Mixed Mock-Up System und Anwendungen bei Daimler. Ralf Specht, Daimler AG Information Technology Mercedes-Benz Cars

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Frida Bettina Schreiber
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1 Mixed Mock-Up System und Anwendungen bei Daimler Ralf Specht, Daimler AG Information Technology Mercedes-Benz Cars

2 Inhalt Mixed Reality Einführung Grundsätzliche Anwendungsgebiete System/Software Mixed Mock-Up Von der Mixed Reality Darstellung zur Absicherungsplattform Anwendungsfelder in Entwicklung und Produktion Zusammenfassung und Ausblick Folie 2

Mixed Reality Darstellung zur Absicherungsplattform

3 Mixed Reality Folie 3

4 Mixed Reality - Einführung Reality Virtuality (RV) Continuum [1] Mixed Reality (MR) Real Environment Augmented Reality (AR) Augmented Virtuality(AV) Virtual Environment Bezogen auf die Fahrzeugentwicklung Physical Mock-Up (PMU) Hardwareaufbauten, welche der Konzept-, Komponenten- und Gesamtfahrzeugfestlegung sowie absicherung dienen Reale Umgebung Mixed Reality Digital Mock-Up (DMU) Realistische Computersimulation eines Produktes mit allen erforderliche Funktionalitäten zur Unterstützung von: Konstruktion Planung Fertigung und Wartung Virtuelle Umgebung [1] Milgram, Paul; H. Takemura, A. Utsumi, F. Kishino; 1994 Folie 4

sowie absicherung dienen Reale Umgebung Mixed Reality Digital Mock-Up (DMU) Realistische Computersimulation eines Produktes mit allen erforderliche

5 Mixed Reality - Grundsätzliche Anwendungsgebiete Ansatz: Visuelle Kombination der digitalen Entwicklungswelt und der vorhandenen Hardware 1 Überlagerung: Abgleich von Hardware und DMU-Daten Mixed Reality-System 2 Ergänzung: Erweiterung der Hardware mit DMU-Daten CAD Hardware Erfassung des Umfelds über Kamera am Messaufnehmer. MR-Darstellung auf mobiler Workstation direkt am PMU. Folie 5

Mixed Reality-System 2 Ergänzung: Erweiterung der Hardware mit DMU-Daten CAD Hardware Erfassung

6 Mixed Reality - Software VEO:MixedReality (Teil der VEO [2] Produktfamilie der Daimler Protics GmbH) Enwicklung Produktion VEO: Fahrdynamik VEO: MixedReality VEO: CleanSim VEO: factory VEO: Production VEO: Training VEO-Kern Daimler Protics managing complex data [2] VEO: ich sehe (Spanisch) Folie 7

MixedReality VEO: CleanSim VEO: factory VEO: Production VEO: Training

7 VEO:MixedReality - Anwendung Darstellungsbereich Strukturbaum Objekteigenschaften Kamerasteuerung Folie 8

8 Mixed Reality - Software Leistungsmerkmale VEO:MixedReality Windows XP 32 und 64 Bit 3D-Darstellung über OpenInventor / OpenGL Darstellung bis ca. 10 Mio. Polygone Videokamera: AVT Guppy, handelsübliche Direct-Show USB-Kameras Kompensation der internen Kamera-Verzeichnung Tracking: Faro-Messarm Einmessen über Standard-Messsoftware: Faro Cam2Q bzw. Cam2Measure Messfunktion Geometrie Geometrie, Bauteil Bauteil und Geometrie Bauteil Importschnittstelle für die Datenformate JT [3] und PLMXML [4] Verschiedene Darstellungsarten: Videoverdeckung, Transparenz, Drahtgitter, Schnitte Hierarchischer Szenenstrukturbaum mit Objekten und Eigenschaften Speichern und Laden von Standbildern Editor zum Erstellen und annotieren von Screenshots [3] JT, Jupiter Tesselation: Ein industriefokussiertes Datenformat, das in vielen Anwendungsprozessen nach der Geometrieerstellung anstelle von nativen CAD Daten verwendet wird. [4] PLMXML ( XML-basiertes Begleitformat, das bei komplexen JT-Baugruppen zur Darstellung von Produktstruktur und Prozessinformation verwendet wird. Folie 9

