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Virtuelle Techniken in der Luftfahrt: VDC-Whitepaper

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Virtuelle Techniken in der Luftfahrt:
Virtual Prototyping Flugzeug
Virtual Prototyping Fertigung
Training
Produktion
Marketing

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Virtuelle Techniken in der Luftfahrt: VDC-Whitepaper

  1. 1. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Analyse Einsatz Virtueller Techniken in der Luftfahrt Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr. 13 70736 Fellbach www.vdc-fellbach.de Bild: ESI
  2. 2. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtuelle Techniken in der Luftfahrt 2 Virtual Prototyping Flugzeug Virtual Prototyping Fertigung Training Marketing  Fabrikplanung: Zielfestlegung o -  Grundlagenermittlung o Bestandsaufnahme  Fabrik-Konzeptplanung o Architektur, Mediensysteme o Generalbebauung o Layoutplanung o Materialfluss, Logistik  Fabrik-Detailplanung o Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit o Automatisierungstechnik o DMU Integration o Fertigungsverfahren o Fördertechnik o Montageplanung  Realisierungsvorbereitung o -  Realisierungsüberwachung o Überwachung, Überprüfung  Hochlaufbetreuung o Inbetriebnahme Hochlauf o Inbetriebnahme Training  Projektabschluss o Wissensmanagement  Absicherung Design o Formfindung, Gestaltung o Haptik  Funktionale Absicherung o Virtual Mock-Up o Funktionstauglichkeit Produkt • Strukturmechanik, Ermüdung, Crash • Strömungsmechanik • … • Flugsimulation • Ergonomie,Usability, MMI Design • Assistenzsysteme o Abnahme: • Virtuelle Zertifizierung o Service: • Dokumentation • Reparierbarkeit, Wartbarkeit o Herstellbarkeit • Fertigbarkeit • Montierbarkeit • Baubarkeit • Prozess-Ergonomie  Training Produktion  Training Benutzung  Training Wartung und Reparatur  Marktforschung und Umweltanalyse o Wettbewerbsanalyse o Kundenanalyse  Zielformulierung o Unterstützung verschiedener Zielindikatoren durch Virtuelle Techniken  Strategiefestlegung o Virtuelle Techniken in der Produktentwicklung o Kundenintegration mit Virtuellen Techniken  Marketing-Mix o Variantenentwicklung o Virtuelle Techniken für Print, Web, Point-of-Sales, Digital Signage in der Kommunikation o Virtual Sell-In, Virtual training und Virtual Store in der Distribution  Marketing-Kontrolle o Virtual Store/Test/Training zur Überprüfung der Zielerreichung Produktion  Assistenzsysteme  Qualitätssicherung und Dokumentation
  3. 3. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Ethiopian Airlines Designstudie in 3D Bild: Uni Groningen Designreview in einer 4-Seiten-CAVE (Projektionsraum) Designstudie Flugzeugkabine Virtual Prototyping Flugzeug: Absicherung Design Formfindung, Gestaltung  Design: Gestaltung von Gegenständen aller Art nach Kriterien von Funktionalität (z.B. Ergonomie) und Ästhetik [nach http://www.designlexikon.net]  Designklassen [nach P. Gorb]: o Produkt (z.B. Industriedesign, Verpackungsdesign, Service Design) o Information (z.B. Grafik-Design, Branding, Mediendesign, Webdesign) o Umgebung (z.B. Retail-Design, Ausstellungsdesign, Innenarchitektur) Bild: Airbus 3 VP Flugzeug
  4. 4. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Fraunhofer IPK Bild: Immersion Klappen-Simulator: Programmierung Kraft- Weg-Verhalten Programmierbarer Drehregler Bedienschnittstelle Virtual Prototyping Flugzeug: Absicherung Design Haptik  Qualitätsanmutung durch Haptik  Anforderung: „blinde“ Bedienung (-> Blickabwendung)  zentral: o haptische Rückmeldung während Betätigung und o Gewinnung ergonomisch verwertbarer Daten zum Design von Betätigungshaptik  haptisch freie programmierbare Schnittstellen erhältlich  dort Drehknöpfe per Stecksystem auswechselbar  Test des Einflusses von Knopf-Größe, -Gewicht, -Form und -Materialität auf das jeweilige Bedienverhalten 4 Bilder: Immersion VP Flugzeug
