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Über dieses Buch

In diesem essential zum Verbundprojekt ARVIDA wird von den Autoren die zunehmende Bedeutung der Virtuellen Techniken (VT) in der industriellen Produktentwicklung und Produktionsplanung prägnant und in Kürze beschrieben. Als Resultat der neuen, vielfältigen Anforderungen, die sich aus den Entwicklungen rund um Industrie 4.0 ergeben, wird eine erheblich flexiblere Gestaltung von VT-Systemen notwendig. Der gewählte Ansatz nutzt etablierte, dienstorientierte Web-Technologien sowie Konzepte aus dem Semantic Web zum Aufbau einer offenen Referenzarchitektur. Diese wurden in industriellen Anwendungsszenarien in Hinblick auf Interoperabilität, Systemperformanz und Transparenz bei der Anwendungsentwicklung evaluiert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Virtuell unterstützte Produktentwicklungs- und Fertigungsprozesse

Zusammenfassung
Industrielle Entwicklungs- und Fertigungsprozesse unterliegen aufgrund der wachsenden Anforderungen an Qualität und Effizienz und der immer kürzeren Produktlebenszyklen einer inzwischen rasanten Evolution. Die moderne industrielle Produktentwicklung und Produktionsplanung kommt gerade bei den komplexen und variantenreichen High-End-Produkten aus der deutschen Industrie kaum mehr ohne die virtuelle Entwicklung, Planung und Simulation von Produkten und Produktionsvorgängen aus. Virtuelle Techniken (VT) sind vor allem bei größeren Unternehmen schon seit einiger Zeit ein fester Bestandteil der Prozess‐ und IT‐Systemlandschaft.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 2. Virtuelle Techniken

Zusammenfassung
Unter Virtuellen Techniken (VT) fasst das ARVIDA-Konsortium echtzeitfähige Virtual, Augmented, Mixed oder Dual Reality, virtuelle Simulationen, virtuelle Menschmodelle sowie Mischformen zusammen. Ein System, das virtuelle Techniken einsetzt, wird als virtuelle Umgebung bezeichnet. Folgende Einzeltechnologien sind für den Aufbau interaktiver, virtueller Umgebungen notwendig.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 3. Web-Konzepte für virtuelle Techniken

Zusammenfassung
Das Web ist eine praktisch überall verfügbare Technologie und wird zunehmend als eine universelle Entwicklungsumgebung durchaus auch für komplexe Anwendungen interessant. Ein wesentlicher Grundansatz und Erfolgsfaktor ist die Offenheit sowie die rasche Bildung, Erweiterung und Verwendung von Standards. Eine weitere, wesentliche Eigenschaft ist die Vernetzung und Integration von existierenden externen Einzeldiensten mit selbst entwickelten neuen Anwendungen.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 4. Die ARVIDA-Referenzarchitektur

Zusammenfassung
Die ARVIDA-Referenzarchitektur wendet die beschriebenen Konzepte und Sprachen für die semantische Beschreibung von VT-spezifischen Schnittstellen, Daten und Funktionalitäten an und ermöglicht damit die Entwicklung von ARVIDA-konformen, Web-basierten VT-Anwendungen. Hierfür notwendige, typische Funktionalitäten und Datenquellen sind nach den oben beschriebenen Prinzipien als ARVIDA-konforme REST-Ressourcen umgesetzt und können nun zu komplexeren VT-Anwendungen zusammengesetzt werden. Das Ergebnis ist eine Referenzarchitektur, die neben Modellierungskonzepten auch konkrete Schnittstellenmodellierungen in RDF, RDFs und OWL, ein definiertes Ressourcenverhalten sowie Entwicklungswerkzeuge für C++ umsetzt.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 5. ARVIDA-Technologien

Zusammenfassung
Einen wesentlichen Aspekt im ARVIDA-Projekt stellt die Umfelderkennung dar. Viele der in den folgenden Kapiteln beschriebenen Anwendungen sind ohne Umfelderkennung und Tracking nicht vorstellbar und wären ohne fortschrittliche Tracking-Verfahren nicht darstellbar.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 6. Industrielle Anwendungsszenarien

Zusammenfassung
Im Rahmen von ARVIDA wurden durch die Technologiepartner verschiedene Anwendungsszenarien umgesetzt, die die Elemente der ARVIDA-Referenzarchitektur in konkreten Implementierungen einsetzen und evaluieren. Die Anwendungsszenarien befassten sich u. a. mit der Bewegungserfassung mit Motion-Capturing-Methoden, dem Soll-Ist-Vergleich von Bauteilzuständen, der Werkerassistenz im Umfeld der industriellen Produktion, der virtuellen Produktabsicherung sowie dem virtuellen Produkterlebnis. Anhand der Anwendungsszenarien wurde gezeigt, dass die ARVIDA-Referenzarchitektur als Basis für eine interoperable, performante und effiziente Systemwelt im Bereich virtueller Techniken effizient genutzt werden kann.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Kapitel 7. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung
Die ARVIDA-Referenzarchitektur ermöglicht Unternehmen durch den im Projekt entwickelten Architekturansatz funktionale Komponenten aus dem Bereich virtueller Techniken sehr flexibel, austauschbar und interoperabel zu immer neuen VT-Anwendungen zusammenzusetzen. Das umgesetzte Architekturkonzept und die dazu entwickelten Werkzeuge und Hilfskonstrukte zeigen, dass die besonderen Anforderungen virtueller Techniken, wie z. B. eine hohe Systemperformanz, gut umgesetzt werden konnten. Ebenso konnte gezeigt werden, dass zunächst inkompatible Fremdsysteme mit der Architektur zusammen in einer gemeinsamen Anwendung genutzt werden können.
Sarah Brauns, Hilko Hoffmann, Peter Zimmermann

Backmatter

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