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Virtuelle Technologien in der Montageplanung

Digitalisierung und Industrie 4.0 am Beispiel von Mercedes-Benz

Mercedes-Benz befinden sich bereits jetzt auf dem Weg in das Industrie 4.0 Zeitalter und nutzt Digitalisierungstechnologien auch in der Produktionsplanung.

Diesbezüglich beschreibt Dr. Dieter Zetsche, Vorsitzender des Vorstands Daimler AG und Leiter Mercedes-Benz Cars die Strategie: „Alle großen Trends in der Automobilindustrie werden heute schon durch Digitalisierung getrieben oder treiben sie selbst voran. Unser Ziel ist es, auch bei digitalen Technologien der führende und innovativste Automobilhersteller der Welt zu sein.“

Die intelligente Vernetzung von Mensch, Maschine und industrieller Prozesse ermöglicht nicht nur schneller individuelle Produkte in hoher Qualität entstehen zu lassen, sondern auch Produktions- und Herstellungskosten wettbewerbsfähig zu gestalten. Mercedes‑Benz nutzt die hohe Flexibilität der digitalen Technologien, um den digitalen Wandel aktiv mit zu gestalten. Weltweit wächst die Nachfrage nach Pkw, Nutzfahrzeugen und Mobilitätskonzepten. Zugleich werden die Anforderungen der Kunden rund um den Globus immer vielfältiger. Während Mercedes-Benz noch in den 1970er Jahren die meisten Kundenwünsche mit drei Pkw-Grundmodellen abgedeckt hat, sind es heute rund zehnmal so viele. Im Werk Sindelfingen kommen fast nie zwei identische Fahrzeuge der S-Klasse vom Band, da alleine die Antriebsvarianten von Otto- und Dieselmotoren bis zu Hybrid- und reinen Elektroantrieben reicht.

 

Schon zum Start der Produktion der nächsten E-Klasse kommt eine Vielzahl von Elementen aus dem digitalen Baukasten zur Anwendung, so sind zwei Technologien auch mit die CAD Welt eng verbunden :

 

Die erweiterte Realität

 

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Der Avatar in der virtuellen Montageplanung

Der reale Ist-Zustand wird mit dem virtuellen Soll-Zustand auf dem Bildschirm optisch überlagert. Auf einen Blick werden dabei Abweichungen sichtbar, die durch Messen und Kollisionsberechnungen direkt bewertet werden können. Hierbei werden neben der Konstruktion in CAD Systemen zunehmend auch Laserscan Technologien eingesetzt, um reale Gebäude, die vorhandene Technik oder Maschinen in der Fabrik und Produktionen mit den Planungen zu vergleichen, damit bereits sehr früh die Planung überprüft und digital abgesichert werden kann. Hochleistungsfähige Softwaremodule und Systeme ermöglichen den Umgang mit Daten aus verschiedenen Quellen und die Bearbeitung in Echtzeit für schnelle Ergebnisse.  Direkte Veränderungen in Planung und Entwicklung werden durch die Ergebnisse der Kollisionsbetrachtung und Funktionsüberprüfung im digitalen Modell in der Folge schnell und einfach umgesetzt. Die Verfahren finden Anwendung bei der Planung der Fabrik, bei der Montage-Erprobung mit virtuellen Bauteilen und bei der Herstellung der Anlagenkomponenten und Betriebsmittel sowie bei deren Inbetriebnahme.

 

Die virtuelle Montage

 

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Motion Tracking ermöglicht realistisches Arbeiten in virtuellen Modellen mit realen Werkzeugen

Durch den Einsatz von Motion Tracking können die Ingenieure als Avatar in den komplexen Planungsszenarien einsteigen und realistische Menschmodelle bei der virtuellen Montage täuschend echt bewegen und Bauteile in einem Fahrzeug wie in der Realität befestigen. Dazu wird ein optisches Tracking der Personen eingesetzt, welches nicht nur die Position des einzelnen mit Markern versehenen Anwenders, sondern die Bewegungen des kompletten Bewegungsapparates auf das Modell ohne Zeitverlust überträgt. Alle Bewegungen sind somit wie in der Realität im digitalen Modell mit dem Avatar möglich zu erproben und erfahrene Mitarbeiter können in kurzer Zeit einschätzen, wie sich die jeweilige Arbeit am besten bewerkstelligen lässt oder ob Änderungen an den Montageabläufen nötig sind. Durch räumliche Darstellung mit stereoskopischen Bildschirmen und 3D Projektionstechnologie, können Objekte im virtuellen Raum zielgenau gegriffen, positioniert und bearbeitet werden, als würden sich diese real vor Augen befinden. Dazu dienen Softwaremodule für die Echtzeitkollsionsberechnung, um realistisches Verhalten zu ermöglichen. Zur besseren Orientierung werden auch Werkzeuge und Fahrzeugteile in die Simulation bei der virtuellen Montage mit einbezogen. Durch Berechnungsmodelle kann auch die körperliche Belastung der Arbeiter aller Größen, Geschlechts- und Altersgruppen ausgewertet werden und somit die Ergonomie der Arbeitsplätze bewertet und verbessert werden.

Somit helfen diese Technologie in großem Umfang Planungsfehler der Vergangenheit zu vermeiden und garantieren eine reibungslose Umsetzung der Planungen mit realistisch kalkulierbaren Zeitabläufen.

 

 

In beiden beschriebenen Bereichen begleitet 3Dims mit einem Team von Software und Systemspezialisten die Entwicklung und Betreuung der Lösungen virtueller Technologien seit vielen Jahren bis zum heutigen produktiven Einsatz.

 

Gottfried Roosen, Consulting, 3Dims GmbH, Kontakt: gr@3dims.de

 

Hinweis:

 

Besuchen Sie das VR SYMPOSIUM 2016 am 1.3.2016 in der SRH Hochschule Heidelberg

Virtuelle Zusammenarbeit und Digitale Absicherung im Industrie 4.0 Zeitalter

 

Weitere Infos hier >>>

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