Anlagenplanung mit Virtual Reality

Gestatten, Ihr Arbeitsplatz

Schnaithmann setzt bei der Konzeption von Montageanlagen Planungssoftware von Rüdenauer 3D Technology ein. Auf Basis von CAD-Daten ist eine virtuelle Arbeitsplatz- und Anlagenplanung möglich, die den Konstruktionsprozess unterstützt und den Kunden in den Entwicklungsprozess einbezieht.

Mit der Software von R3DT werden komplette Montageanlagen von Schnaithmann virtuell „wie in echt“ erlebbar. (Bild: Schnaithmann)

„Software bestimmt die Leistungsfähigkeit einer Anlage, Hardware wird in absehbarer Zukunft nach Kilogramm verkauft werden“, sagt Volker Sieber provokant. Der Entwicklungsleiter bei Schnaithmann Maschinenbau, Systemlieferant für Automatisierungstechnik, ist überzeugt, dass angesichts immer kürzerer Produktlebenszyklen eine Differenzierung zwischen Wettbewerbern mittlerweile allein über die Software möglich sei. „Einfache Bedienbarkeit und Unterstützung des Kunden bei der Anlagenplanung und im After-Sales-Service werden entscheidende Kriterien beim Kauf einer Anlage sein.“

Anlage in der Konstruktionsphase erleben

Die Forderung nach Unterstützung bei der Planung einer Montage- oder Transferanlage setzt Schnaithmann mithilfe virtueller Realität um. Bereits in der Konzeptionsphase kann der Kunde seine spätere Anlage auf einem Holodeck „wie in echt“ erleben und auf ergonomische Gesichtspunkte oder Wartungsfreundlichkeit hin virtuell untersuchen. Auch beim Einlernen und Schulen von Mitarbeitern verspricht der Einsatz der Virtual-Reality-Technologie Vorteile.

Die bei Schnaithmann hierfür eingesetzte Software mit der Bezeichnung Cross Connected wurde von Rüdenauer 3D Technology (R3DT) entwickelt. Das Spin-off des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) brachte Mitte 2017 die Software für industrielle Planungs- und Entwicklungsprozesse auf den Markt. Sie wurde von R3DT jetzt dahingehend weiterentwickelt, dass nun auch große Datenmengen, wie sie bei Montageanlagen zwangsläufig anfallen, ohne großen vorherigen Aufwand oder die Einbeziehung von Dienstleistern virtuell genutzt werden können.

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Virtuelle Arbeitsplatz- und Anlagenplanung

Auf Basis von CAD-Daten ist vor Ort eine virtuelle Arbeitsplatz- und Anlagenplanung möglich, die den gesamten Konstruktionsprozess unterstützt und den Kunden in den Entwicklungsprozess einbezieht. Dies beinhaltet zum Beispiel Arbeitsablauf-Analysen (MTM-Analysen), Ergonomieuntersuchungen und Greifraum- oder Kollisionsüberprüfungen. Das Verfahren eignet sich auch für Erreichbarkeitsuntersuchungen für die Instandhaltung, Tests zu geplanten Umbauten oder Erweiterungen sowie für Schulungszwecke.

„Dahinter steckt ein einfach anwendbares Tool, das jeder ohne Vorkenntnisse bedienen kann“, sagt Andreas Rüdenauer, Gründer und Co-Geschäftsführer des jungen Software-Unternehmens. „Sie selbst laden Ihre 3D-CAD-Daten auf eine virtuelle Plattform, direkt am Schreibtisch oder im Besprechungszimmer. Das geht jederzeit, schnell und überall. Im Anschluss kann der vorliegende Stand des 3D-Modells allein oder mit Kollegen oder Kunden in der VR-Brille intuitiv betrachtet werden. Das steigert enorm das Verständnis über den aktuellen Stand von 3D-CAD-Konstruktionen und die nächsten Entwicklungs- und Änderungsschritte in der Planung.“

Auch kleine Details werden in exakter Größe abgebildet. (Bild: Schnaithmann)

Das Tool von R3DT kann vom Nutzer ohne Training oder Schulung intuitiv mit den Händen oder per Handmenü bedient werden. Produkte, Maschinen oder Anlagen können so direkt im virtuellen Raum in Originalgröße erlebt und im Wortsinn begriffen werden. Dadurch ist die technische Machbarkeit von Anfang an abgesichert. Durch häufiges Ausprobieren lassen sich Fehler früher erkennen. Ergonomieprüfungen während des Entwicklungsprozesses gewährleisten, dass die spätere Anlage für den Nutzer optimal ausgelegt ist. Letztendlich können durch den Verzicht auf physische Prototypen Kosten reduziert und die Markteinführung und Hochlaufzeit beschleunigt werden.

Schnelle Prototypenfertigung

Der Einsatz eines virtuellen Prototypen wird bei Schnaithmann als Grundvoraussetzung für agiles Projektmanagement gesehen. „Dabei geht es im Prinzip darum, schnell einen Prototypen zu haben, an dem gelernt, getestet und Feedback vom Kunden eingeholt werden kann. Darauf aufbauend wird dann der nächste Prototyp gebaut“, erklärt Volker Sieber. „Die schnelle Prototypenfertigung im herkömmlichen Sinn ist im Maschinenbau schwierig bis unmöglich. Werden die ohnehin vorhandenen CAD-Daten jedoch mit Hilfe virtueller Realität erlebbar gemacht, hat man bereits in der frühen Phase der Produktentstehung einen digitalen Prototypen der ganzen Anlage, der Zugänglichkeitsuntersuchungen erlaubt und Konstruktionsfehler aufdeckt. Dadurch werden definitiv etliche Iterationsschleifen vermieden.“

Der Startschuss für die Zusammenarbeit fiel im Frühjahr 2016. Ein Business-Pate hatte dem jungen Spin-off den Maschinenbauer Schnaithmann als innovativen Sparringspartner empfohlen. Also wurden die Karlsruher im Remstal vorstellig, um ihre Software zu präsentieren. „Das war wirklich eine glückliche Fügung“, sagt Volker Sieber. „R3DT suchte einen Betatester für die Software und wir untersuchten gerade, welches Potential Head-Mounted Displays für uns bereithalten könnten. Wir starteten sofort mit einem Projekt.“ Auch Andreas Rüdenauer freut sich über die Zusammenarbeit: „Schnaithmann ist für uns viel mehr als ein Kunde. Im intensiven Dialog haben wir als Start-up viel über die kundenspezifischen Anforderungen für die Konstruktion innovativer Anlagen gelernt und direkt in der Softwareentwicklung umgesetzt.“

Bereits wenige Monate später konnten die Messebesucher auf der Motek 2016 einen Handarbeitsplatz von Schnaithmann virtuell erleben. Bis zur Motek 2017 ertüchtigte R3DT seine Software dahingehend, dass, abhängig von der Geometrie, nun auch mit Datenmengen im Gigabyte-Bereich problemlos hantiert werden kann. „Jetzt haben wir einen richtigen Mehrwert. Unsere Kunden sind echt begeistert, wenn wir sie virtuell durch komplette Montageanlagen führen“, sagt Volker Sieber. as

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