DE102012209527A1

DE102012209527A1 - Immersive massabweichung

Info

Publication number: DE102012209527A1
Application number: DE102012209527A
Authority: DE
Inventors: Elizabeth Baron; Dan Orr; Janice Gall; Andre Jurkiewicz
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2012-12-20
Also published as: US9898556B2; US20120320034A1; CN103049592A

Abstract

Eine Recheneinrichtung wird zum Herstellen eines dimensionalen Modells mindestens eines Abschnitts eines Produkts verwendet, wobei das dimensionale Modell einen Bereich möglicher Bedingungen bezüglich mindestens einer Komponente in dem Produkt enthält. Das dimensionale Modell wird zum Herstellen einer Menge von Geometrien für das Produkt verwendet, wobei eine Geometrie eine Darstellung mindestens eines Abschnitts des Produkts ist, wobei jede der Geometrien einer oder mehrerer der Bedingungen entspricht. Ein Display wird von einer der Geometrien bereitgestellt, und dann wird bei Empfang einer eine zweite der Geometrien anfordernden Eingabe ein Display der angeforderten zweiten der Geometrien bereitgestellt.

Description

Die Montage von Produkten mit mehreren Teilen und/oder Komponenten kann dazu führen, dass verschiedene Produktvarianten Maßabweichungen darstellen, d.h. Differenzen bei Platzierung, Orientierung, Beabstandung usw. von Teilen und/oder Komponenten, die aus der Komponentenherstellung und der Produktmontage resultieren. Maßabweichungen beeinflussen nicht nur die visuelle Erscheinung und die strukturelle Beziehung von benachbarten Teilen oder Komponenten, sondern können auch die Gesamtcharakteristika und Qualität eines Produkts beeinflussen. Die Untersuchung von Maßabweichungen kann als Maßabweichungsanalyse (DVA – Dimensional Variation Analysis) bezeichnet werden.
Wenngleich Maßabweichungen niemals eliminiert werden können, insbesondere bezüglich großer und komplexer Produkte wie etwa Fahrzeugen, können sie innerhalb eines erwarteten Bereichs gesteuert werden. Beispielsweise können die Art von Materialien, die in einem Teil verwendet werden, der erwartete Bereich von Dimensionen des Teils, eine Weise, wie das Teil an der Produktstruktur angebracht wird und andere Faktoren Maßabweichungen beeinflussen, zu denen die Teile beitragen können. Dementsprechend können Maßabweichungen modelliert werden, um Produktdesigns zu testen, so dass ein schließlich für die Herstellung und Montage verwendetes Produktdesign zu einem Produkt mit Maßabweichungen führt, die allgemein in den akzeptierten Bereich fallen.
Leider fehlt es gegenwärtig an Mechanismen zum visuellen Darstellen möglicher Maßabweichungen.
1 zeigt ein beispielhaftes System zum Bereitstellen einer immersiven Virtual-Reality-Umgebung.
2 zeigt weiterhin beispielhafte Details des Systems von 1 einschließlich Elementen zum Bereitstellen einer virtuellen Darstellung, die zum Unterstützen einer Evaluierung einer Maßabweichungsanalyse verwendet werden kann.
Die 3A und 3B zeigen jeweils eine äußere Fahrzeugoberflächengeometrie und eine innere Fahrzeugoberflächengeometrie.
4 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugstrukturgitter.
5 zeigt ein beispielhaftes Maßabweichungsgitter (DVA).
6 zeigt einen beispielhaften Prozess zum Herstellen und Verwenden einer immersiven virtuellen Umgebung einschließlich Evaluierung von abgeänderten Geometrien.
1 zeigt ein beispielhaftes System 100 zum Bereitstellen einer immersiven Virtual-Reality-Umgebung. Das System 100 enthält einen Virtual-Reality-Server 105, der eine virtuelle Welt generiert, z.B. im Mono- oder Stereoformat, einschließlich einer Virtual-Reality-Umgebung und einem virtuellen Produkt wie etwa einem virtuellen Fahrzeug 110. Einem Benutzer kann unter Verwendung einer Displayeinrichtung 115 ein Blick auf die virtuelle Welt gegeben werden, und er kann dadurch mit der virtuellen Welt einschließlich dem virtuellen Fahrzeug 110 interagieren. Die virtuelle Welt kann auf eine physische Umgebung abgebildet werden.
Bei einer Implementierung kann der Virtual-Reality-Server 105 einem Benutzer einen Blick auf verschiedene Elemente oder Komponenten des virtuellen Fahrzeugs 110 in verschiedenen Kombinationen auf der Basis von Annahmen über Komponentenmaterialien und Herstellungsprozesse gestatten. Beispielsweise können Komponenten wie etwa ein Motorhaubenblech und eine Seitenwand einer Fahrzeugkarosserie auf dem virtuellen Fahrzeug 110 dargestellt werden. Weiterhin kann ein Benutzer durch Auswählen einer Option mit einer Eingabeeinrichtung in der Lage sein, zwischen verschiedenen möglichen Konfigurationen der Komponenten umzuschalten oder hin und herzuschalten, zum Beispiel einer ersten Konfiguration, die das Motorhaubenblech und die Seitenwand mit einer ersten Raumgröße zwischen ihnen auf der Basis einer Menge von Annahmen über Materialien und Herstellungsprozesse zeigt, und einer zweiten Konfiguration, die das Motorhaubenblech und die Seitenwand mit einer zweiten Raumgröße zwischen ihnen auf der Basis einer zweiten Menge von Annahmen über Materialien und Herstellungsprozesse zeigt. Auf diese Weise kann eine große Anzahl von potenziellen Konfigurationen modelliert und einem Benutzer angezeigt werden, zum Beispiel jeweils eine oder Seite an Seite.
1 zeigt einen einzelnen Server 105 und ein einzelnes Displayelement 115. Bei einigen Implementierungen werden jedoch dem Server 105 hier zugeschriebene Operationen von mehr als einem Computerserver durchgeführt. Somit kann der in 1 dargestellte Server 105 einen einzelnen Virtual-Reality-Server 105 darstellen oder kann kollektiv Virtual-Reality-Server 105 darstellen.
Gleichermaßen kann das System 100 mehrere Displayeinrichtungen 115 enthalten, wenngleich in 1 nur eine Displayeinrichtung 115 gezeigt ist. Somit kann das System 100 so konfiguriert sein, dass es über verschiedene Displayeinrichtungen 115 verschiedene Perspektiven einer virtuellen Welt darstellt. Beispielsweise könnte eine erste Displayeinrichtung 115 eine Ansicht einer Vorderseite eines Fahrzeugs 105 und eine zweite Displayeinrichtung 115 eine Ansicht einer Seite eines Fahrzeugs 105 darstellen. Für ein anderes Beispiel könnte die erste Displayeinrichtung 115 ein Head-Mounted-Display sein, das von einem Benutzer getragen wird und das eine räumliche Ansicht auf ein Fahrzeug liefert, und bei einer zweiten Displayeinrichtung 115 könnte es sich um zwei Computermonitore handeln, die jeweils eines der beiden räumlichen Displays darstellt, die durch das Head-Mounted-Display bereitgestellt werden. Allgemein kann die Displayeinrichtung 115 eine Head-Mounted-Virtual-Reality-Displayeinrichtung sein, die ein räumliches Bild und möglicherweise auch Audio liefert. Alternativ oder zusätzlich kann die Displayeinrichtung 115 ein CAVE (CAVE Automated Virtual Environment), eine Powerwall (d.h. eine zum Projizieren von großen computergenerierten Bildern verwendete große, hochauflösende Displaywand), ein Computermonitor wie etwa ein hochauflösender Fernseher (HDTV), ein Laptop oder ein Tablet-Computer usw. sein.
