Integrierte Virtuelle Produktentstehung
Kurzfassung:
Im Leitprojekt iViP - Integrierte Virtuelle Produktentstehung - sind mehr als 14 verschiedene Software-Produkte zur Verbesserung des Produktentstehungsprozesses entwickelt worden. Diese stehen heute am Markt kommerziell für Anwender zur Verfügung. Zielsetzung war der konsequente Einsatz des Datenaustauschs und der Simulation bei der Produktentstehung, um die Entwicklungskosten zu reduzieren, die Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Produktqualität zu steigern. Weitere Informationen siehe www.ivip.de
www: http://www.ivip.de
Prof. Dr.-Ing. Frank-Lothar Krause
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik - IPK
Tel.: 030 39006-243
E-Mail: frank-l.krause@ipk.fhg.de
Ansprechpartner bei PTKA-PFT:
Dipl.-Ing. Edwin Steinebrunner
Tel.: +49 721 608-24573
E-Mail: steinebrunner@kit.edu
Problemstellung
Für die erfolgreiche Entwicklung innovativer Produkte ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Experten aus sehr unterschiedlichen Disziplinen ( z. B. Konstruktion, Berechnung, Planung, Elektrik, Hydraulik, Mechanik etc.) notwendig. Diese räumlich verteilten und parallel ablaufenden Entwicklungsarbeiten müssen optimal abgestimmt werden und erfordern einen effizienten Austausch der relevanten Informationen, um Informationslücken und Medienbrüche zu vermeiden und um frühzeitig mögliche Fehler zu vermeiden. Die steigende Produktkomplexität wird zukünftig nur durch den Einsatz geeigneter Methoden und Software-Werkzeuge beherrscht werden können.
Projektziele
Die Vision des Leitprojektes iVip ist ein durchgängig digitaler Produktentstehungsprozesses. Die wesentliche Zielsetzung hierfür ist dabei die Schaffung einer offenen IT- Systemwelt, die von kleinen und großen Unternehmen gemäß ihren individuellen Anforderungen sowohl firmenintern als auch extern benutzt werden kann.
Vorgehensweise
Das Projektkonsortium bestand aus 50 Endanwendern, Softwareunternehmen, Forschungseinrichtungen und IT- Dienstleistern. In 6 verschiedenen Clustern wurden in insgesamt 17 Teilprojekten Lösungen zu unterschiedlichen Themenfeldern erarbeitet: eine Infrastruktur zum Prozess- und Datenmanagement, innovative Gestaltungswerkzeuge für virtuelle Produkte, Werkzeuge zur virtuellen Fertigungserprobung sowie Referenzmodelle. In den Bereichen Zuliefererindustrie, Werkzeugmaschinenbau, Automobilbau und Entwicklungsdienstleistung wurde die Integrationsfähigkeit dieser Software nachgewiesen.
Ergebnisse
Exemplarisch werden einige der iViP- Werkzeuge vorgestellt:
- Das Werkzeug "Adaptive Netzanpassung in der Topologieoptimierung" ermittelt die optimale Bauteilgestalt in dem zur Verfügung stehenden Bauraum bei der Automobilherstellung.
- Zur Glättung und Datenreduktion topologie-optimierter Bauteile wurde eine Software entwickelt, die von der Firma FE- Design mit dem Namen TOSCA.smooth vertrieben wird.
- Ein Werkzeug wurde entwickelt, das Variantenmanagement mit den Modulen Teilegültigkeitseditor, Strukturvariantenbaum sowie Kostenrechung unterstützt. Es ist heute bei Volkswagen im Einsatz.
- Frühe Entwurfsphasen von Produktanforderungen, Produktfunktionen und Bauteilstrukturen unterstützt das Werkzeug "Functional Oriented Design" entwickelt, das von der Firma CADsys vertrieben wird.
- Eine schlanke, leicht bedienbare Produktdatenverwaltung wurde realisiert, die von der Firma Agile Software erfolgreich vermarktet wird.
- Das Werkzeug "Multimediales Produktinformationssystem" der Firma myview technologies ermöglicht den Zugriff auf multimedial aufbereitete Produktkatologe von Zulieferern.
- Mit der Simulationsplattform SINUMERIK 840D von Siemens kann das Verhalten einer Werkzeugmaschine in sehr frühen Phasen der Produktentwicklung simuliert und optimiert werden.