  5. 5. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtual Mock-Up-Modell für VR Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Virtual Mock-Up  digitales Gesamtmodell des Flugzeugs  Berücksichtigung aller Planungsgewerke MCA(major component assembly), Innenausbau Elektrik, Hydraulik, …  Kollisionsuntersuchungen  Doppelbelegung von Bauraum  interaktive Untersuchung flexibler Bauteile (Kabel, Schläuche) möglich  Mindestabstände  Grundlage für Baubarkeitsuntersuchungen (Ein-Ausbau-Untersuchungen) Bild: Embraer Bild: ESI Bild: ESI Interaktive Untersuchung flexibler Bauteile (Kabel, Schläuche) vor einer VR-Powerwall Interaktive Schnittebenen-Führung zur Untersuchung der Bauräume 5 VP Flugzeug
  6. 6. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtuelle Vogelschlag- Untersuchung Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Funktionstauglichkeit – Strukturmechanik  VR-Anwendungen: häufig Weiterverarbeitung (Post Processing) von Daten aus der physikalischen Simulation, etwa Computational Fluid Dynamics (CFD) oder Finite-Elemente-Analyse (FEM) o Steifigkeit o Stoßbelastungen o Schwingungen o Crash o …  starker Einsatz von Interaktionsmetaphern  Unterstützung lokales oder verteiltes kooperatives Arbeiten mit VR  Augmented Reality (AR) für Vergleiche Modell – Versuch Bild: CEI Bild: Lauer & Weiss Bild: ITV Denkendorf Festigkeitssimulation von Schraubverbindungen Simulation einer biaxialen Zugbelastung eines Gewebes: für den Einsatz von Verbundwerkstoffen 6 VP Flugzeug
  7. 7. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: CEI Simulation des Ansaugens von Schmutzpartikeln beim Start der Triebwerke Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Funktionstauglichkeit – Strömungsmechanik:  Post Processing von Simulationsdaten aus der Strömungsmechanik: o Außenumströmung, Aerodynamik, Auftrieb und Widerstand o Wärmetauscher, Simulation des Kühlmoduls o Elektromagnetische Felder, Hydraulik, Emissionsausbreitung o Klima, Klimageräte und Luftführungen Fahrzeug-Innenraum: HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) o Thermisches Design, Thermoanalyse, Defrost Aerodynamik- Untersuchung am virtuellen Prototypen HAVAC- und Atmungssimulation mit Avatar 7 Bild: xx Bild: CEI Bild: CEI VP Flugzeug
  8. 8. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Barco Bild: Lufthansa moderner Flugsimulator bei der Lufthansa Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Funktionstauglichkeit – Flugsimulation:  Flugverhalten  gefahrlose Offline-Erprobung neuer Assistenzsysteme  Test neuartiger Mensch-Maschine-Schnittstellen  Verhaltensforschung  Head-up-Display-Entwicklung  Design Informationsschnittstelle  Design Reviews  Akustik / NVH  … Bild: British Aerospace VECTA Flight Simulator (Ende 1980er Jahre) 8 Innenansicht Flugsimulator VP Flugzeug
  9. 9. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion ESIs Virtual Seat Solution: Evaluation Sitzkomfort, Bewertung Bein- und Bewegungsfreiheit, Absorption von Vibrationen Virtuelle Absicherung der Display-Sichtbarkeit Virtuelle Absicherung der manuellen Erreichbarkeit aller Bedienelemente Bild: ESI Bild: ESI Bild: Optis Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Funktionstauglichkeit – Ergonomie & Usability  Frühe Überprüfung der Erreich- und Sichtbarkeit von Bedienelementen  Absicherung Sichtbarkeit sicherheitsrelevanter Bedien- und Display-Elemente, Arbeitsschutz / Arbeitssicherheit  Virtuelle Prüfung des Komforts  Betrachtung der ergonomischen Aspekte für Altersklassen, Perzentile, Somatotypen (Absicherung Produktfunktionalität für großen Bevölkerungsteil)  Betrachtung des Menschen als physische Einflussgröße 9 VP Flugzeug
