Hochschule für Technik Stuttgart. 11. Vermessungsingenieurtag. am in Stuttgart

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1 Hochschule für Technik Stuttgart 11. Vermessungsingenieurtag am in Stuttgart Digitalisierung von Fertigungslinien Grundlage für Industrie 4.0

2 Die Hemminger Unternehmensgruppe Seit 50 Jahren innovativer Dienstleister mit über 200 Mitarbeitern Eine große Bandbreite an Leistungen Consulting Berlin Bad Liebenwerda Cottbus Lauchhammer Facility Management 3D-Laserscanning / Virtuelle Fabrik Leipzig IndoorMapping, IndoorNavigation Industrielle Meßtechnik Informationssysteme Karlsruhe Esslingen Netzdokumentation Planung / Projektierung Augsburg Öffentlich bestellter Sachverständiger Vermessung 2

3 Technologietrends Verbindung der realen und virtuellen Welt Allgegenwärtige Informationstechnologie Internet der Dinge 3-D- Druck Allgegenwärtige Intelligenz Fortschrittliche Datenanalyse Kontext reiche Systeme Intelligente Maschinen Neue IT Realität Verteilte Datenhaltung Software bestimmt Infrastruktur Anwendung en im Internet Sicherheitstechnik Quelle: Gartner informationmanagement.com

4 Herausforderung: Veränderungen in der Arbeitswelt Bildquelle: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, (2012).

5 Digitale Fabrik Definition nach VDI 4499 [ ] ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen und Methoden unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung. Ihr Zweck ist die ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und laufende Verbesserung aller wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen in Verbindung mit dem Produkt.

6 Digitale Fabrik Bestand alte as-planned Bestandsdaten 2D/3D schwer bewertbare Datenzuverlässigkeit aufgrund Veränderungszyklen unterschiedliche Gütegrade der Datenbasis je nach Lieferant trotz existierender Richtlinien -> unzuverlässige Basis für Planungsszenarien

7 Digitale Fabrik Neubau aktuelle as-planned Bestandsdaten 2D/3D fächerförmige Subunternehmerstruktur unterschiedliche Gütegrade der as-built Dokumentation je nach Lieferant -> unzuverlässige Basis für den Betrieb

8 Digitalisierung von Fertigungslinien; Ergebnisdefinition klare Richtlinien für alle Gewerke Detaillierungsgrade definieren die Aufnahmetechniken Definition der Genauigkeitsanforderungen

9 3D-Bestandserfassung und Modellierung 3D Laser-Scanning Einsatz middleware Modellierung Architektur Modellierung TGA /Prozesstechnik QS / Kollisionskontrolle Sehr hochauflösend Komplett entkoppelt vom restlichen Workflow Unterschiedliche Datenformate je nach Scanner Applikationen wie z.b. TruView Proprietäre Lösung wie z.b. Cyclone, Jetstream Cloudworx Erzeugen der Architektur z.b. in Speedikon, Revit, Attributierung im Zuge der Auswertung Erzeugen der TGA und Prozesstechnik spartenbezogen mit verschiedenen CAD-Systemen wie z.b. TriCAD strukturelle und inhaltliche Qualitätskontrolle Kollisionskontrolle 9

10 3D-Erfassung; jedes Detail zählt UAV (Multicopter) Tachymeter/GPS Trolley / Indoor Mapping 3D-Laserscanning Einsatz der passenden Technologie entsprechend Ihrer Bedürfnisse! 10

11 3D-Erfassung; jedes Detail zählt Vorteile: Hohe Messgeschwindigkeit bis zu Aufnahmepunkte pro Sekunde Hohe Reichweiten und Genauigkeit über den gesamten Entfernungsbereich von 0.4 bis 270 Meter (Radius) Interne Kamera 4 Megapixel pro Farbbild; 700 Megapixel für Panoramabilder Lückenlose Erfassung im sehr großen Sichtfeld von 360 X 270 Leica ScanStation P30/P40 Erfassung großmasstäblicher Objekte durch Verknüpfung vieler Standpunkte in sehr hohem Detaillierungsgrad Direkte Schnittstelle zu allen gängigen CAD-Systemen Der Anwender muss nicht im Vorfeld die benötigten Geometrien definieren sondern kann der gemessenen Punktwolke alle Maße direkt entnehmen. Rohdaten werden in absoluten Koordinaten in einer Datenbank gespeichert, so dass eine Nachmodellierung weiterer Details möglich ist 11

