich heute genauso abschreckend anfühlen, da Arbeitskräftemangel droht, Projekte zum Erliegen zu bringen.

Laut dem Associated General Contractors of America berichten 2024 79 % der Bauunternehmen von Schwierigkeiten bei der Fachkräftesuche, was sich auf den Zeitplan und die Kosten des Projekts auswirkt. Auch die alternden Arbeitskräfte tragen zu dieser Lücke bei: Laut der National Association of Home Builders sollen 41 % der Arbeitskräfte bis 2031 in Rente gehen.

Der Bedarf an intelligenten Lösungen für den Fachkräftemangel in der Baubranche ist größer als je zuvor.

Herausforderungen in der traditionellen Ausbildung

Somero ist auf lasergeführte Betonestrichgeräte spezialisiert, darunter die Laser-Screed®-Maschine S-22EZ, ein Schlüsselwerkzeug zur Erzielung hochwertiger, ebener Betonböden. Ziel war es, einen VR-Simulator zu entwickeln, der Bediener sicher und effizient trainiert und gleichzeitig die globalen Kapazitätsgrenzen wie hohe Reisekosten, Maschinenverschleiß und logistische Einschränkungen angeht. Auszubildende benötigten Erfahrung im Umgang mit Steuerungen und im Verständnis der räumlichen Dynamik, ohne physische Maschinen verwenden zu müssen.

Die Beherrschung der Kunst des Betonierens erfordert mehr als nur Werkzeuge – es erfordert den Transfer von hart erarbeiteten Fähigkeiten, die in jahrelanger körperlicher Übung erworben wurden. Dave Raasakka, Somero VP of Global Customer Support, erklärt: „Beton ist ein verderbliches Produkt. Sobald es auf dem Boden auftrifft, haben Sie eine Stunde Zeit, es zu erledigen. Sonst kriegst du Probleme.'

Das Training für schwere Maschinen wie die S-22EZ Laser Screed®-Maschine erfordert in der Regel umfangreiche physische Ressourcen wie die Maschinen selbst, spezielle Geräte wie Lasersender und einen speziellen Trainingsbereich, der mit geeigneten Betonformen und Gießbedingungen ausgestattet ist. Diese realen Szenarien sind oft mit hohen Kosten verbunden, einschließlich Verschleiß an Maschinen, und können durch Faktoren wie die Verfügbarkeit von Ausrüstung, widrige Wetterbedingungen oder Risiken wie Rutsch- und Sturzgefahren beim Zugriff auf erhöhte Komponenten behindert werden. Mit sechs globalen Servicezentren und jährlich Hunderten von Auszubildenden am Somero Concrete Institute benötigte Somero eine skalierbare Lösung, um diese logistischen, finanziellen und sicherheitsbezogenen Herausforderungen effektiv zu bewältigen.

Somero wandte sich an ForgeFX Simulations, um eine alternative Schulungslösung zu entwickeln, die konsistente, hochwertige Lernerfahrungen bietet, die auf ihre Bedürfnisse eingehen und ihre Einschränkungen lösen. Wir standen vor der komplexen Aufgabe, einen immersiven Trainingssimulator zu entwickeln, der die Funktionsweise der Laserbohle präzise nachbildete, einschließlich der Erfassung des taktilen Feedbacks und des visuellen Realismus, die erforderlich sind, um die Erfahrung der Arbeit mit der tatsächlichen Maschine nachzuahmen. Die Lösung basiert auf Unity und repliziert die komplexen Steuerungen des S-22EZ und bietet Auszubildenden eine realistische, praktische Erfahrung in einer virtuellen Umgebung, sodass physische Geräte während des Lernprozesses überflüssig werden.

Technische Funktionen, die den Realismus fördern

Die robusten XR-Tools von Unity unterstützen den S-22EZ Laser Screed® VR Simulator und ermöglichen eine präzise Nachbildung des Geräteverhaltens in hochrealistischen immersiven 3D Umgebungen, wie z. B.:

• Die Ausnahmemeldungen von Unity Cloud bieten praktische Stacktraces, die die Qualitätssicherung und Fehlerverfolgung mit minimalen manuellen Eingriffen unterstützen.
• Für die Leistung verlassen wir uns auf die CPU- und GPU-Profiler von Unity, um Engpässe zu diagnostizieren und Bildraten zu optimieren und reibungslose und reaktionsschnelle VR-Erfahrungen zu gewährleisten.

Diese Tools helfen uns, Ineffizienzen, insbesondere in Physikberechnungen, zu identifizieren und zu beheben, um eine nahtlose Interaktion und zuverlässige Simulationen aufrechtzuerhalten.

• XR Interaction Toolkit (XRITK) verbessert die Immersion und betriebliche Effektivität des Somero Trainingssimulators mit einer intuitiven, plattformübergreifenden Lösung, die virtuelle Interaktionen vereinfacht. Durch den Einsatz von XRITK für die Verwaltung des VR Rig haben wir die Unterstützung von Controllern und erweiterte Hand-Tracking-Funktionen in Meta Quest 3 ermöglicht, um eine nahtlose, reaktionsschnelle Schulungsumgebung zu schaffen, die das Engagement von Auszubildenden maximiert.

Dieser Aufbau minimiert die Entwicklungszeit durch die Standardisierung von Interaktionskomponenten wie Snap-Drehen, Teleportation und Objektmanipulation und stellt sicher, dass der Simulator für zukünftige Hardware- und Software-Updates anpassungsfähig bleibt.

