Virtuelle Techniken in der Luftfahrt: VDC-Whitepaper

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
Analyse Einsatz Virtueller Techniken in der Luftfahrt
Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde
Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
www.vdc-fellbach.de
Bild: ESI

VP Flugzeug VT im Marketing
16.08.2018 Virtuelle Techniken in der Luftfahrt
VP Fertigung Training Produktion
Virtuelle Techniken in der Luftfahrt
2
Virtual Prototyping Flugzeug Virtual Prototyping Fertigung Training Marketing
 Fabrikplanung: Zielfestlegung
o -
 Grundlagenermittlung
o Bestandsaufnahme
 Fabrik-Konzeptplanung
o Architektur, Mediensysteme
o Generalbebauung
o Layoutplanung
o Materialfluss, Logistik
 Fabrik-Detailplanung
o Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit
o Automatisierungstechnik
o DMU Integration
o Fertigungsverfahren
o Fördertechnik
o Montageplanung
 Realisierungsvorbereitung
o -
 Realisierungsüberwachung
o Überwachung, Überprüfung
 Hochlaufbetreuung
o Inbetriebnahme Hochlauf
o Inbetriebnahme Training
 Projektabschluss
o Wissensmanagement
 Absicherung Design
o Formfindung, Gestaltung
o Haptik
 Funktionale Absicherung
o Virtual Mock-Up
o Funktionstauglichkeit Produkt
• Strukturmechanik,
Ermüdung, Crash
• Strömungsmechanik
• …
• Flugsimulation
• Ergonomie,Usability,
MMI Design
• Assistenzsysteme
o Abnahme:
• Virtuelle Zertifizierung
o Service:
• Dokumentation
• Reparierbarkeit, Wartbarkeit
o Herstellbarkeit
• Fertigbarkeit
• Montierbarkeit
• Baubarkeit
• Prozess-Ergonomie
 Training Produktion
 Training Benutzung
 Training Wartung
und Reparatur
 Marktforschung und Umweltanalyse
o Wettbewerbsanalyse
o Kundenanalyse
 Zielformulierung
o Unterstützung verschiedener
Zielindikatoren durch Virtuelle
Techniken
 Strategiefestlegung
o Virtuelle Techniken in der
Produktentwicklung
o Kundenintegration mit Virtuellen
Techniken
 Marketing-Mix
o Variantenentwicklung
o Virtuelle Techniken für Print, Web,
Point-of-Sales, Digital Signage in
der Kommunikation
o Virtual Sell-In, Virtual training und
Virtual Store in der Distribution
 Marketing-Kontrolle
o Virtual Store/Test/Training zur
Überprüfung der Zielerreichung
Produktion
 Assistenzsysteme
 Qualitätssicherung
und Dokumentation

Bild: Ethiopian Airlines
Designstudie
in 3D
Bild: Uni Groningen
Designreview in einer
4-Seiten-CAVE
(Projektionsraum)
Designstudie
Flugzeugkabine
Virtual Prototyping Flugzeug: Absicherung Design
Formfindung, Gestaltung
 Design: Gestaltung von Gegenständen aller Art
nach Kriterien von Funktionalität (z.B. Ergonomie)
und Ästhetik [nach http://www.designlexikon.net]
 Designklassen [nach P. Gorb]:
o Produkt (z.B. Industriedesign,
Verpackungsdesign, Service Design)
o Information (z.B. Grafik-Design, Branding,
Mediendesign, Webdesign)
o Umgebung (z.B. Retail-Design,
Ausstellungsdesign, Innenarchitektur)
Bild: Airbus
3
VP Flugzeug

Bild: Fraunhofer IPK
Bild: Immersion
Klappen-Simulator:
Programmierung Kraft-
Weg-Verhalten
Programmierbarer
Drehregler
Bedienschnittstelle
Virtual Prototyping Flugzeug: Absicherung Design
Haptik
 Qualitätsanmutung durch Haptik
 Anforderung: „blinde“ Bedienung (-> Blickabwendung)
 zentral:
o haptische Rückmeldung während Betätigung und
o Gewinnung ergonomisch verwertbarer Daten
zum Design von Betätigungshaptik
 haptisch freie programmierbare Schnittstellen erhältlich
 dort Drehknöpfe per Stecksystem auswechselbar
 Test des Einflusses von Knopf-Größe,
-Gewicht, -Form und -Materialität auf
das jeweilige Bedienverhalten
4
Bilder: Immersion
VP Flugzeug

