VR-Lösungen in der Prozesskette Produktentwicklung und Produktionsplanung

Transkript

1 VR-Lösungen in der Prozesskette Produktentwicklung und Produktionsplanung Prof. Dr. Ing. Reinhard Schmidt Markus Giedemann Hochschule Esslingen Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach EuroMold, Frankfurt/Main

2 Inhalt Lösungsansatz Anwendungsgebiete Lösungsansatz Hardware Lösungsansatz Software - Unternehmen 2

3 Problemstellung Vielfältige & unterschiedliche: - Entwicklungsprozesse - Einsatzmöglichkeiten - Anwendungsszenarien - Umgebungen Problemstellung - Übersetzte Version (Quelle: Runde) Fazit: Auswahl Hardware und Software sehr schwierig 3

4 Gesamtlösungsansatz Hardware /- kombinationen muss unterstützen Software Betrachtungsgegenstände Handlungsklassen über Anwendungsgebiete 4

5 Lösungsansatz - Anwendungsgebiete Was muss überprüft werden? Crash-Simulation (Quelle: Visenso) VR Anwendungsgebiete in der Produktentwicklung und Produktionsplanung erarbeitet Grobe Übersicht: Allg. strukturmechanische Untersuchungen (z.b. Crash, Stoß) Allg. thermische Untersuchungen (z.b. Kühl- und Verbrennungsvorgänge) Kinematische Untersuchungen und nichtlineares geometrisches Verhalten Styling (z.b. Spiegelungen, Glanzeffekte) Allg. Strömungssimulation (z.b. hydraulische Vorgänge im Gerätebau) Überprüfung von Logik, Steuerung, Mechatronik, Kosten, Recycling DMU (z.b. Zusammenbauanalyse, Toleranzanalyse) Produktionsplanung (z.b. Montageplanung, Robotik, Arbeitsplatzgestaltung) 5

6 Lösungsansatz - Hardware Betrachtungsgegenstände (fünf Klassen) Erscheinung (visuell, auditiv, taktil, kinästhetisch, olfaktorisch) Logische Zusammenhänge Physikalische, technische und wirtschaftliche Modelle Menschliches Verhalten (motorische und mentale Abläufe) Wissen (Position, Struktur, Verhalten, Prozedur) Handlungsklassen (fünf Klassen) Bewertende Aufgaben Gestaltende Aufgaben Aufgaben des Wissenstransfers und der Wissenssicherung Aufgaben in Teleanwendungen Aufgaben in der vor-ort-prozessunterstützung Betrachtungsgegenstand, Handlungsklasse Anforderung HW 6

7 Lösungsansatz - Hardware Hardware Eingabesystem: Tastatur für den Unterarm Graph. Ausgabesystem: HMD (Quelle: Runde) (Quelle: Runde) Eingabe Ausgabe: visuell, haptisch, taktil, olfaktorisch, gustatorisch, auditiv Positionserfassungssysteme Unterschiedliche Hardware Kombinationen Kombinationsrichtlinien beachten (z.b. Arbeitsräume) Taktile Ausgabe: Taktiles Display (Quelle: Runde) Ziel: Sinnvolle und logische HW-Kombinationen erstellen Tracking: Ultraschall von Logitech (Quelle: AR) Kraftausgabe: Gelenkarmsystem HapticMaster (Quelle: Runde) 7

8 Lösungsansatz - Hardware Beispiel: Montageuntersuchung am digitalen Prototyp Geometrie einfache Montage, Dauer optimaler Montagepfad Durchführbarkeit Betrachtungsgegenstände Bauteilgeometrie Montagepfad Beurteilung Montagepfad (Quelle: Zachmann) Handlungsklassen Bewertende Aufgabe Gestaltende Aufgabe Beurteilung Platz bei der Montage (Quelle: Zachmann) 8

9 Beispiel Montaguntersuchung Lösungsansatz 1: - Graphisches Ausgabesystem (Monitor im Stereomodus) - Eingabesystem = (Kraft-) Ausgabesystem, wegen Kollision (PHANToM - Gelenkarmsystem) - Kombination Monitor&PHANToM (ähnliche Arbeitsräume) - Akustik (Kollision) Kombination Monitor- Gelenkarmsystem (Quelle: SensAble) Lösungsansatz 2: - Graphisches Ausgabesystem (Rückprojektionswand) - Eingabesystem = (Kraft-) Ausgabesystem, wegen Kollision (Datenhandschuh mit Kraftausgabe) - Ähnliche Arbeitsräume - Akustik (Kollision) CyberForce (Quelle: Immersion) Rückprojektionsleinwand (Quelle: IC:IDO) 9

10 Lösungsansatz Software Welche Software für welches Anwendungsgebiet? Funktionen? (z.b. Kollisionserkennung, Messfunktionalität; Menschmodell) Möglichkeiten? (Ein-/Ausgabe) Fazit: Einordnung immersiver VR-Lösungen in die Prozesse der Produktentwicklung und Produktionsplanung Fragebogen an Hersteller Ziel: Anwendern aus unterschiedlichen Bereichen muss ermöglicht werden, die optimale Lösung für die Simulation ihrer Daten zu finden 10

11 Befragung - Unternehmen Fragebogen zur VR-Produkt-Beschreibung Immersive Virtual-Reality-Lösungen Ca. 25 Hersteller immersiver VR-Lösungen gefunden Publiziert vom Digital Engineering Magazin (Zeitschrift für Produktentwicklung, CAx-Technologien, Datenmanagement und Integration mit einer durchschnittlichen Auflage von ca Exemplaren) Ziel: Eigenarten und Möglichkeiten feststellen Einsatzgebiete immersiver VR-Lösungen identifizieren 11

12 Befragung - Unternehmen Gliederung Fragebogen: Anwendungsgebiete, Einsatzgebiete (z.b. Struktur, CFD) Features (z.b. Annotation im 3-D Raum) Unterstützte Eingabegeräte (z.b. Datenhandschuh) Unterstützte graphische Ausgabegeräte (z.b. HMD) Taktile Ausgabegeräte (z.b. Sensable PHANToM) Unterstützte Ausgabegeräte für Kräfte (z.b. Gelenkarmsysteme) Sonstige unterstützte Ausgabegeräte (z.b. Geruch, Akustik) Unterstützte Positionserfassungssysteme (z.b. Ultraschall-Tracking) Unterstützte Betriebssysteme (z.b. MS Windows, Linux) Unterstützte Datenformate Minimale Hardware Voraussetzungen 12

13 Befragung - Unternehmen 13

14 Zusammenfassung Richtige Zuordnung von Software und Hardware zu den Anwendungsgebieten in der Produktentwicklung So findet Anwender schnell und unproblematisch die optimale Lösung für die Simulation Wir erhoffen uns von dem Fragebogen einen Einkaufsführer vom Problem zur Software Einsatzbereite Kombinationen Hardware-Software werden sich durchsetzen Akzeptanz von VR muss erhöht werden 14

15 Über Angebote für Abschlussarbeiten und Jobangebote würden wir uns sehr freuen! Kontakt: Prof. Dr. Ing. Reinhard Schmidt Hochschule Esslingen; Fachbereich Informationstechnik 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und einen angenehmen Messebesuch! 16