Im Rahmen dieser Arbeit werden die meist verbreiteten 3D-CAD-Eingabegeräte untersucht und anhand ergonomischen, wirtschaftlichen, hardware- und softwareseitigen Kriterien verglichen.
Der Kapitel „Stand der Technik und Forschung“ gibt die Übersicht über die zur Zeit am Markt vorhandenen 2D- und 3D-Eingabegeräte. Ihre wichtigsten Merkmale und verschiedene Funktionsweisen werden detailliert erläutert.
Anhand der im weiteren Kapiteln beschriebenen ergonomischen und wirtschaftlichen Kriterien werden die Geräte Spaceball, Spacemouse, Cyberpuck getestet, verglichen und anschließend die Stärken und Schwächen jedes Gerätes aufgedeckt. Die Ergebnisse werden in der Testtabelle dargestellt.
Des weiteren werden die mögliche Verbesserungen, die die Qualität und den Funktionsumfang der getesteten Eingabegeräten erweitern können, diskutiert.
Im vorletzten Kapitel wird das Problem „3D-Eingabe im ASP-Modus“, das ein weiteres Anwendungsfeld für die 3D-CAD-Eingabegeräte darstellt, behandelt. Die vorgestellte Realisierungskonzepte werden detailliert erläutert und anhand mehrerer Kriterien miteinander verglichen.
Der Kapitel „Ausblick“ fasst noch mal die wichtigsten Vorteile der 3D-CAD-Eingabegeräten zusammen und zeigt deren weitere mögliche Einsatzgebiete.
Die durchgeführte Analyse zeigt deutlich, dass die Wahl eines 3D-CAD-Eingabegerätes nicht nur reine Geschmackssache ist. Die Arbeit gibt den interessierten Unternehmen, die bisher keine neutralen sachlichen Informationen besitzen, eine Entscheidungsgrundlage zur Hand.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Stand der Technik und der Forschung
2.1 Klassifikation von Eingabegeräten
2.2 Marktübersicht
2.2.1 2D-CAD-Eingabegeräte
Computer-Maus und –Tastatur
Graphisches Tablett
2D-Scanner
2.2.2 3D-CAD-Eingabegeräte
2.2.2.1 Grundlegendes zu 3D-Navigation
2.2.2.2 Das ergonomische Konzept
2.2.2.3 Übersicht von 3D-CAD-Eingabegeräten
Knob-Box
3D-Mouse, Isotrack, Tracker
Spacemouse, CadMan, Cyberpuck, ErgoCommander
Spaceball, Spacecat
3D-Scanner
2.2.3 VR-Eingabegeräte
Datenhandschuh
Datenanzug
Trackingsystem
Binocular Omni Orientation Monitor
ZYKLOP
3. Vergleichsanalyse - Benchmark
3.1 Testgeräte
3.2 Geräteanforderungen - Hardware
3.3 Geräteanforderungen - Software
3.3.1 Grundsätze der Software-Ergonomie
3.4 Weitere Testkriterien
3.5 Testverlauf
3.6 Typische Bauteile
3.7 Testergebnisse im Überblick
3.7.1 Spacemouse Plus XT
3.7.2 Spaceball 4000 FLX
3.7.3 Cyberpuck
3.7.4 Zeitgewinn
3.7.5 Test-Tabelle
3.7.6 Amortisierung
3.7.7 Das „ideale“ 3D-CAD-Eingabegerät
4. Szenario: 3D-CAD und ASP
4.1 Spezielle Problemfelder und mögliche Lösungen
4.2 Einfache Datenübertragung
4.3 Übertragung von Änderungsinformationen
4.4 Eingabedaten-Konvertierung
4.5 Vergleich der Konzepte
5. Ausblick
6. Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Ziel dieser Arbeit ist es, die gängigen 3D-CAD-Eingabegeräte anhand ergonomischer und wirtschaftlicher Hardware- und Softwarekriterien systematisch zu vergleichen, um Unternehmen eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die Ausstattung ihrer Arbeitsplätze zu bieten und den Herstellern Anreize für Optimierungen zu liefern.
- Klassifikation und Marktübersicht von 2D- und 3D-Eingabesystemen
- Ergonomische Untersuchung und Vergleich der Geräte (Spacemouse, Spaceball, Cyberpuck)
- Messung des Zeitgewinns durch den Einsatz von 3D-Eingabegeräten in der Konstruktionsphase
- Analyse der 3D-Eingabe im ASP-Szenario (Application Service Providing)
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Amortisationsanalyse
Auszug aus dem Buch
2.2.2.2 Das ergonomische Konzept
Obwohl immer mehr Unternehmen in der Konstruktion 3D-CAD-Systeme einsetzen, bewegen die meisten Konstrukteure ihre 3D-Modelle immer noch ausschließlich mit den klassischen Eingabewerkzeugen aus dem 2D-Zeitalter.
Dabei arbeitet ein Mensch am liebsten mit beiden Händen, wobei die eine (die Führungshand) typischerweise ein Objekt hält und „zuführt“, während die andere (die Arbeitshand) es bearbeitet. Diese Koordination wird durch die Informationsaufnahme aus der Umgebung und vor allem durch den eigentlichen Arbeitsvorgang bewirkt. Dabei steht eine Umsetzung in die jeweils entsprechende Handlung und die hieraus wieder resultierende Informationsrückkopplung im Vordergrund. In diesem Zusammenhang wird oftmals der Begriff des "sensumotorischen Arbeitens" genannt.