2 zeigt weitere beispielhafte Details des Systems 100, einschließlich Elementen zum Bereitstellen einer virtuellen Darstellung, die zum Unterstützen einer Evaluation einer Maßabweichungsanalyse verwendet wird. Das System 100 wird in dem Kontext des ganzen oder teilweise Modellierens eines Fahrzeugs, z.B. eines virtuellen Fahrzeugs 110, beschrieben, doch ist zu verstehen, dass die hier offenbarten Systeme und Verfahren sich auf die Design- und Herstellungsprozesse von vielen verschiedenen Produkten anwenden lassen und nicht auf die Fahrzeugherstellung beschränkt sind.
Das System 100 verwendet Fahrzeuggeometrieinformationen von verschiedenen Datenspeichern wie etwa eine Fahrzeugoberflächengeometrie 205 und Fahrzeugstrukturgitterdaten 210, um ein geometrisches Modell oder DVA-Gitter 215 zu generieren, das für die Maßabweichungsanalyse interessierende Fahrzeugstrukturen repräsentiert. Das DVA-Gitter 215 wird zum Generieren eines DVA-Modells 220 gemäß DVA-Konfigurationsparametern 225 verwendet. Wie unten ausführlicher erörtert wird, beinhalten DVA-Konfigurationsparameter 225 Faktoren bezüglich eines Fahrzeugmontageprozesses, Teilelokalisierungsstrategien, d.h. Regeln zum Installieren von Teilen in einer Fahrzeugstruktur, Eingabetoleranzen, d.h. Bereiche von Maßabweichungen von jeweiligen Teilen und Komponenten, die in dem DVA-Gitter 215 enthalten sind, Ausgabemessungen, d.h. Orte und Orientierungen, wo Abweichungen zwischen benachbarten Komponenten an einem Fahrzeug simuliert und in dem DVA-Modell 220 berichtet werden sollen, und auch Ausgabetoleranzen, die einen Bereich zulässiger Abweichung zwischen benachbarten Fahrzeugkomponenten beschreiben. Das DVA-Modell 220 enthält nach dem Generieren Regeln und Parameter für verschieden mögliche Fahrzeuggeometrien, das heißt Anordnungen und Beziehungen von Fahrzeugteilen und -komponenten. Das System 100 generiert weiterhin unter Verwendung des DVA-Gitters 215 ein FEA-Modell (Finite-Element-Analyse) 230 und auch mindestens einige der zum Generieren des DVA-Modells 220 verwendeten Parameter wie etwa Faktoren bezüglich Fahrzeugmontageprozess und Lokalisierungsstrategien. Allgemein berücksichtigt ein FEA-Modell interne Maßabweichungen, die bezüglich eines Teils möglich sind, z.B. weil das Teil aus einem flexiblen, dehnbaren oder biegbaren Material hergestellt ist, gemäß Materialeigenschaften variieren kann, z.B. Elastizitätsmodul (auch als E-Modulzug bekannt), Querkontraktionszahl (Querdehnung zu Längsdehnung) usw.
Eine Unterschiedliche-Geometrie-Engine 235 verwendet das DVA-Modell 220 und das FEA-Modell 230 zum Generieren unterschiedlicher Geometrien 240. Das DVA-Modell 220 kann allgemein auf eine Vielzahl unterschiedlicher Szenarien angewendet werden, das heißt, eine Vielzahl verschiedener Maßabweichungen zwischen Teilen und/oder Komponenten eines Fahrzeugs kann geometrisch in unterschiedlichen Geometrien 240 dargestellt werden.
Ein Virtueller-Welt-Generator 245 bildet die unterschiedlichen Geometrien 242 auf ein virtuelles Modell eines Fahrzeugs ab, allgemein in einer virtuellen Umgebung angeordnet, und manchmal auf eine physische Umgebung abgebildet. Dementsprechend kann zusätzlich zu unterschiedlichen Geometrien 240 der Virtuelle-Welt-Generator 245 eine Eingabe von einem Physische-Umgebung-Mapper 250, einem Virtuelle-Welt-Generator 255 und/oder einem Virtuelle-Umgebung-Generator 260 empfangen.
Ein Immersive-Darstellung-Generator 270 verwendet eine von dem Virtuelle-Welt-Generator 245 generierte virtuelle Welt zusammen mit virtuellen Steuerungen, die von einem Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265 zum Beispiel gemäß in dem Immersive-Darstellungs-Generator 270 enthaltenen Programmanweisungen bereitgestellt werden, um eine Positionierung und Orientierung in der virtuellen Welt bereitzustellen, um einem Benutzer eine immersive virtuelle Darstellung eines Fahrzeugs aus der Benutzerperspektive zu liefern.
Weiterhin kann der Immersive-Darstellung-Generator 270 verschiedene Benutzerperspektiven einer virtuellen Welt gemäß einer Benutzerauswahl bereitstellen, zum Beispiel über einen Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265. Beispielweise können einem Benutzer verschiedene Perspektiven einer virtuellen Welt gemäß unterschiedlicher virtueller Höhen des Benutzers geliefert werden. Das heißt, ein Benutzer könnte eine Perspektive einer virtuellen Welt erhalten, die eine 6'1'' (186 cm) große Person hätte, und dann gemäß einer Auswahl eines Virtuelle-Steuerungen-Wählers 265 in einer Perspektive einer virtuellen Welt beginnen, die eine 5'4'' (163 cm)-Person hätte. Die Fähigkeit zum Bereitstellen verschiedener Benutzerperspektiven gestattet vorteilhafterweise einem Benutzer, eine virtuelle Welt und ein Fahrzeug in der virtuellen Welt aus der Perspektive von Leuten mit unterschiedlichen virtuellen Attributen zu erleben.
Die 3A und 3B zeigen jeweils eine äußere Fahrzeugoberflächengeometrie 305 und eine innere Fahrzeugoberflächengeometrie 310. Allgemein definieren Oberflächengeometrien die Gestalt, Form und Abmessungen von Oberflächen eines sichtbaren Produkts, zum Beispiel eines Fahrzeugs. Eine Klasse-A-Oberflächengeometrie, wie etwa in 3A und 3B gezeigt, stellt Charakteristika von Krümmung, Berührung und Reflexionsqualität dar, die ästhetisch ansprechend sind. Oberflächengeometrien werden in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen CAD-(Computer-Aided Design) oder digitalen Modellierungssoftware entwickelt, die auf einem Allzweckcomputer ausgeführt werden kann. Zu Beispielen für kommerziell erhältliche CAD- oder digitale Modellierungsanwendungen, die beim Entwickeln von Oberflächengeometrien verwendet werden können, zählen: AutoStudio von Alias Systems, einer Tochter von Autodesk, Inc., in San Rafael, Kalifornien, ICEM Surf von Dassault Systemes in Frankreich und NX von Siemens PLM in Deutschland.
