DE102009040731A1

DE102009040731A1 - Konfigurationsgesteuerte dynamische Erzeugung von Produktdaten für komplexe Produkte

Info

Publication number: DE102009040731A1
Application number: DE102009040731A
Authority: DE
Inventors: Tobias SCHMIDT-SCHÄFFER; Milton Amador; Benjamin Becker; Ulrich Seifert; Ulf Schiller
Original assignee: Airbus Operations GmbH; EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH; Airbus Operations GmbH
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-03-17
Also published as: WO2011029819A1; EP2476072A1; US8560287B2; US20120173210A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum computergestützten Erstellen eines Bauplans für modulare Flugzeugbauteile auf Grundlage von validierten Teilbauplänen für einzelne Module.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum computergestützten Erstellen eines Bauplans bzw. Bauunterlagen für modulare Flugzeugbauteile.
HINTERGRUND
Die von Flugzeugherstellern an Fluggesellschaften ausgelieferten Passagierflugzeuge sind komplexe technische Systeme.
Ein Passagierflugzeug besteht aus einer großen Zahl von Komponenten. Viele dieser Komponenten können und werden von den jeweiligen Fluggesellschaften in einer bestimmten Ausprägung, Modifikation oder Konfiguration bestellt, d. h. sie erfolgen auf Kundenwunsch.
Jede Fluggesellschaft hat neben bestimmten Wünschen hinsichtlich der Innenausstattung des Flugzeuges Vorgaben, die von den jeweiligen nationalen Luftfahrtbehörden vorgeschrieben werden.
Die Bereitstellung der jeweilig unterschiedlich konfigurierten Komponenten zur Endmontage erfolgt im Rahmen eines sogenannten „Realisation-Engineering”. Dabei werden die unterschiedlichen Konfigurationen oder Spezifikationen, die von der Fluggesellschaft gefordert werden, erfasst.
Auf Grundlage dieses erfassten Spezifikationsmaterials werden dann Bauunterlagen, wie zum Beispiel Baupläne und sonstige Dokumentation erstellt. Durch die immensen Kombinationsmöglichkeiten ist dieser Pre-Engineering-Schritt zeitraubend und teuer. Es besteht also ein Bedarf in der Flugzeugindustrie, die Entwicklung durch das gezielte modulorientierte Pre-Engineering von geeigneten Baugruppen für das Flugzeug effizienter zu gestalten.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung adressiert diesen Bedarf in der Luftfahrtindustrie durch Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum automatisierten bzw. computergestützten Erstellen von Bauplänen für modulare Flugzeugbauteile.
Das Verfahren basiert auf bereits validierten Teilbauplänen für die einzelnen Module, wobei den jeweiligen Modulen Elemente zugeordnet sind. Durch diese Modul/Element-Struktur ist eine Hierarchie definiert, die mindestens zwei Ebenen umfasst: eine Modul- und eine Elementebene. Das Verfahren umfasst dann die folgenden Schritte: Responsiv bzw. als Reaktion auf einen Benutzer(„User”)-Input wird auf Elementebene mindestens eines der Elemente in einem der Modul(Teil-)Baupläne re-spezifiziert bzw. modifiziert, um so mindestens einen individualisierten Modulteilbauplan zu erhalten. Es können also mehrere Optionen angeboten werden. Diese beschränken im Weiteren dann die Modulparameter die überhaupt betroffen sein können – also in gewisser Weise auch den Lösungsraum.
Danach erfolgt ausschließlich auf Modulebene ein Validieren der Kombination eines oder mehrerer der Modulteilbaupläne mit dem so individualisierten Modul. Bei erfolgreicher Validierung erfolgt dann eine Zusammensetzung der Modulteilbaupläne der so validierten Kombination, um so einen validierten Bauplan zu erhalten, bzw. dessen Validierung zu vereinfachen.
Validiert heißt hier insbesondere, dass die jeweilige Modifikation bzw. der zusammengesetzte Bauplan („die Kombination”) in seiner Gänze den von den Luftfahrtbundesämtern vorgeschriebenen Regeln und darüber hinaus auch technischen Anforderungen (Konstruktion und Fertigung) des Herstellers genügt.
Die Teilbaupläne bzw. der validierte Endbauplan liegen vorzugsweise in elektronischer Form zum Beispiel als strukturiertes XML-Dokument vor.
