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31.07.2003DaimlerChrysler Off-Highway 1
INNOVATIVE PRODUKTENTWICKLUNG bei MTU Einsatz von Virtual Reality (VR)
Dipl.- Ing. Friedrich SchleyDr.-Ing. habil. Franz Otto Vogel
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Was ist VR und wozu braucht man es?
Eintauchen in die virtuelle 3D-Welt = Virtual Reality (VR)
• Das Eintauchen in die virtuelle 3D-Welt geschieht durch die Nutzung des stereoskopischen Sehens
• Erst durch die Nutzung von VR gelingt es, in die virtuelle 3D-Welt regelrecht einzutauchen und die Gesamtheit aller Geometrie Informationen voll und ganz zu nutzen:
- Ein-/ Ausbau- Simulationen (Konstruktion,Montage)
- Reale Begutachtung von Teilen und Baugruppen durch Echtzeit- Manipula-tionen (Drehen, Schneiden,Vermessen, Begehung von Hohlräumen usw.)
Eintauchen in die virtuelle 3D-Welt = Virtual Reality (VR)
• Das Eintauchen in die virtuelle 3D-Welt geschieht durch die Nutzung des stereoskopischen Sehens
• Erst durch die Nutzung von VR gelingt es, in die virtuelle 3D-Welt regelrecht einzutauchen und die Gesamtheit aller Geometrie Informationen voll und ganz zu nutzen:
- Ein-/ Ausbau- Simulationen (Konstruktion,Montage)
- Reale Begutachtung von Teilen und Baugruppen durch Echtzeit- Manipula-tionen (Drehen, Schneiden,Vermessen, Begehung von Hohlräumen usw.)
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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„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)
Interaktive Virtual Reality Technologie
Folie TRIVIT AG Ravensburg
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Bedeutung des VR- Einsatzes in der Automobilindustrie
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
Toyota„In addition, Prototype Development “assembles” vehicles in a Virtual Reality environment in order to reduce the number ofphysical prototypes that must be built.“
Website Toyota Technical Center (TTC)
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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DaimlerChrysler
• Für rund 15 Millionen Mark, davon etwa acht Millionen für die Hochleistungsrech-ner, wurden in das VRC in Sindelfingen investiert, das im Mai 2000 den Betrieb aufnahm.
• Die Rechnerleistung steht zentral zur Verfügung und kann je nach Bedarf von den
Entwicklern genutzt werden, tagsüber zum Beispiel zur Visualisierung von Model-len und nachts für aufwändige Simulationsrechnungen - so ist eine variable und zugleich effiziente Auslastung der Rechnerleistung möglich.
• Zukünftig will DaimlerChrysler die vorhandenen Rechnerressourcen auch für Zu-
lieferer der Entwicklung freischalten, um eine möglichst enge Kooperation zu gewährleisten.
Einsatz von VR bei der DCAG
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Prozessablauf „Motorneuentwicklung“
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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ProduktmodellProduktmodell
Nutzung von CAx-Bausteinen, Einsatzempfehlung für VR im CASE- Prozeß
KonstruktionCAD
KonstruktionCAD
KonstruktionCAD
ca. 1980 - 2003 ab Jahreswechsel 2003/2004 1992
MTU-BuchveröffentlichungCarl Hanser Verlag
ca. 1980 - 2003 ab Jahreswechsel 2003/2004 1992
MTU-BuchveröffentlichungCarl Hanser Verlag
ProduktionsplanungPPS/ERPca. 1980 - 2003 ab Jahreswechsel 2003/2004 1992
MTU-BuchveröffentlichungCarl Hanser Verlag
ca. 1980 - 2003 ab Jahreswechsel 2003/2004 1992
MTU-BuchveröffentlichungCarl Hanser Verlag
ProduktionsplanungPPS/ERP
Bemi-Planung, NC-Programmierung
CAM
Bemi-Planung, NC-Programmierung
CAM
AnalytikCAE
AnalytikCAE
Produktstruktur, Stücklisten, Zeichnungen
EDM/PDM
Produktstruktur, Stücklisten, Zeichnungen
EDM/PDM
Quelle: DELMIA
Product Process Ressource Hub (PPR)
Quelle: DELMIA
Product Process Ressource Hub (PPR)
FabrikplanungCAP
Quelle: DELMIA
Product Process Ressource Hub (PPR)
Quelle: DELMIA
Product Process Ressource Hub (PPR)
FabrikplanungCAP
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
QualitätswesenCAD
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC-Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
QualitätswesenCAD
Critical Design ReviewVR
Realitätsnahe Visualisierung des Produktmodells
Critical Design ReviewVR
Critical Design ReviewVR
Realitätsnahe Visualisierung des Produktmodells
Computer Aided Simultaneous Engineering (CASE)
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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CAx-Bausteine und Einsatzgebiete für VR
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
CAM CAQ
CAD CAE
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