Oberflächengeometrien wie etwa die Geometrien 305 und 310 werden in der Regel in etwas gespeichert, was manchmal als ein Produktdatenmanagementsystem (PDM) bezeichnet wird, das ein Datenbanksystem auf einem Computerserver beinhaltet. Zu Beispielen für kommerziell erhältliche PDM-Systeme zählen:
TeamCenter Engineering von Siemens PLM, Windchill von Parametric Technology Corporation in Needham, Massachusetts, USA, und ENOVIA von Dassault Systemes.
Das Entwickeln von Oberflächengeometrien ist in der Regel der erste Schritt bei der geometrischen Entwicklung eines Fahrzeugs. Das Produktdesign von individuellen Fahrzeugkomponenten wird von Oberflächengeometrien entweder hinsichtlich der Teilform der individuellen Komponente oder des Orts und der Größe der individuellen Komponente innerhalb der durch eine Oberflächengeometrie definierten Grenzen abgeleitet.
4 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugstrukturgitter 405. Das Gitter 405 ist das, was manchmal als ein FEA-Gitter (Finite-Element-Analyse) bezeichnet wird. Ein Strukturgitter 405 definiert physische und Materialeigenschaften der Strukturkomponenten eines Fahrzeugs im Gegensatz zu Oberflächengeometrien 305 und 310, die Oberflächencharakteristika eines Fahrzeugs und von Fahrzeugkomponenten definieren. Ein Fahrzeugstrukturgitter 405 wird in der Regel unter Verwendung von kommerziell erhältlicher FEA-Vorverarbeitungssoftware entwickelt. Zu Beispielen für kommerziell erhältliche FEA-Vorverarbeitungssoftwareanwendungen, die beim Entwickeln der Gitter 405 verwendet werden, zählen Hypermesh von Altair Engineering Inc. in Troy, Michigan, USA, und Femap von Siemens PLM.
5 zeigt ein beispielhaftes Maßabweichungsanalysegitter (DVA) 215. Wie oben erwähnt, können die Fahrzeugoberflächengeometrie 205 und Fahrzeugstrukturgitterdaten 210 zum Generieren des DVA-Gitters 215 verwendet werden, das ein Abmessungsmodell ist, das Fahrzeugstrukturen darstellt, die für die Maßabweichungsanalyse von Interesse sind. Wie das Fahrzeugstrukturgitter 405 ist das Gitter 215 allgemein ein FEA-Gitter.
Ein DVA-Gitter 215 kann in einem DVA-Modell 220 zum Simulieren des Verhaltens von flexiblen, d.h. nicht starren Komponenten in einem Produkt wie etwa einem Fahrzeug verwendet werden. DVA-Gitter 215 definieren die physikalischen und Materialeigenschaften von flexiblen Komponenten und integrieren die geometrischen Erscheinungseigenschaften von Oberflächengeometrien 305 und/oder 310 mit einer Gitterdichte, die für eine immersive Virtual-Reality-Evaluation angebracht ist. DVA-Gitter 215 werden in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen FEA-Vorverarbeitungssoftwareanwendung auf einem Computersystem entwickelt, wie etwa Hypermesh von Altair Engineering, Inc., und Femap von Siemens PLM.
Das DVA-Modell 220 ist eine computerbasierte Darstellung eines mechanischen Systems, das zum Vorhersagen der Effekte einer Toleranzanhäufung verwendet wird, z.B. der Effekte des Teileorts, der Steifheit, Interaktion mit anderen Teilen usw. Ein DVA-Modell 220 kann unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Toleranzanalysesoftwareanwendung auf einem Computersystem hergestellt werden, wie etwa der von Siemens PLM angebotenen VA-Software (Variation Analysis).
Ein DVA-Modell 220 wird in einer hierarchischen Struktur definiert. Das DVA-Modell 220 kann geometrische Informationen der Komponenten des mechanischen Systems, geometrische Informationen der Komponentenmerkmale bezüglich Toleranzanhäufung, Toleranzgrenzen der Merkmale der Komponenten des mechanischen Systems bezüglich Toleranzanhäufung, eine Sequenz von Operationen bezüglich der Montage des mechanischen Systems, Montageoperationen, die zum Lokalisieren und Beschränken von Komponenten innerhalb des mechanischen Systems verwendet werden, lineare statische FEA-Ergebnisdatendateien, die Verschiebungs- und Reaktionskraftinformationen für die Komponenten des mechanischen Systems enthalten, und die zum Berechnen der Abweichung und des Beitrags zur Abweichung von Merkmalen an Komponenten innerhalb des mechanischen Systems verwendeten Messoperationen enthalten.
Die Herstellung eines DVA-Modells 220 beginnt mit dem Anlegen einer VA-Modelldatei auf einem Computersystem. Komponenten eines mechanischen Systems werden innerhalb der hierarchischen Struktur der VA-Modelldatei hergestellt. Dann wird jede Komponente innerhalb des VA-Modells mit einer gespeicherten Datei verknüpft, die den geometrischen Datensatz der Komponente enthält, zum Beispiel CAD-Daten für die Komponente.
Als nächstes werden für jede Komponente innerhalb des mechanischen Systems Attribute bezüglich der Toleranzanhäufung identifiziert. Diese Attribute können allgemein in zwei Arten kategorisiert werden: lokalisierende/beschränkende Attribute oder Messattribute. Lokalisierende/beschränkende Attribute werden zum Herstellen von Verbindungen zwischen Komponenten innerhalb des mechanischen Systems verwendet. Messattribute werden bei der Messung der Toleranzanhäufung verwendet.
Als nächstes werden Montageoperationen identifiziert, die Komponenten innerhalb des mechanischen Systems lokalisieren und beschränken. Diese Beschränkungen bilden Toleranzpfad-Verbindungen zwischen Komponenten in dem mechanischen System.
Schließlich werden Messoperationen identifiziert, um Abweichung und Beitrag zur Abweichung zwischen Produktelementen für spezifische relevante Bereiche zu berechnen, zum Beispiel Überlappung zwischen Produktkomponenten wie etwa einer Seitenwand und einer Seitenwand, einem Scheinwerfer und einem Grill usw. Das resultierende DVA-Modell 220 einschließlich Toleranzanhäufungsattributen, Messattributen und Montagebeschränkungen sowie der Abweichung und Beiträgen zu Abweichungen, die sich aus Messoperationen ergeben, können zum Herstellen unterschiedlicher Geometrien 235 verwendet werden, wie weiter unten erörtert wird.
Ein Finite-Element-Analyse-Modell (FEA) 230 kann mit einer kommerziell erhältlichen FEA-Vorverarbeitungssoftwareanwendung wie etwa Hypermesh von Altair-Engineering hergestellt werden. Ein FEA-Modell 230 kann verwendet werden, um eine FEA-Simulation des DVA-Gitters 215 durchzuführen, um eine lineare statische FEA-Ergebnisdatendatei zu produzieren. Die linearen statischen FEA-Ergebnisdaten enthalten Geometrie- und Beschränkungsinformationen, d.h. Informationen über die Verschiebung der Knoten (Geometrie) und die Reaktionskräfte unter den Grenzbedingungen (Beschränkungen). Die linearen FEA-Ergebnisdaten werden zum Simulieren des Biege- und Verbindungsverhaltens von nachgiebigen Teilen in dem DVA-Modell bezüglich Grenzbedingungen, physikalischer Eigenschaften und Materialeigenschaften der Teile verwendet.