Virtual Mock-Up-Modell
für VR
Virtual Prototyping Flugzeug: funktionale Absicherung
Virtual Mock-Up
 digitales Gesamtmodell des Flugzeugs
 Berücksichtigung aller Planungsgewerke
MCA(major component assembly),
Innenausbau Elektrik, Hydraulik, …
 Kollisionsuntersuchungen
 Doppelbelegung von Bauraum
 interaktive Untersuchung flexibler Bauteile
(Kabel, Schläuche) möglich
 Mindestabstände
 Grundlage für Baubarkeitsuntersuchungen
(Ein-Ausbau-Untersuchungen)
Bild: Embraer
Bild: ESI
Bild: ESI
Interaktive Untersuchung
flexibler Bauteile (Kabel,
Schläuche) vor einer
VR-Powerwall
Interaktive
Schnittebenen-Führung
zur Untersuchung der
Bauräume
5
VP Flugzeug

Virtuelle Vogelschlag-
Untersuchung
Funktionstauglichkeit – Strukturmechanik
 VR-Anwendungen: häufig Weiterverarbeitung (Post
Processing) von Daten aus der physikalischen
Simulation, etwa Computational Fluid Dynamics (CFD)
oder Finite-Elemente-Analyse (FEM)
o Steifigkeit
o Stoßbelastungen
o Schwingungen
o Crash
o …
 starker Einsatz von Interaktionsmetaphern
 Unterstützung lokales oder verteiltes kooperatives
Arbeiten mit VR
 Augmented Reality (AR) für Vergleiche
Modell – Versuch
Bild: CEI
Bild: Lauer & Weiss
Bild: ITV Denkendorf
Festigkeitssimulation
von Schraubverbindungen
Simulation einer biaxialen
Zugbelastung eines
Gewebes:
für den Einsatz von
Verbundwerkstoffen
6
VP Flugzeug

Bild: CEI
Simulation des Ansaugens
von Schmutzpartikeln
beim Start der Triebwerke
Funktionstauglichkeit – Strömungsmechanik:
 Post Processing von Simulationsdaten aus der
Strömungsmechanik:
o Außenumströmung, Aerodynamik, Auftrieb
und Widerstand
o Wärmetauscher, Simulation des Kühlmoduls
o Elektromagnetische Felder, Hydraulik,
Emissionsausbreitung
o Klima, Klimageräte und Luftführungen
Fahrzeug-Innenraum: HVAC
(Heating, Ventilation and Air Conditioning)
o Thermisches Design, Thermoanalyse, Defrost
Aerodynamik-
Untersuchung am
virtuellen Prototypen
HAVAC- und
Atmungssimulation
mit Avatar
7
Bild: xx
Bild: CEI
Bild: CEI
VP Flugzeug

Bild: Barco
Bild: Lufthansa
moderner Flugsimulator
bei der Lufthansa
Funktionstauglichkeit – Flugsimulation:
 Flugverhalten
 gefahrlose Offline-Erprobung neuer
Assistenzsysteme
 Test neuartiger
Mensch-Maschine-Schnittstellen
 Verhaltensforschung
 Head-up-Display-Entwicklung
 Design Informationsschnittstelle
 Design Reviews
 Akustik / NVH
 …
Bild: British Aerospace
VECTA Flight Simulator
(Ende 1980er Jahre)
8
Innenansicht
Flugsimulator
VP Flugzeug

ESIs Virtual Seat Solution:
Evaluation Sitzkomfort,
Bewertung Bein- und
Bewegungsfreiheit,
Absorption von
Vibrationen
Virtuelle Absicherung der
Display-Sichtbarkeit
manuellen Erreichbarkeit
aller Bedienelemente
Bild: ESI
Bild: ESI
Bild: Optis
Funktionstauglichkeit – Ergonomie & Usability
 Frühe Überprüfung der Erreich- und Sichtbarkeit
von Bedienelementen
 Absicherung Sichtbarkeit sicherheitsrelevanter
Bedien- und Display-Elemente, Arbeitsschutz /
Arbeitssicherheit
 Virtuelle Prüfung des Komforts
 Betrachtung der ergonomischen Aspekte für
Altersklassen, Perzentile, Somatotypen
(Absicherung Produktfunktionalität für
großen Bevölkerungsteil)
 Betrachtung des Menschen als physische
Einflussgröße
9
VP Flugzeug