  10. 10. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtuelle Absicherung der Erreichbarkeit und der Bedienbarkeit mit haptischem InterfaceBild: Optis Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Funktionstauglichkeit – Ergonomie & Usability 10 VP Flugzeug
  11. 11. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion virtuelle Vorzertifizierung von Flugzeugsitzen mit der Virtual Seat Solution (auch EuroNCA, JNCAP) Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Bild: CEI Bild: DLR Virtueller Crashtest mit 3D-Dummy 11 Bild: ESI Virtuelle Zertifizierung  Ziel: Abnahme des Aspekte des Flugzeugs ohne physischen Prototyp  Luftfahrt: o virtuelle Vorzertifizierung von Flugzeugsitzen (nach EuroNCA, JNCAP, ChinaNCAP) o numerische Experimente und Analyse schon länger Bestandteil von Zulassungsprozessen o für Aufprall-Simulationen (des Flugzeugs oder Vogelschlag) o Nachstellen von realistischen Umwelt- bedingungen, die im Labor schwer nachzustellen sind (Vibration, Temperatur, Höhe, Umströmungsgeschwindigkeit, realer Lastfall Flügel) Bild: DLR Wasseraufprall (ditching) eines Verkehrsflugzeuges VP Flugzeug
  12. 12. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: ESI Bild: Virtalis Virtuelle Überprüfung Wartbarkeit in direkter Interaktion Ein-Ausbau-Untersuchung mit Haptik (Positionsvorgabe und Force-Feedback über mechanisches Gelenkarmsystem) Bild: ESI Virtuelle Überprüfung Wartbarkeit mit Avatar Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Service – Wartbarkeit, Reparierbarkeit:  Service Engineering: Überprüfung Zugänglichkeit visuell und manuell  Überprüfung Zugänglichkeit Baugruppen, Verbindungselemente, Schmierstellen, etc. - visuell, - mit Händen und - Werkzeug  alle Varianten untersuchbar  alle Perspektiven und Positionen berücksichtigbar 12 VP Flugzeug
  13. 13. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Fraunhofer IPA Simulation industrieller Bauteilereinigung Bild: Visenso Simulation eines Gieß-Prozesses Bild: Visenso Vergleichende Darstellung verschieden eingestellter Fräsvorgänge Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Herstellbarkeit - Fertigbarkeit:  Auslegung von Fertigungsverfahren: vielfach eine komplexe räumliche Aufgabenstellung  VR-Anwendungen: Post Processing von Daten aus der CFD oder FEM  simulative Auslegung von Fertigungsverfahren  Analyse alternativer Fertigungsprozess- Konfigurationen 13 VP Flugzeug
  14. 14. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Montage-Prüfung mit 2-Hand-Interaktion VR Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Herstellbarkeit - Baubarkeit und Montierbarkeit:  Virtuelle Umgebungen mit Kollisionserkennung und Abgleitsimulation finden Einsatz bei der Untersuchung von Montage und Demontage  dazu wird die Position und Orientierung eines ein-/aus-zubauenden Bauteils mit einem räumlichen Eingabesystem vorgegeben  Überprüfung Montagehilfen  auch Einsatz von Geometrie-Prototyp (etwa aus 3D-Druck), der an 1 oder 2 haptische Endgeräte (Force Feedback) eingehängt ist  Kollisionsausgabe akustisch, graphisch oder haptisch Bild: Optis Bild: ESI Bild: xxx Subjektive Beurteilung der Baubarkeit durch interaktive Navigation durch das Modell Virtuelle Untersuchung des Einsatzes von Hebezeugen 14 Bild: ESI VP Flugzeug
