EP2558914A1 - Verfahren zur konfiguration und/oder bestückung einer fahrzeugkabine, insbesondere eines luftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur konfiguration und/oder bestückung einer fahrzeugkabine, insbesondere eines luftfahrzeugs

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EP2558914A1
EP2558914A1 EP11726674A EP11726674A EP2558914A1 EP 2558914 A1 EP2558914 A1 EP 2558914A1 EP 11726674 A EP11726674 A EP 11726674A EP 11726674 A EP11726674 A EP 11726674A EP 2558914 A1 EP2558914 A1 EP 2558914A1
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EP
European Patent Office
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zone
module
individual
parameter
configuration
Prior art date
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Ceased
Application number
EP11726674A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias SCHMIDT-SCHÄFFER
Benjamin Becker
Ulrich Seifert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP2558914A1 publication Critical patent/EP2558914A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G05B19/02—Program-control systems electric
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    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine
    • G05B19/40931—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine concerning programming of geometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically configuring and / or equipping a vehicle cabin, in particular an aircraft.
  • a passenger plane consists of a large number of
  • Configuration ordered that is they are made on customer request.
  • an aircraft cabin usually has connections, the position of these connections being fixed, for example due to safety regulations. It is therefore necessary that the components with which the aircraft cabin is to be equipped are arranged in the aircraft cabin such that the connections of the aircraft cabin with the corresponding
  • DE 100 41 031 A1 discloses a method for the configuration of
  • Component arrangements for defining the spatial arrangement of components relative to one another and for their optimization with regard to position and / or quantity preferably in an aircraft. To automatically configure the arrangement of the components and, if necessary, manufacturing documents via a
  • Geometry is stored in a drawing module of the data processing system, from which it is automatically loaded and displayed that the required geometric objects or components are determined in a function and data analysis, described mathematically, position rules are mathematically mapped and stored and added to the aircraft-specific geometry in the drawing module of the data processing system, and that in the
  • the object of the invention can therefore be seen to provide a method which overcomes the existing disadvantages and meets the above requirements.
  • the method should make it possible that a configuration and / or assembly of a cabin of an aircraft can be performed efficiently and in a time-saving manner, with regard to both the production and the approval or acceptance.
  • the object is achieved by a method according to claim 1, by a
  • the invention includes the idea of providing a method for the automatic configuration of a vehicle cabin, in particular of an aircraft, wherein the cabin is divided into several zones and wherein at least one parameter zone and one dynamic zone are provided, comprising the following steps:
  • the invention includes the idea of a system for automatically configuring a vehicle cabin, in particular an aircraft
  • the configuration device comprises a processor and a memory device for storing the single module list
  • a display device for displaying the
  • a vehicle can be a ship, a bus, a train or a
  • Aircraft such as an airplane, an airship, a helicopter, etc.
  • Aircraft such as an airplane, an airship, a helicopter, etc.
  • a parameter zone can be, for example, an entry zone, ie an area which is subject to predefined restrictions due to specified special boundary conditions, in this case a door and predetermined running and driving paths.
  • a dynamic zone may be defined as a passenger zone, ie a zone in the passenger seat rows are arranged dynamically, for example, wherein a restriction can be given by a predefined from a parameter zone start or end parameters.
  • the cabin is in one
  • Parameter zone and a dynamic zone divided.
  • the cabin can also be divided into a plurality of parameter zones and / or a plurality of dynamic zones.
  • An individual module is then selected from a pool of individual modules, whereby several individual modules can also be selected from the pool.
  • virtual data of individual modules are to be understood, which are stored on a database system.
  • the selected individual module or the selected individual modules is arranged in the parameter zone. This arrangement is carried out in accordance with at least one predetermined individual module parameter.
  • an algorithm takes into account the technical constraints, such as permissible weight, mechanical, electrical and
  • Parameter zone fully configured, that is, a subsequent change of the
  • Configuration of the parameter zone is not provided.
  • the size and limits of the parameter zone are defined, i. E.
  • the boundary of the parameter zone is formed by open areas or by a rigid partition. In this case, provision may be made in particular for a user to select the individual module or the individual modules.
  • One or more individual components are then selected from a pool of individual components. According to the invention, a single-component configuration of the dynamic zone is then calculated. This calculation is done according to the order of the
  • an algorithm takes into account not only the parameters of the parameter zone but also the technical boundary conditions such as the center of gravity, the connection situation, running and driving paths, etc.
  • the loading process itself i.
  • the production or assembly of the modules and components is then based on the automated configuration.
  • the production may include, for example, the subdivision of the zones by means of corresponding markings.
  • the selection can then take place, for example, from a warehouse with corresponding modules or components.
  • the arrangement is then physically based on the calculations, i. the modules and components are arranged and mounted in the aircraft cabin.
  • a parameter zone can be populated with a single module
  • these modules define a number of parameters for the dynamic zones adjacent to the parameter zone, in particular with regard to their start and end position as well as the connections for systems (harnesses etc).
  • the parameter zones of the doors define all the systems necessary for their supply. These systems are, for example, waste water, fresh water, air conditioning, ... and thus also run through the dynamic zones.
  • the Configuration of the modules contained in such a parameter zone is limited by the modules as well as the zone. Thus, a kitchen module may not exceed a certain weight and a corresponding power consumption.
  • the main complexity and variability of the cabin should be displayed and limited in a modular way.
  • a dynamic zone is configured according to some customer parameters as well as the parameters of the parameter zone.
  • the elements contained therein are rows of seats, wall cladding ... as well as their wiring (seat-to-seat as well as remaining wiring such as those of the personal service units in the ceiling ). This wiring and positioning of the elements in the zones uses the
  • the method according to the invention offers in particular the advantage of a time-saving and less computationally intensive configuration and / or assembly in that the assembly and / or the configuration does not have to be calculated for the entire cabin but only for a predetermined zone:
  • Door areas are firmly defined (emergency evacuation, cabin staff per exit, aisles in the door area) and the parameters of the dynamic zone are firmly defined (seats only with a corresponding distance to monuments, such as kitchen module or toilet module, in the door, seats only at positions which are visible from the flight attendant seat, seats with a minimum
  • the at least one individual module parameter comprises a connection position of a hydraulic, electrical and / or mechanical connection.
  • the individual module it is advantageously possible for the individual module to be arranged in the cabin such that connections arranged in the cabin are arranged with corresponding ones on the individual modules
  • the at least one individual module parameter may preferably include a center of gravity position and / or an aerodynamic center of gravity position of an aircraft.
  • the individual modules in the cabin can be arranged in an advantageous manner such that a safe and aerodynamic optimal weight distribution can be achieved.
  • such an optimal weight distribution enables a safe attitude of an aircraft.
  • At least two individual modules from the single module list or from the pool of individual modules are selected and connected to a module package before being arranged in the parameter zone.
  • the individual modules can be pre-assembled before arranging, in particular outside the cabin.
  • two extra-large and bulky individual modules outside the cabin can be connected to each other, so that eliminates mounting in the usually narrow cabin can. This is particularly advantageous in tubular cabins, as they occur in aircraft or trains, advantageous.
  • the single module list or the pool a passenger seat row module, a kitchen module, a toilet module, a cabin personal seat module, an emergency equipment module, in particular an oxygen delivery module, a multimedia module
  • the Stair module and / or a cabin interior trim module comprises at least one luggage compartment.
  • the cabin interior trim module comprises at least one luggage compartment.
