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Verkürzung der Time-to-Market- und Entwicklungskosten: virtuelle Realität für Hersteller

Die Prototyping-Phase, die während der Produktentwicklung unvermeidlich ist, ist kostspielig und zeitaufwändig.

Virtual Reality hilft Herstellern beim Entstehen der Virtual Assembly Design Environment.

Die Prototyping-Phase ist ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung eines Produkts. Es ermöglicht die Validierung des "lebensgroßen" Produkts sowohl aus technischer (funktionaler, herstellbarer) als auch aus ästhetischer Sicht.

Heutzutage ist die Herstellung eines Produkts eine Folge von Design - Prototyping - Testzyklen: Das Produkt wird entworfen, prototypisiert, getestet und dann modifiziert und so weiter, bis ein Produkt gemäß den Spezifikationen erhalten wird. Diese Methode hat zwei Hauptnachteile: Kosten und Zeit.

Nehmen Sie das Beispiel eines Aluminiumteils: Normalerweise dauert es 10 bis 16 Wochen, um Prototypen von einem Lieferanten zu beziehen, und der Preis von Prototypenteilen ist 3 bis 15 Mal höher als ihre Serienlebensdauer. Darüber hinaus führen Designänderungen, die selten vermeidbar sind, zu neuen Prototypaufträgen, was die Entwicklungskosten und die Markteinführungszeit erhöht.

Die Hersteller versuchen dann in der Regel, diese Prototyping-Phase (in Budget und Zeit) zu begrenzen, während im Gegenteil das Design optimiert und Produkte erstellt werden

Wie kann dieser Schritt kürzer und billiger gestaltet werden?

Rapid Prototyping durch additive Fertigung ist ein erster Schritt zur Reduzierung von Entwicklungskosten und Durchlaufzeiten.

 

Um mehr Wettbewerbsfähigkeit zu erreichen, ist es jetzt möglich, diese Entwicklungsphase zu digitalisieren. Dank der neuesten Entwicklungen in der Virtual Reality (VR) können Ingenieure Produkte in einer virtuellen Umgebung zusammenstellen, die mit der aktuellen CAD-Software (Computer Assisted Design) kompatibel ist. Die Industrie befreit sich von "physischen" Prototypen und den damit verbundenen Einschränkungen wie langen Vorlaufzeiten und hohen Fertigungskosten für Teile. Entwicklungsteams können in ihrer Freizeit Prototypen zusammenstellen, viele technische Lösungen sehr schnell testen und das Design weitgehend optimieren. Kurz gesagt, dies macht die Entwicklungsphase viel agiler und beschleunigt die Markteinführung.

Diese Technologie, die durch Entwicklungen in der VR- und Computer-Rechenleistung ermöglicht wird, wird als Virtual Assembly Design Environment (VADE) bezeichnet.

Virtual Assembly Design Environment, das seit 1995 in den Vereinigten Staaten (insbesondere an der Washington State University) studiert wird, scheint eine vielversprechende Technologie zu sein, um Entwicklungskosten und Time-to-Market zu reduzieren.

Wie funktioniert es?

Die virtuelle Umgebung besteht aus Hardware (Virtual-Reality-Maske mit hochwertiger Grafik, Geräten zur Nachverfolgung der Bewegungen von Kopf und Händen einer Person, speziellen Handschuhen, um die Bewegung der Finger und Handgelenke zu verfolgen, die ein haptisches Feedback zur Simulation des Berührens bieten) und Virtual-Reality-Software, es dem Ingenieur ermöglicht, vollständig in die Welt einzutauchen.

Die virtuelle Umgebung ist auch direkt mit der CAD-Software des Designers verbunden, sodass die 3D-Volumina jedes Teils genau modelliert werden können, um mögliche Kollisionen während der Montage zu erkennen. Dank der direkten Verbindung können Teileparameter auch in Echtzeit geändert werden, um beispielsweise Toleranzen zu korrigieren.

Entwicklungskosten und Time-to-Market werden dann durch die Reduzierung der Anzahl der bestellten Prototypen stark eingeschränkt (selbst wenn ein physischer Prototyp das Produkt noch validiert).

Anwendungsfälle? Unbegrenzt. Unabhängig von der Branche ist die Optimierung der Prototyping-Phasen eine große Herausforderung.

Diese Technologie entwickelt sich inzwischen zu den weltweit führenden Herstellern, wie beispielsweise BMW, der VADE in seine Produktentwicklung integriert hat. Ford verwendet diese Technologie auch, um die Montage von Prototypen zu simulieren, um die Ergonomie und die Montagegeschwindigkeit seiner Produkte zu optimieren.

Es kann nicht nur als Designoptimierungswerkzeug verwendet werden, sondern auch als Schulungswerkzeug für Produkt- oder Unterbaugruppenmontage (Neueinsteiger, Subunternehmer, neue Produkte usw.).

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Artikel geschrieben von Clément Dilé, Consultant

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