Erreichbarkeit und der
Bedienbarkeit mit
haptischem InterfaceBild: Optis
Funktionstauglichkeit – Ergonomie & Usability
10
VP Flugzeug

virtuelle Vorzertifizierung
von Flugzeugsitzen mit
der Virtual Seat Solution
(auch EuroNCA, JNCAP)
Bild: CEI
Bild: DLR
Virtueller Crashtest mit
3D-Dummy
11
Bild: ESI
Virtuelle Zertifizierung
 Ziel: Abnahme des Aspekte des Flugzeugs ohne
physischen Prototyp
 Luftfahrt:
o virtuelle Vorzertifizierung von Flugzeugsitzen
(nach EuroNCA, JNCAP, ChinaNCAP)
o numerische Experimente und Analyse schon
länger Bestandteil von Zulassungsprozessen
o für Aufprall-Simulationen (des Flugzeugs
oder Vogelschlag)
o Nachstellen von realistischen Umwelt-
bedingungen, die im Labor schwer
nachzustellen sind (Vibration, Temperatur,
Höhe, Umströmungsgeschwindigkeit, realer
Lastfall Flügel) Bild: DLR
Wasseraufprall (ditching)
eines Verkehrsflugzeuges
VP Flugzeug

Bild: ESI
Bild: Virtalis
Virtuelle Überprüfung
Wartbarkeit in
direkter Interaktion
Ein-Ausbau-Untersuchung
mit Haptik
(Positionsvorgabe und
Force-Feedback über
mechanisches
Gelenkarmsystem)
Bild: ESI
Virtuelle Überprüfung
Wartbarkeit mit Avatar
Service – Wartbarkeit, Reparierbarkeit:
 Service Engineering: Überprüfung
Zugänglichkeit visuell und manuell
 Überprüfung Zugänglichkeit Baugruppen,
Verbindungselemente, Schmierstellen, etc.
- visuell,
- mit Händen und
- Werkzeug
 alle Varianten untersuchbar
 alle Perspektiven und Positionen
berücksichtigbar
12
VP Flugzeug

Bild: Fraunhofer IPA
Simulation industrieller
Bauteilereinigung
Bild: Visenso
Simulation eines
Gieß-Prozesses
Bild: Visenso
Vergleichende Darstellung
verschieden eingestellter
Fräsvorgänge
Herstellbarkeit - Fertigbarkeit:
 Auslegung von Fertigungsverfahren: vielfach
eine komplexe räumliche Aufgabenstellung
 VR-Anwendungen: Post Processing von Daten
aus der CFD oder FEM
 simulative Auslegung von Fertigungsverfahren
 Analyse alternativer Fertigungsprozess-
Konfigurationen
13
VP Flugzeug

Montage-Prüfung mit
2-Hand-Interaktion VR
Herstellbarkeit - Baubarkeit und Montierbarkeit:
 Virtuelle Umgebungen mit Kollisionserkennung
und Abgleitsimulation finden Einsatz bei der
Untersuchung von Montage und Demontage
 dazu wird die Position und Orientierung eines
ein-/aus-zubauenden Bauteils mit einem
räumlichen Eingabesystem vorgegeben
 Überprüfung Montagehilfen
 auch Einsatz von Geometrie-Prototyp (etwa
aus 3D-Druck), der an 1 oder 2 haptische
Endgeräte (Force Feedback) eingehängt ist
 Kollisionsausgabe akustisch, graphisch oder
haptisch
Bild: Optis
Bild: ESI
Bild: xxx
Subjektive Beurteilung
der Baubarkeit durch
interaktive Navigation
durch das Modell
Virtuelle Untersuchung
des Einsatzes von
Hebezeugen
14
Bild: ESI
VP Flugzeug