  • a user may define a parameter zone by selecting a kitchen module, a stair module, and a toilet module. These three modules then become especially corresponding to existing connections in the parameter zone
  • a kitchen module, two toilet modules and two cabin personal seat module can be connected to a module package.
  • individual modules include system connectors, systems and structural parts to completely define the aircraft.
  • one or more module packages are selected from a pool of module packages in order to completely configure the parameter zone. In particular, within such a module package is a change of the corresponding
  • the individual modules also comprise a floor module.
  • At least one individual component is formed as a passenger seat.
  • the single-component configuration particularly specifies a seat spacing between the passenger seats.
  • the seat spacing is defined here as the distance between a first passenger seat and a second one arranged opposite the first passenger seat
  • the single-component configuration may include a passenger seat width and / or a number of passenger seats in one
  • Parameter zone as an entry zone and / or the dynamic zone as one
  • the entry zone includes in particular one
  • Entrance area comprising an entrance with a car door, through which
  • At least one kitchen module and / or at least one toilet module and / or at least one cabin passenger seat module, in particular a cabin passenger seat, are arranged in the boarding zone.
  • the passenger zone preferably comprises at least one passenger seat and / or at least one
  • Passenger seating row in particular at least one passenger seat row module.
  • the invention makes it possible for a user to be able to select in particular from already preconfigured individual modules for the parameter zone, wherein the user does not have to have knowledge of where the individual connections for connecting the individual modules are arranged. Automatically is then due to the
  • Single module selection calculates the parameter zone configuration. Due to the fact that only one calculation has to be carried out for the parameter zone configuration, computing capacity can be saved considerably.
  • the calculation of the single-component configuration of the dynamic zone is furthermore carried out as a function of at least one dynamic zone parameter.
  • dynamic zone parameter may be, for example, a passenger seat pitch.
  • the user can specify in particular that, for example, the last two passenger seat rows should have a predetermined distance. The distance of the other passenger seat rows is then adjusted automatically.
  • the dynamic zone parameter comprises an adjustability of a backrest of a passenger seat.
  • a user may specify that the passenger seats in the last row of passenger seats do not have adjustable backrests. Thus, such a last passenger seat row requires less space than a row of passenger seats with adjustable backrests.
  • the user may specify a strategy as to how a passenger seat row layout should look.
  • the user does not have to worry about an optimal arrangement of the passenger seat rows, since by means of the invention dynamic adjustment of the single-component configuration to the predetermined individual module configuration of the parameter zone, the optimal arrangement can be calculated quickly.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is a
  • Single module configuration and / or a calculated single-component configuration can be implemented directly in a real assembly.
  • the single module configuration and / or the calculated single-component configuration are first virtually simulated, for example in a three-dimensional view, before a real assembly is performed.
  • the selected individual modules and / or the individual components are arranged in the parameter zone or dynamic zone if the corresponding arrangement has been previously validated.
  • Validation and validation in the sense of the invention means that a sub-design is valid (“validated”) if the component specified therein, e.g., aircraft component, design requirements and regulatory requirements ("rules"), e.g. Aeronautical authorities suffice.
  • the process of checking whether the sub-plan meets these requirements and the rules is here
  • a check is made after each individual module has been selected as to whether a corresponding arrangement is valid be that a validation is carried out only after a predetermined number of selected individual modules.
  • a validation is carried out only after a predetermined number of selected individual modules.
  • a user can manually execute a validation.
  • a warning message may be issued to a user, in particular in the form of a pop-up Windows on a screen or the configuration is not allowed, and the user is led to a similar buildable solution. The user should then revise an input so that a new validation can be started.
  • 1 is a schematic block diagram of a production or
  • Fig. 1 shows schematically a system VEB, which in the shown
  • Embodiment is set up to automatically create assembly plans and parts lists for a cabin configuration or their assembly.
  • the system can also have an interface CON, which is suitable for the direct transfer of planning and assembly data to a MANU manufacturing plant.
  • processes in logistics component procurement and warehousing in automated high-bay warehouses, etc.
  • process planning process scheduling, resource provision, and the like can be directly controlled and automated. This has an immediate effect on the physical equipment of the cabin or assembly.
  • the system can, for example, the
  • a module or a single module is for example a kitchen or toilet cubicle module.
  • the system VEB comprises a processor or computer PD, in particular comprising a processor which is controlled by an engineer or customer ("user") via a user interface U1 or input device
  • User interface U1 can here be a graphical user interface GUI, in which the control takes place via a known menu structure. Via the user interface Ul, the user enters his desired selection for the configuration of the parameter zone.
  • the options for the element are set automatically by the system and the dimensioning / positioning is invariably specified by the individual module.
  • Technical parameters for kitchen or toilet cubicle modules such as those used in passenger cabins, would be, for example, the water pressure required by the user for the tubing or the specification of electrical Cabling with regard to the electrical power of kitchen appliances in the kitchen cabins. However, it is not these parameters that are usually configured, but the options of the element - and the "parameters" are then derived from the configuration. Rules accordingly ensure that these parameters are in a valid range, that is, in particular, can be constructed.
  • Single module parameters include these technical parameters.
  • a pool of already validated partial construction plans which preferably
  • Module packages and / or individual modules, from which the later construction plan SPEC is combined, are available on a database system DB, the database system DB being stored in a storage device (not shown). Furthermore, individual components on the
  • the substructure plans as well as the building plan SPEC to be created, and in particular the individual modules, can be implemented as structured XML files, for example.
  • a validation unit VAL is communicatively connected to the processor or computer PD and a rule database DBV.
  • rules and technical specifications specified by the Federal Aviation authorities are stored in table-like data structures.
  • the table-like data structure includes at least two columns.
  • the total power consumption of the car is not managed by local constraints.
  • identifiers for the respective modifiable elements of the subplans Such elements may be, for example, a paint or a seat cover material.
  • the associated row in the second column is the respective specification value, for example as a code, numerical values or as
  • a color may be coded for a seat cover of a seat.
  • one or more of the individual elements within the already validated substructure plans are either mutually exclusive or with one another
  • This link may extend to module features in module levels of the module part layouts.
  • a dynamic-automatic (co-) modification of the other elements or module features associated with this element then takes place.
  • the setting of this link or links is formed rule-based and are also based on design engineering necessary
  • the sub-plans are then combined by the computer PD.
  • Combining can be done, for example, by merging the individual XML files into an overall XML file, or else by linking the sub-plans to be combined via links ("links").
  • links links
  • the actual combining of the substructure plans takes place in particular only if the validation unit VAL does not violate the in the
  • Rule database DBV stored rules registered.
  • the validation unit VAL can, for example, be embodied as a "parser” which compares the respective entries in the subplans and compares the parameters written there as a new element or module characteristic with the values in the second column of the table in the rules database DBV Feature a match ("match") registered, that is equivalent to the user
  • the combination is validated. Linking may also result in module module modifications that make validation unsuccessful. If unsuccessful, a signal is sent from the validation unit VAL to the computer PD. The computer PD will then issue a warning signal to the user and wait for input of revised parameters.
  • the user therefore specifies the configuration of the parameter zone by selecting one or more individual modules. This arrangement is then using the
  • Validation unit VAL validated. A calculation of a
  • the final building plan SPEC can be given to a computer-aided design system (CAD) to create a graphical master plan, which can then be fed into a suitable "back end" for further processing then, for example, be checked by an engineer.
  • CAD computer-aided design system
  • Control device or interface CON are fed, so that via this control device CON, a manufacturing plant MANU can be loaded with those components or individual components and / or individual modules that have been specified in the finished plan SEPC.