Beim Flugzeugbauteil kann es sich zum Beispiel um eine Kabine eines Passagierflugzeugs handeln. Den einzelnen Modulen entsprechen z. B. Sitzgruppeneinheiten in bestimmten Zonen eines Passagierflugzeugs. Die Sitzgruppeneinheiten wiederum sind aus Elementen wie zum Beispiel Sitzreihen aufgebaut. Jede Sitzreihe umfasst dabei eine spezifizierte Anzahl von Sitzen. Die Elemente können aber auch Toiletten- oder Küchenkabinen entsprechen, Sitzen für Passagierbegleiter, Notfallausrüstung oder sonstige konfigurierbaren Kabineneinbauten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind ein oder mehrere der einzelnen Elemente innerhalb der bereits validierten Teilbaupläne entweder untereinander oder mit Elementen in anderen bereits validierten Teilbauplänen verknüpft. Diese Verknüpfung kann sich auch auf Modulmerkmale auf Modulebene der Modulteilbaupläne erstrecken. Durch Modifikation des Elements erfolgt dann auch eine dynamisch-automatische (Mit-)modifikation der mit diesem Element verknüpften anderen Elemente bzw. Modulmerkmale. Die Setzung dieser Verknüpfung bzw. Links ist dabei regelbasiert ausgebildet und beruhen ebenfalls auf konstruktionstechnisch notwendigen Überlegungen bzw. auf Vorgaben der nationalen Luftfahrtbundesämter.
Zum Beispiel hat das Setzen einer Toilettenkabine an eine bestimmte Position innerhalb des Moduls zur Folge, dass an dieser Stelle kein Fenster nötig ist. Die Verlinkung würde also bei dieser Modifikation „Setzen einer Kabine an die Position X” zur Folge haben, dass auf Modulebene das Modulmerkmal in dem jeweiligen Modulteilbauplan an der Position X nicht gesetzt wird.
Insgesamt erlaubt das Verfahren eine schnellere Erzeugung von Bauunterlagen für die Endmontage des bestellten Passagierflugzeugs.
Der Konfigurationsprozess und damit die Auslieferung des Flugzeuges wird bei gleichbleibenden oder niedrigeren Kosten beschleunigt. „Ad hoc” Ausführungen von konstruktiven Änderungenin dem auszuliefernden Passagierflugzeug können so vermieden werden.
Außerdem kann durch die (Wieder-)Verwendung bereits validierter Module ein Validierungsschritt schneller erfolgen, da nicht bis zur Elementebene „heruntervalidiert” werden muss.
Dadurch wird der Rechenaufwand erheblich herabgesetzt und eine computergestützte Implementierung des Verfahrens zum Beispiel in einem webbasierten System mit Client-Server Architektur kann so mit akzeptablen Reaktionszeiten realisiert werden.
Die Erfindung stellt auch eine entsprechende Vorrichtung zum computergestützten Erstellen des Bauplans für modulare Flugzeugbauteile bereit. Des Weiteren stellt die Erfindung ein Programmelement bzw. einen elektronischen Datenträger zur computerbasierten Ausführbarkeit des Verfahrens bereit.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben somit eine konfigurationsgesteuerte, dynamische Erzeugung von Produktdaten bzw. Bauunterlagen für kundenspezifisch konfigurierte Flugzeugbauteile, basierend auf einer modularen Produktstruktur.
Definitionen
Validierung/Validiert: Ein Teilbauplan ist valide („validiert”), wenn das darin spezifizierte Flugzeugbauteil konstruktionstechnischen Erfordernissen und den Vorgaben („Regeln”) der Luftfahrtbundesämter genügt. Der Vorgang des Prüfens, ob der Teilbauplan diesen Erfordernissen und den Regeln genügt heißt „Validieren”. Wenn dem so ist, dann ist die Validierung erfolgreich. Wenn nicht, so wird eine Warnmeldung an den Benutzer abgesetzt, z. B. in Form eines Pop-up Windows auf einem Bildschirm oder die Konfiguration wird über das Programm nicht erlaubt, und der Kunde zu einer ähnlichen baubaren Lösung geführt. Der Benutzer sollte dann eine Eingabe revidieren damit eine neue Validierung gestartet werden kann.
