Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Tablet-Computer

Wegbereiter für günstige Digital Mock-Ups

Die virtuelle Simulation stellt bei der Durchführung von Ein- und Ausbauuntersuchungen einen gängigen Bestandteil der Produktentstehung dar. Bisherige Ansätze erlauben allerdings keine kombinierte Nutzung digitaler Bauteile mit bereits existierenden physischen Bauteilen. Am Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK wird daher ein mobiler Augmented Reality Digital Mock-Up entwickelt, der unter anderem die Augmented Reality-Überblendung eines 3D-Modells über die Kamera-Aufnahmen eines handelsüblichen Tablet-Computers gestattet.

Bild: Fraunhofer IPK

Die Simulation mechanischer Vorgänge, als Basis für die Durchführung von Ein- und Ausbauuntersuchungen, Baubarkeits- oder Kollisionsprüfungen, ist ein gängiger Bestandteil der Produktentstehung. Die hierfür eingesetzten Methoden und IT-Konzepte werden unter dem Begriff Digital Mock-Up (DMU) zusammengefasst und können Kosten- sowie Zeiteinsparung beispielsweise durch die Reduzierung des Bedarfes an physischen Prototypen realisieren. Bisherige DMU-Ansätze ermöglichen allerdings nur Prüfungen im virtuellen Raum und erlauben keine kombinierte Nutzung digitaler Bauteile mit bereits existierenden physischen Bauteilen. Es fehlte bislang vor allem an kostengünstiger Hardware und geeigneten Visualisierungsmethoden. Ein Ansatz, um diesem Problem zu begegnen besteht darin, DMU-Methoden auf mobile Tablets zu übertragen und die Augmented Reality (AR) zur Visualisierung zu nutzen. Am Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) wird dazu ein mobiler Augmented Reality Digital Mock-Up (AR-DMU) entwickelt.

Herausforderung zwischen virtuellem und realem Raum

Die heutigen Märkte sind gekennzeichnet durch global agierende Unternehmensnetzwerke und einen stetig zunehmenden Wettbewerb zwischen den Akteuren. Wachsende Anforderungen seitens der Kunden aber auch vielfältige, je nach Zielmarkt unterschiedliche, gesetzliche Restriktionen verstärken diese Entwicklung. Um diese Situation zu beherrschen, beschäftigen sich Unternehmen seit langer Zeit mit der Implementierung organisatorischer und technischer Methoden im Produktentstehungsprozess. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Optimierung des Produktentwicklungsprozesses zu, da dieser ein maßgeblicher Kostentreiber ist. Eine Möglichkeit, diese Zielstellung zu erreichen, ist die virtuelle Simulation mechanischer Vorgänge als Basis für die Durchführung von Ein- und Ausbauuntersuchungen, Baubarkeits- oder Kollisionsprüfungen. Gerade in der Fertigung, etwa bei der Integration von flexiblen Bauteilen wie Kabel und Schläuche kann ein mobiler, hybrider DMU-Ansatz, der das Zuordnungsproblem zwischen den ständig wachsenden Mengen an virtuellen Daten und dem realen Produkt löst, dazu beitragen, Zeit- und Kosteneinsparung bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung zu realisieren.

Augmented Reality auf dem Tablet-Computer

Für die Realisierung eines hybriden Ansatzes, der eine Konvergenz zwischen virtuellem und realem Raum herstellt, werden kostengünstige und performante Hardware sowie geeigneten Visualisierungsmethoden benötigt. Mit der rasanten Verbreitung und fortschreitenden Entwicklung von leistungsfähigen Tablet-Computern, beispielsweise iPads odermobile Rechner mit Android-Betriebssystem, ist die Hardware-Problematik jedoch weitestgehend gelöst. Dem allgemeinen Trend folgend werden Tablet-Computer schon heute für die mobile Produktentwicklung und das Produktdatenmanagement genutzt.

Durch die Integration mit IT-Lösungen für das Product Lifecycle Management (PLM) lässt sich die Betrachtung und Interaktion mit komplexen Bauteilen und Maschinenkomponenten auf Tablet-Computern mittels einfacher Fingergesten durchführen. Mit der fortschreitenden technologischen Entwicklung auf dem Tablet-Computer-Markt ging auch die Verbreitung der neuartigen Visualisierungsmethode Augmented Reality (AR) einher. Mit AR, auch erweiterte Realität genannt, wird eine computergestützte Wahrnehmung bezeichnet, bei der die reale und virtuelle Welt verschmelzen. Über die betrachtete Welt werden in Echtzeit beliebige visuelle Elemente wie Grafiken oder Textinformationen übergeblendet.

Der Ansatz des Fraunhofer IPK besteht darin, DMU-Methoden auf mobile Tablets zu übertragen und die Augmented Reality (AR) zur Visualisierung zu nutzen. Aus der Kombination dieser Technologien und Methoden ergeben sich neue Anwendungsfälle und bisher ungenutzte Optimierungspotenziale für die Fertigung.