Cam2Measure Messfunktion Geometrie Geometrie, Bauteil Bauteil und Geometrie Bauteil Importschnittstelle für die Datenformate JT [3] und PLMXML [4] Verschiedene Darstellungsarten: Videoverdeckung,

9 VEO:MixedReality - Überlagerungstechniken Originalbild keine Berücksichtigung von Verdeckung Verdeckungsobjekte rot Videoverdeckung Überlagerung volltransparent Überlagerung nur sichtbare Geometrie Folie 10

Verdeckungsobjekte rot Videoverdeckung Überlagerung

10 VEO:MixedReality - Darstellungstechniken Schnitt X/Y-Ebene Doppelschnitt X/Y und Y/Z-Ebene Bandschnitt X/Y-Ebene Drahtgitter - fett Drahtgitter - volltransparent Drahtgitter nur sichtbare Geometrie Folie 11

11 Mixed Mock-Up Folie 12

12 Mixed Mock-Up Die neue Absicherungsplattform Mittels Mixed Reality werden Digital Mock-Up (DMU) und Hardware (PMU) direkt miteinander kombiniert. Es entsteht eine hybride Entwicklungs- und Absicherungsplattform, der Mixed Mock-Up (MMU). P M U D M U U Virtuelle Produktentwicklung Hardwareseitige Produktentwicklung Digital Mock-Up Physical Mock-Up Geometrie Werkzeuge & Handlingsgeräte Bearbeitungsinformationen Funktion Berechnungen Simulation RE Hybride Plattform Mixed Mock-Up MR Einzelkomponenten Zusammenbauten Werkzeuge & Handlingsgeräte Anlagen & Vorrichtungen Entwicklungsstände auf Grundlage von: Rapid Prototyping Digitaler Prototyp Vorserienwerkzeug Digitale Baubarkeit Serienwerkzeugfallend Folie 13

P M U D M U U Virtuelle Produktentwicklung Hardwareseitige Produktentwicklung Digital Mock-Up Physical Mock-Up Geometrie Werkzeuge & Handlingsgeräte Bearbeitungsinformationen

13 Mixed Mock-Up Anwendungsfelder Entwicklung/Produktion Konzeptabsicherung (Prozesse/Hardware) Festlegung Hardwareabnahme Problempunktanalyse Beurteilung Designabdeckung (SLK) Elektrikfestlegung (GL) Schweißpunktposition (Vito/Viano) Beurteilung Exterieur (SLK) Konzeptbewertung inklusive Montage- und Demontageprozesse Aktuelle Anwender: Erfassung und Bewertung von Abweichungen zwischen Festlegung und Digital Mock- Up, Rückführung des Festlegungsstandes in den DMU Soll/Ist-Vergleich von Bauteilen, Vorrichtungen, Handlingsgeräten und Lehren Rückverfolgung von Problempunkten und Identifikation deren Ursachen Lead: IT-Passenger Cars Mercedes-Benz Cars: Anlauffabrik, Gesamtfahrzeugkonstruktionen, E/E, Powertrain, Mercedes-Benz Vans: Festlegung, Gesamtfahrzeugkonstruktionen, E/E, Powertrain, Pilotwerk 138: Anlaufbegleitung BR166 durch Entwicklungsverbindungsstelle Mercedes-Benz Trucks: Fahrgestell Aggregate Folie 14

und Digital Mock- Up, Rückführung des Festlegungsstandes in den DMU Soll/Ist-Vergleich von Bauteilen, Vorrichtungen, Handlingsgeräten und Lehren Rückverfolgung von Problempunkten und Identifikation

14 Anwendungsfeld Konzeptabsicherung Beurteilung Designabdeckung (SLK) Aufgabe Absicherung der Scheinwerferdesignabdeckung bzgl. - Befestigungskonzept - Anmutung - Sichtbarkeit Vorgehen Darstellung des CAD-Konzepts am Festlegungsfahrzeug Nutzen Beurteilung konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die Anzahl der Beurteilungsschleifen konnte reduziert werden. Qualität: Kosten: Zeit: Folie 15

- Befestigungskonzept - Anmutung - Sichtbarkeit Vorgehen Darstellung des CAD-Konzepts am