Operationen, die durchgeführt werden, um ein FEA-Modell 230 herzustellen, können wie folgt sein. Das DVA-Gitter 215 wird unter Verwendung eines Computersystems in eine Hypermesh-Modelldatei importiert. Zuerst wird eine Menge von Grenzbedingungen angelegt. Bei der Menge von Grenzbedingungen handelt es sich um die Haupt-Locators, die zum Beschränken des DVA-Gitters 215 in sechs Freiheitsgraden verwendet werden. Nachfolgende Lastmengen werden hergestellt, um Einheitskräfte zu sein, die zusätzliche Beschränkungen darstellen, um das DVA-Gitter 215 weiterhin zu lokalisieren oder stark zu beschränken. Als nächstes werden individuelle Lastfälle der individuellen Lastmengen von Einheitskräften bezüglich Grenzbedingungen angelegt. Für jeden der individuellen Lastfälle kann eine Option
ausgewählt werden zum Ausgeben der Verschiebung und der Reaktionskräfte für jeden Lastfall. Das FEA-Modell 230 kann von Hypermesh als eine NASTRAN (NASA Structural Analysis) ASCII(American Standard Code for Information Interchange)-Volumendatendatei in einem FEA-Eingabedateiformat ausgegeben werden, wie bekannt ist.
Die NASTRAN-Datei kann dann zum Durchführen des FEA-Modells 230 verwendet werden, um eine Resultatdatei bereitzustellen, die beim Durchführen des DVA-Modells 220 verwendet werden kann, wie unten beschrieben. Beispielsweise wird der Prozess des Durchführens eins FEA-Modells unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen FEA-Lösungsverarbeitungssoftwareanwendung auf einem Computersystem ausgeführt, wie etwa NASTRAN von MSC Software in Santa Ana, Kalifornien, USA.
Das FEA-Modell 230 wird allgemein unter Verwendung eines linearen statischen Lösungsprozesses durchgeführt. Operationen zum Durchführen eines FEA-Modells 230 können Folgendes enthalten. Eine FEA-Eingabedatei, wie sie zum Beispiel von Hypermesh wie oben beschrieben exportiert werden kann, kann ausgewählt werden. Ein Laufbefehl kann aufgerufen werden, woraufhin partielle Differenzialgleichungen erzeugt werden, und ungefähre Lösungen für die partiellen Differenzialgleichungen werden für die Verschiebung der Knoten in dem Modell und die Reaktionskraft bei den durch das Modell spezifizierten Grenzbedingungen bestimmt. Nachdem alle Gleichungen gelöst sind, ist die Lösungsverarbeitung abgeschlossen und die Softwareanwendungen wie etwa NASTRAN erzeugen eine lineare statische FEA-Ergebnisdatendatei, die auf dem Computersystem gespeichert wird. Diese Datei kann wie unten erörtert beim Durchführen des DVA-Modells 220 verwendet werden.
Verschiedene DVA-Konfigurationsparameter 125 können als Eingaben beim Erzeugen eines DVA-Modells 120 bereitgestellt werden, einschließlich der unten näher erörterten.
"Montageprozess" bezieht sich auf die Sequenz der Montage und Montagewerkzeuge, die zum Montieren von Komponenten in einem Produkt wie etwa einem Fahrzeug verwendet wird. Die Sequenz der Montage ist die Reihenfolge, in der die Komponenten montiert werden. Die Sequenz der Montage kann in der Form eines Prozessflussdiagramms von Komponenten und der Reihenfolge, in der sie montiert werden, dokumentiert werden. Prozessflussdiagramme werden in der Regel unter Verwendung kommerziell erhältlicher Computersoftwareanwendungen wie etwa Powerpoint, Excel oder Visio von Microsoft Corp. In Redmond, Washington, USA, entwickelt. Prozessflussdiagramme werden in der Regel in einem Datendateiformat auf einem Computerserver oder PDM gespeichert. Die Sequenz der Montage kann auch in der Form einer Einrichtungs- und Werkzeuglayoutzeichnung dokumentiert werden. Einrichtungs- und Werkzeuglayoutzeichnungen werden in der Regel unter Verwendung kommerziell erhältlicher CAD-Anwendungen (Computer Aided Design) wie etwa AutoCAD von AutoDesk entwickelt.
Das Montagewerkzeug besteht aus: geometrieeinstellenden Aufspannvorrichtungen, Operatorlastunterstützungseinrichtungen, Fügegerät und Befestigungsgerät. Das Montagewerkzeug in der Form des Designs von Montagewerkzeug wird in der Regel unter Verwendung kommerziell erhältlicher CAD-Anwendungen wie etwa Catia von Dassault Systemes, NX von Siemens PLM oder AutoCAD von AutoDesk oder irgendeiner anderen Softwareanwendung entwickelt.
Die Lokalisierungsstrategie bezieht sich auf die Merkmale einer Komponente, die zum Positionieren und Beschränken dieser Komponente verwendet werden, während es zu einem Produkt wie etwa einem Fahrzeug zusammengebaut wird. Die Merkmale, die als Teil der Lokalisierungsstrategie identifiziert werden, werden entweder von einem Montagewerkzeug in Eingriff genommen oder von benachbarten Komponentenmerkmalen, die an dem Fahrzeug montiert worden sind, in Eingriff genommen. Die Lokalisierungsstrategie kann in Form einer generischen Standardlokalisierungsstrategie oder einer fahrzeugspezifischen Komponentenlokalisierungsstrategie dokumentiert werden.
Eine generische Standardlokalisierungsstrategie wird in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Computersoftwareanwendung wie etwa Powerpoint oder Visio von Microsoft dokumentiert. Die generische Standardlokalisierungsstrategie ist in der Regel die Basis für das Entwickeln der fahrzeugspezifischen Komponentenlokalisierungsstrategie.
Eine fahrzeugspezifische Komponentenlokalisierungsstrategie wird in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen CAD-Anwendung wie etwa Catia von Dassault Systemes oder I-DEAS von Siemens PLM oder unter Verwendung irgendeiner anderen Softwareanwendung entwickelt.
Eingabetoleranzen beschreiben Grenzen zulässiger Abweichungen, die für ein Komponentenmerkmal bezüglich der Komponentenlokalisierungsstrategie spezifiziert sind, Grenzen einer zulässigen Abweichung, die für eine Dimension zwischen Komponentenmerkmalen spezifiziert sind, und/oder Grenzen einer zulässigen Abweichung, die zwischen Komponentenlokalisierungsmerkmalen in Stadien des Montageprozesses spezifiziert sind. Eingabetoleranzen werden in der Regel gemäß dem Y14.5 Dimensioning and Tolerancing Standard von ASME dokumentiert und kommuniziert, veröffentlicht von ASME (gegründet als die American Society of Mechanical Engineers) in New York, New York, USA). Gemäß der Y14.5-Norm von ASME können die Grenzen der zulässigen Abweichung in der Form geometrischer Toleranzen, Grenztoleranzen oder Plus-Minus-Toleranzen ausgedrückt werden.
Eingabetoleranzen können in einer generischen Norm dokumentiert werden, die für spezifische Fahrzeugkomponentendesigns gilt, oder explizit an einem CAD-Modell als Anmerkung für diese spezifische Fahrzeugkomponente dokumentiert werden. Eingabetoleranzen in einer generischen Norm werden in der Regel unter Verwendung kommerziell erhältlicher Computersoftwareanwendungen wie etwa Microsoft Excel oder Word dokumentiert. Eingabetoleranzen an einem CAD-Modell als Anmerkungen werden in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen CAD-Anwendung wie etwa Catia von Dassault Systemes oder I-DEAS von Siemens PLM entwickelt.
