Fraunhofer IPK
Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
Modellbasiertes Entwickeln
Immer komplexere Prozesse und wachsende Datenmengen sind die wesentlichen Herausforderungen für die Virtuelle Produktentstehung. Wir entwickeln intuitiv benutzbare virtuelle Werkzeuge, finden Lösungen für digitale Funktionsmodelle und digitalisieren Ihre Fertigungsprozesse, damit Sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können: Ihr Produkt.
Im Second Life beginnen wir, ein virtuelles Parallelleben zu führen – virtuelle Produktmodelle existieren dagegen schon lange und kommen der Wirklichkeit weitaus näher als unsere kantigen Avatare. Modul für Modul werden Produkte komplett digital entworfen. Die Anordnung von Schweißpunkten und kritische Materialbelastungen ermittelt das Konstruktionsprogramm, die Haptik kann der Ingenieur mittels Force-Feedback-System direkt am virtuellen Modell prüfen. Der digitale Prototyp nähert sich dem physischen immer mehr an.
All das ermöglichen ausgeklügelte IT-Technologien, die die Arbeit des Ingenieurs erleichtern und die Unternehmenskasse schonen. Die geometrische Auslegung eines Produkts ist heute nicht mehr schwierig, das reibungslose Zusammenspiel all seiner Elemente hingegen schon. CAD-Daten sind nicht darauf ausgelegt, interaktiv zum Leben zu erwachen. Vor allem mechatronische Produkte und ihre domänenübergreifende Entwicklung stellen IT-Experten vor große Herausforderungen. Im Bereich Modellbasiertes Entwickeln perfektionieren wir vorhandene Lösungen und finden neue Wege, wo Althergebrachtes in eine Sackgasse führt.
Modellbasiertes Entwickeln stellt virtuelle Produktmodelle in das Zentrum der Entwicklungstätigkeit. Diese Modelle tragen die wesentlichen Informationen für die Erzeugung, Analyse und Dokumentation des Produkts. Typischerweise sind sie hochgradig vernetzt, Anforderungen, Funktionen und Bauteile bilden ein komplexes System. Außerdem erlauben sie es, das Expertenwissen des Ingenieurs mathematisch abzubilden und für die Simulation des Produktverhaltens zu nutzen – auch für Produkte, die eigentlich noch nicht existieren. Produktmodelle stellen die Grundlage moderner Kommunikationsstrukturen im Entwicklungsprozess dar – sei es in Form von Beschreibungen, abstrakter Notation oder visuellen Repräsentationen. Die Vielfalt des Modellbasierten Entwickelns zeigen folgende Beispiele:
Produkte schon während der Entwicklung erleben – Smart Hybrid Prototyping
Am liebsten würden viele Unternehmen ganz auf physikalische Modelle verzichten. Kein Wunder, sparen digitale Produktmodelle doch erheblich Zeit und Kosten. Voraussetzung für solche Modelle, mit denen sichergestellt werden soll, dass das Produkt wie vorgesehen funktioniert und vom Anwender akzeptiert wird, ist die Simulation der wesentlichen Produkteigenschaften schon während der Entwicklungszeit. Wird beispielsweise ein Mechanismus am virtuellen Modell in Gang gesetzt, muss der Bewegungsablauf exakt dem entsprechen, den das physikalische Modell zeigen würde. In vielen Fällen ist das möglich, in einigen ist das Produkt dafür jedoch zu komplex. Für diese Fälle haben wir die »Smart Hybrid Prototyping«-Technologie entwickelt, die virtuelle und reale Elemente kombiniert. In Verbindung von High-End-Visualisierung und intuitiven Interaktionstechniken wird dem Benutzer somit ermöglicht, das Produkt in seinen charakteristischen Facetten zu erleben.
Automatisch digital – VR im laufenden Betrieb
Funktionieren ein Produkt oder eine Anlage parallel zur Wirklichkeit auch virtuell, können ihr Zustand und Optimierungsmöglichkeiten in der Simulation erkannt werden, wo sie am wirklichen Objekt, noch dazu im laufenden Betrieb, noch lange nicht erkennbar sind. Insbesondere für MRO-Maßnahmen ist eine digitale Abbildung oft bares Geld wert, wenn beispielsweise mit Folgeschäden unerkannter Probleme zu rechnen ist. Für die automatisierte Produkt- und Anlagendigitalisierung und ihre Zustandsdiagnosen implementieren wir optimierte Reverse-Engineering-Verfahren und 3-D-Datenverarbeitung – auch da, wo das Reißbrett erst kürzlich in die Ecke gestellt wurde und bisher noch gar keine Produktdaten in digitaler Form vorliegen.

Dipl.-Ing.
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