Der virtuelle Ausstellungsraum

Der schwedische Maschinenhersteller AP&T nutzt mit der Virtual Reality-Lösung IC.IDO von ESI Group. Modernste IT-Technologie, um Kunden einen realistischen Eindruck der geplanten Anlage zu vermitteln, bevor sie überhaupt gebaut wurde. Große Maschinen und Fertigungsanlagen sind oftmals Einzelanfertigungen oder individuell konfigurierte Lösungen. Ingenieure des Kunden sind dabei schon frühzeitig in den Entwicklungsprozess involviert, um sicher zu stellen, dass Konfiguration und Detaillösungen die Kundenanforderungen erfüllen und um entsprechende Lösungen mit den Entwicklern im Vorfeld zu diskutieren. Nur in seltenen Fällen kann dabei allerdings auf Prototypen oder Muster zurückgegriffen werden. Ein solcher Aufwand wäre angesichts der zu investierenden Zeit und Kosten, aber auch aufgrund der Dimensionen solcher Anlagen kaum vertretbar. Was bleibt, ist das intensive Studium der Konstruktionszeichnungen oder der aus den Konstruktionsdaten generierten 3D-CAD-Modelle. Häufig kommt es dabei allerdings zu Interpretationsfehlern und Kommunikationsproblemen zwischen den beteiligten Abteilungen bzw. zwischen Entwicklung und Kunden. So können sich Fehler einschleichen, die erst nach Montage und Inbetriebnahme festgestellt werden und Zeitverzögerungen und Kosten verursachen.

Auch bei der Firma AP&T erschwerte das Fehlen physischer Prototypen in mehrfacher Hinsicht das Arbeiten. Neben den oben angeführten entwicklungsspezifischen Aspekten wurde auch im Vertrieb, Marketing und Service die Möglichkeit vermisst, schnell und mit wenig Aufwand auf Funktionsmodule und komplette Anlagen zugreifen zu können.

AP&T, ein global agierendes Unternehmen

AP&T mit Sitz in Tranemo/Schweden entwickelt, produziert und vermarktet Automationsanlagen, Pressen, Werkzeuge und komplette Fertigungslinien für die Metallumformungsindustrie. Spezialisiert auf die Umformungstechnologie und automatisierte Abläufe, liefert der Maschinenhersteller Komplettlösungen für Kunden aus unterschiedlichen Industriebranchen, u. a. Fahrzeughersteller und -zulieferer sowie Hersteller von Weißwaren und Klimaanlagen. Durch einen sehr hohen Modularisierungsgrad kann AP&T getestete und bewährte Teillösungen zu einer Gesamtlösung kombinieren, bei der man für alle Teilbereiche verantwortlich zeichnet; ein Konzept, das unter dem Namen „Ein Verantwortlicher Partner™“ firmiert.

Erster Schritt: Virtual Reality als Marketing-Instrument

Ideal wären angesichts solcher Randbedingungen die Verfügbarkeit und der schnelle Zugriff auf Struktur und Funktion genau der vom Kunden gewünschten Fertigungsanlage. Was auf Basis realer physischer Baukomponenten lediglich ein Wunschtraum bleibt, ermöglicht mit vergleichsweise geringem Aufwand moderne IT-Technologie in Form von Virtual Reality (VR). Das VR-System IC.IDO von der ESI Group ist modular aufgebaut und bietet maßgeschneiderte Lösungen für den gesamten Produktlebenszyklus. Durch den Einsatz von IC.IDO weitet AP&T jetzt eine bereits seit mehreren Jahren bestehende Kooperation im Bereich der Umformsimulation mit PAM-STAMP aus. Erstmals besteht die Möglichkeit, Kunden und Interessenten bereits in der Planung die speziell für ihre Zwecke konfigurierte komplette Fertigungsanlage realitätsnah erlebbar zu machen. Eine Möglichkeit, die intensiv genutzt wird, wie die wachsende Zahl von Messen und Seminaren belegt, die dieses Jahr bereits mit VR unterstützt wurden. AP&T begann im Oktober 2012 mit einem Pilotprojekt für die Euroblech 2012, das auf einem Mietsystem realisiert wurde. Der Erfolg dieses Projekts führte dazu, dass man sich zum Kauf einer eigenen Anlage entschied, die im Februar 2013 geliefert wurde. Betrieb und Pflege des Systems werden seitdem von zwei Mitarbeitern durchgeführt. Zu ihren Aufgaben gehört es, die Daten aus den eingesetzten CAD-Systemen Catia bzw. SolidWorks in das VR-System zu transferieren und aufzubereiten. Heute ist man soweit, dass die komplette Anlage mit all ihren Bewegungs- und Funktionsabläufen dargestellt werden kann. Insgesamt wird für den Aufbau einer kompletten Simulation je nach Detaillierungsgrad eine Vorbereitungszeit von 5-10 Tagen geschätzt.

Was steckt hinter Virtual Reality?