Ausgabemessungen beschreiben einen Ort und eine Orientierung zwischen benachbarten Komponenten auf einem Produkt wie etwa einem Fahrzeug, wobei eine Abweichung simuliert und in dem DVA-Modell 220 berichtet wird. Ausgabemessungen können bereitgestellt werden, indem ein Fahrzeug und/oder Fahrzeugteile in einem XYZ-Koordinatensystem platziert werden. Ausgabemessungen werden in der Regel unter Verwendung eines Planungsdokuments definiert. Beispielsweise kann eine äußere Koordinatenschnittebenen-(CCP – Coordinate Cut Plane)Zeichnung und eine innere CCP-Zeichnung zum dokumentieren des Orts und der Orientierung in dem XYZ-Koordinatensystem zwischen benachbarten Komponenten an einem Fahrzeug verwendet werden, wobei die Abweichung simuliert und in dem DVA-Modell 220 berichtet wird. Die CCP kann auch anderen Zwecken bezüglich der Komponentenmessplanung und Vorproduktions- und Produktionsinspektionsplanung dienen. CCP-Zeichnungen werden in der Regel unter Verwendung kommerziell erhältlicher Computersoftwareanwendungen wie etwa Powerpoint oder Visio von Microsoft oder kommerziell erhältlicher CAD-Anwendungen wie etwa Catia von Dassault Systemes oder I-DEAS von Siemens PLM entwickelt.
Ausgabetoleranzen beschreiben die Grenze einer zulässigen Abweichung, die zwischen benachbarten Komponentenmerkmalen spezifiziert ist. Im Gegensatz zu Eingabetoleranzen, die mögliche Abweichungen bei Komponenten oder bei Komponentenorten während des Montageprozesses beschreiben, beschreiben Ausgabetoleranzen gewünschte Bereiche der Abweichung bezüglich eines XYZ-Koordinatensystems. Das heißt, Eingabetoleranzen können bezüglich verschiedener Faktoren angehäuft werden, die die Komponente beeinflussen können, z.B. Komponentenabweichungen, Orte usw. und dann mit Ausgabetoleranzen verglichen werden, um zu bestimmen, ob durch Eingabetoleranzen gemessene Abweichungen innerhalb eines zulässigen Bereichs liegen.
Ausgabetoleranzgrenzen werden üblicherweise unter Verwendung von Plus-Minus-Toleranzwerten ausgedrückt. Äußere Ausgabetoleranzen können unter Verwendung eines Systemanforderungsdokuments wie etwa eines Oberflächenanforderungsillustrationsdokuments entwickelt werden. Das Oberflächenanforderungsillustrationsdokument wird in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Computersoftwareanwendung wie etwa Powerpoint oder Excel von Microsoft entwickelt. Innere Ausgabetoleranzen können unter Verwendung dessen entwickelt werden, was als ein Verarbeitungsqualitätsdokument bezeichnet werden kann. Das Verarbeitungsqualitätsdokument wird in der Regel unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Computersoftwareanwendung wie etwa Powerpoint oder Excel von Microsoft entwickelt. Sowohl das Oberflächenanforderungsillustrationsdokument als auch das Verarbeitungsqualitätsdokument beschreiben zulässige Abweichungen an verschiedenen Orten eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs, z.B. kann ein Spalt zwischen einer Motorhaube und einer Seitenwand 4,5 Millimeter plus oder minus 2 Millimeter usw. betragen.
Die Unterschiedliche-Geometrie-Engine 235 akzeptiert als Eingaben ein DVA-Modell 220 und ein FEA-Modell 230, um mehrere unterschiedliche Geometrien 240 zu generieren. Die mehreren unterschiedlichen Geometrien 240 ergeben sich aus dem Durchführen des DVA-Modells 220 in der Unterschiedliche-Geometrie-Engine 235. Jede Unterschiedliche-Geometrie 240 stellt eine Menge möglicher Bedingungen bezüglich eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs dar. Beispielsweise kann die Unterschiedliche-Geometrie-Engine 235 verschiedene Toleranzwerte für verschiedene Fahrzeugkomponenten auswählen, die in dem DVA-Modell 220 enthalten sind, um verschiedene unterschiedliche Geometrien 240 zu generieren. Allgemein werden die durch unterschiedliche Geometrien 240 bereitgestellten Simulationen generiert durch Anwenden einer Monte-Carlo-Generierungstechnik (d.h. Zufallszahl) innerhalb eines Bereichs von Toleranzen auf Werte innerhalb eines Bereichs wird durch das DVA-Modell 224 verschiedene Fahrzeugkomponenten bereitgestellt. Wie unten erörtert, werden unterschiedliche Geometrien 240 als Eingabe in den Virtuelle-Welt-Generator 245 bereitgestellt.
Das DVA-Modell 220 kann von einer kommerziell erhältlichen Toleranzanalysesoftwareanwendung auf einem Computersystem wie etwa VA von Siemens PLM durchgeführt werden. Das DVA-Modell 220 wird in der Regel mit einer Abweichungssimulation durchgeführt, d.h. wie stark eine Komponente hinsichtlich ihrer Position abweichen kann, und einer Beitragssimulation, d.h. wie viel eine Komponente zu der Gesamtpositionsabweichung eines Teils oder eines Produkts beiträgt. Wie oben erwähnt, kann die Abweichungssimulation unter Verwendung einer Monte-Carlo-Technik durchgeführt werden, um eine Zufallsabweichung auf alle tolerierten Merkmale anzuwenden.
Dementsprechend kann das Durchführen eines DVA-220-Modells die folgenden Operationen beinhalten. Ein DVA-Modell 220 kann in die entsprechende Softwareanwendung zum Durchführen des Modells 220 importiert werden, z.B. VA, oben erwähnt. Es kann eine Auswahl getroffen werden, Monte-Carlo-Simulationen durchzuführen. Bei Aufrufen des Laufbefehls initiiert allgemein die Softwareanwendung das Modell 220, was das Lesen von Informationen in der FEA-Ergebnisdatei beinhaltet, um eine Steifheitsmatrix für die flexiblen Komponenten in dem Modell anzulegen. Dann können einige oder alle der Folgenden zum Berechnen der Abweichung und dem Beitrag zur Abweichung von Merkmalen auf Komponenten innerhalb des mechanischen Systems verwendet werden: die Steifheitsmatrix, geometrische Informationen der Komponentenmerkmale bezüglich einer Toleranzanhäufung, Toleranzgrenzen der Merkmale der Komponenten des mechanischen Systems bezüglich einer Toleranzanhäufung, die Sequenz von Operationen bezüglich des Montierens des mechanischen Systems, die Montageoperationen, die zum Lokalisieren und Beschränken von Komponenten innerhalb des mechanischen Systems verwendet werden, und die Messoperationen.
