Dieses Whitepaper des Virtual Dimension Center Fellbach zeigt Einsatzgebiete, Techniken und Nutzen verschiedener Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Anwendungen für die Luft- und Raumfahrt auf: - Produktentwicklung - Fertigungsplanung - Telepräsenz / Teleoperation - Prozessunterstützung - Analyse & Simulation

1. Whitepaper
VR und AR in der Luft- & Raumfahrt
Einsatzgebiete - Techniken - Nutzen
© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
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2. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Anwendungen VR und AR in der Luftfahrt: Übersicht
Produktentwicklung Prozessunterstützung
 Produktgestaltung  Prozessunterstützung mittels
 Designstudien Augmented Reality
 Cockpit - Evaluation  Training
 Simulation  Inspektion & Wartung
 Flugsimulatoren
Fertigungsplanung
 Fabrik-/Montageplanung Analyse & Simulation
 Fertigungsprozesse  Simulation
Telepräsenz / Teleoperation  Räumliche Erfassung
 Präsenz an entferntem Ort mit  Visualisierung großer Datenmengen
VR - Unterstützung
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3. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Produktenwicklung
Designstudien
 Virtuelle Mock-Ups für die Entwicklung
 Fehlererkennung und –prävention
 Überprüfung Geometrie, Anordnung,
Materialien, Farben, Licht
 Virtual Walkthroughs etwa in
CAVE (Raumeindruck)
Virtual Walkthrough in CAVE.
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4. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Produktenwicklung
Designpräsentation
 Virtuelle Mock-Ups für die Präsentation
 Konfiguration
 Sonderausstattung Airbus Designstudie
 frühe Kundenpräsentation Quelle: Airbus
und Kundeneinbindung
 Änderungsflexibilität
Visualisierte Funktionen eines
Flugzeugsitzes
Quelle: Ethiopian Airlines
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5. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Produktentwicklung
Produktgestaltung
 Optimierung der Raumausnutzung
durch virtuelle Modelle
 Zugänglichkeitsanalysen:
Verwendung von Menschmodellen Planung/Design Flugzeuginnenraum
Quelle: Dassault Systems
 Visualisierung von
Messwerten
 Identifizierung von
Sicherheitsproblemen
Zugänglichkeitsanalyse mit Menschmodell
und Haptik. Quelle: Airbus
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6. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Produktentwicklung
Cockpit-Evaluation
 Sichtfeldanalyse und -Optimierung
 Sinnvolle Anordnung der Anzeigen und Bedienelementen hinsichtlich
Erreichbarkeit und Sichtbarkeit
 Evaluation der Funktionalität der Cockpitanzeigen
Virtuelles Modell eines Cockpits zur Evaluation
Quelle: TU Darmstadt
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7. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Produktentwicklung
Simulation
 Produktoptimierung durch Simulationen der physikalischen
Eigenschaften (z. B. Aerodynamik, Temperatur, mech. Belastung)
 Simulation extremer Situationen und Einflüsse, Unfälle
Simulation Luftströmung einer F18 Simulation Space Shuttle + Träger Crash Simulation einer Boeing 767
Software: FAST Software: FAST Quelle: Purdue University
Quelle: NASA Quelle: NASA
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8. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Fertigungsplanung
Fabrik-/Montageplanung
 Fabrikplanung mit geometrischen
Flugzeugmodellen sowie
Montagevorranggraphen
 Dock- versus Fließfertigung Montage- / Fabrikplanung
Quelle: Fairchild-Dornier
 Transport der Zwischenprodukte,
Transportsystemplanung
 Bewegung Arbeitsbühnen
Virtuelle Arbeitsplatzplanung
Software: visTABLE®
Quelle: plavis GmbH
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9. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Fertigungsplanung
Fertigungsprozesse
 Visualisierung Prozessabläufe:
Fügen, Umformen, Lackieren,
Gießen
Visualisierung Prozessablauf
 Vergleichende Visualisierung Software: Robcad
Quelle: Siemens PLM
von Prozessalternativen
 Parameteroptimierung
 Reduktion Gewicht
 Erhöhung Qualität,
Fehlererkennung, z.B. Kollisionserkennung
 Erhöhung Prozesssicherheit
Visualisierung Gießprozesse.
Quelle: Visenso
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10. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Prozessunterstützung Produktion, Bedienung, Wartung
Mittels Augmented Reality (AR)
 Hinzufügung von Zusatzinformationen
in die normale Sicht
 Arbeitsschritte, Anweisungen, Richtungen,
Prozessdetails
 Vor-Visualisierung des Prozesses
 Muster-/Objekterkennung AR Einsatz: Kabelkonfektionierung. Quelle: Boeing
AR Einsatz: Animation des Arbeitsschrittes AR Einsatz: Zusatzinformationen. Quelle: NASA
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11. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Virtual Training
 Üben von Inspektion, Wartung, Bedienung
 Training komplexer Tätigkeiten
 Simulation bestimmter (Rand-)Bedingungen
AR- Training von Wartungsarbeiten im Weltraum. VR – Training von Wartungs - & Inspektionstätigkeiten
Quelle: NASA Quelle: NIAR
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12. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Virtual Training
Flugsimulatoren
 sicheres Training
für angehenden Piloten
 Simulation und Training
von kritischen Situationen
 Sichtbehinderungen
 Virtuelle Einführung in
neue Flugzeugtypen
Flugsimulator bei Lufthansa
Quelle: Lufthansa
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13. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Telepräsenz / Teleoperation
 Präsenz an entferntem Ort mit VR-Unterstützung
 Multimodale Präsenz über weite Distanzen z.B. über das Internet
 Fehlerbehebung & Wartung über zentrale, spezialisierte Stellen
 „Advanced Cockpit“ (NASA):
 Fernsteuerung von Raumfahrzeugen mittels HMDs/Monitoren
„Advanced Cockpit Evaluation System“ Ferngesteuerter Roboter „Rotex“ über virtuelles Modell
Quelle: NASA Quelle: DLR
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14. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Analyse & Simulation
Visual Analytics
 vereint als interdisziplinäres Thema
Data Mining und
Informationsvisualisierung
 Wie können sehr große und
multidimensionale Datenmengen
Visualisierung von Luftfahrtverkehrsstrecken
visualisiert und dem Benutzer Quelle: Openflights.org
interaktiv nutzbar gemacht werden?
 Fokus: interaktive Visualisierung
und eine intelligente
Komplexitätsreduktion
 Erkennen z. B. von Ballungen,
Kreuzungen, Mustern, Tendenzen
Galaxieverteilung des Universums Simulation Vulkanasche in der Luft
Quelle: Universität Stuttgart Quelle: Met Office England
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15. Produktentwicklung Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation
Analyse & Simulation
 Visualisierung Meßergebnisse
NASA „Stereo Mission“:
 Stereoskopische
Aufnahmen der Visualisierung von Messungen
Quelle: EADS
Sonne zur Analyse
Satellit TanDEM –X:
 Stereoskopische
Vermessung der
Erdoberfläche
Stereoskopisches Bild der Sonne Satellit TanDEM – X
Quelle: NASA Quelle: DLR
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nach Umsetzungspartnern?
Sprechen Sie uns gerne an: VDC.
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Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
info@vdc-fellbach.de
www.vdc-fellbach.de
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