Virtual Reality bietet Ingenieuren und Managern die Möglichkeit, auf Basis dreidimensionaler Konstruktionsdaten Problemstellungen im 3D-Raum für alle sichtbar und erfahrbar zu machen, interdisziplinär und in Echtzeit zu erörtern und Lösungen zu entwickeln. Besonders interessant ist dabei die Möglichkeit auch reale physische Bauteile in die 3D-Umgebung zu integrieren, um beispielsweise Kollisionsbetrachtungen oder Einbauuntersuchungen durchzuführen. Der 3D-Effekt wird dabei durch Shutterbrillen erzeugt, die aus zwei im Wechsel mit 120 Hz übereinander projizierten Bildern (links und rechts) durch wechselseitiges Öffnen und Schließen des linken bzw. rechten Glases eine für das Auge räumliche Darstellung erzeugen. Für die Interaktion Anwender-3D-Modell sind aus Emitter, Kameras und Targets bestehende Infrarot-Tracking Systeme notwendig. Sie dienen der Navigation im 3D-Raum sowie der perspektivisch korrekten 1:1-Darstellung und ermöglichen es, Geometrien interaktiv im Raum zu bewegen. Die Hardware-Lösungen reichen von fest installierten Lösungen mit einer ‚Cave‘ oder einer ‚Powerwall‘ bis hin zu portablen Anwendungen, die sich schnell in nahezu jeder Umgebung installieren lassen. Bei der Cave werden 3D-Daten auf die Wände eines würfelförmigen Raumes projiziert, in dem der Anwender steht und mit seiner 3D-Umgebung interagieren kann. Bei der Powerwall hingegen erfolgt die Projektion auf eine Wand, vor welcher der Anwender frontal steht und agiert. Auch wenn eine Cave natürlich den besten räumlichen Eindruck vermittelt, sind die mit Powerwalls erzielbaren Resultate, die auch bei den portablen Lösungen zum Einsatz kommen, verblüffend.

Marketing-Unterstützung nur der erste Schritt

Derzeit nutzt AP&T die VR-Technik „lediglich“, um auf Messen und Seminaren bis ins Detail veranschaulichen zu können, wie der Presshärteprozess funktioniert und wie in Teilbereichen optimiert werden kann. Längst hat man jedoch erkannt, dass die VR-Technologie weit mehr Möglichkeiten bietet. Per Josefsson, weltweiter Vertriebs- und Servicechef von AP&T: „Selbstverständlich ist für diese Technik auch in anderen Bereichen ein großes Potential vorhanden. So können beispielsweise Bediener und Einrichter vor der Inbetriebnahme einer neuen Produktionsanlage daran ausgebildet werden. Ein weiteres Beispiel ist die Schulung von Servicepersonal. Die Möglichkeiten der detaillierten Simulation sind beeindruckend. Wir möchten diesen Einsatzbereich gern zusammen mit unseren Kunden ausbauen.“ Das durch VR-Technik bessere und einheitliche Verständnis der konstruktiv umgesetzten Lösungen lässt sich für beinah alle Aufgaben im gesamten Produktlebenszyklus gewinnbringend nutzen. Darüber hinaus ist die VR-Technik ein ideales Werkzeug für eine verbesserte interdisziplinäre und unternehmensübergreifende Kommunikation. Der modulare Aufbau von IC.IDO unterstützt dies in besonderer Weise. Je nach Aufgabenstellung werden die benötigten Module zu einer individuellen Lösung konfiguriert, die jederzeit problemlos erweitert werden kann.

Bereits nach kurzer Zeit hat AP&T die enormen Möglichkeiten erkannt, die VR nicht nur für Vertrieb und Marketing bietet. Auch das Feedback von Kunden, die erstmals mit der neuen Technik konfrontiert wurden, ist durchweg positiv. Es steht deshalb außer Frage, dass das VR-System IC.IDO in weiteren Unternehmensbereichen des Maschinenherstellers zum Einsatz kommen wird. Konkret ins Auge gefasst ist bereits der Einsatz für interne Schulungen des Servicepersonals und in Entwicklung und Konstruktion. Mit Unterstützung durch ESI arbeitet man zudem daran, weitere Einsatzbereiche zu identifizieren und zu realisieren. Eine dieser Möglichkeiten wäre beispielsweise, die im Hause eingesetzte Simulation von Umformvorgängen mit PAM-STAMP mit IC.IDO zu koppeln. Betrachter könnten so in der (virtuellen) Realität den mit PAM-STAMP simulierten Umformvorgang in der Anlage mit den entsprechenden Maschinen- und Umformparametern betrachten, analysieren und optimieren.

Infos AP&T: http://www.aptgroup.com

Infos ESI: http://www.esi-group.com

Infos Virtual Reality: http://www.esi-group.com/products/virtual-reality

Autoren

Dr. Martin Skrikerud / Vice Chief Technical Officer / AP&T AB / Tranemo, Schweden

Julian Hermle / Teamleiter Virtual Reality Consulting & Services / ESI GmbH / Stuttgart, Deutschland