LiSIM® – Simulator für Liebherr-Turmdrehkrane

LiSIM® – Simulator für Liebherr-Turmdrehkrane

Ausgezeichnet mit Silber beim Annual Multimedia Award 2017 und Gewinner des VR Industry Awards

Die Liebherr Gruppe ist als führender Hersteller in mehreren Geschäftsfeldern aufgestellt, unter anderem im Bereich der Turmdrehkrane. Dieser Sparte zugehörig ist ein eigener Schulungs-Bereich, dessen Kernaufgabe darin besteht, Kranführer auszubilden und in der Handhabung neuer Krane optimal einzulernen. Um diesen Lernprozess möglichst risikofrei und kosteneffizient gestalten zu können, werden heutzutage Trainings-Simulatoren eingesetzt, bevor das Können der Kranfahrer im realen Kranbetrieb zum Einsatz kommt. Bislang nutzte Liebherr dafür ein Simulator-System, welches aus mehreren rund um den Benutzer angebrachten Monitoren bestand.

Mixed Reality

Die Entwicklung von „Virtual Reality“ Headsets, welche es den Benutzern ermöglichen, komplett in aufwändig gestaltete virtuelle Welten einzutauchen und gleichzeitig die menschliche Tiefenwahrnehmung zu bewahren, überzeugte Liebherr zu einem Update ihres Simulators.
Stoll von Gáti designte und entwickelte daraufhin einen von Grund auf neuen Kransimulator, der in Kombination mit dem VR-Headset eine Mixed-Reality ermöglicht. Hierbei sitzt der Kranführer in einer realen Krankabine, die auf einer hochsensiblen Motion-Plattform angebracht ist. Ebenfalls in der Kabine befinden sich alle originalen Steuerelemente. Gleichzeitig wird, ähnlich wie bei Spezialeffekten in Kinofilmproduktionen, mittels eines Algorithmus die virtuelle Außenszene der Baustelle samt Außenkran sichtbar gemacht. 
Die Eingabesignale des Bedieners sowie äußere Einflüsse wie z.B. Wind oder Kranlastgewicht werden vom Simulator registriert und in realistische Bewegungen der Motion-Plattform übersetzt. Dies ermöglicht eine Physiksimulationssoftware, welche vom Institut für Systemdynamik der Universität Stuttgart entwickelt wurde. So kann der Kranführer den Kran risikofrei bis an seine Grenzen austesten, Extremsituationen trainieren und sich zugleich mittels des VR-Headsets perfekt in ein Baustellen-Szenario hineinfühlen.

Über 300 individuelle 3D-Modelle

Doch was braucht es alles, damit ein virtuelles Szenario das komplette Dasein einer realen Baustelle widerspiegelt? Eine Echtzeit-taugliche 3D Version des Krans, Gebäude, Baugruben, Bagger, Betonmischfahrzeuge, Bauarbeiter, Warnschilder, Kabeltrommeln, Bauzäune, Schuttcontainer, ganze Stadtteile, eine Beleuchtung im Nachtmodus, Wolken, Regen – jede Menge Details, die in 3D erstellt werden müssen. Ein Team von insgesamt vierzehn 3D-Artists und Designern arbeitete daran, diesem Projekt seinen Look und Realismus zu verpassen.
Hierfür wurde eine Landmasse von ca. 200 km² gestaltet, auf der die detaillierte Baustelle eines geplanten Hotels von 250 x 140 Metern steht. Eine Crew von zwölf Bauarbeitern geht ihren Tätigkeiten nach und dreizehn individuelle Baumaschinen-Typen fahren umher. Auf den zahlreichen Umfahrungsstraßen fahren 73 animierte Fahrzeuge im Kreis. Für das Projekt wurden insgesamt 300 individuelle 3D-Modelle verwendet.

Premiere auf der Bauma 2016

Seinen ersten Einsatz hatte der LiSIM® Kransimulator auf der Bauma 2016 in München, der weltweit bedeutendsten Fachmesse für Baumaschinen. Danach wird er im Liebherr Schulungszentrum zum Training von Kranführern und auch Service-Technikern eingesetzt.
In drei verschiedenen Schwierigkeitsstufen können unterschiedliche Übungen mit dem Kran absolviert werden. Dreidimensionale grafische Elemente zeigen dem Nutzer dabei an, welches Element er an welche Position bewegen muss. Durch simulierte Extremsituationen – wie z.B. sehr wenig Last bei starkem Wind und somit erheblichen Pendelbewegungen – erhalten die Kranführer wertvolle Erfahrungen und die notwendige Routine für ihren Alltag – ganz ohne Risiko für Mensch und Maschine.

Stetige Weiterentwicklung

Aktuell befindet sich der Simulator in der nächsten Entwicklungsstufe, um demnächst als regulärer Ausbildungssimulator in Liebherr-Schulungszentren weltweit eingesetzt zu werden. LiSIM® ist modular aufgebaut, was die ständige Erweiterung um neue Übungssettings sowie unterschiedliche Kranmodelle ermöglicht. Somit können noch mehr Szenarien trainiert werden. Mit gezielten Lernabfragen innerhalb der praktischen Übung lassen sich zukünftig die Lernerfolge direkt kontrollieren.

Der Kranführer sitzt in einer realen Krankabine, die auf einer hochsensiblen Motion-Plattform angebracht ist. Mittels eines Algorithmus wird die virtuelle Außenszene der Baustelle samt Außenkran sichtbar gemacht.
Der Kranführer sitzt in einer realen Krankabine, die auf einer hochsensiblen Motion-Plattform angebracht ist. Mittels eines Algorithmus wird die virtuelle Außenszene der Baustelle samt Außenkran sichtbar gemacht.
Auf der Bauma 2016 in München hatte der LiSIM® Kransimulator seinen ersten Einsatz.
Beim Annual Multimedia Award 2017 wird der Virtual Reality Simulator in der Kategorie „Tool” mit Silber prämiert. Beim VR NOW Award gewann der LiSIM® in der Kategorie „VR Industry Award“.