Nicht-nominelle Geometrie wird exportiert, d.h. als eine unterschiedliche Geometrie 240, und zwar während der Abweichungssimulation, da Proben ein Ergebnis für eine Messoperation produzieren, die als eine Bedingung für das Exportieren der nicht-nominellen Geometrie definiert ist. Das heißt, die das Modell 220 durchführende Softwareanwendung kann konfiguriert werden, unterschiedliche Geometrien 240 bei Bedingungen bezüglich bestimmter Abweichungsbereiche von gewissen Teilen, einer gewissen Anzahl von Abweichungen innerhalb eines gegebenen Bereichs usw. zu generieren. Ein Ziel des Durchführens des Modells 220 besteht darin, eine Anzahl unterschiedlicher Geometrien 240 zu generieren, um eine sinnvolle Evaluierung möglicher Abweichungen in einem Produkt zu gestatten, während es hergestellt wird, aber nicht um so viele unterschiedliche Geometrien 240 zu generieren, um Abweichungen zu präsentieren, die zu nahe aneinanderliegen, um nützlich zu sein, oder zu viele, um sie zu evaluieren. In jedem Fall wird die nicht-nominelle Geometrie auf dem Computersystem gespeichert, wo das DVA-Modell 220 als eine unterschiedliche Geometrie 240 durchgeführt wird.
Zusätzlich zu unterschiedlichen Geometrien 240 empfängt der Virtuelle-Welt-Generator 245 Eingaben von einem physische-Umgebungs-Mapper 150, einem Virtuelles-Modell-Generator 155 und einem Virtuelle-Umgebungs-Generator 260. Der Virtuelle-Welt-Generator 245 wiederum liefert eine Virtual-Reality-Umgebung an den Immersive-Darstellung-Generator 270, was es einem Benutzer gestattet, unterschiedliche Ansichten eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs unter Verwendung von Steuerungen auszuwählen, die von dem Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265 bereitgestellt werden, und zwar auf der Basis von unterschiedlichen Geometrien 240. Wie hierin an anderer Stelle erwähnt, können gewisse, in dieser Patentschrift offenbarte Elemente gemäß computerausführbarer Anweisungen, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, implementiert werden. Beispielsweise können einige oder alle der in diesem Absatz beschriebenen Elemente, wie etwa der Virtuelle-Welt-Generator 245, gemäß computerausführbaren Anweisungen bereitgestellt werden, die auf einem Virtual-Reality-Server 105 gespeichert und ausgeführt werden.
Der Physische-Umgebung-Mapper 250 ist eine optionale Komponente, die zum Registrieren eines Virtual-Reality-Koordinatensystems auf Objekte der realen Welt, d.h., physische Objekte, verwendet wird. Beispielsweise kann eine Fahrzeugattrappe mit verschiedenen Punkten wie etwa Sitzen, einem Armaturenbrett, einem Lenkrad, einem Instrumentenbrett usw. ausgestattet werden. Damit ein Benutzer der Displayeinrichtung 115 mit der von dem Virtuelle-Welt-Generator 245 und dem Immersive-Darstellung-Generator 270 bereitgestellten virtuellen Welt interagieren kann, kann der Physische-Umgebung-Mapper 250 entsprechend zum Abbilden von Punkten in einer physischen Attrappe eines Fahrzeugs auf ein von dem Virtuelle-Welt-Generator 245 verwendeten Koordinatensystem verwendet werden. Beispielsweise können Punkte bezüglich des Bodens orientiert werden und können Fahrzeugpunkte auf der Basis von Fahrzeugabmessungen wie etwa Höhe des Fahrzeugs vom Boden, Höhe von Türen, Innenbreite an verschiedenen Punkten usw. beinhalten. Weiterhin kann das von dem Physische-Umgebung-Mapper 250 verwendete Koordinatensystem einen Mechanismus zum Skalieren einer virtuellen Welt zum ordnungsgemäßen Abbilden auf das Koordinatensystem für die physische Welt enthalten.
Ein Virtuelles-Modell-Generator 255 liefert ein virtuelles Modell eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs, so dass ein vollständiges Produktmodell in der von dem Virtuelle-Welt-Generator 240 generierten virtuellen Welt bereitgestellt werden kann. D.h., unterschiedliche Geometrien 240 weisen im Allgemeinen nur Merkmalsbereiche von Interesse auf ein Produkt auf, d.h. eine Teilmenge des Produkts, wohingegen es für eine vollständige Virtual-Reality-Erfahrung wünschenswert ist, eine im Wesentlichen vollständige Wiedergabe eines Produkts bereitzustellen. Der Virtuelles-Modell-Generator 255 verwendet das, was manchmal als eine nominelle Geometrie bezeichnet wird, d.h. eine Geometrie, die alle Basiselemente eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs bereitstellt. Weiterhin kann der Virtuelles-Modell-Generator 255 das verwenden, was manchmal als eine Designdatenbank bezeichnet wird, d.h. ein Datenspeicher unterschiedlicher Texturen, Schattierer usw., die auf ein Produkt wie etwa ein Fahrzeug angewendet werden können. Beispielsweise kann ein Fahrzeug mit Ledersitzen und einem hellbraunen Inneren, Stoffsitzen und einem schwarzen Inneren usw. modelliert werden. Zahlreiche verschiedene Komponenten eines Fahrzeugs können verschiedene Texturen, Farben usw. aufweisen. Außerdem enthält die nominelle Geometrie Koordinateninformationen für verschiedene Produktkomponenten.
Der Virtuelle-Umgebung-Generator 260 wird zum Generieren von Aspekten einer virtuellen Welt abgesehen von einer Produktdarstellung, z.B. einer Fahrzeugdarstellung, verwendet. Beispielsweise empfängt der Virtuelle-Umgebung-Generator 260 eine Eingabe bezüglich der Beleuchtung in einer virtuellen Welt, veranschaulicht Schatten und Reflexionen und liefert eine Perspektive. Bezüglich der Beleuchtung kann Ray Tracing, das berechnet, wie Licht von einer Oberfläche zu einer anderen zurückprallt, wichtig sein, und kann eine virtuelle Darstellung verbessern. Bezüglich der Perspektive kann der Virtuelle-Umgebung-Generator 260 eine Perspektive für eine Person von gewisser Höhe liefern. Wie oben erwähnt, kann der Immersive-Darstellung-Generator 270 verschiedene Perspektiven in einer virtuellen Umgebung verfügbar machen.
Außerdem kann der Virtuelle-Umgebung-Generator 260 das Steuern, was manchmal als eine Abweichungsabbildung bezeichnet wird, d.h., verschiedene unterschiedliche Geometrien 240 können ausgewählt werden, um auf ein von dem Virtuelles-Modell-Generator 255 erzeugtes virtuelles Modell angewendet zu werden. Weiterhin können verschiedene virtuelle Modelle, z.B. gemäß verschiedener nomineller Geometrien, von dem Virtuelles-Modell-Generator 255 bereitgestellt und auf unterschiedliche verschiedene Geometrien 240 abgebildet werden.
Der Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265 liefert einen Mechanismus zum Wählen von Steuerungen einer Eingabeeinrichtung, z.B. Tastatur, Maus, Zeigeeinrichtung usw., die zum Wählen unterschiedlicher Ereignisse in der von dem Virtuelle-Welt-Generator 245 gelieferten virtuellen Welt verwendet werden kann. Beispielsweise können unterschiedliche Tasten der Tastatur abgebildet werden, um zwischen der Anzeige von verschiedenen unterschiedlichen Geometrien in der virtuellen Welt umzuschalten. Eine erste unterschiedliche Geometrie kann eine erste Positionierung einer Produktkomponente wie etwa einer Seitenwand darstellen, während eine zweite unterschiedliche Geometrie eine zweite Positionierung der Seitenwand darstellen kann. Eine Taste einer Tastatur kann ausgewählt werden, um zwischen der ersten und zweiten unterschiedlichen Geometrie umzuschalten, damit ein Benutzer des Virtual-Reality-Systems 100 die Differenz bei dem Produktdesign evaluieren kann, die von der ersten unterschiedlichen Geometrie und der zweiten unterschiedlichen Geometrie dargestellt wird.