Möglich ist hier aber auch, dass invalide Auswahlmöglichkeiten/Optionen a priori ausgeschlossen werden (”ausgrauen”) und ggf. bei dem Versuch der Auswahl eine detailliertere Begründung hinsichtlich der Regelverletzung gegeben wird. So kann der Anwender/User nachvollziehen, worin die Problematik besteht und möglicherweise an einer anderen Stelle das Produkt so abändern, dass die Option wieder ermöglicht wird.
Ebenen/Hierarchien: Auf Datenbanken sind die bereits validierten Modulteilbaupläne als elektronische Datenstrukturen hinterlegt, wobei die Datenstrukturen geeignet sind die zwei oder mehrere Ebenen umfassende Hierarchie abzubilden. Die höhere Modulebene bezieht sich nur auf Spezifikationen bzw. (Modul-)Merkmale, also technischer Parameter, die das Modul selbst als eigenständiges Bauteil betreffen. Die Modulmerkmale bestimmen also „globale” Eigenschaften des Moduls. Hierunter fallen auch Beziehungen zwischen den Elementen des Moduls. „Lokale” Eigenschaften des Elemente selbst, werden dagegen auf der niedrigeren Elementebene modifizier oder spezifizierbar. Beispiel: Wo genau ein Sitz in einem Modul Sitzgruppeneinheit steht, ist eine globale Eigenschaft, die durch das entsprechende Modulmerkmal bestimmt wird. Die Farbe des Sitzbezuges ist dagegen eine lokale Eigenschaft des Elements „Sitz”, die durch das entsprechende Elementmerkmal bestimmt wird. Eine Modifikation auf der (tieferen) Elementebene bedeutet ein Ändern eines Elementmerkmals. Eine Modifikation auf der (höheren) Elementebene bedeutet eine Ändern eines Modulmerkmals. Ein modifiziertes Element oder Modul gilt als individualisiert. Es ist zu beachten, dass Regeländerungen auf der lokalen ”Element”-Ebene sich nicht auf die Modulebene auswirken, falls dies unerwünscht ist.
Bauplan: umfasst Produktdaten und auch andere Dokumentationen, die für die Endmontage des gemäß Kundenwunsch individualisierten Flugzeugs bzw. Flugzeugbauteil Verwendung finden.
Datenstrukturen: Schachtelbare oder Baumartige Datenstrukturen eignen sich gut zum Abbilden dieser Ebenen-Hierarchie. Je tiefer eine Ebene ist, desto tiefer sind die entsprechenden beschreibenden Daten (Element- oder Modulmerkmal) geschachtelt.
Neben XML-Dateien eignen sich auch andere Datenstrukturen wie die z. B. die aus der Programmiersprache „Perl” bekannten assoziativen Felder („associative arrays”), d. h. Felder über „Key/Value” Paare. Neben XML Daten können auch relationale Datenbanken eingesetzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Produktions- bzw.
Fertigungsanlage mit einer Vorrichtung zum computerbasierten Erstellen von Bauplänen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine modular aufgebaute Flugzeugkabine.
3 zeigt ein Sitzreihenelement aus einem der Sitzgruppenmodule in 2.
4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zum automatischen Erstellen des Bauplans für modulare Flugzeugbauteile gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Figuren sind nicht skalengetreu und stellen lediglich eine exemplarische Ausgestaltung der Erfindung dar. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Merkmale.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung VEB zum automatischen Erstellen von Bauplänen für modulare Flugzeugbauteile. Ein Modul ist z. B. eine Menge von Passagiersitzgruppen innerhalb einer Zone in einer Passagierflugzeugkabine. Ein Modul besteht aus mehreren Elementen, z. B. den einzelnen Sitzreihen. Andere Beispiele für Elemente der Kabinenzonen wären Küchen- oder Toilettenkabinen.
Die Vorrichtung VEB umfasst einen Rechner PD, der von einem Ingenieur oder Kunde („User”) über eine Benutzerschnittstelle UI gesteuert wird. Die Benutzerschnittstelle UI kann hier eine graphische Benutzeroberfläche (GUI) sein, in der die Steuerung über eine an sich bekannte Menüstruktur erfolgt.
Über die Benutzerschnittstelle UI gibt der User seine gewünschte Auswahl ein. Es werden die Optionen für das Element vom System automatisch gestellt und die Bemaßung/Positionierung ist invariant durch das Modul vorgegeben.