15 Anwendungsfeld Festlegung Elektrikfestlegung (GL) Aufgabe Unterstützung der Festlegung Elektrik an Festlegungsattrappe. Beurteilung von schlaffen Kabeln und Änderungen an Hardware (PMU) und digitalem Entwicklungsstand (DMU). Vorgehen - Delta-Abgleich Hardware / DMU inklusive Bewertung der Zugänglichkeit (z.b. Kollision) - Visualisierung neuer/geänderter Bauteile - Visualisierung von Varianten (z.b. Ländervarianten, SA s) - Visualisierung der Peripherie (Verkleidungen, Boden, etc.) Nutzen Unmittelbarer Abgleich Festlegungsstand gegen DMA, Bewertung der Abweichungen und Rückführung in den DMU. Qualität: Kosten: Zeit: Folie 16

Vorgehen - Delta-Abgleich Hardware / DMU inklusive Bewertung der Zugänglichkeit (z.b. Kollision) - Visualisierung neuer/geänderter Bauteile - Visualisierung von Varianten (z.

16 Anwendungsfeld Hardwareabnahme Beurteilung Schweißbolzenposition (SLK) Aufgabe Beurteilung der Bolzenpositionierung, -qualität und toleranz am Lieferumfang Rohbau Vorgehen Überlagerung Bauteilstand und Bolzenwolke Abgleich und bei Bedarf Korrektur an Festleger, E- und B-Fahrzeug sowie Einzelteilen Nutzen Schnelle und Effiziente Identifikation und Korrektur von Abweichungen. Erhöhung der Rohbauqualität für folgende Entwicklungsschritte Qualität: Kosten: Zeit: Folie 17

Bedarf Korrektur an Festleger, E- und B-Fahrzeug sowie Einzelteilen Nutzen Schnelle und Effiziente Identifikation und

17 Anwendungsfeld Problempunktanalyse Beurteilung Exterieur (SLK) Aufgabe Analyse der Abweichungen von Exterieurteilen am Festlegungsfahrzeug (Stoßfänger vorn, Motorhaube, Kotflügel, A-Säule, Scheinwerfer) Vorgehen Identifikation der abweichenden Bauteile und der entsprechenden Ursachen durch Überlagerung mit Sollvorgaben aus dem DMU Nutzen Durch die schnelle Identifikation der verursachenden Bauteile konnte der Aufwand für die weitere Untersuchung stark eingeschränkt werden. Qualität: Kosten: Zeit: ~ Folie 18

Bauteile und der entsprechenden Ursachen durch Überlagerung mit Sollvorgaben aus dem DMU Nutzen Durch die schnelle

18 Zusammenfassung Folie 27

19 Zusammenfassung Ergebnis Der Mixed Mock-Up ist als Absicherungs- und Festlegungswerkzeug etabliert und wird operativ eingesetzt Die Mixed-Reality Software wird hinsichtlich neuer Anwendungsfelder kontinuierlich weiterentwickelt Das Anwendungsspektrum bei Mercedes-Benz Cars, Van und Trucks wächst stetig Mixed Mock-Up ist ein wichtiger Stellhebel zur Beherrschung der steigenden Produktkomplexität Ausblick Mixed Mock-Up wird konzernübergreifendes Standardwerkzeug in Entwicklung & Produktion Mixed Reality kann von den Anwendern eigenständig eingesetzt werden Umfangreiche Adressierung von Qualität/Kosten/Flexibilität/Zeit durch Mixed Reality Folie 28

ein wichtiger Stellhebel zur Beherrschung der steigenden Produktkomplexität Ausblick Mixed Mock-Up wird konzernübergreifendes Standardwerkzeug in Entwicklung &

20 Ansprechpartner Mercedes-Benz Cars: MixedReality-System und Software: Ralf Specht Tel: 0160/ Mail: Prozesse und Anwendungen: Oliver Geissel Tel: 0151/ Mail: Mercedes-Benz Vans: Dr. Lina Longhitano Tel: 0160/ Mail: Folie 29

com Prozesse und Anwendungen: Oliver Geissel Tel: 0151/58615536 Mail: Oliver.

21 Kontakt: Ralf Specht Virtual Reality Center Tel: Mail: Folie 30

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