Ein gebrauchstaugliches Augmented Reality-System für geometrische Analysen in der Produktentstehung

Augmented Reality beschreibt die Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung der Realität durch virtuelle Zusatzinformationen. Die Technologie kann in der Produktentstehung für die gemeinsame geometrische Analyse physischer und virtueller Modelle eingesetzt werden. Sie verspricht damit großes Potenzial für eine engere Verzahnung physischer und virtueller Entwicklungsaktivitäten. Trotzdem werden Augmented Reality-Systeme heute kaum produktiv in der Produktentstehung eingesetzt. Eine genauere Betrachtung der bekannten Anwendungen bestätigt die Potenziale von Augmented Reality für geometrische Analysen in Bezug auf Qualität, Kosten und Zeit der Produktentstehung. Für die Durchführung von Augmented Reality-Analysen sind in der Literatur verschiedene Systemlösungen beschrieben, welche sich hauptsächlich durch die eingesetzten Komponenten zur Lagebestimmung unterscheiden. Die einzelnen Augmented Reality-Systemkomponenten scheinen für sich betrachtet zwar technisch weitestgehend ausgereift, die Systeme bieten allerdings selten einen für den Anwender durchgängigen Gesamtprozess. Die Bedienung ist in der Regel sehr komplex und erfordert viel spezifisches Fachwissen. Um Augmented Reality für geometrische Analysen in der Produktentstehung umfassend nutzbar zu machen, wird die Gebrauchstauglichkeit in den Mittelpunkt der folgenden Systementwicklung gestellt. Auf Basis einer ausführlichen Beschreibung des Nutzungskontextes werden die grundlegenden Anforderungen an ein gebrauchstaugliches Augmented Reality-System formuliert. Die möglichen Systemkomponenten werden bezüglich dieser Anforderungen bewertet und ausgewählt, die zugehörigen Prozesse werden aus Benutzersicht ausgestaltet und im Sinne einer möglichst hohen Gebrauchstauglichkeit strukturiert. Mit diesem Wissen wird eine Benutzerführung entwickelt, welche den Anwender durch den gesamten Untersuchungsprozess führt. Die Gebrauchstauglichkeit des so entwickelten Augmented Reality-Systems wird schließlich im Rahmen einer Probandenstudie evaluiert

Daten- und termingesteuerte Entscheidungsmethodik der Fabrikplanung unter Berücksichtigung der Produktentstehung

Die Fabrikplanung ist heute mit diversen Trends und Herausforderungen konfrontiert, wie beispielsweise der Planung nachhaltiger Fabriken oder der Integration von Produkt und Fabrik. Hierzu leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag, virtuelle Methoden termingesteuert in einen Planungsprozess zu implementieren. Anhand einer generischen Vorgehensweise wird die Integration des Planungsprozesses in die Produktentstehung definiert, was durch zwei Industriebeispiele validiert wird

Methoden der Schweißverzugssimulation für die Anwendung in der Automobilindustrie

In diesem Artikel wird eine Übersicht über die Methoden zur numerischen Berechnung schweißbedingter Bauteilverzüge für industrielle Anwendungen gegeben. Zunächst werden die Anforderungen der Automobilindustrie an die benötigte Software dargestellt. Dabei wird zwischen der industriellen Forschung und der Entwicklung/Produktionsplanung differenziert. Es werden die verschiedenen zurzeit verfügbaren Ansätze zur numerischen Schweißsimulation vorgestellt und deren Möglichkeiten zur Erfüllung der dargestellten Bedürfnisse erläutert. Anhand eines aktuellen Bauteils aus der Automobilindustrie (B-Säule VW Golf) wird beispielhaft die Verzugsoptimierung mit Hilfe einer Berechnungsmethodik aufgezeigt, welche sich durch eine schnelle Modellerstellung, kurze Rechenzeiten und einfache Handhabung auszeichnet. Ein Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentell ermittelten Daten zeigt sehr gute Übereinstimmungen und verdeutlicht das immense Potential einer numerisch unterstützten Prozessoptimierung

Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews

Heutige industrielle Produktentstehungsprozesse basieren in weiten Teilen auf dem Einsatz digitaler Methoden, weshalb man oft von Virtuellen Produktentstehungsprozessen (VPE) spricht (Stark et al., 2011). In diesen Prozessen können häufig Elemente bekannter Vorgehensmodelle wie der VDI 2221 (VDI-2221, 1993) oder des V-Modells (Rausch, 2006; VDI-2206, 2003) wiedergefunden werden. Die im Rahmen der Produktentstehung getätigten Entwicklungsentscheidungen werden regelmäßig in sogenannten Design-Reviews geprüft und ggf. weiterentwickelt. Solche Design-Reviews sind typischerweise interdisziplinär z. B. mit Ingenieuren, Designern und Mitgliedern der Geschäftsführung besetzt (Fu & East, 1999). Sie dienen als Element der Qualitätskontrolle und können Ideengeber für konstruktive Lösungen und Entwicklungsimpulse sein. Dabei werden beispielsweise grundsätzliche Entscheidungen zur Auswahl von Varianten getroffen, die Gestaltung konstruktiver Details erörtert oder die Möglichkeit des Ein- und Ausbaus von Produktelementen im Servicefall getestet. Die Verwendung virtueller statt physischer Prototypen bietet dabei einen Zeit- und Kostenvorteil (Spur & Krause, 1997). In Teilbereichen des Produktentwicklungsprozesses, in denen Materialität eine wesentliche Rolle spielt, finden physische Modelle und Prototypen weiterhin Verwendung; zum Beispiel werden Tonmodelle nach wie vor im Fahrzeugdesign eingesetzt (Daimler-AG, 2008)

Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews

Heutige industrielle Produktentstehungsprozesse basieren in weiten Teilen auf dem Einsatz digitaler Methoden, weshalb man oft von Virtuellen Produktentstehungsprozessen (VPE) spricht (Stark et al., 2011). In diesen Prozessen können häufig Elemente bekannter Vorgehensmodelle wie der VDI 2221 (VDI-2221, 1993) oder des V-Modells (Rausch, 2006; VDI-2206, 2003) wiedergefunden werden. Die im Rahmen der Produktentstehung getätigten Entwicklungsentscheidungen werden regelmäßig in sogenannten Design-Reviews geprüft und ggf. weiterentwickelt. Solche Design-Reviews sind typischerweise interdisziplinär z. B. mit Ingenieuren, Designern und Mitgliedern der Geschäftsführung besetzt (Fu & East, 1999). Sie dienen als Element der Qualitätskontrolle und können Ideengeber für konstruktive Lösungen und Entwicklungsimpulse sein. Dabei werden beispielsweise grundsätzliche Entscheidungen zur Auswahl von Varianten getroffen, die Gestaltung konstruktiver Details erörtert oder die Möglichkeit des Ein- und Ausbaus von Produktelementen im Servicefall getestet. Die Verwendung virtueller statt physischer Prototypen bietet dabei einen Zeit- und Kostenvorteil (Spur & Krause, 1997). In Teilbereichen des Produktentwicklungsprozesses, in denen Materialität eine wesentliche Rolle spielt, finden physische Modelle und Prototypen weiterhin Verwendung; zum Beispiel werden Tonmodelle nach wie vor im Fahrzeugdesign eingesetzt (Daimler-AG, 2008)

Daten- und termingesteuerte Entscheidungsmethodik der Fabrikplanung unter Berücksichtigung der Produktentstehung

Die Fabrikplanung ist heute mit diversen Trends und Herausforderungen konfrontiert, wie beispielsweise der Planung nachhaltiger Fabriken oder der Integration von Produkt und Fabrik. Hierzu leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag, virtuelle Methoden termingesteuert in einen Planungsprozess zu implementieren. Anhand einer generischen Vorgehensweise wird die Integration des Planungsprozesses in die Produktentstehung definiert, was durch zwei Industriebeispiele validiert wird

Akzeptanzanalyse zum Einsatz von Hybriden Prototypen und Extended Reality in der Produktentstehung

Anhand einer Befragung zu virtuellen und hybriden Prototypen, einem multimodalen Lösungsansatz zur Beurteilung von virtuellen Prototypen (Buchholz 2017), werden Erwartungshaltungen, Erfahrungswerte und Prioritäten von Experten in der Produktentwicklung dargestellt und analysiert. Die qualitative Expertenbefragung spiegelt ein aktuelles Meinungsbild der deutschen Industrie zur Verwendung solcher Prototypen wieder und eröffnet eine detaillierte Sicht auf Hürden, die es bei der Entwicklung und Planung zu bewältigen gilt, um die Hemmschwellen für den Einsatz mindern zu können. Im Zuge des Verbundprojekts „RobVRAR - Funktionale virtuelle Prüfsysteme für die roboterbasierte Qualitätsprüfung“ ist in Zusammenarbeit mit der Firma Battenberg ROBOTIC GmbH & Co. KG ein Heckklappen-Demonstrator gebaut worden, der sich als repräsentatives Beispiel eignet. Die Expertenbefragung enthält allgemeine Fragen zu hybriden Prototypen und Fragen, die sich konkret mit dem Heckklappen-Demonstrator befassen