Auf dem Weg in eine neue Dimension

Bei Frank Ostermann kann man schon im Golf VIII Platz nehmen, obwohl das neue Modell erst 2019 vorgestellt wird: Der 52-Jährige regelt die Klimaanlage herunter, gibt eine Route insNavigationsgerät ein, stellt das Radio lauter – alles virtuell, aber täuschend echt.

Ostermann leitet das Virtual ­Engineering Lab des VW-Konzerns und hat mit seinem Team und den Kollegen aus der Technischen Entwicklung (TE) der Marke VW dieses virtuelle Konzeptfahrzeug entwickelt. Damit gelingen VW gleich zwei ­Innovationen, so sind Ostermann und Mathias Möhring, sein Gegenüber in der TE, überzeugt: Zum einen ist es ­dieses digitale Tool, das nun jede Fahrzeugentwicklung deutlich ­beschleunigen wird, da viele reale Prototypen wegfallen. „Ein solches System gab es auf dem Markt nicht, man hätte es auch mit viel Geld nicht kaufen können“, sagt Ostermann.

Zum anderen, und vielleicht noch wichtiger, ist damit eine neue Form der Zusammenarbeit zwischen IT-Experten und klassischen Entwicklern etabliert worden. „Wir haben erstmals im Mai 2016 zum Thema virtuelles Konzeptfahrzeug diskutiert und in weniger als einem Jahr ein anwendungsfähiges System in einer Vorstandabnahme verwendet. Das wäre in einer anderen Konstellation so schnell nicht möglich gewesen“, sagt Möhring.

Was ist neu? Das Virtual Engineering Lab gehört zur Konzern-IT, die ihren Sitz in der IT-City hat. Aber die Truppe der 23 Software-Entwickler um Ostermann hat sich gezielt bei der TE auf dem Wolfsburger Werksgelände eingemietet – in Tuchfühlung mit den Fahrzeug­entwicklern. Denn die IT-Experten im Alter zwischen 24 und Mitte 30 entwickeln digitale Werkzeuge, die den Ingenieuren der TE und den Designern die Entwicklungsarbeit erleichtern sollen – und zwar maßgeschneidert.

Da ist ständiger, auch persönlicher Austausch unabdingbar. Der klassische Ablauf hätte so ausgesehen: Ingenieure der TE schreiben in eine Art Lastenheft Anforderungen, was sie gerne hätten, werfen dieses, bildlich gesprochen, „über den Zaun“ zu den IT-Experten und bekommen Monate später eine Lösung, die ihnen hilft – oder an ihren Vorstellungen völlig vorbeigeht.

Im Virtual Engineering Lab läuft das anders. Die ursprüngliche Anforderung gibt es weiterhin. Aber dann wird in sogenannten Sprints entwickelt: „Wir arbeiten agil. Nach jeweils drei Wochen schauen wir uns gemeinsam mit den Kollegen aus der Technischen Entwicklung an, ob wir auf dem richtigen Weg sind. Entspricht das den Anforderungen der Kollegen? Auf diese Weise können wir früh erkennen, ob es passt, und nötigenfalls korrigieren“, erläutert Ostermann. Nacheineinhalb Jahren der engen Zusammenarbeit kann Möhring bestätigen: „Ein Produkt wie das virtuelle Konzeptfahrzeug auf diese Weise gemeinsam zu gestalten erfordert zwar viel Zeit, aber es zahlt sich aus. Denn am Ende haben wir ein hervorragendes Ergebnis.“

Das virtuelle Konzeptfahrzeug ist das erste große Leuchtturmprojekt, das so entstand. Und es hat gewisse Ähnlichkeiten zu Computerspielen. Es wurden alle Daten, die im frühen Entwicklungsstadium zum Golf VIII existierten, zusammengetragen und dreidimensional visualisiert. Nicht ohne Grund sitzen im Team des Virtual Engineering Lab auch IT-Experten, die aus der Gaming-Industrie kommen und viel Erfahrung darin ­haben, möglichst realistische und interaktive Szenen aufzubauen.

Das Ergebnis: Wer die Daten­brille aufsetzt, kann das Fahrzeug von außen wie innen aus allen möglichen Perspektiven dreidimensional anschauen. Nimmt er im pro forma real vorhandenen Fahrersitz Platz, sieht er oben den Dachhimmel, hinten Rücksitze, vorn Lenkrad, Instrumententafel, Mittelkonsole, die Umgebung des Fahrzeugs. Eingeblendet werden ihm auch seine Hände, mit denen er virtuell das Touch-Display bedienen kann. Verlässt er den Sitz, kann er das Fahrzeug umrunden und von außen betrachten.

Auch bei der Hardware macht die Spieleindustrie den VW-IT-­Experten das Geschäft leichter. Denn die Virtual-Reality-Brillen sind dank Großserienproduktion kostengünstiger geworden. Daher lässt sich das virtuelle Konzeptfahrzeug recht einfach bei vielen Entwicklerteams installieren oder auch im Vorstandsbüro aufbauen.

Wichtig für die Entwickler: Das System ist Multi-User-fähig. Es können auch mehrere Personen VR-Brillen aufsetzen, zusammen im virtuellen Fahrzeug sitzen und über das, was sie sehen, diskutieren – ohne auf reale Prototypen angewiesen zu sein. In der Entwicklung des Golf VIII hat sich das Verfahren schon bewährt. Ostermann: „Mithilfe unserer Werkzeuge konnten wir dort einige Probleme viel früher erkennen und lösen.“

Nicht immer muss man komplett in die virtuelle Welt abtauchen. In manchen Fällen ist Augmented Reality (AR) die Lösung. Speziell für Designer haben die IT-Experten des Virtual Engineering Lab ein System entwickelt, das die Hololens-Datenbrille von Micro­soft ebenso nutzt sowie ein Clay-Modell. Durch die Brille sieht der Nutzer das echte Fahrzeugmodell vor sich, das passgenau mit einem vom Computer erzeugten Bild überlagert wird. So kann sich ein Designer mit wenig Aufwand das Fahrzeug etwa mit verschiedensten, nur virtuell existierenden Felgendesigns anschauen.

Wie alle IT-Lösungen ist auch das virtuelle Konzeptfahrzeug ­einer ständigen Weiterentwicklung unterworfen. Der nächste Schritt ist, auch die Haptik in die Scheinwelt zu bringen. Derzeit können die Probanden zwar auf ein virtuelles Display tippen – spüren aber keinen Widerstand. Deshalb hat ein Team von Ostermann im Silicon Valley zusammen mit Forschern der Stanford University ein Forschungsprojekt gestartet und erste Ergebnisse erzielt: Sehr eng aneinander wurden zahllose Stäbchen auf einem Grundkörper platziert. Jeder dieser Pins kann einzeln und mit definierter Kraft weiter ausgefahren oder einzogen werden. So lassen sich Oberflächen oder auch Bedienelemente modellieren. Die Pins sind mit Sensoren versehen, sodass sie mit definiertem Widerstand zurückweichen können, wenn man auf sie drückt.

Ostermann ist überzeugt: „Das virtuelle Fahrzeug tatsächlich fühlen zu können – damit kämen wir in eine neue Dimension.“

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