Insgesamt 14 Prototypen wurden in die Systemlandschaft der Anwenderfirmen integriert. Aktuell sind 480 Lizenzen von Seiten der Systemanbieter vergeben.
Da viele Eigenschaften der Produkte ausreichend gut simuliert werden können, ist der reale Bau von Prototypen in vielen Fällen überflüssig geworden. Dies reduziert Kosten und Entwicklungszeiten.
Anwendungspotenzial
Durch die innovative informationstechnische Unterstützung bei der Produktentstehung wird dem Entwickler der Freiraum gegeben, sich auf seine eigentliche Aufgabe zu konzentrieren. Für die verschiedenen Konstruktions-, Berechnungs-
, Dokumentations-, und Planungsschritte existieren bei Systemanbietern entsprechende Softwarewerkzeuge. Mit der Integrationsplattform werden die unterschiedlichen Werkzeuge und Systeme entlang des Produktenstehungsprozesses informationstechnisch besser miteinander verbunden. Einige der deutschen Softwarehäuser besitzen diesbezüglich eine ausbaufähige Weltmarktposition. Da die gut ausgebildeten Ingenieure die Methoden der Produktentstehung beherrschen, ist Deutschland bei der Anwendung dieser Werkzeuge führend.
Die Ergebnisse des Leitprojektes iViP sind als Abschlussbericht "Integrierte Virtuelle Produktentstehung" (ISBN 3-8167-6165-8) beschrieben. Dieser Bericht ist neben weiteren Informationen, wie beispielsweise Beschreibungen zu den entwickelten Software-Prototypen, Fortschrittsberichte und mehr als 200 Veröffentlichungen über die Adresse http://www.ivip.de im Internet verfügbar. Der dem Projekt zugrunde liegende Integrationsgedanken wird im ProSTEP-iViP Verein fortgeführt.
Autor: Krause, F.L. (Hrsg.)
Verlag: Carl Hanser Verlag, München
Erscheinungsjahr: 2001
ISBN: 3-8167-5638-7
Beschreibung: Der vorliegende erste Fortschrittsbericht enthält als Ergebnis der zweieinhalbjährigen Arbeitsphase I von Juli 1998 - Dezember 2000 die Beschreibung von Konzepten und Lösungsansätzen dieses Leitprojektes. Darüber hinaus wird eine Reihe von Softwareprototypen aus informationstechnischen Infrastruktur- und branchenbezogenen Anwendungsprojekten vorgestellt. Für interessierte Dritte ist er von Nutzen, um die in IVIP gemachten Erfahrungen hierbei für die eigene virtuelle Produktentstehung weiterzuverwenden.
Autor: Krause, F.L. (Hrsg.)
Verlag: Carl Hanser Verlag, München
Erscheinungsjahr: 2002
ISBN: 3-8167-6090-2
Beschreibung: Der vorliegende zweite Fortschrittsbericht enthält die Beschreibung der Konzepte und ersten Resultate der IVIP-Basissoftware aus der zweijährigen Arbeitsphase I und laufenden Arbeitsphase II dieses Leitprojektes. Dieser Bericht mit dem Charakter eines IVIP-Technologie-Whitepapers richtet sich an IT-Verantwortliche und Softwareentwickler der Endanwender, Systemlieferanten und Integratoren, die den Einsatz und die Implementierung ihrer Software auf Basis von IVIP planen. Für interessierte Dritte ist er von Nutzen, um die in IVIP gemachten Erfahrungen bei der Entwicklung von integierten Softwarewerkzeugen für die virtuelle Produktentstehung weiterzuverwenden.
Autor: Krause, F.L. (Hrsg.)
Verlag: Carl Hanser Verlag, München
Erscheinungsjahr: 2002
ISBN: 3-8167-6165-8
Beschreibung: Der vorliegende Abschlussbericht des Leitprojektes "integrierte Virtuelle Produktentstehung -iViP" beinhaltet eine Darstellung aller Konzepte, Arbeiten und Ergebnisse, die im Rahmen einer vierjährigen Projektphase in den verschiedenen iViP-Projekten und -Gremien erarbeitet wurden. Hervorzuheben gilt es die entstandenen und beschrieben 50 SW-Prototypen und vier dargelegten Anwendungszenarien. Konzepte und grundlegende Ideen sind im Fortschrittsbericht I und die technische Beschreibung der SW-Architektur sind im Fortschrittsbericht II dargestellt. weitere Informationen finden sie unter www.ivip.de .