Virtual-Reality-(VR)-Werkzeuge können entlang der gesamten Prozesskette von Konzeption, Planung,

Virtual-Reality-(VR)-Werkzeuge können entlang der gesamten Prozesskette von Konzeption, Planung, Realisierung und Betrieb einen wertvollen Beitrag leisten.

Das Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach hat Anwendungsmöglichkeiten und Nutzenpotenziale von Virtuellen Techniken im  Sondermaschinenbau erarbeitet und in einem Whitepaper zusammengestellt. Gerade in komplexen Projekten und bei drohenden hohen Fehlerfolgekosten tragen Virtuelle Techniken zu Planungssicherheit und Fehlervermeidung bei.

Der Sondermaschinenbau als technisches Geschäftsfeld hat die Realisierung technischer Anlagen zum Ziel. Dabei umfasst er die verschiedensten technischen Disziplinen wie Verfahrenstechnik, Energietechnik, Versorgungstechnik, Produktionstechnik, Maschinenbau und Elektrotechnik.

Das Auseinanderfallen von Kostenfestlegung und Kostenentstehung in der Anlagenkonzeption und -planung ist hier eine besondere Herausforderung, da Projektdauern und Projektkomplexität außerordentlich hoch sein können. Unterschiedliche Lebenszyklen von Produkt und Sondermaschine erfordern die Wandlungsfähigkeit der Produktionsmittel und eine hochintegrative Planung. Virtual-Reality-(VR)-Werkzeuge können hier entlang der gesamten Prozesskette von Konzeption, Planung, Realisierung und Betrieb einen wertvollen Beitrag leisten.

Modulare Produktstruktur

Unternehmen im Sondermaschinenbau müssen den Spagat leisten, einerseits kundenindividuelle Lösungen anbieten zu können, gleichzeitig aber aus Rationalisierungsgründen die Varianz im Auge zu behalten. Ein Mittel zum Zweck ist der Aufbau einer modularen Produktstruktur, die beispielsweise auf einem einheitlichen Maschinenbett basiert. Eine enorme Komplexität ist allerdings gerade dann zu beherrschen, wenn es gilt, spezifische Aufbauten im Zusammenspiel mit Elektronik und Software in Einklang zu bringen.

Gerade bei Unternehmen, die projektbezogen arbeiten wie beispielsweise im Anlagenbau, Sondermaschinenbau oder Schiffbau, besteht die Herausforderung darin, auch sehr komplexe Projekte mit minimalen Fehlern zu planen und auszuführen. Aufgrund des Unikat-Charakters eines jeden Produkts ergibt sich ein hoher Testbedarf aus der Tatsache, dass es sich jeweils um eine Neuentwicklung handelt – der Prototyp entspricht weitestgehend dem Produkt. Bei der Fertigung nach „Stückzahl 1“ steigt daher die Notwendigkeit, umfangreiches Virtuelles Prototyping durchzuführen, um böse Überraschungen bei der Inbetriebnahme und Wartung zu vermeiden.

Schnelle Entwicklungszyklen realisieren

Die Zielsetzungen des Virtual Engineerings, also der ingenieurtechnischen VR-Anwendungen, sind seit langem bekannt: Es geht um schnelle Entwicklungszyklen als aktivem Prozesselement, frühes Ergebnisfeedback, die Betonung früher Entwicklungsphasen, die Entwicklung alternativer Produktkonzepte und schließlich die Unterstützung der Produktspezifikation.

Der Nutzen Virtueller Technologien wird heute in folgenden Aspekten ausgemacht: Einsparung physischer Prototypen, höhere Planungsqualität und Planungssicherheit, Reduktion von Iterationsschleifen in der Entwicklung, Kosteneinsparungen durch Fehlerreduzierung, damit Reduktion von Fehlerfolgekosten sowie verbesserte interne Kommunikation und verbesserter Kundendialog.

Aus diesen Aspekten lassen sich in der Folge Indikatoren für einen Handlungsbedarf, also für den VR-Einsatz, ableiten. Zu den Indikatoren zählen die Länge von Entwicklungszeiten, die Anzahl der Korrekturschleifen, die Anzahl von Abstimmungsmeetings und Dienstreisen, Aufwände für Angebotsnachbearbeitung und Auftragskorrektur, spät erkannte Probleme in Fertigung und Montage, Fertigungs- und Montagezeit, Durchlaufzeit, die Anzahl an Arbeitsunfällen, die Anzahl von Fehlern in Bedienung, Service oder Installation, die Anzahl an Rückrufen und die Kundenzufriedenheit. Die hier umrissenen Fragestellungen rund um den Investitionsentscheid und Handlungsbedarf gelten für kleine wie für große Unternehmen.

Einsatzgebiete Virtueller Techniken

Im Rahmen seiner Untersuchungen für das nun entstandene Whitepaper fand das VDC folgende Einsatzgebiete Virtueller Techniken im Sondermaschinenbau:

  • Frontloading für Aufgabenstellungen in Styling und Design
  • Virtuelle Mock-Ups für Kollisionsprüfungen, Bauraumoptimierung, Umbau- und Rückbauuntersuchungen, virtuelle Tests von Usability, Ergonomie und Servicability
  • Prozess-Simulation zur Absicherung des Materialflusses und der Fertigungsprozesse auf der Maschine
  • Prototyping der Automatisierungstechnik für die virtuelle Inbetriebnahme, Absicherung des Automatisierungskonzepts bis hin zum Arbeitsschutz
  • Virtuelles Training von Nutzung, Bedienung, Wartung, Reparatur und Instandhaltung
  • Weitere Themen wie Marketing (Kommunikation, Konfiguration, Präsentation der Sondermaschine), technische 3D-Dokumentation und Online-Support mit Augmented Reality (Teleoperations und Tele-Service)

Das VDC hat diese Inhalte in einem Whitepaper zusammengefasst, das kostenfrei auf der Webseite des VDC heruntergeladen werden kann.

www.vdc-fellbach.de