Digitale Modelle lösen im täglichen Einsatz in der Produktentwicklung zunehmend mehr die realen Versuchsaufbauten ab. War man in den neunziger Jahren noch zufrieden mit möglichst realistischen grafischen Abbildungen, so kam bald der Anspruch der Entwickler und Ingenieure auch physikalische Berechnungen in die visuelle Simulation mit einzubeziehen.
Grundlegende Vorteile der digitalen Modelle sind geringere Kosten als reale Modelle, schnellere Anpassung an Veränderungen der Planung und die Arbeit mit tagesaktuellen Daten. Die Ergebnisse können auch sofort in der Konstruktions- und Planungssoftware weiter verwendet werden. Somit sind kürzere Planungszeiten mit digital abgesicherten Modellen einfach realisierbar.
Die Synthese beider Methoden ergibt sich durch den Einsatz neuer Technologien, die die digitalen Modelle intuitiv und interaktiv ohne Zeitverlust durch freie Bewegung im Modell und spürbare Rückmeldungen des Systems realistischer nutzbar machen. Zur Qualitätsverbesserung und Beschleunigung der Entwicklungszeit werden beispielweise bei Automotive, Luft- und Raumfahrt bereits frühzeitig Überprüfung mit interaktiven Virtual Reality Technologien erfolgreich eingesetzt.
Durch Echtzeit-Kollisions-Berechnungen können Objekte genau wie in der Realität bewegt und bei der Kollision mit Objekten diese nicht durchdringen. Haption hat dazu eine Software Technologie entwickelt, die direkte kinematische Modelle mit realistischen Bewegungen ohne Zeitverlust ermöglicht. Weiterhin werden präzise Kraftrückkopplungsgeräte für eine realitätsnahe Handhabung im Modell verwendet.
Das Szenario im Maßstab 1:1 bietet die gewohnte Bewegungsfreiheit und da viele Arbeiten mit zwei Händen ausgeführt werden und komplexe Assemblierungen auf die Machbarkeit überprüft werden müssen, helfen zwei Force-Feedback Systeme mit sechs Freiheitsgraden in der Interaktion mit Objekten die Kräfte in allen Richtungen und Drehungen realistisch zu spüren. Somit ist eine intuitive und realistische Aktivität mit beiden Händen in der Szene möglich. Durch einen ausgereiften mechanischen Aufbau können die Anwender sich sogar frei in einem definierten Raum des Szenario bewegen und die Kraftrückkopplung nutzen. Dies erlaubt komplexe Vorgänge in extrem kurzen Zeiträumen zu untersuchen. Die Ergebnisse können umgehend für Veränderungen in der Konstruktion und Entwicklung genutzt werden.
Interaktive Simulation von Wartungsarbeiten in der Schiff- und Luftfahrt werden bei Lockheed Martin Aeronautics, Forth Worth, USA im SAIL ( Ship/Air Integration Lab ) Labor erfolgreich umgesetzt. Pascale Rondot, Leiter des SAIL Labors ( Ship/Air Integration Lab ) von Lockheed Martin (SAIL) Aeronautics beschreibt die Vorteile wie folgt: “Die HaptionLösung bietet eine sehr einfache interaktive Vorgehensweise um Flugzeugteile, Werkzeuge und sogar Menschmodelle mit Berücksichtigung der Kollisionspunkte und Begrenzungen von Befestigungspunkten zu steuern. Die Kombination der Bewegungsaufzeichnung mit der Kraftrückkopplung hilft dem Anwender die Modelle präzise zu führen und dies sogar wesentlich natürlicher als mit herkömmlichen Methoden. Die Aufnahme der Körperbewegungen hilft technische Dokumentation und Trainingsinhalte schneller zu erstellen. Im Ergebnis ist dies ein sehr effizientes Werkzeug zur Lösung von Simulationsproblemen bei Wartungsarbeiten.”
Immersive Technologien mit realistischer Handhabung und hoher Detailtreue haben dabei geholfen im SAIL Labor insgesamt 100 Millionen Dollar bei der F-35 Entwicklung durch Einsparung realer Modelle und Beschleunigung der Prozesse einzusparen. Durch umfangreichen Einsatz immersiver Systeme wurden die Kosten physischer Mockups um 50% gesenkt, da die intuitive realistische Bedienung in der Simulation umgehende fundierte Ergebnisse und somit Entscheidungen in wesentlich verkürzten Zeiträumen ermöglicht haben. Die beschriebenen Technologien finden in diversen Industriebereichen wie Automotive, Energie, Anlagenbau, Militär, Luft- und Raumfahrt zunehmend mehr zufriedene Anwender zur Verkürzung von Planungszeiten und der effektiver Reduzierung von Realisierungszeiten, Risiken und Kosten.