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X-Reality verändert die Produktentwicklung

Graphische Datenverarbeitung
X-Reality verändert die Produktentwicklung

Hohe Qualität, individuelle Produktanpassung und schnelle Auslieferung sind für Unternehmen wichtige Faktoren, um im globalen Wettbewerb bestehen zu können. An Planung und Fertigung von Produkten sind in der Regel verschiedene Firmen beteiligt mit zum Teil unterschiedlichen Entwicklungsumgebungen. Dabei werden die Produktionsprozesse immer komplexer; gleichzeitig entstehen riesige Datenmengen aus den unterschiedlichen Anwendungsprogrammen wie dreidimensionale CAD-Modelle oder Simulationsergebnisse.

Daher ist ein Höchstmaß an Abstimmung und Datenaustausch zwischen den Beteiligten nötig, um diesen technisch und organisatorisch komplexen Aufgaben gerecht zu werden. Innovative Technologien bieten große Potenziale, die Prozesse effektiv zu gestalten. So können die Telekooperation für die verteilte Entwicklung und die Technologien der Virtual Reality (VR) und der Augmented Reality (AR) für die Visualisierung und Interaktion genutzt werden. Was zukünftig möglich sein wird, zeigen die Zwischenergebnisse des Leitprojektes iViP (Integrierte virtuelle Produktentstehung), gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF. Im iViP-Konsortium entwickeln Industriepartner und Forschungsinstitute, unter anderen das Fraunhofer IGD, gemeinsam Hightech-Softwareprodukte für eine über alle Phasen durchgängig digitale Produktentstehung. Dies geschieht mittels dreidimensionaler Modelle und ihrer semantischen Produktinformationen – über Standorte und Unternehmensgrenzen hinweg. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt iViP auf Technologien wie Produktdatentechnologie (PDT), Digital Mockup (DMU) und VR.
Virtual Reality ist bereits in den Prozess der Produktentwicklung integriert, besonders im Design Review, bei ergonomischen Untersuchungen und so genannten Clinics. Virtuelle Prototypen verdrängen nicht nur in der Automobilindustrie zunehmend die traditionellen Modelle. Komplexe Fabrikanlagen lassen sich schon jetzt bis ins Detail visualisieren – von der Bauausführung bis zu den einzelnen Produktionsabläufen. Die Digitale Fabrik nutzt das Internet und ist offen für den Einsatz unterschiedlicher Softwarebausteine in der Prozesskette.
VR hilft, kostspielige Planungsfehler zu vermeiden, verkürzt Entwicklungszeiten und ermöglicht es dem Anwender, intuitiv zahlreiche Alternativszenarien zu simulieren. Der effiziente Einsatz von VR-Technologien ist inzwischen für einige Branchen schon zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor geworden. Nicht umsonst gilt die deutsche Automobilindustrie als weltweit führend im Einsatz von VR-Technologien. Einen wichtigen Beitrag zu diesem Erfolg haben Fraunhofer-Institute mit ihren Forschungsergebnissen geleistet. Das haptische Interface, das Kraftrückkopplung und Ertasten der Oberflächenstruktur von Objekten ermöglicht, ist derzeit ein wichtiges Forschungsfeld für viele Anwendungsgebiete der VR, auch im iViP-Projekt. Denn erst dieses Feedback erlaubt es den Anwendern, direkt und unmittelbar mit den rechnergenerierten Objekten zu interagieren.
Bevor kleine und mittlere Unternehmen diese Technologien erfolgreich einsetzen können, sind allerdings noch einige Barrieren zu überwinden: Die Kosten für VR-Systeme müssen deutlich sinken, die Technologien sollten robust und einfach zu bedienen sein sowie sich konsequent in die Gesamtumgebung einfügen. Ein wichtiger Schritt hierzu ist die Implementierung des neuen Standards OpenSG, der es zukünftig ermöglichen wird, komplexe dreidimensionale Welten auf beliebigen Rechnerplattformen darzustellen. OpenSG wird neben VR auch für die Augmented Reality (AR), die „erweiterte Realität“, die Basis bilden.
Experten bezeichnen AR als wichtige Schlüsseltechnologie der Zukunft. Das Prinzip: Realität und computergenerierte Bilder überlagern sich für den Betrachter, indem beispielsweise über eine Datenbrille oder ein semitransparentes Display Informationen eingeblendet werden. Bilder, Grafiken und akustische Anweisungen können abgestimmt auf die aktuell erforderlichen Arbeitsschritte in die reale Szene integriert werden. Diese neue Form der Mensch-Maschine-Schnittstelle wird mittelfristig komplexe Arbeitsprozesse in Entwicklung und Produktion, inbesondere aber in Wartung und Service unterstützen. Damit vervollständigt AR die Prozesskette der digitalen Produktentwicklung bis zum Ende.
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