Technische Parameter für Küchen- oder Toilettenkabinen, wie sie in Passagierkabinen Verwendung finden, wären zum Beispiel der vom User erforderliche Wasserdruck für die Berohrung bzw. die Spezifikation von elektrischen Verkabelungen im Hinblick auf die elektrische Leistung von Küchengeräten in den Küchenkabinen. Konfiguriert werden in der Regel allerdings nicht diese Parameter sondern die Optionen des Elements – und die ”Parameter” leiten sich dann aus der Konfiguration ab. Die Regeln gewährleisten entsprechend, dass diese Parameter sich in einem validen Bereich befinden (Baubarkeit, ...).
Eine Menge von bereits validierten Teilbauplänen, aus denen der spätere Bauplan SPEC kombiniert wird, liegen auf einem Datenbanksystem DB bereit. Die Teilbaupläne spezifizieren durch Modulmerkmale auf einer höheren Modulebene die jeweiligen Module.
Die Parameter werden beispielsweise in ein Schema eingefüllt (Template), welches dadurch zu der fertigen und gültigen Bauunterlage komplettiert wird. Beispielsweise kommen auch ein paar automatisierte Informationen hinzu: Anwender spezifiziert Optionen, Datum und Fluglinie kommen aus anderen Datenbanken, gemeinsam ist es eine Bauunterlage für eine Bestimmte MSN.
Auf einer tieferen Elementeben sind durch Elementmerkmale die Elemente spezifiziert, die in den Modulen angeordnet sind. Dadurch ist eine zweistufige Ebenen-Hierarchie definiert. Die Teilbaupläne wie auch der zu erstellende Bauplan SPEC können zum Beispiel als strukturierte XML-Dateien realisiert sein bzw. werden. Durch die XML-Datenstruktur lässt sich diese mindestens zwei Ebenen umfassende Hierarchie durch entsprechende Schachtelung der bekannten XML-tags <,> abbilden.
Eine Validierungseinheit VAL ist kommunikativ mit dem Rechner PD und einer Regeldatenbank DBV verbunden.
In der Regeldatenbank DBV sind zum Beispiel in tabellenartigen Datenstrukturen von den Luftfahrtbundesämtern vorgegebene Regeln gespeichert. Die tabellenartige Datenstruktur umfasst zum Beispiel mindestens zwei Spalten.
Neben diesen Regeln, die insbesondere im Zusammenhang mit den hier nicht näher beschriebenen ”Optionen” stehen, werden auch globale Regeln beachtet. Es gibt produktspezifische Regeln, die die Leistungsfähigkeit des Produktes definieren und so ”Baubarkeit” garantieren. Beispielsweise wird der Gesamtstromverbrauch der Kabine nicht durch lokale Einschränkungen verwaltet. Im Übrigen kann es auch Regeln geben, welchem Flugzeugmodell und welcher Zone ein Modul zuzuordnen ist.
In einer Spalte sind Identifikatoren für die jeweiligen modifizierbaren Elemente der Teilbaupläne gespeichert. In der zugehörigen Zeile in der zweiten Spalte steht der jeweiligen Spezifikationswerte, zum Beispiel als Code, Zahlenwerte oder als Zahlenbereich. So kann zum Beispiel eine Farbe für einen Sitzbezug eines Sitzes kodiert sein.
Auf Grundlage der technischen Parameter, die sich aus den Optionen ableiten, erfolgt dann eine Modifikation der entsprechenden Merkmale der bereits vorvalidierten Teilbaupläne. Dies geschieht durch Schreiben des Parameters in das entsprechende Element oder Modulmerkmal an der entsprechenden Stelle in dem XML-kodierten Teilbauplan.
Gemäß einem weiteren Aspekt sind ein oder mehrere der einzelnen Elemente innerhalb der bereits validierten Teilbaupläne entweder untereinander oder mit Elementen in anderen bereits validierten Teilbauplänen verknüpft. Diese Verknüpfung kann sich auf Modulmerkmale in Moduleben der Modulteilbaupläne erstrecken. Durch Modifikation des Elements erfolgt dann auch eine dynamischautomatische (Mit-)Modifikation der mit diesem Element verknüpften anderen Elemente bzw. Modulmerkmale. Die Setzung dieser Verknüpfung bzw. Links ist dabei regelbasiert ausgebildet und beruhen ebenfalls auf konstruktionstechnisch notwendigen Überlegungen bzw. auf Vorgaben der nationalen Luftfahrtbundesämter.