  • industrial supply robots can be controlled, or low-floor vehicles in warehouses to provide the specified in the final plan SPEC components or components with the respective dimensions or characteristics to deliver or pre-assemble at a predetermined destination for final assembly.
  • FIGS. 2 and 3 the modules and elements or their specification are referred to as module substructure plans with the same reference numerals for simplicity of illustration.
  • Fig. 2 shows an overview of a modular aircraft component.
  • Aircraft component is an aircraft cabin FC.
  • FC has a floor plan that consists of different zones A-E.
  • the zones differ in that there are doors in zones A, C, E and none in zones B, D.
  • the zones A, C, E are insofar as entry-level zones, so-called
  • the passenger seat rows are formed from passenger seats, which are in the
  • Passenger zones B and D are arranged (see also Fig. 3).
  • MA and ME indicate cabin crew seat modules located in zones A and E.
  • MC denotes a module package formed from a kitchen module and a toilet module, wherein the module MC is arranged in the zone C.
  • 3a and 3b schematically show a single-component configuration in the passenger zones B, D from FIG. 2.
  • the single-component configuration is formed here by means of passenger seats.
  • the entry zones A, C of FIG. 2, which adjoin the passenger zones B and D, define a fixed start position and a fixed end position for the passenger seat rows.
  • the passenger seat row shown in Figure 3a above is formed in a so-called standard configuration or non-stepped configuration. The illustrated in Figure 3a below
  • Passenger seat row is formed in a so-called stepped configuration.
  • the stepped configuration at least one row of passenger seats is in both Passenger zone as well as arranged in the boarding zone. This row of passenger seats towers into the boarding zone, so to speak.
  • the staggered configuration is used for an economy class (YC class) and the non-tiered configuration is used for a business class (BC class). It can also be provided that the corresponding
  • Passenger seats rows for economy and business class are arranged together in a passenger zone (see Figure 3b).
  • BC Business Class
  • YC economy Class
  • the number of stepped rows in this example is 4.
  • the arrangement of the BC seats is unsteered and, third, the arrangement of the YC seats is stepped, if necessary.
  • the algorithm calculates an optimum position of the respective passenger seat rows. In particular, it is also calculated how many passenger seats can be arranged per row of passenger seats.
  • the entry zones adjacent to the passenger zones form a parameter zone according to the preferred embodiment.
  • the passenger zones are dynamically configured according to the so fully configured parameter zones and thus form a dynamic zone.
  • the validation does not take place after each selection of a module, but rather
  • the validation unit VAL, the computer PD and the database systems DB, DBV or the user interface U1 can each act as their own hardware or
  • the implementation is done on a single local computer.
  • a client-server structure is provided for a web-based embodiment of the validation device VEB.
  • the provision of the technical specification data about the customer is made by a client presenting the user interface U1.
  • a data exchange with the computer PD (“server”) then takes place via a network connection, such as the Internet, for example.PD is in turn connected via the network to the database systems DBV or DB If the completed construction plan SPEC has been validated and combined, then These are then sent via the network connection to the control unit CON to coordinate the further final assembly in the factory MANU.
  • FIG. 4 shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention for clarification.
  • a first step S5 at least one individual module is selected for the configuration of the parameter zone.
  • the parameter zone configuration is validated. If it is found that the parameter zone configuration is not valid, ie not allowed, then a user must make a new selection and the validation is then carried out again. If the validation was successful, one or more individual components are selected from a pool of individual components in a step S15.
  • step S18 a single-component configuration is then calculated according to the validated single-module configuration. Also the
  • the database DB can be updated by storing the validated construction plan SPEC, together with an ID (identification number) of the customer.
  • Parameter zone the positions of the individual passenger seats and / or the individual passenger seat rows, in particular the distances are calculated, so dynamic adapted to the dynamic zone. It may be provided in particular that the passenger seats are anchored to a guide rail.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Konfiguration und/oder Bestückung einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs, wobei die Kabine (1) in mehrere Zonen (A, B, C, D, E) unterteilt wird und wobei zumindest eine Parameterzone (A, C, E) und eine dynamische Zone (B, D) vorgesehen sind, umfassend die folgenden Schritte: - Auswählen von einem oder mehreren Einzelmodulen aus einem Pool von Einzelmodulen, - Automatisches Anordnen des zumindest einen ausgewählten Einzelmoduls in der Parameterzone entsprechend zumindest eines vorbestimmten Einzelmodulparameters zur vollständigen Konfiguration der Parameterzone, - Auswählen von einer oder mehreren Einzelkomponenten aus einem Pool von Einzelkomponenten, - Automatisches Berechnen einer Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone entsprechend der Anordnung der Einzelmodule in der Parameterzone und Automatisches Anordnen von Einzelkomponenten in der dynamischen Zone entsprechend der berechneten Einzelkomponentenkonfiguration. Die Erfindung betrifft ferner ein System und ein Computerprogramm.

Description

Verfahren zur Konfiguration und/oder Bestückung einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Konfiguration und/oder Bestückung einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Bei Fahrzeugen für die Personenbeförderung besteht das Bedürfnis, diese mit entsprechenden Einbauten zu bestücken.
Ein Passagierflugzeug beispielsweise 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, das heißt sie erfolgen auf Kundenwunsch. Es gibt ein Standardflugzeug das entsprechend entwickelt und zugelassen wird. Bestellte Flugzeuge eines Kunden werden immer hinsichtlich des Standardflugzeuges entwickelt und zugelassen. Dies geschieht über das Nachverfolgen der Änderungen (Modifikationen) am Standardflugzeug um die entsprechende Kundenkonfiguration abzubilden.
Jede Fluggesellschaft hat neben bestimmten Wünschen hinsichtlich der
Innenausstattung des Flugzeuges Vorgaben, die von den jeweiligen nationalen Luftfahrtbehörden vorgeschrieben werden. Vor allem aber müssen technische Vorgaben bzgl. Flugmechanik, Strukturmechanik und Schwingungsmechanik sowie Anschlussvorgaben bzgl. Belüftung, Hydraulik, Elektrik, etc. berücksichtigt 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, Stücklisten und sonstige Dokumentation erstellt, die für die Bestückung einer Kabine eines Luftfahrzeugs
erforderlich sind. Durch die immensen Kombinationsmöglichkeiten ist dieser Pre-Engineering-Schritt zeitaufwändig und teuer. Es besteht also ein Bedarf in der Flugzeugindustrie, die Entwicklung durch ein gezieltes
modulorientiertes Pre-Engineering und darauf basierende Produktion von geeigneten Baugruppen für das Flugzeug effizienter zu gestalten. Des Weiteren weist beispielsweise eine Flugzeugkabine üblicherweise Anschlüsse auf, wobei die Position dieser Anschlüsse festgelegt ist, beispielsweise aufgrund von Sicherheitsbestimmungen. Es ist daher erforderlich, dass die Komponenten, mit denen die Flugzeugkabine bestückt werden soll, derart in der Flugzeugkabine angeordnet werden, dass die Anschlüsse der Flugzeugkabine mit den entsprechenden
Gegenanschlüssen der Komponenten verbunden werden können.
Weiterhin ist es erforderlich, dass ein Raum in einer Flugzeugkabine effizient ausgenutzt wird, so dass eine größtmögliche Anzahl an Passagieren transportiert werden kann, wodurch insbesondere der Treibstoffverbrauch pro Passagier reduziert werden kann.
