PLM-Produkte an der TU-Wien

PLM-Produkte an der TU-Wien IBM PLM Forum 07. Sept. 2006 Dr. Manfred Grafinger

Inhalt: Historische Entwicklung des CAD-Einsatzes Einsatz unterschiedlicher Systeme in der Lehre Anwendung von CATIA in der Ausbildung Anwendung von CATIA in der Forschung Ausgewähltes Projekt des Forschungsber. Biomechanik Bestrebungen für den zukünftigen Ausbau PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 2

Historische Entwicklung des CAD-Einsatzes in der Lehre 1986 Erste Ausstattung mit zwei 3D Arbeitsplätzen Prime/DDM/Solid auf DEC/µVAX mit 9 MB Hauptspeicher!!! 1990 Erweiterung des VAX-Clusters auf fünf BRAVO3 Arbeitsplätze. 1997 Einrichtung eines Lehrsaales mit 30 2D Arbeitsplätzen CoCreate ME10. 1 HP-UX Server betreut vom ZID, ME10 über X-Windows auf X-Terminals. VT: Für die Fakultät MB absolut wartungsfreier Betrieb. 1997 Testinstallation des CoCreate SolidDesigner auf dem Server, Betrieb von zehn 3D-Lizenzen über X-Windows auf die X-Terms. 2000 Erweiterung der X-Terminals um einen weiteren Saal auf 60 2D-Plätze. 2000 Einrichtung eines 3D-Lehrsaals mit 17 HP-UX Workstations, weiterhin zentrale Wartung durch den ZID. Software SolidDesigner und CATIA V5R6. 2006 Einrichtung eines zweiten 3D-Lehrsaals mit 19 Windows Workstations mit CoCreate OneSpaceDesigner und CATIA V5R16. Zur Zeit: 4 Lehrsäle mit 60 2D und 36 3D Arbeitsplätzen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 3

Warum der Einsatz verschiedener Systeme? ME10 bzw. One Space Drafting In der Grundausbildung Technisches Zeichnen ist noch immer 2D-CAD notwendig. Kaum Ressourcenbedarf, kein Wartungsaufwand. Betrieb nach wie vor übers Netz auf X-Terms. Schnelle Einarbeitung und viele gewachsene Makros für die Studenten vorhanden. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 4

Warum der Einsatz verschiedener Systeme? OneSpace Designer Modeling Für die Einführung in die 3D- Konstruktion, Studenten kennen bereits Funktionen des 2D-Skizzierers von ME10. Sehr intuitives Aufbauen der Modelle möglich. Grenzflächenmodellierer ist gedanklich ähnlich zur realen Bearbeitung. Studenten kommen sehr rasch zu Ergebnissen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 5

Warum der Einsatz verschiedener Systeme? CATIA V5 Einsatz in den höheren Konstruktionsübungen. Höherer Schulungsaufwand am parametrischen System, dafür aber weitreichende Änderungsmöglichkeiten. Tiefe Integration der Analyse- Tools. Für Studenten vor allem wichtig ist die FE-Analyse schon in der Entwurfsphase des Projekts. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 6

Warum der Einsatz verschiedener Systeme? Dynamisches modellieren versus historybased modellieren. Ein wichtiges Lehrziel ist das Verständnis für die zwei völlig unterschiedlichen Ansätze zum Aufbau von 3D Modellen mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 7

Anwendung von CATIA in der Ausbildung Übung CAD/CAE für MB und WI/MB Kennenlernen der Systematik zum Erstellen von 3D-Modellen an Hand einer einfachen Baugruppe. Unterschiede Grenzflächenmodell zum historybased Modell. Einführung in die Methode der Finite-Elemente-Analyse. Einführung in die kinematische Analyse mit dem DMU-Modul. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 8

Anwendung von CATIA in der Ausbildung Konstruktionsübungen VKM/KFZ-Bau und Maschinenelemente Durchgängige Berechnung und Konstruktion eines Projektes. 3D Baugruppen FE Berechnungen 2D Zeichnungsableitungen mit vollständiger Detaillierung. Normgerechte Zeichnungen sind aber nach wie vor problematisch. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 9

Anwendung von CATIA in der Forschung Diplomarbeit: Untersuchung des Bruchverhaltens von MTB-Rahmen im Vergleich mit FE-Analyse. Muskeltrainingsmaschine für Querschnittgelähmte mit FES (Funktionelle Elektrostimulation). Geometrieoptimierungen und Lagerkraftberechnungen an Schraubenverdichterrotoren. Aufbau eines 3D Muskel- und Skelettmodells aus Scan-Schichten des Magnetresonanztomographen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 10

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI Ziele des Projektes: Entwicklung einer brauchbaren Methode, um aus den vorliegenden Scan-Bildern eines Magnetresonanztomographen ein 3D- Modell zu erstellen. Bestimmung von verschiedenen Muskelund Skelettparametern (Muskelmasse, Längenverhältnisse ) eines Kindes im Vergleich zum Erwachsenen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 11

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI Aufbau der Scan-Schichten: 8-Jähriges Kind, 140 cm groß 3 Serien im Bereich der Beinextremitäten Schichtabstand 5 mm PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 12

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI 2D Auswertung mit ME10: Laden des TIFF-Image als Hintegrundbild. Erstellung der 2D Kontoursplines je Scan und Muskel bzw. Knochen. Export der Splines als IGES. Einbringen der Schichthöhe in das IGES-File mit eigens dafür programmiertem Konverter. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 13

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI 3D Wireframe Modell: Import der IGES-Files in CATIA. Analyse der Splines und Kopieren ins jeweilige Part der zugehörigen Muskelgruppe. Erstellung der Oberflächen zwischen den Splines der einzelnen Scan-Schichten. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 14

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI 3D Solid Modell: Schließen aller offenen Oberflächen. Umwandlung in ein Solid im Partdesigner CATIA V5. Zusammenfügen der Parts in Assembles einzelner Muskelgruppen und Knochen. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 15

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI Skelettmodell des rechten Beines: PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 16

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI Vollständiges 3D- Modell des rechten Beines: PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 17

Muskel- und Skelettmodell eines Kindes aus MRI Auswertung der Parameter: Z. Bsp. Momentenlänge der verschiedenen Muskelansätze an der Hüfte. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 18

Bestrebungen für den zukünftigen Ausbau Seit Februar 2006 eigener Forschungsbereich für Maschinenbauinformatik und virtuelle Produktentwicklung am Institut für Konstruktionswissenschaften. Zur Zeit Aufbau einer neuen Hard- und Software - Infrastruktur mit leistungsfähigen 3D-Workstations und Datenbankservern an diesem Forschungsbereich. Verstärktes Engagement im Bereich PDM / PLM. Dieses Segment wurde in den letzten Jahren vernachlässigt. Hauptaugenmerk des Institutes war bisher im konstruktiven CAD/CAE Bereich. PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 19

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Dr.-techn. Manfred Grafinger Inst. für Konstruktionswissenschaften Abt. Maschinenbauinformatik und virtuelle Produktentwicklung Getreidemarkt 9 / 307-5 A-1060 WIEN Tel. +43 1 / 58801 30723 Email: m.grafinger@tuwien.ac.at PLM-Produkte an der TU-Wien, Dr. Manfred Grafinger 07.09.2006 Seite 20