Bild: Bharathiar University
Bild: Optis
Bild: ESI
Herstellbarkeit - Prozess-Ergonomie
(Produkt-immanent):
 Komfort- und Erreichbarkeitsanalysen
 Sichtbarkeitsanalysen
 Kollisionsüberprüfungen
 Realitätsnahe Bewegungssimulation
 Menschmodelle aus Anthropometrie-
Datenbank zur statistischen
Körperformdimensionierung
 Powerwall mit Flysticks
[aber: Akkommodationskonflikt]
 Einsatz von Head Mounted Displays
Ergonomie-
Untersuchungen über
direkte Interaktion in VR
15
Ergonomie-
Untersuchung mit
3D-Menschmodell
Überprüfung der
Montage-Ergonomie
mit Avatar, der über
einen realen Nutzer
mittels Motion Capturing
gesteuert wird
VP Flugzeug

 Phase 4 – Detailplanung
o Arbeitsschutz / Arbeitssicherheit
o Automatisierungstechnik
o DMU-Integration
o Fertigungsverfahren
o Fördertechnik
o Montageplanung
 Phase 5 – Realisierungsvorbereitung
 Phase 6 – Realisierungsüberwachung
 Phase 7 – Hochlaufbetreuung
o Inbetriebnahme: Hochlauf
o Inbetriebnahme: Training
 Phase 8 – Projektabschluss
o Wissensmanagement
Virtual Prototyping Fertigung: Übersicht
Fabrikplanung:
 Projektarten:
o Neuplanung einer Fabrik
o Erweiterung
o Reorganisation einer bereits
existierenden Fabrik
 Phase 1 – Zielfestlegung
 Phase 2 – Grundlagenermittlung
o Bestandaufnahme
 Phase 3 – Konzeptplanung
o Architektur/Mediensysteme
o Generalbebauung
o Layoutplanung
o Materialfluss/Logistik
16
VP Fertigung

Virtual Prototyping Fertigung: Grundlagenermittlung
 Bestandsaufnahme: Informations-
beschaffung und -auswertung als
Grundlage für folgende Planungen
 Erstellung Mengengerüst für spätere
Ablaufsimulation
 bei Umplanung (Brown-Field-Projekte):
Dokumentation und Validierung aktueller
Realisierungsstand (CAD-Pläne,
3D-Dokumentationen usw.) und
Soll-Ist Abgleich zur Validierung
 simulative Machbarkeitsstudien für
geeignete Fertigungsverfahren
17
Bild: Scantec 3D
Laser-Scan einer
kompletten
Anlage
Bild: Visenso
Fließpressen:
Simulation
Bild: Scantec 3D
Mischdatenverarbeitung
Laserscan (grau) und CAD
(farbig) zur Vermeidung
doppelter Bauraum-
belegung
VP Fertigung

Virtual Prototyping Fertigung: Konzeptplanung
 Generalbebauung: 3D-Variantenvisualisierung
von Generalbebauung und Fabrikgebäude
 Planung Gebäudeinfrastruktur
 Layoutplanung: Dimensionierung und
Strukturierung von Flächen und Lagern
(Groblayout) in 2D/3D mit interaktivem
Planungstisch: 2D-Layout auf Tischoberfläche,
3D an der Wand, interaktive Klötzchen zum
Platzieren von Objekten (Maschinen, etc.) auf
Tisch
 Absicherung durch Materialfluss- und
Logistiksimulation
 Virtual Walkthrough durch Fabrik
Bild: xxxxxxx
Bild: xxx
Bild: xxx
Entscheidungspunkte bei
einem Flugzeugbauer:
Dock- vs. Fließfertigung,
Transportsystem,
Arbeitsbühnen
18
Bild: Fh-PA
Visualisierung
Generalbebauung
Daimler Rastatt
Bild: VDC
Sitzung zur
Layoutplanung am
Fabrikplanungstisch
Bild: Fh-IPA
VP Fertigung