Mobile Bauraumuntersuchung auf dem Tablet-Computer am Beispiel einer Lichtmaschine – neue Technologien gestatten die anschauliche Kombination von vor Ort ermittelten Daten mit den Ergebnissen von Simulationsberechnungen.
Bild: Fraunhofer IPK

Prototyp für die digitale Realitätserweiterung

Zur weiteren Erforschung und Quantifizierung von Optimierungspotenzialen wird im Rahmen mehrerer Abschlussarbeiten des Instituts ein AR-DMU Prototyp kontinuierlich weiter entwickelt. Als Anwendungsszenario dient ein Kraftfahrzeug, welches ohne spezielle Marker für die visuelle Erfassung nur anhand eines Abgleichs des vorhandenen CAD-Modells und des Kamerabildes erkannt wird. Die Überblendung des Kraftfahrzeugs mit CAD-Elementen kann individuell konfiguriert werden. Darüber hinaus wird eine gestenbasierte Interaktion, als Grundlage für einen bidirektionalen Feedbackkanal zwischen Fertigung und Produktentwicklung, mit den CAD-Elementen realisiert. Die Applikation ist dabei auf handelsüblichen Android Tablets mit aktuellem Chipsatz lauffähig und kann mit der vorhandenen PLM IT-Lösung integriert werden.

Mobiler DMU-Einsatz – Potenzial und Anwendungen

Potenziale zur Optimierung des Fertigungsprozess durch den Einsatz eines mobilen DMU entstehen überall dort, wo räumliche Aspekte im aktuellen Arbeitskontext untersucht werden müssen. Zu den möglichen Einsatzbereichen zählen beispielsweise Ad-hoc-Absicherungen von Ein- und Ausbauprozessen im Bereich Maintenance, Repair & Overhaul oder der kundenindividuellen Massenproduktion, die Qualitätssicherung durch Soll-Ist Vergleiche beispielsweise für flexible Bauteile, die schnelle Identifikation von Problempunkten zwischen virtuellen und realen Bauteilständen sowie deren Rückverfolgung in den IT-Systemen der Produktentwicklung. Aber auch gänzlich neue Anwendungsfälle für diese Technologie sind denkbar, etwa im Umfeld von Open Innovation und Co-Creation.


Das könnte Sie auch interessieren:

Recalo aus Laatzen ist auf Dienstleistungen im Bereich Asset- und Ladungsträger-Management spezialisiert. Vor allem beim Pooling von Mehrwegladungsträgern richtet sich der Anbieter mit einem sehr individualisierbaren Angebot an Fertigungsunternehmen.‣ weiterlesen

Lieferkettenschwierigkeiten verursachen rund 20 Prozent der Kosten von Fertigungsunternehmen, errechnen Fachleute. Robotergestützte Prozessautomatisierung kann viele der Stolpersteine aus dem Weg räumen, die zu diesen Ausgaben führen. Denn sie machen keine Fehler, halten sich an Regeln und arbeiten pausenlos - im Büro, Lieferantenmanagement und bei der Prozessoptimierung.‣ weiterlesen

Stimmen die Artikeldaten? Sind die Stammdaten genau und rechtskonform? Diese Fragen entscheiden über die Qualität fundamentaler Datenquellen. Wenn sich Fehler in die Stammdaten eingeschlichen haben, wirken sie womöglich quer durch alle Datenbanken und Prozesse hindurch. Diese und weitere Stolpersteine fasst folgende Checkliste zusammen.‣ weiterlesen

Viele neue Produkte und Geschäftsmodelle erfahren heutzutage Geburtshilfe durch Simulation. Mit digitalen Zwillingen verschmelzen Grenzen zwischen simulierten und realen Produktwelten. Entwicklung und Fertigung lassen sich so deutlich effizienter organisieren.‣ weiterlesen

Nach ersten Schätzungen geht das Ifo-Institut von einer Stagnation der Wirtschaftsleistung im ersten Quartal aus. Erst im zweiten Quartal gehen die Experten wieder von einem Zuwachs aus.‣ weiterlesen

Die Forschungspartner Technische Hochschule Deggendorf und die Technische Universität München sowie den beiden Unternehmen Schindler & Schill (EasyLogix) und Systema haben das BMWi-ZIM-Projekt MobiCM erfolgreich abgeschlossen. Ziel war die Entwicklung eines Systems zur Zustandsüberwachung von Produktionsmaschinen.‣ weiterlesen

Die Engineering-Plattform DesignSpark von RS Components hat die Marke von einer Million Mitglieder geknackt. Seit seiner Einführung 2010 unterstützt die Plattform Ingenieure, Techniker und Studierende mit einer Vielzahl an technischen Tools und Ressourcen.‣ weiterlesen

Die Normungsorganisationen DIN und VDE DKE haben eine Kooperationsvereinbarung mit 'Enterprise Singapore' getroffen. Die Zusammenarbeit soll unter anderem die Bereiche Industrie 4.0 sowie künstliche Intelligenz umfassen.‣ weiterlesen

Als globale Krise ist die Corona-Pandemie eine besondere Herausforderung für die Automobilindustrie. Der Absatz neuer PKW ging weltweit um 23 Prozent, in Europa sogar um 27 Prozent zurück. VDA-Geschäftsführer Dr. Kurt-Christian Scheel erläutert, wie sich die Branche gegen die Krise stemmt und dabei ihre Flexibilität unter Beweis stellt.‣ weiterlesen

Pandemien gehören im aktuellen Allianz-Risiko-Barometer zu den größten Bedrohungen für Unternehmen. Die damit einhergehenden Sorgen haben sogar den Klimawandel verdrängt, der in der aktuellen Erhebung den 9. Platz belegt.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige