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TRIVIT AG Jahnstr. 102 D-88214 Ravensburg Telefon (07 51) 3 66 16-0 Telefax (07 51) 3 66 16-119 info@trivit.deww
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deINNOVATION IST UNSER BUSINESS!
Die praktische Anwendung der Virtuellen Realität in der digitalen
Produktentwicklung
Beitrag zu den 9. IFF Wissenschaftstagen am 21./22. Juni 2006
Dipl.-Inf. Marc Schmidt
Leiter Geschäftstelle Magdeburg TRIVIT AG
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deAgenda
Einleitung und Motivation Anwendungsbereiche der Technologie im
Produktentwicklungsprozess Lösungen für die Produktentwicklung Vorteile und Nutzen Welche Erfahrungen mit unterschiedlichen Firmen
aus verschiedenen Industriezweigen liegen vor? Zusammenfassung und Ausblick
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Die Einsatzfelder von Virtual Reality
Die Virtual-Reality-Technologie findet aktuell Verwendung in der...
Unterhaltungsindustrie (Videospiele, Funparks..)
Medizin (Trainingsgeräte, Teleoperationssysteme..)
Biotechnologie (Darstellung der dreidimensionalen Zellstruktur...)
Wehrtechnik (Fahr- und Flugsimulatoren, Gefechtsfeldsimulation..)
Geographie, Kartographie (Städteplanung,…)
Architektur (Gebäudeplanung,...)
Flugzeugindustrie (Flugsimulatoren,...)
……….
Teleoperations- systeme
I.Max-Kinos
Zellstruktur
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BMW„Mit dem Einsatz der VR-Technologie kommt eine integrierte Lösung, die die bisherigen Probleme größtenteils vermeidet. Man ist jetzt in der Lage, die aktuelle CAD-Geometrie zu verwenden, die Untersuchungen virtuell durchzuführen und hat von der Darstellungsqualität einen Stand erreicht, der annähernd mit der Hardware vergleichbar ist.“
Jens Meyer EB, BMW-Group
DaimlerChrysler"Das VRC wird uns helfen, ein Fahrzeug von der ersten Idee bis zur Markteinführung deutlich schneller zu entwickeln und gleichzeitig die Qualität der Prozesse zu verbessern. Dadurch können wir flexibler und kurzfristiger auf veränderte Markttrends, sich wandelnde Kundenwünsche sowie Technologiefortschritte reagieren.
"Durch die grafische Umsetzung von digitalen Fahrzeugmodellen und Prototypen im VRC werden wir darüber hinaus auf bis zu 20 Prozent unserer physischen Modelle verzichten können und damit eine erhebliche Kosten- und Zeitreduzierung erreichen."
Dr. Hans-Joachim Schöpf, Geschäftsfeldvorstand Pkw Mercedes-Benz
Opel„Die Frage nach der Bedeutung von ‚Virtual Reality‘ heute noch prinzipiell zu stellen, hieße, die Zeichen der Zeit in der Entwicklung von Automobilen nicht erkannt zu haben.“
Hans H. Demant, Vorstand Technik der Adam Opel AG
Volkswagen„Keine Hardware ohne virtuelle Absicherung.“
„Das ‚Virtuelle Fahrzeug‘ von Volkswagen wird auch in Zukunft starke Dynamik entfalten!“
Dr. H.-C. Brüning, Volkswagen Wolfsburg
„…deutlich schneller zu entwickeln und gleichzeitig die Qualität der Prozesse zu
verbessern …darüber hinaus auf bis zu 20% unserer physischen Modelle verzichten
können und damit eine erhebliche Kosten- und Zeitreduzierung erreichen.“(Dr. Hans-Joachim Schöpf, Geschäftsfeldvorstand PKW Mercedes Benz)
Der Einsatz von Virtual Realityin der Automobilindustrie
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deMotivation - Situation
Unvollständigkeit heutiger 3D-Lösungen im
Bereich digitaler Produktentwicklung:
Die Darstellung ist 2-dimensional Die Darstellung ist oft zu klein Das Benutzerinterface ist nicht realitätsnah
Unzureichender Zugang zum digitalen PrototypenUnzureichende KommunikationsplattformUnzureichende Bewertungs- und Testmöglichkeiten
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deMotivation - Situation
Entwicklungssysteme - heterogen, sehr spezialisiert, mächtig
Viewer und Digital MockUp Systeme - komplexer, z.T. neutral/homogen
- vollständige Beschreibung
- spezifische Funktionalität
Homogene Simulations- und Visualisierungssysteme
- einfach, schnell,
- zielorientierter Einsatz
CAD CAM
DMU
Heterogenität /
Spezialisierung
Hom
ogenisierung / B
edienbarkeit / Verständnis
Virtual Reality
CAE
Viewer
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deAgenda
Einleitung und Motivation Anwendungsbereiche der Technologie im
Produktentwicklungsprozess Lösungen für die Produktentwicklung Vorteile und Nutzen Welche Erfahrungen mit unterschiedlichen Firmen
aus verschiedenen Industriezweigen liegen vor? Zusammenfassung und Ausblick
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deWas bietet Virtual Reality?
Realitätsnahe Visualisierung und Simulation von Produkten, Prozessen und Umgebungen– Interaktion im Maßstab >=1:1 – Raumgefühl, Ergonomie und Verständnis
Werkzeuge zur Evaluierung von funktionalen und prozessorientierten Aspekten zum Produkt und dessen Lebenszyklus
Integration bzw. Einbeziehung des Menschen in denProzess
Erweiterung des Produktwissens zu früherem Zeitpunkt
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deValidierung der Entwicklungsqualität anhand des virtuellen Prototypen
Zeit
Vollstä
nd
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Pro
du
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un
g
2002
Virtual Reality
1984
2D-CAD (optimierte Zeichnung)
1992
3D-CAD(Virtueller Prototyp)
1997
DMU / Product View (Elektronisches Produkt)
2000
Virtuelles Produkt im Kontext
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deVR als Kommunikationsplattform - intern und extern
Quelle:
In den 90er J ahrenIn den 90er J ahren
Tier 1Tier 3 Tier 2 OEMTier 1Tier 3 Tier 2 OEM
HeuteHeute
Tier 1Tier 3 Tier 2 OEM
M1
M2
M3
Tier 1Tier 3 Tier 2 OEM
M1
M2
M3
In den 80er J ahrenIn den 80er J ahren
Lieferant 1Lieferant 2
Lieferant n
Lieferant 3Lieferant 4
OEM
Lieferant 1Lieferant 2
Lieferant n
Lieferant 3Lieferant 4
OEM
In ZukunftIn Zukunft
OEM 1OEM 1
Strategische SpezialistenStrategische Spezialisten
Entwicklungs-dienstleister
Entwicklungs-dienstleister
System-integratoren
System-integratoren
OEM ...nOEM ...n
OEM 2OEM 2
Quelle:
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de
PlanungStylingDesign
ServiceWartung
Instandhaltung
Teilefertigung
Vertrieb /Marketing
EngineeringKonstruktion
Detailkonstruktion
BerechnungSimulation
FertigungsplanungMontageplanung
Werkzeug- und Formenbau
MontageRealisierung
Einsatzgebiete im gesamten Produktentwicklungsprozess
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deEinsatz von Virtual Reality im Produktentwicklungsprozess
Die Virtual Reality-Technologie wird eingesetzt im gesamten Produktentwicklungsprozess...
Concept Development
System-LevelDesign
Detail Design
Testing and Refinement
Production Ramp-up
Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5
Konzeptphase (Styling / Design, Logistik) „Critical Design Reviews“ in der Entwicklung / Konstruktion Besprechungen mit Einkauf und Lieferanten (SEmL) Montagesimulation / Automatisierungstechnik Ergonomiestudien / Fabrik- und Prozessplanung Projektierung / Kundenpräsentationen / Messeauftritte Wartungsschulungen / Trainings
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deAgenda
Einleitung und Motivation Anwendungsbereiche der Technologie im
Produktentwicklungsprozess Lösungen für die Produktentwicklung Vorteile und Nutzen Welche Erfahrungen mit unterschiedlichen Firmen
aus verschiedenen Industriezweigen liegen vor? Zusammenfassung und Ausblick
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deInteraktive Virtual Reality Technologie- Hardware-Komponenten
„Optisches Tracking“ Betrachterverfolgung Eingabegerätverfolgung
Stereoskopische Darstellung (Projektion mit Polarisation)
Echtzeitberechnung und Applikation
Visualisierung und Interaktion im Originalmaßstab
3D-CAD-Datenformat
Polygonales Datenformat / VRML-Daten
Aufbereitung (Strukturierung/ Strukturtiefe)
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deInteraktive Virtual Reality Technologie- Software-Module
IDO:Review
IDO:DevelopEntwicklungsToolkit
IDO:Connect Integration
IDO:ReflectReflektionssimulation undRealtime Raytracing
IDO:StylingPräsentation und Vergleich von Prototypen
IDO:ErgonomicsErgonomieUntersuchung
IDO:PackageDynamische Ein- und Ausbauuntersuchung
IDO:CooperateStandortübergreifendeZusammenarbeit
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deSchlüsselfertige VR-Komplettsysteme
IC:Three
Standardsysteme Personal Interactive Visualization
IC:One / IC:Two / IC:Three Standard oder High Resolution
IC:One Mobile
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de
IC:IDO VR productiveIC:IDO VR productive 30 Mitarbeiter30 Mitarbeiter Ausgründung aus Fraunhofer Ausgründung aus Fraunhofer
Institut in 2001Institut in 2001 Gewinner des deutschen Gewinner des deutschen
Gründerpreises 2003Gründerpreises 2003 Partner Daimler Chrysler 2005Partner Daimler Chrysler 2005
TRIVIT AG Innovative TechnologiesTRIVIT AG Innovative Technologies 1992 gegründet, 50 Mitarbeiter 1992 gegründet, 50 Mitarbeiter Bundesweite Geschäftsstellen Bundesweite Geschäftsstellen Beratung in der Virtuellen Produkt- Beratung in der Virtuellen Produkt-
und Prozessmodellierung (VPPM)und Prozessmodellierung (VPPM) 2002 Eröffnung Virtual Reality-Center 2002 Eröffnung Virtual Reality-Center
Oberschwaben / RavensburgOberschwaben / Ravensburg
IC:IDO und TRIVIT AG – 2 starke Partner
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deWas bietet die TRIVIT AG im Umfeld von Virtual Reality?
Bereitstellung der Kompetenz und Technik für Projekte– Im eigenen VR Zentrum
Beratung und Verkauf der Hard- und Software Integrationsdienstleistung (Prozessdefinition) Durchführung der VR - Lösungsintegration
– Prozessetablierung– Customizing– Training
…bis hin zur ganzheitlichen Lösung!
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deAgenda
Einleitung und Motivation Anwendungsbereiche der Technologie im
Produktentwicklungsprozess Lösungen für die Produktentwicklung Vorteile und Nutzen Welche Erfahrungen mit unterschiedlichen Firmen
aus verschiedenen Industriezweigen liegen vor? Zusammenfassung und Ausblick
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Nutzenpotential / Erreichbare Ziele (1)
Kostensenkungs- potentiale
Zeitgewinn durch schnellen Überblick über geometrische Zusammenhänge (z.B. durch freie und dynamische Schnittfunktion / Ergonomiefunktion)
Technologievorsprung: Bewegungsabläufe sind auch bei sehr grossen Baugruppen (…….) in Echtzeit darstellbar
Kosteneinsparung durch Minimierung von physikalischen Prototypen
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Nutzenpotential / Erreichbare Ziele (2)
Effizienzsteigerung durch prozessorientierte Entscheidungs-prozesse: Kommunikationsplattform für CAD- und Nicht-CAD-Fachleute
Durchführung von ortsunabhängigen Design-Reviews via Internet
Ausblick: Bi-direktionaler Datenaustausch mit EDM-/PDM- Systemen (z.B. PTC Windchill oder mySAP PLM)
Collaboration
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deAgenda
Einleitung und Motivation Anwendungsbereiche der Technologie im
Produktentwicklungsprozess Lösungen für die Produktentwicklung Vorteile und Nutzen Welche Erfahrungen mit unterschiedlichen Firmen
aus verschiedenen Industriezweigen liegen vor? Zusammenfassung und Ausblick
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deBeispiele der Einsatzfelder:Beurteilung + Abstimmung
Datenfreigabeprüfung Datenfreigabeprüfung (nächster Prozessschritt)(nächster Prozessschritt)
Beurteilung von Formgebung, Beurteilung von Formgebung, Abständen, Varianten, KinematikenAbständen, Varianten, Kinematiken
Entwicklungsfortschrittsvergleich Entwicklungsfortschrittsvergleich (Wiedervorlage)(Wiedervorlage)
HerstellbarkeitHerstellbarkeit Montierbarkeit (Montagereihenfolgen)Montierbarkeit (Montagereihenfolgen) Wartbarkeit (Demontage, Zugänglichkeit)Wartbarkeit (Demontage, Zugänglichkeit) Machbarkeitsanalyse (Aufspannung, Werkstück-erreichbarkeit)Machbarkeitsanalyse (Aufspannung, Werkstück-erreichbarkeit) Ersetzen physischer ModelleErsetzen physischer Modelle Standortübergreifende BewertungsgesprächeStandortübergreifende Bewertungsgespräche Kommunikation mit Kunden und ZulieferernKommunikation mit Kunden und Zulieferern
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deBeispiele der Einsatzfelder:Ergonomische Untersuchung
Verbindung von: „Mensch & Produkt“ und „Mensch & Prozess“
Handhabbarkeit Erreichbarkeit (Greifräume) Sichtbarkeit (Sichträume) Phys. Belastung (Komfort-/
Diskomfort-Zonen)
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deBeispiele der Einsatzfelder:Präsentation und Training
Präsentation / Showroom– Frühere (bessere) Kundeneinbindung– Innovationseffekt– Virtuelle Maschine anstelle (mehrerer) realer– Kosteneinsparung (Transport, Aufbau, International)
Einweisung von Service- oder Bedienpersonal am Virtuellen Produkt– Sicherheit– Kosten
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de
Referenzen (Auszug) der TRIVIT AG
TRIVIT AG ist Mitglied von NoAE ´Network of Automotive Excellence´:
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deReferenzen und Beispiele zu Virtual Reality mit der TRIVIT AG
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deBeispiele für Erfahrungen und den qualitativen Nutzen
Echte räumliche, realistische 3D-Darstellung Bewegungsabläufe auch bei großen Baugruppen in Echtzeit darstellbar Schneller Überblick über geometrische Zusammenhänge durch freie
und dynamische Schnittfunktion Kommunikationsplattform für interaktives team-orientiertes Arbeiten
auch für Nicht-CAD-Fachleute Effizienzsteigerung durch Einbindung in die Entscheidungsprozesse in
Engineering und Produktion Physikalische Prototypen minimieren Durchführung von ortsunabhängigen Design-Reviews via Internet Sehr gute Integrationsmöglichkeiten in Prozesslandschaft
EDM/PLM/ERP bidirektionaler Datenaustausch VR Nutzer
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deVirtual Reality-Einsatz MTU Friedrichshafen (1)
Konzeptphase / Designstudien
´Critical Design Reviews´ in der Entwicklung / Konstruktion
Besprechungen mit Einkauf und Lieferanten (SEmL)
Montagesimulation
Trainings / Kundenpräsentationen
Messeauftritte
Virtual Reality wird eingesetzt für:
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deVirtual Reality-Einsatz MTU Friedrichshafen (2)
Gussbaugruppe (Abstand Kern/Rohteilkontur, Wandstärken)
Krümmeranbindung (Auslegung Mechan. Belastung)
Verrohrung (kritische Rohrabstände)
Ventilsteuerung (Funktion)
Ventilsteuerung Krümmeranbindung
Verrohrung
Gussbaugruppe
´Critical Design Review Gesamtmotor´
BR 890
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deVirtual Reality-EinsatzJohn Deere Werke Mannheim (1)
Einsatz der IC:IDO VR Technologie Integration der Technologie in den Prozess der
Produktentwicklung Datenmanagement und Datenaufbereitung Schulung Integration in verschiedene Anwendungsbereiche
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deVirtual Reality-Einsatz John Deere Werke Mannheim (3)
Virtual Reality wird eingesetzt z.B. für:– Kollisionsanalysen
(z.B. für Motor, Traktorkabine, Klimakompressor)– Ergonomiestudien (Sichtfelduntersuchung)– Fabrikplanung / Hallenlayout
Fabrikplanung / Hallenlayout Gesamtansicht
Vorderansicht
Ansicht oben
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deVirtual Reality - EinsatzHYMER
Einsatz der Technologie über die gesamte Produktentwicklung der aktuellen Baureihe (neu in 2006)
Weiterhin zu Marketingzwecken– Erheblicher Nutzen zur Visualisierung
der Designstudien (insb. Material- und Farbentscheidungen)
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deZusammenfassung und Ausblick
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deDer Referent
Dipl.-Inf. Marc Schmidt (Jahrgang 1971) Abschluss des Informatik Studiums 1995 an der TU Magdeburg /
Spezialisierung Simulation und Graphik Anschließend Wissenschaftlicher Mitarbeiter im IFF FhG
Magdeburg – Beratung und Projektleitung in Industrie und Forschung
– Thema: Angewandte Simulation in Materialfluss und Logistik
Teamleiter im BOS Systemhaus AG (1998)– Beratung im Bereich Digitaler Produktentwicklung
– Stichworte: DMU, Produktsimulation, Softwareentwicklung
Seit Übernahme des Geschäftsbereichs durch die TRIVIT AG– Geschäftsstellenleiter der Geschäftsstelle Magdeburg
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deWeitere Informationen und Kontakt
Weitere Infos unter: www.trivit.de Kontakt:
Marc Schmidt
TRIVIT AG
Geschäftsstelle Magdeburg
An der Steinkuhle 2a
39128 Magdeburg
Email: marc.schmidt@trivit.de
Tel.: 0391 / 53 644-0
Mobil: 0178 / 499 27 41
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