  15. 15. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Bharathiar University Bild: Optis Bild: ESI Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung Herstellbarkeit - Prozess-Ergonomie (Produkt-immanent):  Komfort- und Erreichbarkeitsanalysen  Sichtbarkeitsanalysen  Kollisionsüberprüfungen  Realitätsnahe Bewegungssimulation  Menschmodelle aus Anthropometrie- Datenbank zur statistischen Körperformdimensionierung  Powerwall mit Flysticks [aber: Akkommodationskonflikt]  Einsatz von Head Mounted Displays Ergonomie- Untersuchungen über direkte Interaktion in VR 15 Ergonomie- Untersuchung mit 3D-Menschmodell Überprüfung der Montage-Ergonomie mit Avatar, der über einen realen Nutzer mittels Motion Capturing gesteuert wird VP Flugzeug
  16. 16. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion  Phase 4 – Detailplanung o Arbeitsschutz / Arbeitssicherheit o Automatisierungstechnik o DMU-Integration o Fertigungsverfahren o Fördertechnik o Montageplanung  Phase 5 – Realisierungsvorbereitung  Phase 6 – Realisierungsüberwachung  Phase 7 – Hochlaufbetreuung o Inbetriebnahme: Hochlauf o Inbetriebnahme: Training  Phase 8 – Projektabschluss o Wissensmanagement Virtual Prototyping Fertigung: Übersicht Fabrikplanung:  Projektarten: o Neuplanung einer Fabrik o Erweiterung o Reorganisation einer bereits existierenden Fabrik  Phase 1 – Zielfestlegung  Phase 2 – Grundlagenermittlung o Bestandaufnahme  Phase 3 – Konzeptplanung o Architektur/Mediensysteme o Generalbebauung o Layoutplanung o Materialfluss/Logistik 16 VP Fertigung
  17. 17. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtual Prototyping Fertigung: Grundlagenermittlung  Bestandsaufnahme: Informations- beschaffung und -auswertung als Grundlage für folgende Planungen  Erstellung Mengengerüst für spätere Ablaufsimulation  bei Umplanung (Brown-Field-Projekte): Dokumentation und Validierung aktueller Realisierungsstand (CAD-Pläne, 3D-Dokumentationen usw.) und Soll-Ist Abgleich zur Validierung  simulative Machbarkeitsstudien für geeignete Fertigungsverfahren 17 Bild: Scantec 3D Laser-Scan einer kompletten Anlage Bild: Visenso Fließpressen: Simulation Bild: Scantec 3D Mischdatenverarbeitung Laserscan (grau) und CAD (farbig) zur Vermeidung doppelter Bauraum- belegung VP Fertigung
  18. 18. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtual Prototyping Fertigung: Konzeptplanung  Generalbebauung: 3D-Variantenvisualisierung von Generalbebauung und Fabrikgebäude  Planung Gebäudeinfrastruktur  Layoutplanung: Dimensionierung und Strukturierung von Flächen und Lagern (Groblayout) in 2D/3D mit interaktivem Planungstisch: 2D-Layout auf Tischoberfläche, 3D an der Wand, interaktive Klötzchen zum Platzieren von Objekten (Maschinen, etc.) auf Tisch  Absicherung durch Materialfluss- und Logistiksimulation  Virtual Walkthrough durch Fabrik Bild: xxxxxxx Bild: xxx Bild: xxx Entscheidungspunkte bei einem Flugzeugbauer: Dock- vs. Fließfertigung, Transportsystem, Arbeitsbühnen 18 Bild: Fh-PA Visualisierung Generalbebauung Daimler Rastatt Bild: VDC Sitzung zur Layoutplanung am Fabrikplanungstisch Bild: Fh-IPA VP Fertigung
  19. 19. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Ermittlung Vorgabezeiten durch Bearbeitung einer VR-Szene (Montage Motor); Einträge erscheinen automatisch in der linken Tabelle) Simulation Fließpressen Virtuelle Arbeitsplatzplanung mit: visTABLE® Virtual Prototyping Fertigung: Detailplanung  Planung Förder-, Montage-, Automatisierungstechnik im Hinblick auf Effizienz, Sicherheit und Ergonomie  virtuelle Inbetriebnahme geometrisch-logischer Modelle  Verfahrensabsicherung durch Fertigungssimulation  manuelle Montagetätigkeiten über o 3D-Menschmodelle oder o VR (Tracking, Motion Capturing) nachbildbar  Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit: Absicherung mit interaktivem 3D-Modell  Integration in Fabrik-DMUs o geometrische Integration o funktionale Integration o produktionstechnische Integration Bild: xxx Bild: Altran 19 Bild: Visenso Bild: PlaVis VP Fertigung