Die Teilbaupläne werden dann durch den Rechner PD kombiniert. Das Kombinieren kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass die einzelnen XML-Dateien in eine Gesamt-XML-Datei zusammengefasst („merging”) wird, oder auch dass die zu kombinierenden Teilbaupläne über Verbindungen („links”) verbunden werden.
Das eigentliche Kombinieren der Teilbaupläne erfolgt allerdings nur dann, wenn die Validierungseinheit VAL keine Verletzung der in der Regeldatenbank DBV abgelegten Regeln registriert.
Die Validierungseinheit VAL kann zum Beispiel als „Parser” ausgebildet sein, der die jeweiligen Einträge in den Teilbauplänen durchgeht und die dort eingeschriebenen Parametern als neue Element- oder Modulmerkmal mit den Werten in der zweiten Spalte der Tabelle in der Regeldatenbank DBV vergleicht. Wird für jedes Merkmal eine Übereinstimmung („match”) registriert, das heißt entspricht der vom User eingegebene Wert dem Wert in der zweiten Spalte der Tabelle, gilt die Kombination als validiert. Durch die Verlinkung kann auch eine Modifikation auf Moduleben zur Folge haben, dass die Validierung auch nicht erfolgreich sein kann. Bei Nicht-Erfolg wird ein Signal von der Validierungseinheit VAL an den Rechner PD abgesetzt. Der Rechner PD wird dann ein Warnsignal an den User absetzen und auf eine Eingabe von revidierten Parameter warten.
Der so erhaltene Endbauplan SPEC kann dann zum Beispiel in ein geeignetes „Backend” zur Weiterverarbeitung eingespeist werden. Zum Beispiel kann der Endbauplan SPEC an ein Computer-Aided-Design System (CAD) gegeben werden, um einen graphischen Gesamtplan zu erstellen. Dieser kann dann zum Beispiel von einem Ingenieur gegengeprüft werden.
Alternativ oder ergänzend kann der Endbauplan SPEC auch in eine Steuervorrichtung bzw. Schnittstelle COLA gespeist werden, so dass über diese Steuervorrichtung COLA eine Fertigungsanlage MANU mit denjenigen Bauteilen beschickt werden kann, die in dem fertigen Bauplan SEPC spezifiziert wurden.
Auch können z. B. Industriefertigungsroboter gesteuert werden, oder Niederflurfahrzeuge in Lagerhallen, um die in dem Endbauplan SPEC spezifizierten Komponenten oder Bauteile mit den jeweiligen Maßen oder Ausprägungen bereitzustellen bzw. an einem vorbestimmten Zielort zur Endmontage zu liefern.
In den folgenenden Figuren 2 und 3 werden zur Einfachheit der Darstellung die Module und Elemente bzw. deren Spezifizierung als Modulteilbaupläne mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
2 zeigt einen Überblick über eine modulares Flugzeugbauteil. Das Flugzeugbauteil ist eine Flugzeugkabine FC. FC hat einen Grundriss, der aus verschiedenen Zonen A–E besteht. In diesem Beispiel unterscheiden sich die Zonen dadurch, dass in den Zonen A, C, E Türen angeordnet sind und in den Zonen B, D keine. Verschiedene Sitzgruppenmodule MB, MD sind den jeweiligen Nichttürzonen B, D zuordenbar. Als weitere Module stehen Versorgungsbereiche MC wie zum Beispiel Toilettenkabinen oder Küchenkabinen bereit. Die speziellen Sitzgruppenmodule MA, ME sind dabei für das Cockpit bzw. für den Heckbereich des Flugzeugs E vorgesehen.
Jedem Sitzgruppenmodul MA, MB, MD und ME sind dabei Kabinenelemente, wie zum Beispiel einzelne Sitzreihen E, zuordenbar, wie in 3 dargestellt.
Auf Grundlage des User Inputs, der über die Benutzerschnittstelle UI bereitgestellt wird, kann jedes Kabinenelement „Sitzreihe S” modifiziert, das heißt durch eine bestimmte Ausprägung spezifiziert werden. Zum Beispiel würde die Ausprägung „mit Monitor” zu einer modifizierte bzw. individualisierten Sitzreihe SK führen, bei der die Rücklehnen mit Monitoren ausgestattet sind. In 3 ist der Klarheit wegen nur beispielhaft eine bildliche Darstellung des Teilbauplans des Sitzgruppenmoduls MB mit dem zugehörigen Kabinenelement S aufgeführt. Für die anderen Kabinenmodule MA, MC–ME gilt Analoges.