12 Bereitstellung der Messergebnisse als kostenlose Browserlösung ( TruView ) Features: Intuitives betrachten von Punktwolken Panorama-Ansicht der Punktwolke vom Standpunkt des Scanners während der Aufnahme Beliebiges Drehen und Verschieben der Ansicht Anzeige von 3D Koordinaten Abgreifen von Maßen Markieren von Sachverhalten Die Punktwolke ist mit den Farbinformationen der hochauflösenden Bilder aufgewertet photorealistischer Eindruck der Umgebung 12

13 Wahl der Auswertetiefe jederzeit veränderbar ohne Nachmessung Darstellung als Punktwolke- im kostenlosen Viewer => Leica TruView, Leica TruView Global - Grundlage für alle weiteren as-built -Dokumentationen Ausgabe als Orthophoto - Daten werden entzerrt und verebnet mögliches Ergebnis: Fassadenansicht / Grundrisse Modellierung von Detailgeometrien oder gesamten Zusammenhängen als Volumenkörper 13

14 Mediale Aufarbeitung Erstellen von Filmen aus der Punktwolke Einfache Möglichkeit zur Darstellung der Gesamtsituation Darstellung der gesamt-topographischen Zusammenhänge Veranschaulichung von Objekten ohne Überfrachtung durch Gesamtdatenbank 14

15 3D-Erfassung; jedes Detail zählt 6 hochauflösende Systemkameras (96 Megapixel) Touch Screen: einfach Aufnehmen drücken und Kartierung starten 3 hochauflösende Laser (Laserklasse 1) Scanner mit 30m Radius Leichtes und stabiles Chassis für schnellere Kartierung 15

16 3D-Erfassung; jedes Detail zählt Bestandserfassung mit dem Trolley Virtuell begehbares Gebäude IndoorViewer 3D-Scan Wifi-Signale, Magnetfeld 16

17 Virtual Navigator Automatische Umsetzung von punktbezogenen Raumdaten in eine erlebbare virtuelle Welt - unabhängig von der Größe Werkzeug zur: virtuellen Darstellung der Realität Bewertung von raumbezogenen Sachverhalten durch Simulation der Realität Immersiven und virtuellen Betrachtung Funktionalitäten: Markieren und Messen von Raumgeometrie Markieren von linien und flächenhaften Bereichen (redlining) Objektübergabe an MicroStation, AutoCAD lagerichtiger Import von CAD Modellen Übergang von Punkten zur Geometrie 17

18 Nutzung im Facility Management Visuelle Informationen Scan-Daten Grundrisse Schnitte und Ansichten 3D-Modelle Flucht- und Rettungspläne Flächenermittlung z.b. nach gif oder DIN Einrichtungslayout 18

19 Scandaten Einsatz von middleware integrativer Einsatz Speedikon M TRICAD Benley Microstation TruView TRICAD Bentley CloudWorx 3D-Modellierung

20 3D-Modellierung Architektur, TGA und Prozess 20

21 Digitale Planungsmethoden 21

22 Industrie 4.0 und Cyber-physische Systeme Interaktion in der Smart Factory und Vernetzung mit ihrem Umfeld Entwicklung und Prozess Collaborative Interaction Flexible Zuordnung Produktionsumfeld Energie/ Mensch Arbeitsumfeld Umwelt Erkennung und Interaktion Reales Umfeld Logistik Informationen in Echtzeit Maschine Produkt Server Computer physisch cyber Sensor/ Actor Verbindung reale und virtuelle Produktion Social Machines Global Factories Augmented Operators Smart Products Virtual Production Lokale Kommunikation Middleware Kommunikation und Dienste Cloud/Service Grundlage der smarten Fabrik ist die flexible und durchgängige Vernetzung der Datenquellen auf Basis eines Dienstemodells. Hierdurch werden (teil-)autonome und selbstorganisierte Prozesse ermöglicht, die zu erhöhter Effizienz und Flexibilität führen. Quelle Abb.: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0, Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, (2012). 22

23 Christoph Wintrup Geschäftsführer Tel Mobile