VISTRA – Virtuelle Simulation und Training in der Montage und im Service

VISTRA – Virtuelle Simulation und Training in der Montage und im Service
Petra Krammer, Jochen Schlick, Dominic Gorecky
Tagungsband ATZproduktion-Fachtagung, 7. ATZproduktion-Fachtagung, September 26-27, Mainz, Germany

Abstract:

Die Herausforderungen der Produktion sind derzeit vor allem von der fortschreitenden Globalisierung, steigender Variantenvielfalt und der kontinuierlichen Notwendigkeit zur Innovation geprägt und getrieben. In der Konsequenz müssen die produzierenden Unternehmen ihre Innovationszyklen und Markeinführungszeiten drastisch verkürzen und gleichzeitig die Kosten für Produktentwicklung und Fertigung verringern. Dazu werden vielfach Simulationen und „Virtual Prototyping“-Verfahren eingesetzt, die unter dem Oberbegriff der „Digitalen Fabrik“ zusammengefasst werden (Bracht et al. 2011) . Im Idealfall greifen alle Werkzeuge und Methoden der Digitalen Fabrik auf eine gemeinsame, über heterogene Systeme verteilte Datenbasis zurück. Problematisch ist dabei, dass die Daten entweder aus Sicht des Produktdesigns oder aus Sicht der Fertigung dargestellt werden, wodurch deren Interoperabilität, d.h. die nahtlose und komplikationsfreie Nutzung in anderen Anwendungen einschränkt wird. Es fehlt eine Plattform, die diese Informationen auf sinnvolle Weise zu Wissen aggregiert und entsprechend der unterschiedlichen Sichtweisen und Nutzerrollen (z.B. Produktionsplaner oder Montagearbeiter) für weitere Applikationen zur Verfügung stellt. Eine weitere Lücke im Produktlebenszyklus besteht zwischen der Produkt- und Anla-genplanung, die heutzutage hauptsächlich in virtueller Form abläuft und dem tatsächli-chen Produktionsbeginn, der meist an realen Anlagen erprobt wird. Insbesondere der Anlauf komplexer, manueller oder teilautomatisierter Fertigungs- und Montagelinien erfordert eine hohe Einarbeitungszeit der Montagenitarbeiterund wird bisher nicht oder nur unzureichend durch virtuelle Methoden unterstützt. Dabei stellt die Wiederverwendung von Produkt- und Prozessdaten zu Zwecken der Simulation und des virtuellen Trainings von manuellen Fertigungs- und Montageprozessen einen vielversprechenden Ansatz zur Verkürzung der Anlaufzeiten dar. Wesentliche Umsetzungshindernisse für einen solchen Ansatz sind: – die Informationslücke zwischen virtuellen Produktdaten und den tatsächlichen Pro-duktionsabläufen, – die Komplexität und Inkompatibilität verfügbarer Datenstrukturen, – der hohe Erstellungsaufwand von virtuellen Trainingswelten, – die teure und inflexible Visualisierungshardware und – die bisher unzulängliche Nutzerintegration. Aufgrund mangelnder Unterstützung durch virtuelle Werkzeuge, wird die Planung und Schulung von komplexen, manuellen Montageprozessen noch immer an physikalischen Testaufbauten oder unmittelbar in der Montagelinie durchgeführt. Beide Ansätze zur Schulung sind kostspielig und von geringer Effizienz. Um den Bedarf an physikalischem Training zu reduzieren, müssen die fundamentalen Probleme der virtuellen Schulungsmethoden überwunden werden.