  20. 20. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtual Prototyping Fertigung: Realisierungsüberwachung  Koordination, Überwachung und Dokumentation der Realisierung  VR für Soll-Ist-Abgleich des umgesetzten Stands mit Mischdatenverarbeitung (Laser-Scans vs. 3D-Konstruktion)  AR –Überblendung Soll-Planung über aktuellen Stand  Ziele: o Qualitätskontrolle o Projekt-Controlling (z.B. Abrechnung geleisteter Arbeiten) 20 Bild: Re‘flekt AR-gestützte Einplanung neuer Objekte in Bestand Bild: TU München AR-Einplanung in Bestand: Fördertechnik Bild: Scantec 3D aus einem Laserscan rückgeführtes 3D-Modell VP Fertigung
  21. 21. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Fh-IPA Bild: RIF 3D-Modell einer automatisierten Montagelinie Hardware-in-the-Loop: physische Steuerung gegen virtuelles Modell Bild: ESI Bediensicherheit und Handhabung lassen sich frühzeitig am digitalen Modell untersuchen. Virtual Prototyping Fertigung: Hochlaufbetreuung Inbetriebnahme: Virtual Ramp-Up  virtuelle Auslegung Sensorik, Aktorik  Vermeidung Kollisionen, Deadlocks  Hardware-in-the-Loop-Simulationen  Übertragung von Steuerungscode (Offline- Programmierung) auf physische Anlagen  Verkürzung Hochlaufzeit durch Simulations- gestützte Vorab-Tests bei gleichzeitig verbessertem Reifegrad der Planung von Robotik und Automatisierungssystemen Inbetriebnahme: Training  [später: Folie „Training Produktion“] 21 VP Fertigung
  22. 22. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Virtual Prototyping Fertigung: Projektabschluss  Bewertung des zurückliegenden Projekts und Sicherung des erzielten Wissens  Sicherung 3D-Geometriedaten aus Phase 2 (Grundlagenermittlung) und Phase 6 (Realisierungsüberwachung)  Sicherung Fabrik-DMU-Modell und aller Simulationsmodelle aus Phase 4 (Detailplanung)  Sicherung 3D-Wissensmanagementsystem aus Phase 7 (Hochlaufbetreuung)  4 Wissensarten in Virtuellen Umgebungen: Positions-, Struktur-, Verhaltens-, Prozedurwissen  4 Lernmöglichkeiten in Virtuellen Umgebungen: räumliches, konzeptuelles, motorisches, prozedurales Lernen 22 Bild: Fraunhofer IPA Bild: VRMMP Bild: VRMMP Örtlichkeit und Aussage einer Anzeige Funktionsweise eines Prozesses Integrales 3D-Gesamtmodell aus Layout, Fördertechnik und Robotik VP Fertigung
  23. 23. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Darstellung einer Nachtszene im Flugsimulator Training – Benutzung  Flugsimulatoren: sicheres Training für angehenden Piloten o Verständnis aller Anzeigen o Bedienung, Handhabung o spezielles Fahrzeugverhalten o große Fahrzeuge, hohe Sitzpositionen o unübersichtliche Fahrzeugbereiche  gefahrlose Simulation und Training von kritischen Situationen  Sichtbehinderungen (auch Nachtsicht)  Kommunikation mit anderen (zB. Flugwarte) Bild: xxx 23 Bild: Halldale Nutzung eines FlugsimulatorsBild: Barco Bild: Barco Sphärische Projektion für einen Flugsimulator Training
  24. 24. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Blick in den Simulator eines Flughafen-Towers Training – Benutzung  Simulatoren für Flughafen-Tower und Leitstellen o Verständnis aller Anzeigen o Bedienung, Handhabung o Arbeitsabläufe o Überwachung und Erfassen der Situation auf dem Flughafen (simulierte Fenster) o Umgang mit Sichtbehinderungen o Kommunikation (v.a. mit Piloten) Bild: xxx 24 Bild: Barco Blick in den Simulator eines Flughafen-TowersBild: Barco Bild: Barco Blick in den Simulator eines Flughafen-Towers Training
  25. 25. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion haptisch unterstütztes AusbautrainingBild: Haption Virtuelles Reparatur- Training mit Head Mounted Display und haptischem Interface Interaktive Reparaturumgebung Training – Wartung/Reparatur/Instandhaltung  Abläufe, Prozesswissen, Beschädigungsgefahren  Lernkonzepte: Vorführen – Begleiten – Prüfen  Werkzeugeinsatz  alle Varianten  alle Perspektiven  [animierte] AR-Aufprojektion (verdeckte Einbauten auf reales Fahrzeug) Bild: xxx 25 Bild: NASA Bild: Altran Training
  26. 26. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Haption Montagetraining in der CAVE von PSA Peugeot Citroën Lackiertrainer SimSpray Training – Herstellung/Produktion  bei Nicht-Verfügbarkeit von Fabrik/Anlage/Gerät  auch im Vorfeld  gefahrlos (für Mensch und Maschine)  ggf. kostengünstiger  3D-basierte Operator-Training-Simulatoren (OTS) 26 Bild: SimSpray Bild: Optis Montagetraining mit Avatar, der über einen realen Nutzer mittels Motion Capturing gesteuert wird Training
  27. 27. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Altran/CenterlineDesign Schemabild der LASER-Projektion Bild: Altran/CenterlineDesign Fotoaufnahme der Sicht auf die Projektionsstelle Produktion: Assistenzsysteme LASER-Projektion  zur Qualitätssicherung  Anzeige der Montagepositionen für Klammern, Kabelbaum und weitere Systeme  Führungsfunktion für das Bohren und Ausschneiden 27 Produktion
  28. 28. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Testia Montage einer Klammer an der projizierten Stelle Bild: Testia Gesamtprojektion und Anzeige des nächsten Arbeitsschritts 3D-Erfassungs- und Projektionseinheit Produktion: Assistenzsysteme Augmented-Reality-Projektion  SART-Augmented-Reality-Projektionssystem für o Inspektion o Qualitätssicherung (Soll-Ist-Abgleich) o Installations-Anweisungen o Anleitungen per Video-Projektion (also Film mit Anweisungen)  3D-Erfassungseinheit (Tiefenbildkamera) dient zur Referenzierung der Projektion relativ zum 3D-Objekt Bild: Testia 28 Produktion
  29. 29. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Testia DMU Browser mit Führungsfunktion Bild: Boeing AR-unterstützte Kabelbaum-Montage mit Datenbrille (1992) Verfolgung der A350-Flügelbefestigung Produktion: Assistenzsysteme Tablet-PC-basierte Augmented Reality  DMU-Viewer  ortsrichtige Anzeige von Meta-Informationen mittels AR über DMU  ortsrichtige Anzeige von Produkt- und Prozessinformationen mittels AR über DMU Smart-Glasses basierte Augmented Reality  seit langem Wunschvorstellung  Hardware (Smart Glasses) aktuell noch nicht praktisch einsatzfähig für Augmented Reality Bild: Testia 29 Produktion
  30. 30. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: xxx Änderungen erfassen Vergleich 3D-Scan mit CAD MCAx -Messarm Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Scanning und Reverse Engineering  MCAx: kleine bis mittelgroße Teile 3D-erfassen  MCAx-Koordinaten-Messarm: o präzise, o zuverlässig, o einfach zu verwenden (manuell), o transportabel  7-Achs-Mess-System 30 3D-Scan nach CAD Bilder: Altran/CenterlineDesign Produktion
  31. 31. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Strukturtests und -messungen Struktur-Scannen optischer Scanner Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Scanning und Reverse Engineering  K-Serie: mittelgroße bis große Bauteile erfassen  tragbares System K-Serie Optisches Koordinaten Messsystem  keinerlei mechanische Einschränkungen: frei aufstellen und gewünschte Punkte oder Oberflächen erfassen o Strukturtests und –messungen o Schadensüberwachung o Türverspannung o Struktur-Scannen 31 Bilder: Altran/CenterlineDesign Produktion