Ermittlung Vorgabezeiten
durch Bearbeitung einer
VR-Szene (Montage
Motor); Einträge
erscheinen automatisch
in der linken Tabelle)
Simulation Fließpressen
Virtuelle
Arbeitsplatzplanung
mit: visTABLE®
Virtual Prototyping Fertigung: Detailplanung
 Planung Förder-, Montage-, Automatisierungstechnik
im Hinblick auf Effizienz, Sicherheit und Ergonomie
 virtuelle Inbetriebnahme
geometrisch-logischer Modelle
 Verfahrensabsicherung durch
Fertigungssimulation
 manuelle Montagetätigkeiten über
o 3D-Menschmodelle oder
o VR (Tracking, Motion Capturing)
nachbildbar
 Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit:
Absicherung mit interaktivem 3D-Modell
 Integration in Fabrik-DMUs
o geometrische Integration
o funktionale Integration
o produktionstechnische Integration
Bild: xxx
Bild: Altran
19
Bild: Visenso
Bild: PlaVis
VP Fertigung

Virtual Prototyping Fertigung: Realisierungsüberwachung
 Koordination, Überwachung und
Dokumentation der Realisierung
 VR für Soll-Ist-Abgleich des umgesetzten
Stands mit Mischdatenverarbeitung
(Laser-Scans vs. 3D-Konstruktion)
 AR –Überblendung Soll-Planung
über aktuellen Stand
 Ziele:
o Qualitätskontrolle
o Projekt-Controlling
(z.B. Abrechnung geleisteter Arbeiten)
20
Bild: Re‘flekt
AR-gestützte
Einplanung
neuer Objekte
in Bestand
Bild: TU München
AR-Einplanung in Bestand:
Fördertechnik
Bild: Scantec 3D
aus einem Laserscan
rückgeführtes 3D-Modell
VP Fertigung

Bild: Fh-IPA
Bild: RIF
3D-Modell einer
automatisierten
Montagelinie
Hardware-in-the-Loop:
physische Steuerung
gegen virtuelles Modell
Bild: ESI
Bediensicherheit und
Handhabung lassen sich
frühzeitig am digitalen
Modell untersuchen.
Virtual Prototyping Fertigung: Hochlaufbetreuung
Inbetriebnahme: Virtual Ramp-Up
 virtuelle Auslegung Sensorik, Aktorik
 Vermeidung Kollisionen, Deadlocks
 Hardware-in-the-Loop-Simulationen
 Übertragung von Steuerungscode (Offline-
Programmierung) auf physische Anlagen
 Verkürzung Hochlaufzeit durch Simulations-
gestützte Vorab-Tests bei gleichzeitig
verbessertem Reifegrad der Planung von
Robotik und Automatisierungssystemen
Inbetriebnahme: Training
 [später: Folie „Training Produktion“]
21
VP Fertigung

Virtual Prototyping Fertigung: Projektabschluss
 Bewertung des zurückliegenden Projekts und
Sicherung des erzielten Wissens
 Sicherung 3D-Geometriedaten aus Phase 2
(Grundlagenermittlung)
und Phase 6 (Realisierungsüberwachung)
 Sicherung Fabrik-DMU-Modell und
aller Simulationsmodelle aus Phase 4
(Detailplanung)
 Sicherung 3D-Wissensmanagementsystem
aus Phase 7 (Hochlaufbetreuung)
 4 Wissensarten in Virtuellen Umgebungen:
Positions-, Struktur-, Verhaltens-, Prozedurwissen
 4 Lernmöglichkeiten in Virtuellen Umgebungen:
räumliches, konzeptuelles, motorisches,
prozedurales Lernen
22
Bild: Fraunhofer IPA
Bild: VRMMP
Bild: VRMMP
Örtlichkeit und Aussage
einer Anzeige
Funktionsweise
eines Prozesses
Integrales
3D-Gesamtmodell aus
Layout, Fördertechnik
und Robotik
VP Fertigung

Darstellung einer
Nachtszene im
Flugsimulator
Training – Benutzung
 Flugsimulatoren:
sicheres Training für angehenden Piloten
o Verständnis aller Anzeigen
o Bedienung, Handhabung
o spezielles Fahrzeugverhalten
o große Fahrzeuge, hohe Sitzpositionen
o unübersichtliche Fahrzeugbereiche
 gefahrlose Simulation und Training von
kritischen Situationen
 Sichtbehinderungen (auch Nachtsicht)
 Kommunikation mit anderen (zB. Flugwarte)
Bild: xxx
23
Bild: Halldale
Nutzung eines
FlugsimulatorsBild: Barco
Bild: Barco
Sphärische Projektion
für einen Flugsimulator
Training