Hierzu sind bereits aus dem Stand der Technik Lösungsvorschläge bekannt. So offenbart die DE 100 41 031 A1 ein Verfahren zur Konfiguration von
Komponentenanordnungen, d. h. zur Definition der räumlichen Anordnung von Bauteilen zueinander und zu deren Optimierung bzgl. Position und/oder Menge vorzugsweise in einem Flugzeug. Um die Anordnung der Komponenten automatisch zu konfigurieren und um gegebenenfalls Herstellungsunterlagen über ein
Datenverarbeitungsprogramm automatisch zu erzeugen, ist vorgesehen, dass in ein Konfigurationstool eines Datenverarbeitungssystems der den Bauunterlagen zugrunde liegende Flugzeugtyp eingegeben wird, dass die flugzeugspezifische
Geometrie in einem Zeichnungsmodul des Datenverarbeitungssystems gespeichert, aus diesem automatisch geladen und dargestellt wird, dass in einer Funktions- und Datenanalyse die erforderlichen geometrischen Objekte bzw. Komponenten ermittelt, mathematisch beschrieben, Positionsregeln mathematisch abgebildet und gespeichert werden sowie der flugzeugspezifischen Geometrie im Zeichnungsmodul des Datenverarbeitungssystems hinzugefügt werden, und dass in dem
Konfigurationstool des Datenverarbeitungssystems die Objekte bzw. Komponenten zusammen mit der flugzeugspezifischen Geometrie nach einem definierten,
Kundenanforderungen berücksichtigenden Regelwerk automatisch räumlich zueinander optimal konfiguriert werden. Nachteilig hieran ist aber, dass eine
Berechnung hinsichtlich der Konfiguration der Komponenten in der Flugzeugkabine für die gesamte Flugzeugkabine erfolgen muss, was die Berechnung zeitaufwendig und rechenintensiv macht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung kann daher darin gesehen werden, ein Verfahren anzugeben, welches die bestehenden Nachteile überwindet und die oben genannten Anforderungen erfüllt. Insbesondere soll das Verfahren es ermöglichen, dass eine Konfiguration und/oder Bestückung einer Kabine eines Luftfahrzeugs effizient und zeitsparend durchgeführt werden kann, dies in Hinblick sowohl auf die Produktion als auch auf die Zulassung bzw. Abnahme.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , durch ein
Computerprogramm nach Anspruch 10 und durch ein System nach Anspruch 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen
Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst den Gedanken, ein Verfahren zur automatischen Konfiguration einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs bereitzustellen, wobei die Kabine in mehrere Zonen unterteilt wird und wobei zumindest eine Parameterzone und eine dynamische Zone vorgesehen sind, umfassend die folgenden Schritte:
- Auswählen von einem oder mehreren Einzelmodulen aus einem Pool von Einzelmodulen, Automatisches Anordnen des zumindest einen ausgewählten
Einzelmoduls in der Parameterzone entsprechend zumindest eines vorbestimmten Einzelmodulparameters zur vollständigen Konfiguration der Parameterzone,
Auswählen von einer oder mehreren Einzelkomponenten aus einem
Pool von Einzelkomponenten,
Automatisches Berechnen einer Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone entsprechend der Anordnung der Einzelmodule in der Parameterzone und
Automatisches Anordnen von Einzelkomponenten in der dynamischen
Zone entsprechend der berechneten Einzelkomponentenkonfiguration.
Weiterhin umfasst die Erfindung den Gedanken, ein System zur automatischen Konfiguration einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs
bereitzustellen, wobei das System derart eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und folgendes aufweist:
eine Eingabeeinrichtung zum Erfassen einer Benutzereingabe,
- eine mit der Eingabeeinrichtung verbundene Konfigurationseinrichtung,
- wobei die Konfigurationseinrichtung einen Prozessor und eine Speichereinrichtung zum Speichern der Einzelmodulliste aufweist, und
- eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der
Einzelkomponentenkonfiguration.
Erfindungsgemäß kann ein Fahrzeug ein Schiff, ein Bus, ein Zug oder ein
Luftfahrzeug, wie beispielsweise ein Flugzeug, ein Luftschiff, ein Hubschrauber, etc. sein. Beispielhaft wird nachfolgend auf ein Passagierflugzeug bezug genommen.
Erfindungsgemäß wird die Kabine in mehrere Zonen unterteilt, wobei hier die unterschiedlichen Zonentypen„Parameterzone" und„dynamische Zone" vorgesehen sind. Dabei kann eine Parameterzone beispielsweise eine Einstiegszone sein, d.h. ein Bereich der durch vorgegebene besondere Randbedingungen, hier eine Tür und vorgegebene Lauf- und Fahrwege, vordefinierten Einschränkungen unterliegt. Ferner kann eine dynamische Zone als eine Passagierzone definiert sein, d.h. eine Zone, in der beispielsweise Passagiersitzreihen dynamisch angeordnet sind, wobei eine Einschränkung durch einen von einer Parameterzone vordefinierten Anfangs- oder Endparameter gegeben sein kann. Beispielsweise wird die Kabine in eine
Parameterzone und eine dynamische Zone unterteilt. Insbesondere kann die Kabine aber auch in mehrere Parameterzonen und/oder mehrere dynamische Zonen unterteilt werden.
Es wird dann ein Einzelmodul aus einem Pool von Einzelmodulen ausgewählt, wobei auch mehrere Einzelmodule aus dem Pool ausgewählt werden können. Dabei sind hier beispielsweise virtuelle Daten von Einzelmodulen zu verstehen, die auf einem Datenbanksystem abgelegt sind. Anschließend wird das ausgewählte Einzelmodul bzw. die ausgewählten Einzelmodule in der Parameterzone angeordnet. Dieses Anordnen wird entsprechend zumindest eines vorbestimmten Einzelmodulparameters durchgeführt. Bei der Anordnung berücksichtigt ein Algorithmus die technischen Randbedingungen, wie zulässiges Gewicht, mechanische, elektrische und
hydraulische Anschlüsse, etc. D.h., nur durch den Algorithmus als technisch zulässig, d.h. valide befundene Anordnungen sind möglich. Dies gilt um so mehr bei der
Anordnung von mehreren Einzelmodulen, wo beispielsweise Mindestflächen und Fahr- und Laufwege berücksichtigt werden müssen. Nach dem Anordnen ist die
Parameterzone vollständig konfiguriert, das heißt ein nachträgliches Ändern der
Konfiguration der Parameterzone ist nicht vorgesehen. Hierbei werden insbesondere die Größe und die Grenzen der Parameterzone definiert, d.h. beispielsweise wird hier definiert ob die Grenze der Parameterzone durch offene Flächen oder durch eine starre Trennwand gebildet wird. Es kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass ein Nutzer das Einzelmodul oder die Einzelmodule auswählt.
Es wird anschließend eine oder mehrere Einzelkomponenten aus einem Pool von Einzelkomponenten ausgewählt. Erfindungsgemäß wird dann eine Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone berechnet. Diese Berechnung erfolgt entsprechend der Anordnung des
Einzelmoduls bzw. der Einzelmodule in der Parameterzone. Das heißt, dass die Anordnung der Einzelmodule in der Parameterzone die Einzelkomponentenkonfiguration bestimmt. Beispielsweise kann bei dieser Berechnung ein Mindestabstand zwischen einem Einzelmodul und einer
Einzelkomponente berücksichtigt werden. Bei der Konfiguration der dynamischen Zone berücksichtigt ein Algorithmus neben den Parametern der Parameterzone auch die technischen Randbedingungen wie Schwerpunktlage, Anschlusssituation, Laufund Fahrwege, etc.
