Luft- und Raumfahrt-Anwendungen Virtual Reality & Augmented Reality: VDC-Whitepaper

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

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Whitepaper VR und AR in der Luft- & Raumfahrt Einsatzgebiete - Techniken - Nutzen


Fertigungsplanung Telepräsenz Prozessunterstützung Analyse & Simulation Produktentwicklung

Anwendungen VR und AR in der Luftfahrt: Übersicht

Produktentwicklung

Produktgestaltung

Designstudien

Cockpit - Evaluation

Simulation

Fertigungsplanung

Fabrik-/Montageplanung

Fertigungsprozesse

Telepräsenz / Teleoperation

Präsenz an entferntem Ort mit

VR - Unterstützung

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Prozessunterstützung

Prozessunterstützung mittels

Augmented Reality

Training

Inspektion & Wartung

Flugsimulatoren

Analyse & Simulation

Simulation

Räumliche Erfassung

Visualisierung großer Datenmengen



Produktenwicklung

Designstudien

Virtuelle Mock-Ups für die Entwicklung

Fehlererkennung und –prävention

Überprüfung Geometrie, Anordnung,

Materialien, Farben, Licht

Virtual Walkthroughs etwa in

CAVE (Raumeindruck)

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Virtual Walkthrough in CAVE.



Produktenwicklung

Designpräsentation

Virtuelle Mock-Ups für die Präsentation

Konfiguration

Sonderausstattung

frühe Kundenpräsentation

und Kundeneinbindung

Änderungsflexibilität

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Airbus Designstudie

Quelle: Airbus

Visualisierte Funktionen eines

Flugzeugsitzes

Quelle: Ethiopian Airlines



Produktentwicklung

Produktgestaltung

Optimierung der Raumausnutzung

durch virtuelle Modelle

Zugänglichkeitsanalysen:

Verwendung von Menschmodellen

Visualisierung von

Messwerten

Identifizierung von

Sicherheitsproblemen

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Planung/Design Flugzeuginnenraum

Quelle: Dassault Systems

Zugänglichkeitsanalyse mit Menschmodell

und Haptik. Quelle: Airbus



Produktentwicklung

Cockpit-Evaluation

Sichtfeldanalyse und -Optimierung

Sinnvolle Anordnung der Anzeigen und Bedienelementen hinsichtlich

Erreichbarkeit und Sichtbarkeit

Evaluation der Funktionalität der Cockpitanzeigen

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Virtuelles Modell eines Cockpits zur Evaluation

Quelle: TU Darmstadt



Produktentwicklung

Simulation

Produktoptimierung durch Simulationen der physikalischen

Eigenschaften (z. B. Aerodynamik, Temperatur, mech. Belastung)

Simulation extremer Situationen und Einflüsse, Unfälle

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Crash Simulation einer Boeing 767

Quelle: Purdue University Simulation Luftströmung einer F18

Software: FAST

Quelle: NASA

Simulation Space Shuttle + Träger

Software: FAST

Quelle: NASA



Fertigungsplanung

Fabrik-/Montageplanung

Fabrikplanung mit geometrischen

Flugzeugmodellen sowie

Montagevorranggraphen

Dock- versus Fließfertigung

Transport der Zwischenprodukte,

Transportsystemplanung

Bewegung Arbeitsbühnen

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Montage- / Fabrikplanung

Quelle: Fairchild-Dornier

Virtuelle Arbeitsplatzplanung

Software: visTABLE®

Quelle: plavis GmbH



Fertigungsplanung

Fertigungsprozesse

Visualisierung Prozessabläufe:

Fügen, Umformen, Lackieren,

Gießen

Vergleichende Visualisierung

von Prozessalternativen

Parameteroptimierung

Reduktion Gewicht

Erhöhung Qualität,

Fehlererkennung, z.B. Kollisionserkennung

Erhöhung Prozesssicherheit

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Visualisierung Prozessablauf

Software: Robcad

Quelle: Siemens PLM

Visualisierung Gießprozesse.

Quelle: Visenso



Prozessunterstützung Produktion, Bedienung, Wartung

Mittels Augmented Reality (AR)

Hinzufügung von Zusatzinformationen

in die normale Sicht

Arbeitsschritte, Anweisungen, Richtungen,

Prozessdetails

Vor-Visualisierung des Prozesses

Muster-/Objekterkennung

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AR Einsatz: Animation des Arbeitsschrittes AR Einsatz: Zusatzinformationen. Quelle: NASA

AR Einsatz: Kabelkonfektionierung. Quelle: Boeing



Virtual Training

Üben von Inspektion, Wartung, Bedienung

Training komplexer Tätigkeiten

Simulation bestimmter (Rand-)Bedingungen

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AR- Training von Wartungsarbeiten im Weltraum.

Quelle: NASA

VR – Training von Wartungs - & Inspektionstätigkeiten

Quelle: NIAR



Virtual Training

Flugsimulatoren

sicheres Training

für angehenden Piloten

Simulation und Training

von kritischen Situationen

Sichtbehinderungen

Virtuelle Einführung in

neue Flugzeugtypen

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Flugsimulator bei Lufthansa

Quelle: Lufthansa



Telepräsenz / Teleoperation

Präsenz an entferntem Ort mit VR-Unterstützung

Multimodale Präsenz über weite Distanzen z.B. über das Internet

Fehlerbehebung & Wartung über zentrale, spezialisierte Stellen

„Advanced Cockpit“ (NASA):

Fernsteuerung von Raumfahrzeugen mittels HMDs/Monitoren

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„Advanced Cockpit Evaluation System“

Quelle: NASA Ferngesteuerter Roboter „Rotex“ über virtuelles Modell

Quelle: DLR




Visual Analytics

vereint als interdisziplinäres Thema

Data Mining und

Informationsvisualisierung

Wie können sehr große und

multidimensionale Datenmengen

visualisiert und dem Benutzer

interaktiv nutzbar gemacht werden?

Fokus: interaktive Visualisierung

und eine intelligente

Komplexitätsreduktion

Erkennen z. B. von Ballungen,

Kreuzungen, Mustern, Tendenzen

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Simulation Vulkanasche in der Luft

Quelle: Met Office England

Visualisierung von Luftfahrtverkehrsstrecken

Quelle: Openflights.org

Galaxieverteilung des Universums

Quelle: Universität Stuttgart




Visualisierung Meßergebnisse

NASA „Stereo Mission“:

Stereoskopische

Aufnahmen der

Sonne zur Analyse

Satellit TanDEM –X:

Stereoskopische

Vermessung der

Erdoberfläche

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Stereoskopisches Bild der Sonne

Quelle: NASA Satellit TanDEM – X

Quelle: DLR

Visualisierung von Messungen

Quelle: EADS


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Virtual Dimension Center (VDC) Auberlenstr. 13 70736 Fellbach [email protected] www.vdc-fellbach.de

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