Durchgängiges virtuelles Engineering auf Basis der ARVIDA-Referenzarchitektur

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Unter dem Begriff der Virtuellen Techniken (VT) werden interaktive Anwendungssysteme entlang des gesamten Realität-Virtualität-Kontinuums der Mixed Reality verstanden. Ihr Einsatz ist in den Anwendungsfeldern Entwurf und Entwicklung, Training und Schulung sowie Werkerunterstützung bei Industrieunternehmen schon seit einiger Zeit ein fester Bestandteil der Prozess- und IT-Systemlandschaft.

 

Dabei erfordern industrielle VT-Anwendungssysteme, insbesondere jene unter Nutzung von Virtueller Realität (VR) und Erweiterter Realität (AR), ein reibungsloses Zusammenspiel verschiedener technologischer Komponenten, wie z.B. virtuelle Menschmodelle, Motion Capturing-Systeme, ingenieurwissenschaftliche Simulations- und Analysemodule oder haptische Ausgabegeräte.

Die funktionalen Anforderungen an solche VT-Anwendungssysteme steigen stetig an, bis hin zu dem – für ein digitales Unternehmen zentralen – Anspruch, die Prozess- und Entscheidungsschritte ausschließlich anhand virtueller Produktmodelle vornehmen zu können.

Die historische Entwicklung und die industriellen Anforderungen haben zu außerordentlich funktionsreichen, aber proprietären VT-Anwendungssystemen geführt. So sind VR-Systeme in vielen Fällen eng verzahnte Lösungen aus einem Grundsystem sowie spezialisierten Funktionskomponenten. Dabei setzen moderne VR-Systeme zwar häufig ein Modulkonzept um, jedoch sind diese meist nur innerhalb ihrer Produktfamilie interoperabel.

Die Forderung nach einer durchgängigen, flexiblen und kostengünstigen VT-Unterstützung von industriellen Entwurfs-, Entwicklungs- und Produktionsprozessen im digitalen Industrieunternehmen ist gleichsam eine Forderung nach verbesserter Erweiterbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Komponierbarkeit von industriellen VT-Anwendungssystemen – und das über die Grenzen von proprietären Produktfamilien oder gar Organisationen hinweg.

Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekt ARVIDA (Angewandte Referenzarchitektur für virtuelle Dienste und Anwendungen) wurden deshalb Konzepte, Technologien und eine Referenzarchitektur erarbeitet, welche die Entwicklung von durchgängigen VT-Anwendungen für Industrie 4.0 durch einen konsequenten Einsatz von bereits etablierten sowie den erforschten Web-Standards und Technologien ermöglichen.

Im Besonderen haben alle Projektpartner an semantischen Schnittstellenbeschreibungen der relevanten VT-Funktionskomponenten gearbeitet. Die gefundene Architektur umfasst die Abgrenzung der einzelnen Unterkomponenten einer VT-Anwendung, die Spezifizierung ihrer benötigten Daten sowie deren sinnvolle Strukturierung und Formatierung. Die daraus resultierenden semantischen ARVIDA-Vokabulare erlauben die maschinenlesbare Repräsentation von Anwendungsartefakten unter durchgängiger Verwendung des RDF-Datenmodells (Resource Description Framework). Die Spezifizierung der ARVIDA-Vokabulare folgt dabei den vom W3C definierten und standardisierten Regeln für verteilte, webbasierte Anwendungen.

Der CeBIT-Demonstrator zeigt auf der Basis der ARVIDA-Referenzarchitektur, wie sich im Kontext des Engineering Change Process eine Änderungsausführung durch die automatisierte Bereitstellung der erforderlichen Daten und Werkzeuge schnell, flexibel und kostengünstig umsetzen lässt.

Stand: Halle 6, Stand B48

Weitere Informationen
www.arvida.de

Kontakt
René Schubotz
Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realität
E-Mail: Rene.Schubotz@dfki.de
Tel.: +49 681 85775 5303