Unter sensumotorischen Arbeiten werden solche Fertigkeiten verstanden, die zur willkürlichen Ausführung von einfachen oder komplexen Bewegungsabläufen mit unterschiedlichen sensorischen und motorischen Anteilen befähigen. Dabei kann der sensorische Anteil in Perzeptionsvorgängen* aus jedem Wahrnehmungsbereich bestehen, vorzugsweise jedoch aus den Bereichen der optischen, akustischen und haptischen Wahrnehmung. Der motorische Anteil besteht im Ausführen einer einfachen oder komplexen gesteuerten Bewegung, deren Art, Umfang, Genauigkeit und Geschwindigkeit von der sensorisch gewonnenen Information ausgelöst wird.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die Evolution der Mensch-Maschine-Schnittstellen und die Notwendigkeit von spezialisierten 3D-Steuergeräten in der modernen Konstruktion.
2. Stand der Technik und der Forschung: Bietet einen Überblick über existierende Eingabesysteme (2D, 3D, VR) und klassifiziert diese nach ihren technischen Merkmalen.
3. Vergleichsanalyse - Benchmark: Untersucht systematisch die Geräte Spacemouse, Spaceball und Cyberpuck hinsichtlich Ergonomie, Zeitersparnis und Softwareintegration.
4. Szenario: 3D-CAD und ASP: Erörtert die Herausforderungen beim Betrieb von 3D-CAD-Software in ASP-Umgebungen und evaluiert verschiedene Realisierungskonzepte.
5. Ausblick: Prognostiziert die zukünftige Verbreitung von 3D-Eingabegeräten und skizziert potenzielle technologische Weiterentwicklungen.
6. Zusammenfassung: Fasst die Ergebnisse der Vergleichsanalyse zusammen und betont die Bedeutung von 3D-Eingabegeräten für die Effizienz in der Konstruktion.
Schlüsselwörter
3D-CAD, Eingabegeräte, Benchmarking, Ergonomie, Konstruktionstechnik, Spacemouse, Spaceball, Cyberpuck, Zeitgewinn, ASP, Mensch-Maschine-Schnittstelle, 3D-Navigation, CAD-Arbeitsplatz, Software-Ergonomie, Amortisierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht und vergleicht moderne 3D-CAD-Eingabegeräte hinsichtlich ihrer ergonomischen und wirtschaftlichen Eignung für den industriellen Konstruktionsalltag.
Welche Geräte wurden im Detail untersucht?
Getestet wurden die Geräte Spacemouse Plus XT, Spaceball 4000 FLX sowie der Cyberpuck, alle von den Anbietern Logicad3D bzw. Labtec (jetzt 3Dconnexion).
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, eine objektive Entscheidungsgrundlage für Unternehmen zu schaffen und den Herstellern Erkenntnisse für zukünftige Optimierungen und Weiterentwicklungen zu liefern.
Welche wissenschaftliche Methode kam zum Einsatz?
Es wurde eine Benchmarking-Analyse durchgeführt, die eine Testphase mit Probanden unter Verwendung verschiedener CAD-Systeme (Unigraphics 17, SolidWorks 2001) zur Ermittlung des Zeitgewinns umfasste.
Welche thematischen Schwerpunkte werden im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die Klassifikation der Geräte, detaillierte Hardware- und Software-Anforderungen, den konkreten Testverlauf sowie die Analyse der 3D-Eingabe im ASP-Modus.
Welche sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für 3D-Eingabegeräte?
Laut der Studie sind insbesondere die intuitive Bedienung, die Entlastung der Handgelenke durch ergonomisches Design und die spürbare Verkürzung der Konstruktionszeiten durch gleichzeitige Bewegung in sechs Freiheitsgraden entscheidend.
Warum spielt der ASP-Modus eine Rolle für 3D-Eingabegeräte?
ASP (Application Service Providing) stellt besondere Herausforderungen an die Bandbreite und die Unterstützung spezieller Hardware durch Browser-Plugins, was für die Nutzung von High-End-CAD-Anwendungen im Internet essenziell ist.
Wie schlägt sich der Cyberpuck im Vergleich zu den anderen Geräten?
Der Cyberpuck ist die einfachste und kostengünstigste Variante, die sich besonders für kleinere Unternehmen eignet, jedoch weniger Funktionalität durch fehlende programmierbare Tasten bietet.
Kann die Investition in ein 3D-Eingabegerät wirtschaftlich begründet werden?
Ja, die Arbeit zeigt, dass sich die Kosten für ein 3D-Gerät durch die signifikante Zeitersparnis bei erfahrenen Anwendern (ca. 20-25% Produktivitätssteigerung) in der Regel nach wenigen Arbeitswochen amortisieren.
- Arbeit zitieren
- Valentin Meimann (Autor:in), 2002, Vergleichanalyse (Benchmark) von verschiedenen modernen 3D-CAD-Eingabegeräten, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185760