Der Immersive-Darstellung-Generator 270 kombiniert die von dem Virtuelle-Welt-Generator 245 bereitgestellte virtuelle Welt mit von dem Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265 bereitgestellten virtuellen Steuerungen unter Berücksichtigungen des Orts des Benutzers innerhalb der virtuellen Welt und der ständig aktualisierten Position und Orientierung des Blicks des Benutzers in der physischen Welt, um eine immersive Darstellung eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs bereitzustellen. Dementsprechend kann ein Benutzer, z.B. unter Verwendung des Displays 115, die generierte virtuelle Welt erfahren und kann Aspekte der virtuellen Welt unter Verwendung bereitgestellter virtueller Steuerungen steuern. Die Darstellung wird als immersiv beschrieben, weil der Benutzer allgemein außer einem Blick auf die von dem System 100 gelieferte virtuelle Welt keine andere visuelle Erfahrung hat.
6 zeigt einen beispielhaften Prozess 600 zum Erzeugen und Verwenden einer immersiven virtuellen Umgebung einschließlich Evaluation unterschiedlicher Geometrien 240.
Der Prozess 600 beginnt in einem Schritt 605, in dem das DVA-Gitter 215 durch eine Kombination aus Oberflächengeometrie 205 und Strukturgitter 210 hergestellt wird.
Wie oben erwähnt, stellt das DVA-Gitter 215 allgemein einen Abschnitt eines Produkts wie etwa eines Fahrzeugs, z.B. eine Seite eines Fahrzeugs, ein vorderes Ende, einen Abschnitt des Inneren oder irgendeinen anderen Bereich oder eine Menge von Komponenten von Interessen dar.
Als nächstes wird in Schritt 610 ein DVA-Modell 220 unter Verwendung von Konfigurationsparametern 225 auf dem DVA-Gitter 215 hergestellt. Wie oben erörtert, enthält das DVA-Modell 220 ein Abmessungsmodell mindestens eines Abschnitts eines Produkts, z.B. eines Fahrzeugs, und enthält einen Bereich möglicher Bedingungen bezüglich der mindestens einen Komponente, und allgemein mehrerer Komponenten, in dem Produkt.
Als nächstes wird im Schritt 615 das DVA-Gitter 215 zum Herstellen eines FEA-Modells 230 verwendet.
Als nächstes wird in Schritt 620 die Unterschiedliche-Geometrie-Engine 235 zum Durchführen des DVA-Modells 220 unter Verwendung des FEA-Modells 230 zum Herstellen unterschiedlicher Geometrien 240 verwendet. Somit wird das durch das DVA-Modell 220 dargestellte Abmessungsmodell zum Anlegen einer Menge von Geometrien, z.B. unterschiedlicher Geometrien 240, für das Produkt verwendet, wobei eine unterschiedliche Geometrie 240 eine Darstellung mindestens eines Abschnitts des Produkts ist, wobei jede der Geometrien einer oder mehrerer der in dem DVA-Modell 220 enthaltenen Bedingungen entspricht, wie oben erörtert.
Als nächstes wird in Schritt 625 mit dem Virtuelles-Modell-Generator 255 ein virtuelles Modell eines Produkts, z.B. eines Fahrzeugs, hergestellt. Das heißt, das DVA-Modell 220 enthält allgemein, wie oben erwähnt, nur einen Abschnitt eines Fahrzeugs, und deshalb wird der Virtuelles-Modell-Generator 215 zum Herstellen eines vollständigen Fahrzeugmodells zur Verwendung in einer virtuellen Welt verwendet.
Als nächstes wird in Schritt 630 der Virtuelle-Umgebung-Generator 260 zum Herstellen einer virtuellen Umgebung verwendet, in der das in Schritt 625 hergestellte Modell enthalten sein kann.
Als nächstes wird in Schritt 635 der Virtuelle-Steuerungen-Wähler 265 zum Herstellen von Virtuelle-Umgebung-Steuerungen, manchmal als immersive Steuerung bezeichnet, verwendet, die verwendet werden, wenn ein virtuelles Modell eines Fahrzeugs betrachtet wird.
Als nächstes wird in Schritt 640 der Physische-Umgebung-Mapper 250 zum Anpassen einer mit der in Schritt 630 hergestellten virtuellen Umgebung assoziierten physischen Welt verwendet. Das heißt, ein Koordinatensystem wird einer physischen Umgebung mit Punkten auferlegt, die auf die virtuelle Umgebung abgebildet werden können.
Als nächstes bildet der Physische-Umgebung-Mapper 250 in Schritt 645 die physische Welt auf die virtuelle Umgebung ab. Man beachte, dass, wie oben erwähnt, die Abbildung der virtuellen Umgebung auf eine physische Umgebung optional ist und bei einigen Implementierungen entfallen kann.
Als nächstes richtet der Virtuelle-Welt-Generator 245 in Schritt 650 alle Daten aus, die in die virtuelle Welt aufgenommen werden sollen. Nachdem beispielweise die physische Welt auf die virtuelle Umgebung abgebildet ist, muss das wie bezüglich Schritt 625 erörtert generierte virtuelle Modell in der virtuellen Umgebung platziert werden. Weiterhin müssen immersive Steuerungen, die zum Umschalten zwischen verschiedenen Ansichten in der virtuellen Welt verwendet werden, auf die Koordinaten abgebildet werden und die unterschiedlichen Geometrien 240 mit den immersiven Steuerungen assoziiert werden.
Als nächstes generiert der Immersive-Darstellung-Generator 270 im Schritt 655 eine immersive Darstellung, die ein Benutzer des Displays 115 und/oder des Virtual-Reality-Server 105 erfahren kann, wobei der Sever 105 Anweisungen wie etwa jene oben erwähnten zum Verfolgen von Position und/oder Orientierung enthalten kann. Beispielsweise kann der Generator 260 eine virtuelle Darstellung eines Fahrzeugs liefern, das eine erste der in Schritt 620 wie oben beschrieben generierten unterschiedlichen Geometrien 240 enthält, und kann dann nach Empfang einer Eingabe, die eine zweite der in Schritt 620 wie oben beschrieben generierten Geometrien 240 anfordert, die angeforderte zweite der Geometrien 240 anzeigen.
Nach Schritt 655 endet der Prozess 600.
Recheneinrichtungen wie etwa ein Virtual-Reality-Server 105 usw. können ein beliebiges einer Reihe von dem Fachmann bekannten Computerbetriebssystemen verwenden, einschließlich unter anderem bekannte Versionen und/oder Varianten des Betriebssystems Microsoft Windows^®, des Betriebssystems Unix (z.B. das von Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien, USA vertriebene Betriebssystem Solaris^®), das von International Business Machines in Armonk, New York, USA, vertriebene AIX UNIX-Betriebssystem, das Linux-Betriebssystem, die Apple-Betriebssysteme OS-X und/oder mobile Betriebssysteme. Recheneinrichtungen können eine beliebige einer Anzahl von dem Fachmann bekannten Recheneinrichtungen beinhalten, einschließlich unter anderem eine Computerworkstation, ein Desktop, ein Notebook, ein Laptop, ein Tablet-Computer, ein Smartphone oder ein handgehaltener Computer oder irgendeine andere, dem Fachmann bekannte Recheneinrichtung.