Das Jobsystem von Unity ermöglicht es uns, Beton in einem Sekundär-Thread realistisch zu simulieren, ohne die Leistung des Haupt-Threads zu beeinträchtigen. Unter Verwendung von Trigger Collidern als Begrenzungsboxen haben wir Faktoren definiert, die den Beton sowohl absichtlich als auch unbeabsichtigt beeinflussen können, beispielsweise Faktoren, die durch den Bohlenkopf oder Maschinenreifen verursacht werden. Diese haben keine Starrkörper und ihre Ebenenmaske für Kollisionen ist so eingestellt, dass sie keine enthält, daher wird nur minimal am Haupt-Thread gearbeitet. Das Jobsystem ermöglicht es, bis zu vier Threads gleichzeitig auf den eigenständigen Quest-Headsets auszuführen, ohne die Haupt-Thread-Leistung zu beeinträchtigen. (Im Haupt-Thread verfolgen wir Positionen von Begrenzungskästen, die Teile der Maschine darstellen, die sich auf den Beton auswirken können.)

• Wir verwenden Unity Terrain, um Betonoberflächen realistisch darzustellen und Texturen zu verschmelzen, um verschiedene Oberflächen und Konsistenzen während des gesamten Gießens widerzuspiegeln. Ein Unity-Job wird eingesetzt, um Berechnungen für unsere benutzerdefinierte Betonsimulation zu entlasten, bei der festgestellt wird, wie sich Betonkollider wie Pflug oder Rüttler auf die Glätte oder Rauhigkeit des Betons auswirken sowie Beton um die Oberfläche drücken und ziehen. Wir haben „grobe“ und „glatte“ Texturen, wobei grobe Texturen die Standardeinstellung sind und ein Alphawert dafür festgelegt wird, wie viel glatte Textur wir an jedem Punkt auf der Höhenkarte des Geländes anzeigen sollen.

Im Haupt-Thread gibt es zwei schnelle Funktionen zum Aktualisieren des Geländes, um die Höhen- und Alpha-Map-Daten, in die die Jobs schreiben, abzugleichen. Zusammen verstärken diese Systeme eine immersive virtuelle Umgebung, in der die Benutzer die visuellen und haptischen Nuancen der Arbeit mit Beton erleben, was die Effektivität des Trainings und die Einbindung der Benutzer durch eine originalgetreue Nachbildung komplexer Bautätigkeiten verbessert.

Kundenfeedback

Zum Abschluss der Pilotphase führte Somero zwei Fallstudien durch, die nach Abschluss der VR-Schulung verbesserte Bedienerfähigkeiten auf dem 22EZ Laser Screed® zeigten.

• Fall 1 – Nicht-Benutzer-Mitarbeiter nahmen an der VR-Schulung teil und konnten den Einsatz der Maschinen erfolgreich vorführe.
• Fall 2 – Beteiligte Nichtanwender, die an der Schulung teilgenommen haben, und die Umfrageergebnisse deuteten darauf hin, dass sie zuversichtlich waren, die Maschinen zu betreibe.

Zukunftspläne für den Simulator

Effektivere Schulung

Der Somero S-22EZ Advanced Laser Screed® VR Trainingssimulator ist ein Fortschritt in der Bauausbildungstechnologie. Durch die Bewältigung der Herausforderungen herkömmlicher Trainingsmethoden bietet diese immersive Trainingsplattform beispiellose Präzision, Zugänglichkeit und Engagement für Bediener weltweit. Mit der Fähigkeit, komplexe Szenarien in der realen Welt zu simulieren, die Umweltbelastung zu reduzieren und den Qualifikationserhalt zu verbessern, bereitet der Simulator die Bediener nicht nur auf eine optimale Leistung vor, sondern positioniert Somero auch für eine höhere Effizienz und einen höheren ROI.

Erweiterte Marktreichweite

Durch die Möglichkeit, Vertriebspartnern interaktive Demonstrationen ihrer großen Maschinen per Fernzugriff zu bieten, verspricht der Simulator, die globale Marktdurchdringung von Somero positiv zu beeinflussen. Somero hat das Potenzial, Verkaufszyklen zu beschleunigen, die Entscheidungsfindung der Kunden zu verbessern und seine globale Präsenz zu erweitern – und das alles bei gleichzeitiger Reduzierung der logistischen Kosten und der Umweltauswirkungen, die mit traditionellen Ausstellungen von Geräten verbunden sind.

Über strukturierte Lektionen hinaus

Somero führt weitere Tests in Phase 2 des Simulators durch, daher wird die Roadmap für Phase 3 ins Auge gefasst. Mögliche Schwerpunkte sind fortschrittliche Betonsimulationen, die Faktoren wie unterschiedliche Ausbreitgrade oder Trocknungsstufen nachbilden, und Lektionen im Sandbox-Stil, die Auszubildenden ermöglichen, über strukturierte Unterrichtsschritte hinaus frei mit virtuellen Maschinen zu interagieren. Da ForgeFX und Somero weiterhin Innovationen auf der Unity Plattform betreiben, sind die Möglichkeiten für transformative Schulungserfahrungen in der Fertigungsindustrie endlos.

Erleben Sie noch heute die Zukunft der Ausbildung. Entdecken Sie, wie Unity Industry die Expertise Ihres Teams erweitern und gleichzeitig Ihre Abläufe optimieren kann.