  32. 32. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion optisches Messsystem im Einsatz Abweichungen von Panels in 2 Achsen optische 3D-Objekterfassung Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Scanning und Reverse Engineering  LASER Radar: großräumige Messtechnik  keine Verwechslung benachbarter Innenverkleidungen  automatische Teilevermessung  automatische Werkzeugvermessung  Dickenberechnung  Verifizierung des Profils der Außenhülle  Skripte möglich für automatisches Vermessen vieler Bauteile 32 Bilder: Altran/CenterlineDesign 2D-Schnitt durch 3D-Scan des Flügels Produktion
  33. 33. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Zusammenbau der MCAs Bilder: Altran/CenterlineDesign Vermessung des Gesammenzusammenbaus Laserscaneinheit Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Scanning und Reverse Engineering  iGPS– großräumliche Messtechnik  MCA(major component assembly)- Vorbereitung und –Montage  MCA-Zusammenbau  Verifikation der Aerodynamik und Symmetrie 33 Produktion
  34. 34. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion gescanntes 3D-Modell des Hubschraubers Bilder: Altran/CenterlineDesign gescanntes 3D-Modell eines Flugzeugteils Surphaser Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Scanning und Reverse Engineering  Surphaser: großräumige Messtechnik  der Surphaser scannt sowohl auf kurze als auch auf mittlere Distanzen: 1m bis 130m  damit geeignet für Reverse Engineering  Submillimeter-Genauigkeit  Scanrate von bis zu 1 Million Punkte pro Sekunde 34 Produktion
  35. 35. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Marker-Positionen Bilder: Altran/CenterlineDesign graphische Überlagerung reale Perspektive und 3D-Computergraphik Marker Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Mobile CAD-Nutzung und Augmented Reality  graphische Überlagerung realer Objekte mit virtuellen 3D-Daten für Qualitätssicherung  für Dokumentation: Screenshots  papierlose Montage 35 Produktion
  36. 36. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Testia graphische Überlagerung umgesetzter Stand zu Soll-Vorgaben Bild: Altran/CenterlineDesign Detaillierte Blick auf die Stellplätze der Servierwagen (Trolleys) Fixierter Tablet-PC mit AR-Szene Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation Einsatz von Augmented Reality  Einsatz von Tablet-PCs: Kamera nimmt Reabild auf; Anzeige des zusammengesetzten Bildes auf dem Display  ggf. Halterung zum Fixieren des Tablet PCs  Soll-Ist-Abgleiche  Anzeige noch fehlender Bauteile  Aufnahme (Digitalisierung) neuen Wissens über mobile Endgeräte (Kameraaufnahmen, Sensordatenerfassung etc.); Ablage zwecks Dokumentation und Teilen mit anderen (etwa über Wissensmanagementsysteme und Soziale Medien)  [Wissensarten in Virtuellen Umgebungen: Positions-, Struktur-, Verhaltens- und Prozedurwissen] Bild: Altran/CenterlineDesign 36 Produktion
  37. 37. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Marketing: Virtuelle Techniken im Marketingprozess: 5 Schritte 37 1. Marktforschung und Umweltanalyse  Wettbewerbsanalyse: Benchmarks  Kundenanalyse  Virtual Store  Tests & Präsentation  Kundendialog 2. Zielformulierung  Auftragsabsicherung und Mass Customization  Kreativitätsunterstützung  Kundenintegration mit VR  Überwindung der Digitalen Kluft  High-Tech-Image 3. Strategiefestlegung  Virtual Engineering in der Produktentwicklung  Kundenintegration mit VR 4. Marketing-Mix  Variantenentwicklung  3D und VR für Print, Web, Point-of-Sales, Digital Signage in der Kommunikation  Virtual Sell-In, Virtual Training und Virtual Store in der Distribution 5. Marketing-Kontrolle  Virtual Store/Test/Training zur Überprüfung der Zielerreichung VT im Marketing