Um Rechenzeit bei der Validierung durch die Validierungseinheit VAL zu sparen, erfolgt die Validierung nicht bis hinunter zu der Elementebene. Das ist dadurch möglich, dass die Teilbaupläne in der Datenbank DB bereits vorvalidiert sind. Die Vorvalidierung ist dabei so gewählt, dass die Wahl einer bestimmten Ausprägung für ein bestimmtes Kabinenelement in einem Sitzgruppenmodul zu regeln, in DBV gemäß keine neue Validierung erfordert. Zum Beispiel ist die Sitzreihe E in 3 regelgemäß in dem Modul MB montiert, um valide bzw. das umfassende Modul MB ist valide, auch wenn das Kabinenelement E in das Kabinenelement EKA mit Monitor ausgestattet/modifiziert wurde.
Eine XML Kodierung des Modulteilbauplans MB, kann beispielsweise so aussehen:
Ein „flag” in dem Elementmerkmal „mit Monitor?” (S_1) ist dann hier auf „ja” (s_1) modifiziert bzw. gesetzt worden.
Gemäß einer erweiterten Ausführungsform ist die Validierungsvorrichtung VEB einstellbar bzw. programmierbar, bis zu welcher Ebenen-Tiefe die Validierung erfolgen soll. Im vorliegenden Beispiel mit den beiden Ebenen Elementebene bzw. Modulebene, erfolgt die Validierung nur auf der Modulebene. Es ist allerdings auch eine Validierungsstrategie mit einer feineren Granularität denkbar, indem zum Beispiel die Kabinenelemente E aus Sub-Elementen entsprechend den jeweiligen individuellen Sitzen zusammengesetzt sind. In diesem Fall hätte man dann drei Ebenen. Die Vorrichtung VEB ist dann so eingerichtet, dass einstellbar ist, ob nur auf der ersten/höchsten (Modulebene), oder auch auf der zweiten (Elementebne) oder auch auf der dritten Ebene (Sub-Elementebene) validiert werden soll.
Erfolgt die Validierung nicht nur auf erster, sondern auch auf zweiter oder dritter Ebene, erlaubt die Vorrichtung VEB eine größere Flexibilität, die allerdings dann auch durch eine intensivere Rechenzeit der Validierungseinheit VAL erkauft wäre.
So kann die Vorrichtung VEB optimal an die Bedürfnisse der Rechenkapazität und erforderlichen Flexibilität angepasst werden.
Die Validierungseinheit VAL, der Rechner PD und die Datenbanksysteme DB, DBV bzw. die Benutzeroberfläche UI können jeweils als eigene Hardware- bzw. Softwaremodule ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Implementierung auf einem einzigen lokalen Rechner.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Client-Server-Struktur für eine webbasierte Ausführungsform der Validierungsvorrichtung VEB vorgesehen. In diesem Fall erfolgt die Bereitstellung der technischen Spezifikationsdaten über den Kunden (zum Beispiel die Airline, die ein Flugzeug bestellen möchte) von einem Client aus, auf dem die Benutzeroberfläche UI dargestellt wird. Über eine Netzwerkverbindung, wie zum Beispiel dem Internet, erfolgt dann ein Datenaustausch mit dem Rechner PD („Server”). PD steht wiederum über das Netzwerk mit den Datenbanksystemen DBV bzw. DB in Verbindung. Wurde der fertige Bauplan SPEC validiert und kombiniert, kann dieser dann über die Netzwerkverbindung an die Steuereinheit CON geschickt werden, um die weitere Endmontage im Werk MANU zu koordinieren.
4 zeigt zur Verdeutlichung ein Flussdiagramm des Verfahrens, das der Vorrichtung VEB zum computergestützten Erstellen des Bauplans SPEC zugrunde liegt.
In einem ersten Schritt S5 erfolgt ein optionales Modifizieren auf Elementebene. Dabei wird mindestens eines der Elemente E in ein modifiziertes Element EKA überführt, so dass man so ein individualisiertes, also speziell an die Bedürfnisse des Users angepasstes Sitzgruppenmodul, hervorgehend aus dem bereits vorvalidierten Modul MB, erhält. Analoges gilt für die anderen Module MA, MC–ME.