Blick in den Simulator
eines Flughafen-Towers
Training – Benutzung
 Simulatoren für Flughafen-Tower
und Leitstellen
o Verständnis aller Anzeigen
o Bedienung, Handhabung
o Arbeitsabläufe
o Überwachung und Erfassen der Situation
auf dem Flughafen (simulierte Fenster)
o Umgang mit Sichtbehinderungen
o Kommunikation (v.a. mit Piloten)
Bild: xxx
24
Bild: Barco
eines Flughafen-TowersBild: Barco
Bild: Barco
eines Flughafen-Towers
Training

haptisch unterstütztes
AusbautrainingBild: Haption
Virtuelles Reparatur-
Training mit Head
Mounted Display und
haptischem Interface
Interaktive
Reparaturumgebung
Training – Wartung/Reparatur/Instandhaltung
 Abläufe, Prozesswissen,
Beschädigungsgefahren
 Lernkonzepte:
Vorführen – Begleiten – Prüfen
 Werkzeugeinsatz
 alle Varianten
 alle Perspektiven
 [animierte] AR-Aufprojektion
(verdeckte Einbauten auf reales Fahrzeug)
Bild: xxx
25
Bild: NASA
Bild: Altran
Training

Bild: Haption
Montagetraining in der
CAVE von PSA Peugeot
Citroën
Lackiertrainer
SimSpray
Training – Herstellung/Produktion
 bei Nicht-Verfügbarkeit von
Fabrik/Anlage/Gerät
 auch im Vorfeld
 gefahrlos (für Mensch und Maschine)
 ggf. kostengünstiger
 3D-basierte Operator-Training-Simulatoren
(OTS)
26
Bild: SimSpray
Bild: Optis
Montagetraining
mit Avatar, der über
einen realen Nutzer
mittels Motion Capturing
gesteuert wird
Training

Bild: Altran/CenterlineDesign
Schemabild der
LASER-Projektion
Fotoaufnahme
der Sicht auf die
Projektionsstelle
Produktion: Assistenzsysteme
LASER-Projektion
 zur Qualitätssicherung
 Anzeige der Montagepositionen
für Klammern, Kabelbaum
und weitere Systeme
 Führungsfunktion für das
Bohren und Ausschneiden
27
Produktion

Bild: Testia
Montage einer Klammer
an der projizierten Stelle
Bild: Testia
Gesamtprojektion und
Anzeige des nächsten
Arbeitsschritts
3D-Erfassungs- und
Projektionseinheit
Augmented-Reality-Projektion
 SART-Augmented-Reality-Projektionssystem
für
o Inspektion
o Qualitätssicherung (Soll-Ist-Abgleich)
o Installations-Anweisungen
o Anleitungen per Video-Projektion
(also Film mit Anweisungen)
 3D-Erfassungseinheit (Tiefenbildkamera)
dient zur Referenzierung der Projektion
relativ zum 3D-Objekt
Bild: Testia
28
Produktion

Bild: Testia
DMU Browser mit
Führungsfunktion
Bild: Boeing
AR-unterstützte
Kabelbaum-Montage
mit Datenbrille (1992)
Verfolgung der
A350-Flügelbefestigung
Tablet-PC-basierte Augmented Reality
 DMU-Viewer
 ortsrichtige Anzeige von Meta-Informationen
mittels AR über DMU
 ortsrichtige Anzeige von Produkt- und
Prozessinformationen mittels AR über DMU
Smart-Glasses basierte Augmented Reality
 seit langem Wunschvorstellung
 Hardware (Smart Glasses) aktuell noch nicht
praktisch einsatzfähig für Augmented Reality
Bild: Testia
29
Produktion

Bild: xxx
Änderungen erfassen
Vergleich 3D-Scan
mit CAD
MCAx -Messarm
Produktion: Qualitätssicherung und Dokumentation
Scanning und Reverse Engineering
 MCAx: kleine bis mittelgroße Teile 3D-erfassen
 MCAx-Koordinaten-Messarm:
o präzise,
o zuverlässig,
o einfach zu verwenden
(manuell),
o transportabel
 7-Achs-Mess-System
30
3D-Scan nach CAD
Bilder: Altran/CenterlineDesign
Produktion