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NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
CAM CAQ
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
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NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
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NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
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NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulationder BearbeitungPro/NC
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
NC -Programmierung / Simulation des MessensPro/CMM (Projekt)
CAM CAQ
CAD CAE
SerienFreigabe
EntwicklungsAuftrag
CAD
CAE
EDM / PDM
PPS / ERP
CAP
CAM
CAQ
Serien
Entwicklungs
CAD
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CAM
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Reality
SerienFreigabe
EntwicklungsAuftrag
CAD
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EDM / PDM
PPS / ERP
CAP
CAM
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CAD
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Vírtual
Reality
Vírtual
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M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Die nachfolgend aufgeführten Voraussetzungen für den Einsatz von VR wurden bei MTU in den letzten 10 Jahren geschaffen:
• Durchgängige einwandfreie Produktstruktur im 3D-CAD-System
• Qualitativ einwandfreie 3D- Geometrien
• Erprobte Entwicklungsprozesse, die den Einsatz von VR zur
Qualitätsverbesserung sinnvoll machen
Diese Voraussetzungen wurden sichergestellt durch:
• Qualitätsanalyse bei der offiziellen Freigabe der 3D-Geometrien
• Archivierung im EDM (ENGINEERING DATA MANAGEMENT)- System
• Konsequente Durchführung von Simultaneous-Engineering (SE)- Prozessen auch mit Lieferanten (SEmL)
Voraussetzungen für den Einsatz von VR bei MTU, aktueller Stand Mai 2003
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Entwicklung der Visualisierungstechniken im Konstruktionsbereich
Zeit
Qua
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der
Vis
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der
Pro
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ung
20031985
2D-CAD (optimierte Zeichnung)
1995
3D-CAD(Virtueller Prototyp)
1998
DMU (Digitales Produktmodell)
2000
Virtual Reality (Critical Design
Review)
Virtual Reality (Critical Design
Review)
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31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Erstes Objekt eines VR-gestützten Critical Design Review
Motor 6V 890 FCSMotor 6V 890 FCS
M:\Dipl.-Ing. Friedrich Schley\VR\Innovative Produktentwicklung bei MTU.ppt
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Innerhalb 5 Sitzungen à 3-4 Stunden wurde erstmals bei MTU mit Teilnehmern aus allen Fachbereichen ein Critical Design Review beim Motor 6V 890 FCS mit Erfolg vor der Bauteilefreigabe durchgeführt und im Vorfeld Optimierungspotential erkannt und umgesetzt.
Als Visualisierungswerkzeug wurde die Powerwall im VR-Center der TRIVIT AG in Ravensburg eingesetzt (Equipment: ICI:DO Stuttgart).
Durchführung eines VR- gestützten Critical Design Review
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Injektoren
Abdichtung, Zentrierung,Einbau
Injektoren
Abdichtung, Zentrierung,Einbau
Zylinderkopf
Wandstärken, Verlauf Wasserführung
Zylinderkopf
Wandstärken, Verlauf Wasserführung
Dichtungskonzept„Dreiländereck“
Kurbelgehäuse
Materialanhäufung, ÜbergangsradienMontage Triebwerk
Kurbelgehäuse
Im VR- gestützten Critical Design Review erkanntes Optimierungspotential
Motor 6V 890 FCS
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Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Anwendungsempfehlung für VR bei MTU
•Montagesimulation
•Besprechungen mit Einkauf und Lieferanten (SEmL)
•Konzeptphase / Designstudie
•„Critical Design Reviews“ in der Entwicklung / Konstruktion
•Montagesimulation
•Besprechungen mit Einkauf und Lieferanten (SEmL)
•Konzeptphase / Designstudie
•„Critical Design Reviews“ in der Entwicklung / Konstruktion
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31.07.2003
Innovative Produktentwicklung bei MTU
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Weiter mögliche Anwendungsgebiete für VR bei MTU
•Messeauftritte
•Kundenpräsentationen
•Projektierung (z.B. für Ein- und Ausbauuntersuchungen)
•Wartungsschulungen/ -Training
•Messeauftritte
•Kundenpräsentationen
•Projektierung (z.B. für Ein- und Ausbauuntersuchungen)
•Wartungsschulungen/ -Training
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