  38. 38. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Blickanalysen: Stereo-3D-Brille mit integriertem Eye-TrackingBild: SensoMotoric Instruments Untersuchung von Wettbewerber-Produkten mittels Reverse Engineering interaktiver Vergleich von Innenausstattungs- Varianten mittels 3D-Konfigurator Marketing: Marktforschung und Umweltanalyse  Variantenvergleiche in Vorfeld der Erstellung physischer, haptischer Prototypen (Ausdünnung Varianten)  Produkttests und Akzeptanztests auf der Basis virtueller Prototypen: Blickanalysen, Dialog, Aufnahme Kritik und Anregungen  geheime Tests neuer Produkte, verborgen vor Wettbewerbern, gescheiterte Ansätze bleiben vertraulich  virtueller Kundendialog über 3D-Webplattformen oder Virtuelle Welten  statistische Auswertung zu Präferenzen bei 3D-Konfiguratoren  virtuelle Benchmarks: Vergleich eigener (noch virtueller) Entwürfe mit Wettbewerbsprodukten Bild: Altran/CenterlineDesign 38 Bild: NIAR VT im Marketing VT im Marketing
  39. 39. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Steigerung Kunden- orientierung und Kundenzufriedenheit: Virtuelle Komfort- Untersuchungen für die Passagiere: entspricht das Produkt den Anforderungen des Marktes?Bild: NIAR Bild: Gravity Innovationsfähigkeit: kreative Arbeits- umgebung in Form eines Augmented-Reality- basierten Sketchings (mit GravitySketch) Bild: ESI Erhöhung Mitarbeiter- Engagement: Integration von Mitarbeitern in Entwicklungsprozesse Marketing: Zielformulierung  die Zielerreichung im Marketing wird anhand sog. Zielindikatoren gemessen o Indikator Kundenzufriedenheit o Indikator Kundenorientierung o Indikator Innovationsfähigkeit o Indikator Engagement / Zufriedenheit Mitarbeiter o Indikator Image  Fragestellung: welche Beiträge können Virtuelle Techniken zur Erreichung dieser Zielindikatoren leisten? 39 VT im Marketing
  40. 40. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Bild: Ethiopian Airlines Für gute Kundenbeziehungen: Design-Visualisierung Interieur zur Sicherung eines gemeinsamen Verständnisses Abschätzung der Effizienz des Einsatzes von Augmented Reality Marketing: Strategiefestlegung Strategie „überlegene, attraktive Produkte“  Angebot tadelloser Produkte, die für ihren kompletten Lebenszyklus entwickelt wurden: massives Frontloading  Wunsch-Produkte des Kunden  Minimierung von Produktrückrufen Strategie „überlegene Kundenbeziehungen“  Erstellung des Angebots gemeinsam mit dem Kunden  Aufnahme aller Wünsche  Unmittelbare Aussagen zu Machbarkeit, Preis, Lieferzeitpunkt, … Strategie „überlegene, effiziente Prozesse“  VR/AR-basierte schnelle, sichere Produktentwicklung, die alle relevanten Aspekte berücksichtigt Bild: Rapex Bild: xxx Produktrückrufe nach Produktgruppen in der Europäischen Union 40 Bild: Testia VT im Marketing
  41. 41. VP Flugzeug VT im Marketing 16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt VP Fertigung Training Produktion Designdarstellung im FlugzeugbauBild: ESI Bild: bitmanagement Produktkonfiguration in 3D Bild: ESI Virtuelle Entwicklung bei Boeing Marketing: Marketing-Mix Produktpolitik:  Verfolgung Zielsetzungen Virtual Engineering  längere Verfolgung erfolgversprechender Produktvarianten in der Entwicklung Kommunikation:  Versorgung von Print, Web, PoS, Digital Signage, Messepräsenz mit 3D-Daten für:  (interaktive, animierte, kundenspezifische, multimodale) Präsentation  Reduktion Time-to-Campaign  Reduktion Kosten für Cross Media Content Distribution:  Verkaufsunterstützung mit Virtuellen Techniken (z. B. Konfiguration, Immersion) 41 VT im Marketing
  42. 42. © Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr. 13 70736 Fellbach www.vdc-fellbach.de

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