Recheneinrichtungen wie etwa die vorausgegangenen enthalten im Allgemeinen Anweisungen, die von einer oder mehreren Recheneinrichtungen wie etwa jenen oben aufgeführten ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder Technologien, die dem Fachmann bekannt sind, hergestellt worden sind, einschließlich unter anderem und entweder alleine oder in Kombination Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Allgemein empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen z.B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse einschließlich einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Prozesse ausgeführt werden. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl bekannter computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium beinhaltet ein beliebiges Medium, das am Bereitstellen von Daten (z.B. Anweisungen), die von einem Computer gelesen werden können, teilnimmt. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien und Übertragungsmedien. Zu nichtflüchtigen Medien zählen beispielsweise optische oder magnetische Discs und ein anderer persistenter Speicher. Zu flüchtigen Medien zählen ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM), der in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Zu Übertragungsmedien zählen Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik, einschließlich der Drähte, die einen an den Prozessor gekoppelten Systembus umfassen. Übertragungsmedien können Schallwellen, Lichtwellen und elektromagnetische Emissionen beinhalten oder übertragen, wie etwa jene, die während Hochfrequenz-(HF) und Infrarot-(IR)Datenkommunikationen generiert werden. Zu üblichen Formen von computerlesbaren Medien zählen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anders optisches Medium, Lochkarten, Papierband, ein beliebiges anders physisches Medium mit Mustern von Löchern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, ein beliebiger anderer Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherpatrone, eine Trägerwelle wie im Folgenden beschrieben oder ein beliebiges anderes Medium, aus dem ein Computer lesen kann.
Bezüglich der Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. die hierin beschrieben sind, ist zu verstehen, dass zwar die Schritte von solchen Prozessen usw. so beschrieben worden sind, dass sie gemäß einer gewissen geordneten Sequenz auftreten, solche Prozesse jedoch auch praktiziert werden könnten, wenn die beschriebenen Schritte in einer anderen als der hierin beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist weiterhin zu verstehen, dass gewisse Schritte simultan ausgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass gewisse hierin beschriebene Schritte entfallen könnten. Mit anderen Worten werden die Beschreibungen von Prozessen hierin zum Zweck der Veranschaulichung gewisser Ausführungsformen bereitgestellt und sollten in keinerlei Weise so ausgelegt werden, als wenn sie die beanspruchte Erfindung beschränken.
Dementsprechend ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht beschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen und Anwendungen außer den bereitgestellten Beispielen würden sich dem Fachmann bei der Lektüre der obigen Beschreibung ergeben. Der Schutzbereich der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenten, auf den solche Ansprüche ein Recht haben, bestimmt werden. Es wird erwartet und es ist beabsichtigt, dass es in den hierin erörterten Techniken zukünftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftige Ausführungsformen integriert werden. Zusammenfassend ist zu verstehen, dass die Erfindung modifiziert und variiert werden kann und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
Alle in den Ansprüchen verwendeten Ausdrücke sollen ihre breitesten annehmbaren Konstruktionen und ihre üblichen Bedeutungen erhalten, wie der Fachmann versteht, sofern nicht hierin eine explizite gegenteilige Angabe gemacht wird. Insbesondere sollte die Verwendung der Einzahlartikel wie etwa "ein/einen/einer", "der/die/das", "besagter" usw. so gelesen werden, dass sie eines oder mehrere der angegebenen Elemente aufführen, sofern nicht ein Anspruch eine explizite gegenteilige Beschränkung anführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Y14.5-Norm [0043]

Claims

System, das Folgendes umfasst: einen Computer, der einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei der Speicher von dem Prozessor ausführbare Anweisungen speichert zum: Anlegen eines dimensionalen Modells mindestens eines Abschnitts eines Produkts, wobei das dimensionale Modell einen Bereich möglicher Bedingungen bezüglich mindestens einer Komponente in dem Produkt enthält; Verwenden des dimensionalen Modells zum Anlegen einer Menge von Geometrien für das Produkt, wobei eine Geometrie eine Darstellung mindestens eines Abschnitts des Produkts ist, wobei jede der Geometrien einer oder mehrerer der Bedingungen entspricht; und Bereitstellen eines Displays einer ersten der Geometrien und dann bei Empfang einer eine zweite der Geometrien anfordernden Eingabe Bereitstellen eines Displays der angeforderten zweiten der Geometrien.
System nach Anspruch 1, wobei die Bedingungen mögliche Positionen der mindestens einen Komponente in dem Produkt beinhalten.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anweisungen weiterhin Anweisungen enthalten zum: Herstellen einer virtuellen Umgebung unter Bezugnahme auf ein virtuelles Koordinatensystem; Aufnehmen (a) eines virtuellen Modells des Produkts, wobei das virtuelle Modell im Wesentlichen das gesamte Produkt darstellt, und (b) mindestens der ersten der Geometrien in der virtuellen Umgebung gemäß dem virtuellen Koordinatensystem; und Empfangen einer Eingabe zum Anzeigen einer zweiten der Geometrien anstelle der ersten der Geometrien.
System nach Anspruch 3, wobei die Anweisungen weiterhin Anweisungen beinhalten zum: Abbilden eines physischen Raums auf das virtuelle Koordinatensystem; und Anzeigen von Darstellungen von Objekten in dem physischen Raum als Teil der virtuellen Umgebung.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Produkt ein Fahrzeug ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anweisungen weiterhin Anweisungen beinhalten zum Empfangen einer eine dritte der Geometrien anfordernden Eingabe, während die zweite der Geometrien angezeigt wird, und Bereitstellen eines Displays der angeforderten dritten der Geometrien.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens eine Displayeinrichtung, die mindestens eine der Geometrien anzeigt.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Herstellen des dimensionalen Modells verwendete Parameter mindestens eines der folgenden beinhalten: Faktoren bezüglich eines Fahrzeugmontageprozesses, Teilelokalisierungsstrategien, Eingabetoleranzen, Ausgabemessungen und Ausgabetoleranzen.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anweisungen weiterhin Anweisungen beinhalten zum Anzeigen mindestens einer der Geometrien gemäß einer ersten Perspektive und auch gemäß einer zweiten Perspektive.
Verfahren, insbesondere zur Durchführung auf einem System nach einem der vorherigen Ansprüche, das Folgendes umfasst: Herstellen eines dimensionalen Modells mindestens eines Abschnitts des Produkts in einer Recheneinrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher, wobei das dimensionale Modell einen Bereich möglicher Bedingungen bezüglich mindestens einer Komponente in dem Produkt enthält; Verwenden des dimensionalen Modells zum Anlegen einer Menge von Geometrien für das Produkt, wobei eine Geometrie eine Darstellung mindestens eines Abschnitts des Produkts ist, wobei jede der Geometrien einer oder mehrerer der Bedingungen entspricht; und Bereitstellen eines Displays einer ersten der Geometrien und dann bei Empfang einer eine zweite der Geometrien anfordernden Eingabe Bereitstellen eines Displays der angeforderten zweiten der Geometrien.