Strukturtests
und -messungen
Struktur-Scannen
optischer Scanner
 K-Serie: mittelgroße bis große Bauteile erfassen
 tragbares System K-Serie Optisches Koordinaten
Messsystem
 keinerlei mechanische Einschränkungen:
frei aufstellen und gewünschte Punkte oder
Oberflächen erfassen
o Strukturtests und –messungen
o Schadensüberwachung
o Türverspannung
o Struktur-Scannen
31
Bilder:
Altran/CenterlineDesign
Produktion

optisches Messsystem
im Einsatz
Abweichungen von
Panels in 2 Achsen
optische
3D-Objekterfassung
 LASER Radar: großräumige Messtechnik
 keine Verwechslung benachbarter
Innenverkleidungen
 automatische Teilevermessung
 automatische Werkzeugvermessung
 Dickenberechnung
 Verifizierung des Profils der Außenhülle
 Skripte möglich für automatisches Vermessen
vieler Bauteile
32
Bilder:
2D-Schnitt durch
3D-Scan des Flügels
Produktion

Zusammenbau der MCAs
Bilder:
Vermessung des Gesammenzusammenbaus
Laserscaneinheit
 iGPS– großräumliche Messtechnik
 MCA(major component assembly)-
Vorbereitung und –Montage
 MCA-Zusammenbau
 Verifikation der Aerodynamik
und Symmetrie
33
Produktion

gescanntes 3D-Modell
des Hubschraubers
Bilder:
gescanntes 3D-Modell
eines Flugzeugteils
Surphaser
 Surphaser: großräumige Messtechnik
 der Surphaser scannt sowohl auf kurze als
auch auf mittlere Distanzen: 1m bis 130m
 damit geeignet für Reverse Engineering
 Submillimeter-Genauigkeit
 Scanrate von bis zu 1 Million Punkte pro
Sekunde
34
Produktion

Marker-Positionen
Bilder:
graphische Überlagerung
reale Perspektive und
3D-Computergraphik
Marker
Mobile CAD-Nutzung und Augmented Reality
 graphische Überlagerung realer Objekte mit
virtuellen 3D-Daten für Qualitätssicherung
 für Dokumentation: Screenshots
 papierlose Montage
35
Produktion

Bild: Testia
graphische Überlagerung
umgesetzter Stand zu
Soll-Vorgaben
Detaillierte Blick auf die
Stellplätze der
Servierwagen (Trolleys)
Fixierter Tablet-PC
mit AR-Szene
Einsatz von Augmented Reality
 Einsatz von Tablet-PCs: Kamera nimmt Reabild
auf; Anzeige des zusammengesetzten Bildes
auf dem Display
 ggf. Halterung zum Fixieren des Tablet PCs
 Soll-Ist-Abgleiche
 Anzeige noch fehlender Bauteile
 Aufnahme (Digitalisierung) neuen Wissens über
mobile Endgeräte (Kameraaufnahmen,
Sensordatenerfassung etc.); Ablage zwecks
Dokumentation und Teilen mit anderen (etwa über
Wissensmanagementsysteme und Soziale Medien)
 [Wissensarten in Virtuellen Umgebungen:
Positions-, Struktur-, Verhaltens- und
Prozedurwissen]
36
Produktion

Marketing: Virtuelle Techniken im Marketingprozess: 5 Schritte
37
1. Marktforschung und Umweltanalyse
 Wettbewerbsanalyse: Benchmarks
 Kundenanalyse
 Virtual Store
 Tests & Präsentation
 Kundendialog
2. Zielformulierung
 Auftragsabsicherung und
Mass Customization
 Kreativitätsunterstützung
 Kundenintegration mit VR
 Überwindung der Digitalen Kluft
 High-Tech-Image
3. Strategiefestlegung
 Virtual Engineering in der
Produktentwicklung
 Kundenintegration mit VR
4. Marketing-Mix
 Variantenentwicklung
 3D und VR für Print, Web,
Point-of-Sales, Digital Signage
in der Kommunikation
 Virtual Sell-In, Virtual Training und
Virtual Store in der Distribution
5. Marketing-Kontrolle
 Virtual Store/Test/Training zur
Überprüfung der Zielerreichung
VT im Marketing