Anschließend erfolgt im Schritt S10 ein Validieren, das einstellbar nur auf der Modulebene erfolgt. Dabei wird die Kombination eines oder mehrerer der Module MA, MC–ME mit dem individualisierten Modul validiert.
Ein optionaler Schritt S15 baut auf einer Verknüpfung der einzelnen Elemente S innerhalb desselben Moduls oder auch mit anderen Elementen in anderen Modulen MA, C–E auf. Ist im vorherigen Schritt S10 eine Modifikation des Elementes S erfolgt, so geschieht automatisch auch eine auf Regeln basierende entsprechende Modifikation der verknüpften Elemente, entweder in demselben oder in den jeweiligen anderen Modulen MA, C–ME. Diese Regeln basieren ebenfalls auf den Regeln der Regeldatenbank DBV. Dieses dynamische Mit-Modifizieren kann zum Beispiel logisch notwendig oder konstruktionstechnisch bedingt sein. Durch diese dynamische Mit-Modifikation ist an dieser Stelle im Work-Flow kein User Input mehr erforderlich. Ansonsten müsste der User jedesmal „händisch nachziehen” und die Merkmal in den anderen Teilbauplänen anpassen. Dadurch kann der Datenaustauch und somit die Auslastung des Netzwerks miniert werden.
Ist die Validierung erfolgreich, werden die validierten Modulteilbaupläne in Schritt S20 zusammengesetzt, um so einen validierten Endbauplan SPEC zu erhalten.
Anschließend kann die Datenbank DB dann aktualisiert werden, indem hier der validierte Bauplan SPEC abgespeichert wird, zusammen mit einer ID des Kunden. Durch eine iterative Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens, kann dann, ausgehend von dem validen Bauplan SPEC als neuer „Teilbauplan”, sukzessive ein kompletter Bauplan für das gesamte Flugzeug computergestützt mit der Vorrichtung VEB erstellt werden.

Claims

Ein computergestütztes Verfahren zum Erstellen eines Bauplans für ein modulares Flugzeug aus einzelnen Modulen, auf Grundlage von bereits validierten Modulteilbauplänen für die einzelnen Module, wobei den jeweiligen Modulteilbauplänen Elemente zugeordnet sind und dadurch eine Hierarchie definiert ist, die eine höhere Modul- und eine tiefere Elementebene umfasst, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: abhängig von einer Benutzereingabe, Modifizieren (S5) auf der Elementebene eines der Elemente in einem der Modulteilbaupläne um so einen individualisierten Modulteilbauplan zu erhalten; Validieren (S15), nur auf der Modulebene, einer Kombination eines der Modulteilbaupläne mit dem individualisierten Modulteilbauplan; bei erfolgreicher Validierung, Zusammensetzen (S20) der Modulteilbaupläne der so validierten Kombination, um den Bauplan zu erhalten.
Verfahren aus Anspruch 1, wobei das Element mit einem weiteren Element oder mit einem Merkmal auf Modulebene von einem der Modulteilbaupläne verknüpft ist, das Verfahren weiterhin aufweisend den Schritt: automatisches und regelbasiertes Mit-Modifizieren (S10) des verknüpften Elements oder des Modulmerkmals sobald der Modifikationsschritt des Elements erfolgt ist.
Verfahren aus einem der Ansprüche 1 oder 2, das Verfahren weiterhin aufweisend: Abhängig von einer weiteren Benutzereingabe, selektives Einstellen ob auch auf Elementebene oder auch auf tieferen Sub-Elementebenen validiert werden soll.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Flugzeugbauteil eine Flugzeugkabine ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Module Passagiersitzreihengruppen sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Elemente einzelne Passagiersitze sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Module Küchenmodule oder Toilettenmodule, Notfallausrüstung, Flugkabinenpersonalsitze, Kabineninnenverkleidung, die auch konfigurierbar sein kann, z. B. mit und ohne Gepäckfächer, sind.
