Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-4151
Authors: Schirra, Roman
Title: Entwicklung eines Systems zur immersiven Arbeitssystemgestaltung mit CAD-Schnittstelle
Other Titles: Development of a system for immersive work system design with CAD interface
Issue Date: 2009
metadata.ubs.publikation.typ: Dissertation
Series/Report no.: IPA-IAO-Forschung und Praxis;480
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-39937
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/4168
http://dx.doi.org/10.18419/opus-4151
ISBN: 978-3-939890-39-3
Abstract: Neue Systeme der Virtuellen Realität bekommen in der industriellen Praxis immer größere Bedeutung. Besonders im Bereich der Arbeitssystemgestaltung besteht ein großes Potential, die vorhandenen Probleme des hohen Aufwands für dynamische Menschmodellsimulationen oder der vielen Iterationen in der Layoutgestaltung durch die VR-Technologie zu lösen. Aus diesen Gründen wird für diese Arbeit ein neuer Ansatz gewählt, welcher einen Planungsprozess für Arbeitssysteme nahezu vollständig mit einer VR-Anwendung ermöglicht. Dazu werden die Systemanforderungen, bestehend aus den Anforderungen der Anwendergruppe sowie den systemtechnischen Anforderungen, dargestellt. Die Planungssystematik für Arbeitssysteme liefert einen Baustein zur Entwicklung eines VR-Planungsprozesses sowie zur Gestaltung zusätzlicher Funktionen der VR-Anwendung. Die Einheiten Produkt, Prozess und Ressource bilden einen weiteren Baustein der Konzeption. Ein zusätzlicher Baustein sieht die parallele Datenhaltung von Arbeitssystemkomponenten vor. Für die Umsetzung wurde zunächst die Systemarchitektur aufgestellt. Basierend darauf wurden verschiedene VR-Module und CAD-System-Module entwickelt. Das Datenmodell wird durch die Erweiterung bestehender Dateien um bestimmte Einheiten realisiert. Die Umsetzung der parallelen Datenhaltung sieht vor, jede Arbeitssystemkomponente sowohl als VR-Datei als auch als CAD-Datei vorzuhalten. Durch die Entwicklung eines VB-Servers können parametrisierte Arbeitssystemkomponenten immersiv verändert und eingeladen werden. In der Groblayoutplanung wurden Vorgehensweisen entwickelt, um Stationen, Linien bis hin zu Fabrikstrukturen in groben Abmaßen festzulegen. Die Feinlayoutplanung wurde für die Detaillierung des Layouts durch Bibliothekskomponenten realisiert. Für die ergonomischen Analysen wurde die Idee umgesetzt, Bewegungsabläufe vom Anwender direkt auf ein Menschmodell zu übertragen. Zusätzlich wurde eine Positionierungsmethodik entwickelt, um Objekte und Menschmodelle interaktiv zu verschieben und auszurichten. Ein Projektnavigator wurde zur Verwaltung der Planungsprojekte umgesetzt. Darüber hinaus wurde ein VR-Konverter für den Austausch entsprechender Planungsdaten verwirklicht. Im Rahmen einer Anwenderstudie erfolgte die Evaluierung des Gesamtsystems. Dabei wurden zunächst die Testpersonen ins System eingewiesen, danach erfolgte die Durchführung der Tests und im Anschluss wurde das System bewertet. Insgesamt bewerteten die Anwender das entwickelte System positiv.
Recently virtual reality systems become more important in the industry. Especially in the area of work system design there is a huge potential to solve the problems of a high effort for dynamic man model simulation or many iteration steps for layout design with the use of virtual reality technology. Therefore, in this thesis a new approach is chosen which enables to take through a complete planning workflow with one VR application. Therefore system requirements are presented. They consist of the user requirements and the technical requirements. The planning systematic represents a part to develop a VR planning process as well as additional functionality of a VR application. The core entities product, process and resources form another part for the system concept. An additional part considers the parallel data storage of work system components. For the development of the concept a special system architecture was set up. Based on that different VR modules and CAD modules were developed. The data model is realised by the extinction of consisting files by certain entities. The parallel data storage is developed to provide every work system component both as a VR file and as a CAD file. Through a VB server parameterised work system components can be changed and created with the immersive environment. A procedure was developed for raw layout planning to define stations, lines up to factory structures in raw measures. The fine layout planning was realised to detail layouts with library components. The idea to transmit the user's movements directly to the man model was used for ergonomic analysis. Additionally a positioning method was developed to move and rotate objects interactively. A project navigator was created to manage planning projects. Moreover a VR converter for the exchange of data was realised. The complete system was evaluated through user tests. First of all the test persons were introduced to the system. After that they carried out the tests and at last they evaluated the system. Altogether the tester rated the developed system positively.
Appears in Collections:07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik

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