Blickanalysen:
Stereo-3D-Brille mit
integriertem Eye-TrackingBild: SensoMotoric Instruments
Untersuchung von
Wettbewerber-Produkten
mittels Reverse
Engineering
interaktiver Vergleich von
Innenausstattungs-
Varianten mittels
3D-Konfigurator
Marketing: Marktforschung und Umweltanalyse
 Variantenvergleiche in Vorfeld der
Erstellung physischer, haptischer
Prototypen (Ausdünnung Varianten)
 Produkttests und Akzeptanztests auf der Basis
virtueller Prototypen: Blickanalysen, Dialog,
Aufnahme Kritik und Anregungen
 geheime Tests neuer Produkte, verborgen vor
Wettbewerbern, gescheiterte Ansätze bleiben
vertraulich
 virtueller Kundendialog über 3D-Webplattformen
oder Virtuelle Welten
 statistische Auswertung zu Präferenzen
bei 3D-Konfiguratoren
 virtuelle Benchmarks: Vergleich eigener (noch
virtueller) Entwürfe mit Wettbewerbsprodukten Bild: Altran/CenterlineDesign
38
Bild: NIAR
VT im Marketing VT im Marketing

Steigerung Kunden-
orientierung und
Kundenzufriedenheit:
Virtuelle Komfort-
Untersuchungen für die
Passagiere: entspricht das
Produkt den
Anforderungen des
Marktes?Bild: NIAR
Bild: Gravity
Innovationsfähigkeit:
kreative Arbeits-
umgebung in Form eines
Augmented-Reality-
basierten Sketchings
(mit GravitySketch)
Bild: ESI
Erhöhung Mitarbeiter-
Engagement: Integration
von Mitarbeitern in
Entwicklungsprozesse
Marketing: Zielformulierung
 die Zielerreichung im Marketing wird
anhand sog. Zielindikatoren gemessen
o Indikator Kundenzufriedenheit
o Indikator Kundenorientierung
o Indikator Innovationsfähigkeit
o Indikator Engagement / Zufriedenheit
Mitarbeiter
o Indikator Image
 Fragestellung: welche Beiträge können
Virtuelle Techniken zur Erreichung dieser
Zielindikatoren leisten?
39
VT im Marketing

Bild: Ethiopian Airlines
Für gute
Kundenbeziehungen:
Design-Visualisierung
Interieur zur Sicherung
eines gemeinsamen
Verständnisses
Abschätzung der
Effizienz des Einsatzes
von Augmented Reality
Marketing: Strategiefestlegung
Strategie „überlegene, attraktive Produkte“
 Angebot tadelloser Produkte, die für ihren kompletten
Lebenszyklus entwickelt wurden: massives Frontloading
 Wunsch-Produkte des Kunden
 Minimierung von Produktrückrufen
Strategie „überlegene Kundenbeziehungen“
 Erstellung des Angebots gemeinsam mit dem Kunden
 Aufnahme aller Wünsche
 Unmittelbare Aussagen zu Machbarkeit,
Preis, Lieferzeitpunkt, …
Strategie „überlegene, effiziente Prozesse“
 VR/AR-basierte schnelle, sichere
Produktentwicklung, die alle relevanten
Aspekte berücksichtigt
Bild: Rapex
Bild: xxx
Produktrückrufe nach
Produktgruppen in der
Europäischen Union
40
Bild: Testia
VT im Marketing

Designdarstellung im
FlugzeugbauBild: ESI
Bild: bitmanagement
Produktkonfiguration
in 3D
Bild: ESI
Virtuelle Entwicklung
bei Boeing
Marketing: Marketing-Mix
Produktpolitik:
 Verfolgung Zielsetzungen Virtual Engineering
 längere Verfolgung erfolgversprechender
Produktvarianten in der Entwicklung
Kommunikation:
 Versorgung von Print, Web, PoS, Digital Signage,
Messepräsenz mit 3D-Daten für:
 (interaktive, animierte, kundenspezifische,
multimodale) Präsentation
 Reduktion Time-to-Campaign
 Reduktion Kosten für Cross Media Content
Distribution:
 Verkaufsunterstützung mit Virtuellen Techniken
(z. B. Konfiguration, Immersion)
41
VT im Marketing

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde
Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
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Virtuelle Techniken in der Luftfahrt: VDC-Whitepaper

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