Abschließend werden dann Einzelkomponenten in der dynamischen Zone
entsprechend der berechneten Einzelkomponentenkonfiguration angeordnet. Hierbei werden vom Algorithmus nur zulässige Anordnungen erlaubt, d.h. insbesondere werden keine Anordnungen frei gegeben, die gegen die technischen Vorgaben, z.B. flug- oder strukturmechanische Vorgaben verstoßen. Die Auswahl der
Einzelkomponenten umfast dabei wiederum einen Pool verschiedenartiger
Einzelkomponenten.
Der Bestückungsvorgang selbst, d.h. die Produktion bzw. Montage der Module und Komponenten erfolgt dann basierende auf der automatisierten Konfiguration. Dabei kann die Produktion beispielsweise die Unterteilung der Zonen mittels entsprechender Markierungen beinhalten. Die Auswahl kann dann beispielsweise aus einem Lager mit entsprechenden Modulen bzw. Komponenten erfolgen. Die Anordnung erfolgt dann physisch auf Basis der Berechnungen, d.h. die Module und Komponenten werden in der Flugzeugkabine angeordnet und montiert.
Eine Parameterzone kann mit einem einzelnen Modul besetzt werden,
beispielsweise mit einem Küchenmodul oder einem Toilettenmodul, wobei deren Positionierung und Systemanschlüsse entsprechend mitdefiniert sind. Hierdurch reduziert sich im Vergleich zum Stand der Technik die Komplexität. Diese Module definieren insbesondere eine Reihe von Parametern für die an die Parameterzone angrenzenden dynamischen Zonen, insbesondere hinsichtlich ihrer Start- und Endposition sowie der Anschlüsse für Systeme (Kabelbäume etc). Des weiteren definieren die Parameterzonen der Türen alle Systeme die für ihre Versorgung notwendig sind. Diese Systeme sind beispielsweise Abwasser, Frischwasser, Klima, ... und verlaufen entsprechend auch durch die dynamischen Zonen. Die Konfiguration der Module die in einer solchen Parameterzone enthalten sind, ist durch die Module sowie die Zone beschränkt. So darf ein Küchenmodul ein gewisses Gewicht und einen entsprechenden Stromverbrauch nicht überschreiten. Die
Hauptkomplexität und Variabilität der Kabine soll so modular abgebildet und beschränkt werden.
Eine dynamische Zone wird entsprechend einiger Kundenparameter sowie der Parameter der Parameterzone ausgestaltet. Die darin enthaltenen Elemente sind Sitzreihen, Wandverkleidungen... sowie deren Verkabelung (Seat-to-Seat sowie restliche Verkabelung wie die der Personal Service Units in der Decke...). Diese Verkabelung und Positionierung der Elemente in den Zonen nutzt die
Randbedingungen aus den Parameterzonen und kann so recht einfach die
Bauunterlagen für u.a. Kabelbäume, die Sitzreihen, die PSU (Personal Service Unit) etc ableiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet hierbei insbesondere den Vorteil einer zeitsparenden und weniger rechenintensiven Konfiguration und/oder Bestückung, indem die Bestückung und/oder die Konfiguration nicht für die gesamte Kabine berechnet werden muss, sondern lediglich für eine vorbestimmte Zone: Der
dynamischen Zone. Dadurch, dass die Parameterzone mit Einzelmodulen,
insbesondere mit vorkonfigurierten Einzelmodulen, konfiguriert und/oder bestückt wird, reduziert sich der Rechenaufwand bzw. der Zeitaufwand einer gegebenen
Rechenanlage bzw. die erforderliche Größe und Leistung der Rechenanlage und damit deren Kosten können minimiert werden.
Vorteile dieses Systems sind unter anderem:
1. Die Zertifizierbarkeit des Flugzeuges ist einfach zu gewährleisten da die
Türbereiche fest definiert sind (Notevakuation, Kabinenpersonal pro Ausgang, Gangbreiten im Türbereich) sowie die Parameter der dynamischen Zone fest definiert sind (Sitze nur mit einem entsprechenden Abstand zu Monumenten, beispielsweise Küchenmodul oder Toilettenmodul, in der Tür, Sitze nur an Positionen die vom Flugbegleitersitz einsehbar sind, Sitze mit einem minimalen
Zwischenabstand/Pitch ...)
2. Eine einfache Montage. Die Türbereiche sind relativ beschränkt und statisch und können so in einem gut definierbaren Zeitrahmen eingebaut werden. Mögliche
Halterungen, Systemanschlüsse etc haben weniger Varianz. Weniger Varianten vom Standardflugzeug entstehen. Die Sitzbereiche haben feste Schnittstellen für die Verkabelungen und die Struktur. Eine beliebige Optimierung ohne der klar definierten Randparameter würde ggf zu einem leichteren Flugzeug führen das aber nicht mehr 'baubar' ist da die Verkabelung nicht mehr zu sinnhaften Kabelbäumen
zusammengefasst werden kann oder die hohe Produktvarianz für den Monteur zu einer sehr geringen Lernkurve in der Fertigung führt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der zumindest eine Einzelmodulparameter eine Anschlussposition von einem hydraulischen, elektrischen und/oder mechanischen Anschluss. Somit ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass Einzelmodul derart in der Kabine angeordnet werden, dass in der Kabine angeordnete Anschlüsse mit entsprechenden an den Einzelmodulen angeordneten
Gegenanschlüssen verbunden werden können. Vorzugsweise kann der zumindest eine Einzelmodulparameter eine Schwerpunktslage und/oder eine aerodynamische Schwerpunktslage eines Luftfahrzeugs umfassen. So können in vorteilhafter Weise die Einzelmodule in der Kabine derart angeordnet werden, dass eine sichere und aerodynamische optimale Gewichtsverteilung erreicht werden. Insbesondere ermöglicht eine solche optimale Gewichtsverteilung eine sichere Fluglage eines Luftfahrzeugs.
In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zumindest zwei Einzelmodule aus der Einzelmodulliste oder aus dem Pool von Einzelmodulen ausgewählt und vor dem Anordnen in der Parameterzone zu einem Modulpaket verbunden. Das heisst, dass die Einzelmodule vor dem Anordnen, insbesondere außerhalb der Kabine, vormontiert werden können. So können beispielsweise zwei besonders große und sperrige Einzelmodule außerhalb der Kabine miteinander verbunden werden, so dass ein Montieren in der in der Regel engen Kabine entfallen kann. Dies ist insbesondere in Rohrförmigen Kabinen, wie sie in Flugzeugen oder Zügen vorkommen, vorteilhaft.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einzelmodulliste oder der Pool, ein Passagiersitzreihenmodul, ein Küchenmodul, ein Toilettenmodul, ein Flugkabinenpersonalsitzmodul, ein Notfallausrüstungsmodul, insbesondere ein Sauerstoffbereitstellungsmodul, ein Multimediamodul, ein
Treppenmodul und/oder ein Kabineninnenverkleidungsmodul. Beispielsweise umfasst das Kabineninnenverkleidungsmodul zumindest ein Gepäckfach. Ein Nutzer kann also beispielsweise eine Parameterzone dadurch definieren, dass er ein Küchenmodul, ein Treppenmodul und ein Toilettenmodul auswählt. Diese drei Module werden dann insbesondere entsprechend vorhandener Anschlüsse in der Parameterzone
angeordnet. Beispielsweise kann ein Küchenmodul, zwei Toiletten module und zwei Flugkabinenpersonalsitzmodul zu einem Modulpaket verbunden werden. Einzelmodule umfassen insbesondere Systemanschlüsse, Systeme und Strukturteile, um das Luftfahrzeug komplett zu definieren. Es kann auch insbesondere vorgesehen sein, dass aus einem oder mehreren Modulpaketen aus einem Pool von Modulpaketen ausgewählt wird, um die Parameterzone vollständig zu konfigurieren. Insbesondere ist innerhalb eines solchen Modulpakets eine Änderung der entsprechenden
Einzelmodule nicht mehr möglich. Somit wird in vorteilhafter Weise die Komplexität weiter verringert, wodurch beispielsweise Rechenzeit, Rechenkapazität eingespart werden können. Vorzugsweise umfassen die Einzelmodule auch ein Fußbodenmodul.
In einerweiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Einzelkomponente als ein Passagiersitz gebildet. Die Einzelkomponentenkonfiguration gibt hierbei insbesondere einen Sitzabstand zwischen den Passagiersitzen vor. Der Sitzabstand ist hierbei definiert als der Abstand zwischen einem ersten Passagiersitz und einem dem ersten Passagiersitz gegenüberliegend angeordneten zweiten
Passagiersitz. Bevorzugterweise kann die Einzelkomponentenkonfiguration eine Passagiersitzbreite und/oder eine Anzahl von Passagiersitzen in einer
Passgiersitzreihe vorgeben. Nach noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Parameterzone als eine Einstiegszone und/oder die dynamische Zone als eine
Passagierzone vorgesehen. Die Einstiegszone umfasst insbesondere einen
Einstiegsbereich aufweisend einen Eingang mit einer Kabinentür, durch welche
Passagiere in die Kabine gelangen können bzw. aus dieser heraus gelangen können. Insbesondere werden in der Einstiegszone zumindest ein Küchenmodul und/oder zumindest ein Toilettenmodul und/oder zumindest ein Flugkabinenpersonalsitzmodul, insbesondere ein Flugkabinenpersonalsitz, angeordnet. Die Passagierzone umfasst bevorzugterweise zumindest einen Passagiersitz und/oder zumindest eine
Passagiersitzreihe, insbesondere zumindest ein Passagiersitzreihenmodul. Die
Erfindung ermöglicht hier in vorteilhafter Weise, dass ein Nutzer insbesondere aus bereits vorkonfigurierten Einzelmodulen für die Parameterzone auswählen kann, wobei der Nutzer kein Wissen aufweisen muss, wo die einzelnen Anschlüsse zum Verbinden der Einzelmodule angeordnet sind. Automatisch wird dann aufgrund der
Einzelmodulauswahl die Parameterzonenkonfiguration berechnet. Dadurch, dass nur eine Berechnung für die Parameterzonenkonfiguration durchgeführt werden muss, kann in erheblichen Umfang Rechenkapazität eingespart werden.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Berechnen der Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone weiterhin abhängig von zumindest einem dynamischen Zonenparameter durchgeführt. Ein solcher
dynamischer Zonenparameter kann beispielsweise ein Passagiersitzabstand sein. So kann der Nutzer insbesondere vorgeben, dass beispielsweise die letzten beiden Passagiersitzreihen einen vorbestimmten Abstand aufweisen sollen. Der Abstand der weiteren Passagiersitzreihen wird dann automatisch angepasst. Es kann auch vorgesehen sein, dass der dynamische Zonenparameter eine Verstellbarkeit einer Rückenlehne eines Passagiersitzes umfasst. Beispielsweise kann ein Nutzer vorgeben, dass die Passagiersitze in der letzten Passagiersitzreihe keine verstellbaren Rückenlehnen aufweisen. Somit benötigt eine solche letzte Passagiersitzreihe weniger Raum als eine Passagiersitzreihe mit verstellbaren Rückenlehnen. Der Nutzer kann also insbesondere, eine Strategie vorgeben, wie ein Passagiersitzreihenlayout auszusehen hat. Dabei muss sich der Nutzer keine Gedanken über eine optimale Anordnung der Passagiersitzreihen machen, da mittels der erfindungsgemäßen dynamischen Anpassung der Einzelkomponentenkonfiguration an die vorgegebene Einzelmodulkonfiguration der Parameterzone die optimale Anordnung schnell berechnet werden kann. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
Einzelkomponentenstückliste entsprechend der berechneten
Einzelkomponentenkonfiguration gebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass insbesondere ein CAD-Bauplan der Parameterzone und/oder der dynamischen Zone erstellt wird. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auf einer
Fertigungsanlage für Kabinen ausgeführt werden, so dass eine
Einzelmodulkonfiguration und/oder eine berechnete Einzelkomponentenkonfiguration direkt in eine reale Montage umgesetzt werden können. Bevorzugterweise werden die Einzelmodulkonfiguration und/oder die berechnete Einzelkomponentenkonfiguration zunächst virtuell simuliert, beispielsweise in einer dreidimensionalen Ansicht, bevor eine reale Montage durchgeführt wird.
In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die ausgewählten Einzelmodule und/oder die Einzelkomponenten in der Parameterzone respektive dynamischen Zone angeordnet, wenn die entsprechende Anordnung zuvor validiert worden ist.
Validierung und validiert im Sinne der Erfindung bedeuten, dass ein Teilbauplan valide („validiert") ist, wenn das darin spezifizierte Bauteil, z.B. Flugzeuigbauteil, konstruktionstechnischen Erfordernissen und den Vorgaben („Regeln") der Aufsichtsbehörden, z.B. Luftfahrtbundesämter genügt. Der Vorgang des Prüfens, ob der Teilbauplan diesen Erfordernissen und den Regeln genügt wird hier
als„Validieren" bezeichnet. Ein Teilbauplan kann hier insbesondere ein Einzelmodul, ein Paketmodul und/oder eine Einzelkomponente umfassen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass nach jedem Auswählen eines Einzelmoduls überprüft wird, ob eine entsprechende Anordnung valide ist. Es kann auch beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Validierung erst nach einer vorbestimmten Anzahl an ausgewählten Einzelmodulen durchgeführt wird. Hier kann in vorteilhafter Weise Rechenzeit und Rechenkapazität eingespart werden und das Zusammenwirken mehrerer Komponenten berücksichtigt werden. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass ein Nutzer eine Validierung manuell ausführen lassen kann.
Wenn alle Erfordernisse und Vorgaben erfüllt sind, dann ist die Validierung erfolgreich. Wenn nicht, so kann beispielsweise eine Warnmeldung an einen Nutzer ausgegeben werden, insbesondere in Form eines Pop-up Windows auf einem Bildschirm oder die Konfiguration wird nicht erlaubt, und der Nutzer zu einer ähnlichen baubaren Lösung geführt. Der Nutzer 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 gegebenenfalls bei dem Versuch der Auswahl eine detailliertere Begründung hinsichtlich der Regelverletzung gegeben wird. So kann der Nutzer nachvollziehen, worin die Problematik besteht und möglicherweise an einer anderen Stelle das Produkt so abändern, dass die Option wieder ermöglicht wird. Wenn also beispielsweise der Nutzer ein Küchenmodul und ein behindertengerechtes Toilettenmodul auswählt, wobei diese beiden Module aufgrund ihrer Größe nicht gemeinsam in eine unterteilte Einstiegszone angeordnet werden können, so wird dies dem Nutzer angezeigt und er kann daraufhin seine ursprüngliche Auswahl revidieren, beispielsweise indem er das Küchenmodul abwählt.
Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Produktions- bzw.
Fertigungsanlage mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems,
Fig. 2 eine modular aufgebaute Flugzeugkabine, Fig. 3a und 3b schematisch eine Einzelkomponentenkonfiguration und
Fig. 4 ein schematisches Flussdiagramm einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt schematisch ein System VEB, welches in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel eingerichtet ist, automatisch Montagepläne und Stücklisten für eine Kabinenkonfiguration bzw. deren Bestückung zu erstellen. Ferner kann das System auch über eine Schnittstelle CON verfügen, die zur direkten Übergabe von Planungs- und Montagedaten an eine Fertigungsanlage MANU geeignet ist. D.h., hier können Prozesse in der Logistik (Bauteilbeschaffung und Lagerhaltung in automatischen Hochregallagern, etc.), Prozessplanung, Prozesszeitplanung, Betriebsmittelbereitstellung, und ähnlichem direkt angesteuert und automatisiert werden. Dies hat unmittelbare Auswirkungen auf die physische Bestückung der Kabine bzw. die Montage. Außerdem kann das System beispielsweise die
Konfiguration der Kabine simulieren und in 3D visualisieren. Ein Modul bzw. ein Einzelmodul ist beispielsweise ein Küchen- oder Toilettenkabinenmodul.
Das System VEB umfasst einen Prozessor bzw. Rechner PD, insbesondere umfassend einen Prozessor, der von einem Ingenieur oder Kunde („User") über eine Benutzerschnittstelle Ul bzw. Eingabeeinrichtung gesteuert wird. Die
Benutzerschnittstelle Ul kann hier eine graphische Benutzeroberfläche GUI sein, in der die Steuerung über eine an sich bekannte Menüstruktur erfolgt. Über die Benutzerschnittstelle Ul gibt der User seine gewünschte Auswahl für die Konfiguration der Parameterzone ein. Es werden hierbei insbesondere die Optionen für das Element vom System automatisch gestellt und die Bemaßung/Positionierung ist invariant durch die Einzelmodul vorgegeben. Technische Parameter für Küchen- oder Toilettenkabinenmodule, 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. Regeln gewährleisten entsprechend, dass diese Parameter sich in einem validen Bereich befinden, also insbesondere baubar sind. Die
Einzelmodulparameter umfassen diese technischen Parameter.
Ein Pool von bereits validierten Teilbauplänen, welche bevorzugterweise
Modulpakete und/oder Einzelmodule umfassen können, aus denen der spätere Bauplan SPEC kombiniert wird, liegen auf einem Daten banksystem DB bereit, wobei das Datenbanksystem DB in einer Speichereinrichtung (nicht gezeigt) gespeichert ist. Ferner können auch Einzelkomponenten auf dem
Datenbanksystem bereitgestellt werden. Die Teilbaupläne wie auch der zu erstellende Bauplan SPEC und insbesondere die Einzelmodule können zum Beispiel als strukturierte XML-Dateien realisiert sein bzw. werden.
Eine Validierungseinheit VAL ist kommunikativ mit dem Prozessor bzw. Rechner PD und einer Regeldatenbank DBV verbunden. In der Regeldatenbank DBV sind zum Beispiel in tabellenartigen Datenstrukturen von den Luftfahrtbundesämtern vorgegebene Regeln und technische Vorgaben 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 eine 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 bzw. Einzelmodul zuzuordnen ist. In einer Spalte sind Identifikatoren für die jeweiligen modifizierbaren Elemente der Teilbaupläne gespeichert. Solche Elemente können beispielsweise eine Farbe oder ein Sitzbezugsmaterial sein. In der zugehörigen Zeile in der zweiten Spalte steht der jeweilige Spezifikationswert, 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 bzw. vorvalidierten Einzelmodule. 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 Modulebenen der Modülteilbaupläne 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.
Das heißt, dass die ausgewählten Einzelmodule entsprechend der konstruktiv technischen Rahmenbedingungen und der Vorgaben der nationalen
Luftfahrtbundesämter angeordnet werden, insbesondere miteinander verbunden werden.
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 insbesondere 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 Parametern warten.
Der User gibt also die Konfiguration der Parameterzone mittels Auswahl von einem oder mehreren Einzelmodulen vor. Diese Anordnung wird dann mittels der
Validierungseinheit VAL validiert. Eine Berechnung einer
Einzelkomponentenkonfiguration erfolgt nur, falls die Parameterzonenkonfiguration validiert wurde.
Der dann erhaltene Endbauplan SPEC kann dann zum Beispiel in ein geeignetes „Back End" 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 CON gespeist werden, so dass über diese Steuervorrichtung CON eine Fertigungsanlage MANU mit denjenigen Bauteilen bzw. Einzelkomponenten und/oder Einzelmodulen beschickt werden kann, die in dem fertigen Bauplan SEPC spezifiziert wurden. Auch können beispielsweise 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 bzw. vorzumontieren.
In den folgenden Figuren Fig. 2 und Fig. 3 werden zur Einfachheit der Darstellung die Module und Elemente bzw. deren Spezifizierung als Modulteilbaupläne mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 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. Die Zonen A, C, E sind insofern als Einstiegszonen, so genannte
Parameterzonen, und die Zonen B und D als Passagierzonen, so genannte dynamische Zonen, gebildet.
Die Passagiersitzreihen werden aus Passagiersitzen gebildet, welche in den
Passagierzonen B und D angeordnet werden (siehe auch Fig. 3). MA und ME kennzeichnen Flugkabinenpersonalsitzmodule, welche in den Zonen A und E angeordnet sind. MC kennzeichnet ein Modulpaket gebildet aus einem Küchenmodul und einem Toilettenmodul, wobei das Modul MC in der Zone C angeordnet ist. Fig. 3a und 3b zeigen schematisch eine Einzelkomponentenkonfiguration in den Passagierzonen B, D aus Figur 2. Die Einzelkomponentenkonfiguration wird hier mittels Passagiersitzen gebildet. Die Einstiegszonen A, C aus Figur 2. welche an die Passagierzonen B und D angrenzen, definieren eine feste Startposition und eine feste Endposition für die Passagiersitzreihen. Die in Figur 3a oben dargestellte Passagiersitzreihe ist in einer sogenannten Standardkonfiguration oder nicht gestuften Konfiguration gebildet. Die in Figur 3a unten dargestellte
Passagiersitzreihe ist in einer sogenannten gestuften Konfiguration gebildet. Bei der gestuften Konfiguration ist zumindest eine Passagiersitzreihe sowohl in der Passagierzone als auch in der Einstiegszone angeordnet. Diese Passagiersitzreihe ragt sozusagen in die Einstiegszone hinein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die gestufte Konfiguration für eine Economyklasse (YC Klasse) verwendet wird und die nicht gestufte Konfiguration für eine Businessklasse (BC Klasse) verwendet wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die entsprechenden
Passagiersitzreihen für die Economy- und die Businessklasse gemeinsam in einer Passagierzone angeordnet werden (siehe Figur 3b).
