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VPE (Fach) / Vorlesung 6 (Lektion)

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• Physical Mock-Up (PMU) Definition Mock-Up: Attrappe: Modell in natürlicher Größe (z.B. aus Holz oder Kunststoff) PMU (Physical Mock-Up): Physische Attrappe (1:1-physisches Modell) ohne  Funktionalitäten
• Nachteile des PMU-Einsatzes Die Erstellung von PMUs ist zeitaufwändig und kostspielig.  Änderungen am PMU bedeuten:   - dreidimensionales Einscannen der  Änderungen am PMU   - Übernahme der Änderungen in den  mCAD- Systemen   - Wiederholen des gesamten Vorganges
• Digital Mock-Up (DMU) Definition DMU:Vereinfachte, digitale 3D Modelle von Baugruppen, die aus den genauen 3d-CAD Modellen zum Zwecke zeitaufwändiger Operationen(Visualisierung, Kollisionsprüfungen oder Bauraumuntersuchungen) abgeleitet werden DMU: Vereinfachte 3D-Geometriemodelle + Produktstruktur + Produkteigenschaften + (kinematische Eigenschaften) 
• Motivation für Digital Mock-Ups(1): Sehr hohe CAD-Modellkomplexität  Der Einsatz von genauen  CAD-Modellen führt zu:  • Hohem Verbrauch von  Rechenressourcen  • Langen Antwortzeiten  - für die Visualisierung  - für die Manipulation  - für einfache  Untersuchungen/  Analysen (z.B.  Kollisionsprüfung,  Kinematik-Simulation
• Motivation für Digital Mock-Ups(2): Schwierige Produktentwicklungs-Kooperatione CAD Modelle einzlener Partner liegen in verschiedenen CAD-Orginalformaten vor Unterschiedliche CAD-Modelle der Partner: -sind für andere Partner nicht zugreifbar, sind nicht transparent(keine aktuelle nformationen über Bearbeitungs- oder Änderungszustand) -know how schutz
• Statischer DMU In einem statischen DMU sind die Bauteile unbeweglich und starr.  Anwendungsfelder:  • Kollisions- und Abstandsuntersuchungen  • Ein- und Ausbaubarkeitsuntersuchungen von Bauteilen und Baugruppen  • Optimierung der Werkzeuge  • Komplexe Designstudien 
• Dynamischer DMU In einem dynamischen werden die statischen DMU um kinematische und dynamische Elemente erweitert.  Anwendungsfelder: • Bewegungssimulationen  • Frequenzüberprüfung und Simulation  des Schwingungsverhaltens  Zusätzlich bei flexiblen Bauteilen:  • Bestimmung der elastischen oder  plastischen Verformung  • Simulation des Verhaltens von  Kabeln und Schläuchen 
• CAD-Datenreduktion für Digital Mock-Ups Methoden der CAD-Datenmodellreduktion für DMUs:  - Tesselierung (Zerlegung des Models in kleine Polyeder)  Zellmodelle  - Ermittlung des Hüllvolumens und Vernachlässigung der Innengeometrie 
• CAD-Datenreduktion für Digital Mock-Ups Methoden der CAD-Datenmodellreduktion für DMUs:  - Tesselierung (Zerlegung des Models in kleine Polyeder)  Zellmodelle  - Ermittlung des Hüllvolumens und Vernachlässigung der Innengeometrie  Beispiele gängiger DMU-Datenformate:  - JT (Jupiter Tesselation)  - 3D XML  - VRML (Virtual Reality Modeling Language) 
• DMU-Funktionalitäten / -Anwendungen Visualisierung komplexer Baugruppen  • Kollisions-, Freiraum-, Kontaktanalysen (Clash/ Interference, Clearance, Contact Analysis)  • Bauraumuntersuchungen  • Annotationen (Redlining)  • Dynamische Erzeugung komplexer Schnitte  • Montage-/Demontagesimulationen (-untersuchungen)  • Einfache grobe Kinematikanalysen / Ergonomieuntersuchungen  • Messfunktionen  • Global verteilte Konstruktio
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• Bauraumuntersuchungen mit DMU Statisches Packaging: die einzelnen Bauteile und Komponenten werden innerhalb des Produktes auf räumliche Kollisionen untersucht.  Dynamisches Packaging:  Prüfung, ob ein Bauteil montierbar oder demontierbar ist.
• Annotationen (Redlining) mit DMU Als Annotation (Redlining) wird das Hinzufügen von zusätzlichen graphischen oder textuellen Informationen in DMU Modellen oder technischen Zeichnungen bezeichnet 
• Dynamische Schnitterzeugung mit DMU Definition beliebiger Schnittebenen  • Dynamische Bewegung der Schnittebenen und Visualisierung der Schnittflächen  • Ausblenden des Vordervolumens  • Schaltung transparenter Volumenteile  =>Funktionsprüfung, Kollisionsprüfung 
• Montage-/ Demontagesimulationen und -anleitungen mit DMU • Schrittweiser Teile-Ein- /  Ausbau  • Kollisionsprüfungen  • Ein-/ Ausbauwegeermittlung  • Modellierung von Montage-/Demontage-Sequenzen  • Abbildung von Alternativen für die Montage/ Demontage
• Ergonomieuntersuchungen mit DMU • Greifräume-Untersuchung  • Sichtgrad-Untersuchung  • Kollisionsprüfung  Bewegungsfelduntersuchung
• Kinematikanalyse mit einem dynamischen DMU Den Bauteilen werden Bewegungsinformationen zugewiesen.  • Darstellung und Überprüfung der Funktionalität beweglicher Bauteile  • Clearance- und Kollisionsanalyse  • Bestimmung des dynamischen Platzbedarfes einzelner Bauteile und Baugruppen
• Ergebnisrückführung vom DMU-Modell in das CAD-Modell Schnitte, Anmerkungen, Ausbauwege, Ansichten 
• Funktionaler DMU Kennzeichnend für den funktionalen DMU ist, dass dem DMU Informationen über die Funktionen der Produkte hinzugefügt werden, um das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Software zu simulieren.  Ziele:  • Funktionale Verknüpfung von mechanischen, elektronischen und Softwarekomponenten  • Interaktive Visualisierung und Validierung von Produktfunktionen 
• Hardware-/Human-in-the-Loop-Modelle Bei Hardware-in-the-Loop wird eine elektronische oder mechanische Teilkomponente eines Systems über spezielle Schnittstellen mit einer Computer Simulation verbunden, um getestet und optimiert zu werden.    In Human-in-the-Loop-Modellen interagiert der Mensch mit einer Computer - simulation und einer Maschine/Hardware, um auf diese Weise den menschlichen Einfluss unter unterschiedlichen Randbedingungen auf das System-Verhalten zu untersuchen um die Maschine entsprechend zu optimieren bzw. die Anwender zu trainieren.

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