Zentrum Virtueller Maschinenbau (ZVM) Fakultät Maschinenwesen Zentrum Virtueller Maschinenbau (ZVM) Dresden, 18.11.2005 R.J. Fischer

Fakultät Maschinenwesen / ZVM Ziele des ZVM Das Zentrum Virtueller Maschinenbau ist eine konsequente Antwort auf die zunehmende Bedeutung der Virtual Reality (VR) - Technologien im Entwicklungsprozess und in der studentischen Ausbildung. Das ZVM verbindet die vorhandenen leistungsfähigen Komponenten der VR an der Fakultät Maschinenwesen in einem Komplex und ermöglicht damit bedeutende Synergieeffekte. Das Zentrum dient der interdisziplinären Forschung auf dem Gebiet der VR durch Wissenschaftler der Produktentwicklung, Produktionstechnik, Arbeits- wissenschaft, Informatik und Naturwissenschaft (Ingenieurpsychologie). Ziel ist die Entwicklung von Methoden zur integrierten und kooperativen Produkt- und Prozessentwicklung auf einer weitgehend einheitlichen Softwarebasis. 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Technische Basis des ZVM Software, Hardware, Systemprogrammierer Interaktiver Simulator VR-Labor Virtual Design Powerwall Augmented Reality 5-Seiten-CAVE Reverse Engineering Rapid Prototyping Virtuelle Bearbeitung 3D- Präsentation 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM Interaktiver Simulator Einfaches Kabinenwechselkonzept Virtuelle Arbeitsumgebung Simulation mobiler Arbeitsmaschinen Konzeptstudien für Assistenz- und Informationssysteme Evaluierung von virtuellen Prototypen Entwicklung neuer Simulationsmodelle und –strategien Akzeptanzuntersuchungen Verhaltens- und Sicherheitsanalysen Der Interaktive Simulator ist ein modernes VR- Werkzeug zur Abbildung des ganzheitlichen Systemverhaltens komplexer Arbeitsmaschinen in einer hochgradig live wahrnehmbaren Umgebung. Die Aufdeckung ungenutzter Leistungsreserven und stetige Verbesserung von Arbeitsumgebungen und Bedienstrategien stellen einen wesentlichen Aspekt der Arbeiten am Simulator dar. Für Forschungsarbeiten zu Assistenzsystemen, sprachgeführter Bedienung und Akzeptanzuntersuchungen neuer technischer Lösungen stellt der Simulator eine ideale Basis für die gefahrenfreie Durchführung von Prototyping und Tests in einem "Virtuellen Labor" dar. Struktur-, Antriebs- und Steuerungsmodelle zur Abbildung des realen Maschinenverhaltens werden durch gekoppelte Differentialgleichungen beschrieben. Die Herausforderung besteht in der für die Interaktivität mit dem Bediener notwendigen Echtzeitfähigkeit der Simulationsverfahren. 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM VR-Labor Augmented Reality: Head-Mounted-System (Brille mit integriertem Bildschirm). Dem Servicetechniker werden die erforderlichen Informationen in das Sichtfeld eingeblendet Powerwall im VR-Labor Virtual Reality dient zur Visualisierung komplexer räumlicher Strukturen und ermöglicht damit sowohl die visuellen Bewertung eines Produktes (z.B. das Design virtueller Prototypen) als auch die Simulation von Montage- bzw. Wartungsprozessen. AR dient zur Verknüpfung von virtuellen Modellen und Informationen mit der realen Umgebung. Mittels mobiler Brillensysteme (Head Mounted Display) werden virtuelle Daten in das Sichtfeld des Akteurs eingeblendet. Im VR-Labor steht unterschiedliche Technik zur Verfügung. Eine Powerwall in Auf- bzw. Rückprojektionstechnologie dient für Voruntersuchungen oder für größere Diskussionsgruppen. Anspruchsvolle Projekte können in einer 5-Seiten-CAVE fortgeführt werden. Virtual Reality Labor: Nutzung von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) als Komponenten des Product Lifecycle Management (PLM). 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM 3D-Präsentation Rekonstruierter und denkmalgeschützter Lichtenheldt-Hörsaal im Zeunerbau Schwerpunkt der Nutzung ist der Komplex Konstruktionstechnik Durch die realistische Darstellung von Präsentationsobjekten im Raum ergeben sich für unsere Lehrveranstaltungen, Seminare und Tagungen weit über den Rahmen des Maschinenbaus hinaus vollständig neue Arbeitsmöglichkeiten. Architektur Medizin Bauwesen 3D-Präsentation für bis zu 400 Personen. Einsatz in Lehrveranstaltungen, aber bei Tagungen und großen Seminaren. 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM Reverse Engineering + Rapid Prototyping Ob Technik, Medizin oder Kultur (hier: Rathausmann): Hier werden 3D-Datensätze von Unikaten generiert 3D-Digitalisiersystem GOM ATOS HR Erfassen des Kopfes des Dresdner Rathausmanns, Erstellen eines entsprechenden Datensatzes und Herstellung eines Prototypen aus Thermoplast 3D-Gesichtsscanner „G-Scan“ Rapid Product Development bedeutet, die Prozesskette bei der Produktentstehung zu beschleunigen, die Qualität in der Prozesskette zu verbessern und prozesssichere Abläufe zu gewährleisten. Wichtige Methoden sind 3D-Vermessung, Reverse Engineering, Rapid Prototyping & Tooling sowie Virtuelle Bearbeitungszentren. Durch Digitalisierung und Reverse Engineering werden physische Modelle, die nur als solche existieren, in CAD-Modelle umgewandelt und damit in die CAD- Produktentwicklung integriert. Für die Digitalisierung von Oberflächen stehen optische und mechanische 3D- Scanner zur Verfügung. Bei Objekten mit komplexen Innenstrukturen erfolgt eine schichtweise Abtastung (Tomografie) und Transformation der 2D-Daten in ein 3D- CAD-Modell. Reverse Engineering eignet sich auch zur Vermessung von Prototypen und damit zur Qualitätssicherung in einer frühen Phase. Virtuelle Bearbeitungszentren dienen zur virtuellen Verifizierung von Fertigungsprozessen, um die Pro-zesssicherheit der realen Prozesse zu erhöhen. Rapid Prototyping & Tooling ermöglicht die schnelle und Herstellung physische Prototypen von virtuellen Modellen. 3D-Scanner mit Kopf vom Rathausmann 3D-Datensatz Prototyp 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM 5-Seiten-CAVE VR-Labor CAVE Simulator Reverse Engineering Virtuelles Seminar 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM

Fakultät Maschinenwesen / ZVM Ausblick Versuchshalle Heidebroek-Bau Simulator Anbau CAVE Reverse Engineering Virtuelles Seminar Labor Damit entsteht ein geschlossener VR-Komplex Nutzungsbeginn CAVE: Mitte 2006 18.11.2005 Fakultät Maschinenwesen / ZVM