Gemäß dem Flussdiagram in Fig. 3b erfolgt als erstes die Pararmeterdefintion. Dies beinhaltet die Auswahl und Anzahl von Sitztypen, z.B. BC (Business Class) = 8. In diesem Beispiel beträgt der Fußraum BC = 34", in der ersten Reihe BC = 53". In der Economy Class (YC) beträgt der Fußraum beispielsweise YC = 29", in der ersten Reiche YC = 48". Die Anzahl der gestuften Reihen beträgt in diesem Beispiel 4. Als zweites folgt, wie in Fig. 3b gezeigt, die Anordnung der BC-Sitze in nicht gestufter Weise und als drittes erfolgt die Anordnung der YC-Sitze in gestufter Weise, falls nötig.
Für die Berechnung der optimalen Anordnung der einzelnen Passagiersitzreihen kann insbesondere ein Algorithmus Y=f(X) verwendet werden, welcher eine
Krümmung der Kabine, eine benötigte Gangbreite und/oder
Passagiersitzschieneneigenschaften berücksichtigt. Der Algorithmus berechnet abhängig von den eingegebenen Parametern, den Einzelmodulparametern der Parameterzone und insbesondere von den in den Fig. 3a und 3b gezeigten Formeln, eine optimale Position der jeweiligen Passagiersitzreihen. Insbesondere wird auch berechnet, wie viele Passagiersitze pro Passagiersitzreihe angeordnet werden können.
Die an die Passagierzonen angrenzenden Einstiegszonen bilden gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine Parameterzone. Die Passagierzonen werden entsprechend der so vollständig konfigurierten Parameterzonen dynamisch konfiguriert und bilden insofern eine dynamische Zone. Um Rechenzeit bei der Validierung durch die Validierungseinheit VAL zu sparen, erfolgt die Validierung nicht nach jeder Auswahl eines Moduls, sondern
beispielsweise erst nachdem der Benutzer seine Auswahl beendet hat. Das wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Teilbaupläne bzw. Einzelmodul in der Datenbank DB bereits vorvalidiert sind.
Eine XML Kodierung des Modulteilbauplans MB, kann beispielsweise so aussehen: < Modul MA: Modulmerkmal MA 1 =ma 1 , > <Element S: Elementmerkmal S 1 =s_1 , ...>
Ein„flag" in dem Elementmerkmal„mit Monitor?" (S_1 ) ist dann hier auf„ja" (s_1 ) modifiziert bzw. gesetzt worden.
Die Validierungseinheit VAL, der Rechner PD und die Datenbanksysteme DB, DBV bzw. die Benutzeroberfläche Ul 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 Ul 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.
Fig. 4 zeigt zur Verdeutlichung ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt S5 erfolgt ein Auswählen zumindest eines Einzelmoduls für die Konfiguration der Parameterzone. Anschließend erfolgt im Schritt S10 ein Validieren der Parameterzonenkonfiguration. Falls hierbei festgestellt wird, dass die Parameterzonenkonfiguration nicht valide, also nicht zulässig, ist, muss ein Benutzer eine neue Auswahl treffen und die Validierung wird anschließend erneut durchgeführt. Falls die Validierung erfolgreich war, werden in einem Schritt S15 eine oder mehrere Einzelkomponenten aus einem Pool von Einzelkomponenten ausgewählt.
Im Schritt S18 wird dann eine Einzelkomponentenkonfiguration entsprechend der validierten Einzelmodulkonfiguration berechnet. Auch die
Einzelkomponentenkonfiguration wird in einem Schritt S19 validiert. Falls die
Validierung nicht erfolgreich war, muss der Benutzer eine neue Auswahl von
Einzelkomponenten treffen, woraufhin dann eine neue
Einzelkomponentenkonfiguration berechnet wird. Ist die Validierung erfolgreich, werden die validierten Modulteilbaupläne, also die Einzelmodulkonfiguration und die Einzelkomponentenkonfiguration im Schritt S20 zusammengesetzt, um so einen validierten Endbauplan SPEC zu erhalten.
Anschließend kann die Datenbank DB aktualisiert werden, indem hier der validierte Bauplan SPEC abgespeichert wird, zusammen mit einer ID (Identifikationsnummer) 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 dem System VEB erstellt werden. Zusammenfassend ist es mittels der Erfindung insbesondere ermöglicht, dass basierend auf einer fest vorgegebenen bzw. vollständig konfigurierten
Parameterzone die Positionen der einzelnen Passagiersitze und/oder der einzelnen Passagiersitzreihen, insbesondere die Abstände, berechnet werden, also dynamisch an die dynamische Zone angepasst werden. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Passagiersitze mit einer Führungsschiene verankert sind.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur automatischen Konfiguration und/oder Bestückung einer Fahrzeugkabine, insbesondere eines Luftfahrzeugs, wobei die Kabine (1 ) in mehrere Zonen(A, B, C, D, E) unterteilt wird und wobei zumindest eine Parameterzone (A, C, E) und eine dynamische Zone (B, D) vorgesehen sind, umfassend die folgenden Schritte:
Auswählen von einem oder mehreren Einzelmodulen aus einem Pool von Einzelmodulen,
Automatisches Anordnen des zumindest einen ausgewählten
Einzelmoduls in der Parameterzone entsprechend zumindest eines vorbestimmten Einzelmodulparameters zur vollständigen Konfiguration der
Parameterzone,
Auswählen von einer oder mehreren Einzelkomponenten aus einem Pool von Einzelkomponenten,
Automatisches Berechnen einer Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone entsprechend der Anordnung der Einzelmodule in der Parameterzone und
Automatisches Anordnen von Einzelkomponenten in der dynamischen Zone entsprechend der berechneten Einzelkomponentenkonfiguration.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das zumindest eine Einzelmodul eine Anschlussposition von einem hydraulischen, elektrischen und/oder
mechanischen Anschluss umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest zwei Einzelmodule aus dem Pool der Einzelmodule ausgewählt werden und vor dem Anordnen in der Parameterzone automatisch zu einem Modulpaket verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Pool der Einzelmodule, ein Treppenmodul, ein Küchenmodul, ein Toilettenmodul, ein Flugkabinenpersonalsitzmodul, ein Notfallausrüstungsmodul, insbesondere ein Sauerstoffbereitstellungsmodul, ein Multimediamodul und/oder ein
Kabineninnenverkleidungsmodul umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei zumindest eine Einzelkomponente als ein Passagiersitz ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die
Parameterzone als eine Einstiegszone und/oder die dynamische Zone als eine Passagierzone vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei das Berechnen der Einzelkomponentenkonfiguration der dynamischen Zone weiterhin abhängig von zumindest einem dynamischen Zonenparameter durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei eine
Einzelkomponentenstückliste entsprechend der berechneten
Einzelkomponentenkonfiguration gebildet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die
ausgewählten Einzelmodule und/oder die Einzelkomponenten in der
Parameterzone respektive dynamischen Zone angeordnet werden, wenn die entsprechende Anordnung zuvor validiert worden ist.
10. Computerprogramm mit Programmcode zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Computerprogramm auf einem
Computer ausgeführt wird.
11.System (VEB) zur automatischen Konfiguration einer Fahrzeugkabine,
insbesondere eines Luftfahrzeugs, eingerichtet zur Ausführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend:
- eine Eingabeeinrichtung (Ul) zum Erfassen einer Benutzereingabe,
- eine mit der Eingabeeinrichtung (Ul) verbundene
Konfigurationseinrichtung, wobei die Konfigurationseinrichtung einen Prozessor (PD) und eine Speichereinrichtung zum Speichern der Einzelmodulliste (DB) aufweist, und
- eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der
Einzelkomponentenkonfiguration.
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