Konzept zur Unterstützung des Produktentwicklungsprozesses mittels Virtual Reality

Dipl.-Ing. Lubnau, Jörg

Dateibereich 22591

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Um eine Durchdringung von VR-Technologien in den KMU zu erreichen, befinden sich erste Softwarepakete auf dem Markt, die VR auf PC-Basis grundsätzlich ermöglichen. Als Visualisierungstechnologie kommt oftmals das passive Projektionsverfahren mittels Polarisation zur Anwendung. Mit diesem Verfahren ist es möglich, vielen Nutzern zeitgleich eine Produktvisualisierung zu geringen Kosten zu gewährleisten. Ein Defizit stellt hier der geringe Immersionsgrad auf Desktop-Basis dar. Als ein weiterer Nachteil stellt sich heraus, dass die Generierung von VR-Daten aus CAD-Daten eine erhebliche Nacharbeit für eine Optimierung erfordert. Ziel war es, den Produktentwicklungsprozess mittels VR zu beschleunigen und so die ‚time-to-market’ zu reduzieren. Dazu waren Untersuchungen notwendig, inwieweit der Immersionsgrad auf Single-PC-Basis gesteigert und der Visualisierungsprozess zur Darstellung von CAD-Daten mittels Polarisation automatisiert werden kann. Die Untersuchungen zur Steigerung des Immersionsgrades lassen Hinweise erkennen, dass durch eine geschickte Farbmodulation der virtuellen Prototypen und der Kulisse zum einen die Tiefenwirkung erhöht und zum anderen die Ghosting-Effekte erheblich reduziert werden könnten. Nach der Transformation des virtuellen Prototyps in das Zentrum eines speziell konzipierten Raumes, ergeben sich auf der Grundlage der Untersuchungsergebnisse Anzeichen, dass mit diesem Vorgehen der Tiefeneindruck möglicherweise zusätzlich zu steigern ist. Die Summe der Ergebnisse lässt vermuten, dass dies zu einem signifikanten Anstieg des Immersionsgrades führen kann. Im Anschluss an diese Untersuchungen wurden die gewonnenen Ergebnisse als Eingangsgrößen genutzt, um am Beispiel des CAD-Systems SolidWorks aus CAD-Daten zeitnah virtuelle Prototypen mittels VR darzustellen. Der Focus richtete sich nach einer manuellen Parameteroptimierung der CAD-Daten auf die direkte Ableitung und Visualisierung des VP-Datensatzes aus einem 3D-CAD-System. Hierzu war neben den bereits angesprochenen Untersuchungen auch die Konzeption und Entwicklung eines Softwarealgorithmus erforderlich, der in nur einem Prozessschritt: • die Ableitung des VP-Modells aus dem CAD-System und • die Visualisierung der fusionierten Modelle automatisiert. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Automatisierung des Visualisierungsprozesses im Hinblick auf die 3D-Visualisierung von technischen Prototypen aus CAD-Systemen noch erhebliches Potential besitzt. Unter Berücksichtigung der in dieser Arbeit entwickelten Ansätze ist zu erkennen, dass die Ableitung und Visualisierung von virtuellen Prototypen deutlich beschleunigt werden kann. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass zur Steigerung des Immersionsgrades beim Polarisationsverfahren noch erhebliche Optimierungsreserven vorhanden sind. Die Nutzung dieses Verfahrens ermöglicht eine Verkürzung der „time-to-market“. Vor diesem Hintergrund kann sich ein Wettbewerbsvorteil, insbesondere für die KMU ergeben, da diese in der Regel bezüglich einer eigenen Entwicklung für diese Thematik nur über sehr geringe finanzielle Mittel verfügen.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik » Institut für Produkt Engineering
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften
Stichwörter:
Virtual Reality, Virtual Prototyping, CAD, Stereoskopie, VR, VP, time-to-market, Produktentwicklungsprozess, Produktinnovation, Produktzyklus, Simultaneous Engineering, immersive Umgebung, PC-Basis, 3D, Visualisierung, Entwicklungszeit, digitaler Prototyp, Prototyp, Immersionsgrad, Produktvisualisierung, Ghosting, Crosstalk, Geisterbild, Automatisierung, Visualisierungsprozess
Beitragende:
Prof. Dr.-Ing. Bergers, Diethard [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr.-Ing. habil. Künne, Bernd [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Priv. Doz. Dr.-Ing. Lobeck, Frank [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
23.03.2009
Dokument erstellt am:
13.08.2009
Promotionsantrag am:
12.08.2008
Dateien geändert am:
13.08.2009
Medientyp:
Text