Ein Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor steuert, so das ein computergestütztes Verfahren auf dem Prozessor implementierbar ist zum Erstellen eines Bauplans für ein modulares Flugzeugbauteile aus einzelnen Modulen, auf Grundlage von bereits validierten Modulteilbauplänen für die einzelnen Module, wobei den jeweiligen Modulteilbauplänen Elemente zugeordnet sind und dadurch eine Hierarchie definiert ist, die eine höhere Modul- und eine tiefere Elementebene umfasst, wobei der so gesteuerte Prozessor dann die folgenden Schritte ausführt: abhängig von einer Benutzereingabe, Modifizieren auf der Elementebene eines der Elemente in einem der Modulteilbaupläne um so einen individualisierten Modulteilbauplan zu erhalten; Validieren, nur auf der Modulebene, einer Kombination eines der Modulteilbaupläne mit dem individualisierten Modulteilbauplan; bei erfolgreicher Validierung, Zusammensetzen der Modulteilbaupläne der so validierten Kombination, um den Bauplan zu erhalten.
Ein elektronischer Datenträger auf dem ein Programmelement nach Anspruch 8 gespeichert ist.
Ein oder mehrere elektronische Datenträger auf denen gespeichert sind: bereits validierte Modulteilbaupläne für einzelnen Module eines modularen Flugzeugbauteils, wobei den jeweiligen Modulteilbauplänen Elemente zugeordnet sind und dadurch eine Hierarchie definiert ist, die eine höhere Modul- und eine tiefere Elementebene umfasst; und Instruktionen, die, wenn von einem Prozessor ausgeführt, geeignet sind ein computergestütztes Verfahren zum Erstellen eines Bauplans für das modulare Flugzeugbauteil auf dem Prozessor zu implementieren, wobei der Prozessor dann die folgenden Schritte ausführt: abhängig von einer Benutzereingabe, Modifizieren auf der Elementebene eines der Elemente in einem der Modulteilbaupläne um so einen individualisierten Modulteilbauplan zu erhalten; Validieren, nur auf der Modulebene, einer Kombination eines der Modulteilbaupläne mit dem individualisierten Modulteilbauplan; bei erfolgreicher Validierung, Zusammensetzen der Modulteilbaupläne der so validierten Kombination, um den Bauplan zu erhalten.
Eine Vorrichtung (VEB) zum computergestützten Erstellen eines Bauplans (SPEC) für modulare Flugzeugbauteile (FC) aus einzelnen Modulen auf Grundlage von bereits validierten Teilbauplänen (MA–ME), für die einzelnen Module, wobei den jeweiligen Modulteilbauplänen (MA–ME), Elemente (S) zugeordnet sind und dadurch eine Hierarchie definiert ist, die eine höhere Modul- und eine tiefere Elementebene umfasst, die Vorrichtung umfassend: eine Datenbank (DB) auf der die bereits validierten Modulteilbaupläne als elektronische Datenstrukturen hinterlegt sind, wobei die Datenstrukturen geeignet sind die zwei oder mehre Ebenen umfassende Hierarchie abzubilden; eine Benutzerschnittselle (UI) zum Erfassen einer Benutzereingabe; ein Prozessor (PD) eingerichtet um auf der Elementebene und abhängig von der Benutzereingabe eines der Elemente in einen der Modulteilbauplan zu modifizieren um so ein individualisiertes Modul zu erhalten; eine Regeldatenbank (DBV) auf der Validierungsregeln gespeichert sind; eine Validierungseinheit (VAL) die eingerichtet und konfiguriert ist um eingeschränkt auf die Modulebene und auf Grundlage der Validierungsregeln, eine Kombination von einem oder mehrerer der Modulteilbaupläne mit dem individualisierten Modulteilbauplan zu validieren, so dass, bei erfolgreicher Validierung, der Prozessor die Modulteilbaupläne der so validierten Kombination zusammensetzen kann, um so den Bauplan zu erhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Element mit einem weiteren Element oder mit einem Merkmal auf Modulebene von einem der Modulteilbaupläne verknüpft ist, wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass das verknüpfte Element oder das Modulmerkmal automatisch und regelbasiert mit-modifiziert wird, sobald die Modifikation des Elements erfolgt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–12, wobei die Validierungseinheit konfigurierbar ist, so dass selektiv einstellbar ist, ob auch auf der Elementebene oder auch auf tieferen Sub-Elementebenen validiert werden soll.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–13, weiter umfassend eine Kontrolleinheit, die eingerichtet ist, um auf Grundlage des erstellten Bauplans eine Fertigungsanlage für Flugzeuge zu steuern bzw. zu verwalten.
Eine industrielle Fertigungsanlage zur Montage eines Flugzeuges, die steuerbar bzw. verwaltbar ist von einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–14.