Projektpartner
Hintergrund
Durch den steigenden Automatisierungs und Komplexitätsgrad moderner Produktionssysteme wächst der Aufwand für deren Inbetriebnahme erheblich. Neben hohen Anforderungen an Echtzeit und funktionale Sicherheit muss die Softwarequalität und Testtiefe gesteigert werden, was im Rahmen strukturierter Entwicklungs und Systems Engineering Modelle (z. B. V Modell, VDI 2206) bislang nur begrenzt umgesetzt ist. Die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) ermöglicht ein frühes Testen von Steuerungssoftware, beruht jedoch bislang auf von Hand erstellten 1 D Signal Sequenzen, was einen fehleranfälligen, zeitintensiven Workflow erzeugt. Diese Vorgehensweise kann realistische Störsituationen kaum abbilden. Darunter fällt auch das Materialhandling, wenn es von idealisierten Fluss oder Transportannahmen abweicht.
Problemstellung
Die aktuelle Testfallgenerierung in der VIBN erfordert tiefes Expertenwissen. Die manuelle Erstellung jedes Testfalls ist zeitaufwändig, wodurch die Durchlaufzeiten und Kosten erheblich steigen. Testprotokolle werden manuell abgearbeitet und die Interaktion mit der Simulation erfolgt ausschließlich über abstrakte 1 D Signale. Es fehlt die Einbindung realer Bedienelemente wie das HMI, sodass das praxisnahe Fachwissen von Anlagenbedienern nicht effektiv in die Testfallgenerierung einfließt. Die reine 1 D Interaktion verhindert zudem dreidimensionale Aktionen (z. B. das Materialeinlegen oder das Auslösen von Lichtschranken), was die Testtiefe stark reduziert. Ohne die Möglichkeit, reale Interaktionen und komplexe Störsituationen in die virtuelle Umgebung zu integrieren, kann die frühe Validierung der Steuerungssoftware nicht umfassend erfolgen und bleibt risikobehaftet.
Zielsetzung/Ergebnisse
Das Projekt zielt darauf ab, eine Augmented Virtuality Methode zu entwickeln, bei der kritische reale Objekte, wie Hände und ein HMI Panel, mittels Kameratracking in eine virtuelle Produktionsumgebung eingebettet werden, sodass eine intuitive räumliche Interaktion möglich wird. Auf dieser Basis sollen Testfälle intuitiv, automatisiert und parametrisiert generiert werden, sodass ein einziger Nutzer Input eine Vielzahl von variabel konfigurierbaren Tests ermöglicht und damit die Testtiefe gegenüber dem aktuellen manuellen Ansatz signifikant erhöht wird. Darüber hinaus wird angestrebt, die Zeit für die Testfallerstellung deutlich zu reduzieren und bislang nur bei der realen Inbetriebnahme mögliche Szenarien (z. B. komplexe Störsituationen, 3 D Materialinteraktionen) bereits in der virtuellen Umgebung abzubilden. Die gesamte Methodik wird abschließend in einem Demonstrator validiert.
Ihr Ansprechpartner
Nico Brandt
M.Sc.Wissenschaftlicher Mitarbeiter "Virtuelle Methoden in der Produktionstechnik"