Pictures of the Future    Herbst 2007

Der Reality-Check

Virtuelle Perfektion: Eine Firma, die sich auf die Herstellung virtueller Prototypen und Produktionsprozesse spezialisiert hat, soll einen Autositz entwerfen, der sich gleichzeitig als Fahrzeug für Behinderte einsetzen lässt. In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden und den Zulieferern entwirft und testet ein Team von Ingenieuren das Produkt und dessen Fertigung in der virtuellen Welt – bis es in der Realität umgesetzt werden kann

Wenn Sie ihren Wunsch beschreiben können, können wir ihn auch konstruieren." So lautet unser Motto. Wir sind ein mittelständisches Unternehmen, das sich auf die industrielle Simulation spezialisiert hat. Lassen Sie mich ein Beispiel nennen: Vor zwei Monaten kontaktierte uns ein großer Automobilhersteller mit einem Wunsch, der auch uns erst einmal schlucken ließ. Wir sollten einen automatischen Autositz entwerfen, der sich mitsamt seinem Nutzer vom Fahrzeug lösen und durch ein Einkaufszentrum oder auch ein Flughafengebäude fahren kann. Er sollte per Sprachbefehl oder Joystick bedienbar und bis zu 16 km/h schnell sein – sowie bei Bedarf eigenständig zu seinem Basisfahrzeug zurückkehren oder alleine Aufträge ausführen können. Zeitrahmen: 60 Tage für einen produktionsfähigen virtuellen Prototypen.

Mein Chef beauftragte mich mit der Projektleitung. Die meisten meiner Ingenieure waren gerade unterwegs – Dubai, Paris, Kuala Lumpur – aber das ist ja heute kein Problem mehr. Ich stellte ein Team aus Spezialisten zusammen und bat sie, sich umgehend mit der neuen Datei vertraut zu machen, die ich in unserer Online-Projektdatenbank angelegt hatte – getauft hatte ich sie "XtraSit". Darin waren sämtliche Spezifikationen des Kunden und interaktive 3D-Modelle der betreffenden Autos hinterlegt.

Kaum war die Datei aktiviert, begann auch schon ein Programm, alle Datenbanken unserer Zulieferer nach geeigneten Komponenten zu durchsuchen: Sich selbst aufblasende Leuchtreifen, elektronische Keilbremsen und vieles mehr. In Minutenschnelle war eine Liste mit potenziell geeigneten Bauteilen zusammengestellt. Sie enthielt auch alle Spezifikationen, Preise und Verfügbarkeiten sowie interaktive 3D-Modelle. Diese Information stand allen weltweit sofort zur Verfügung – über sichere Datenverbindungen, versteht sich.

Die Design-Aufgaben wurden wie üblich aufgeteilt. Maschinenbau-Ingenieure, Elektrotechniker und Software- und Automatisierungsspezialisten waren ebenso mit von der Partie wie Produktionsplaner. Als die Konstruktion Gestalt annahm, integrierte ein Mechatronikprogramm die Daten unserer Spezialisten zu einem ganzheitlichen Funktionsmodell. Wurden etwa einige Zeilen der Software geändert, so konnten die Mechanik- und Elektronik-Fachleute die Auswirkung auf ihre Arbeit direkt verfolgen.

Vieles war ganz einfach. Die Komponenten für Video- und Bildverarbeitungstechnik, Radar und Navigation sind weltweit Standard für jeden modernen Supermarkt-Einkaufswagen. Warum soll man auch so einen Wagen schieben, wenn er genauso gut selbstständig hinter einem herfahren kann? Doch auf Flughäfen ist es viel komplizierter – der Kunde wollte, dass XtraSit seinen Nutzer problemlos durch alle Sicherheitskontrollen transportieren kann. Der Sitz musste also für die verwendeten elektromagnetischen Wellen transparent sein – was wiederum hieß, dass wir ihn aus Biokunststoffen konstruieren müssten. Der Umweltfreundlichkeit wäre damit auch Genüge getan.

Noch während wir am Design des Sitzes feilten, erzeugte eine andere Software bereits ein erstes Modell für einen geeigneten Produktionsprozess. Auf ihren Displays konnten meine Ingenieure digitale 3D-Modelle von Roboterarmen und Schweißpistolen aufrufen und miteinander verbinden. Die Produktionsplaner überwachten das Ganze und verglichen die Vorschläge des Programms mit den verschiedenen Anforderungen und Kenngrößen für die Fabrikation, die Zeitplanung, die Kosten sowie für Service und Wartung – also den ganzen Produktlebenszyklus. Spezialprogramme halfen, die am besten geeigneten Maschinen und die Steuerungs-Software auszuwählen.

Auch die Hersteller der Produktionsmaschinen und die Zulieferer wurden mit eingebunden. Ob es um die Spezialdüsen ging, die selbstreinigende Beschichtungen aufbringen sollten oder um die optischen Analysen der Oberflächen oder die Audioanalysen des Minimotors – jede Firma optimierte ihre Teile oder ihre Software. Dazu klinkten sie sich in unsere Zentraldatei ein, führten Simulationen durch und verbesserten die Daten so lange wie nötig. Zudem wurde jedes Teil hinsichtlich seiner Recyclingfähigkeit optimiert, und jede Änderung wurde automatisch dokumentiert.

Nichts blieb dem Zufall überlassen. Und nach 60 Tagen war der virtuelle Prototyp von XtraSit samt Fertigungsprozess und Lieferkette bereit für die finale Simulation. Bis ins kleinste Detail glich er dem späteren Produkt.

Der Projektleiter des Kunden, ein smarter Geschäftsmann namens Carson, der von Anfang an in den Entwicklungsprozess mit einbezogen worden war, besuchte uns – virtuell natürlich. Er wollte sich auf unserer "Walk-in Website" informieren. Das ist eine speziell entwickelte digitale Welt zum Testen von Prototypen, wo mit Hilfe interaktiver 3D-Software die neuen Produkte in einer simulierten Umgebung täuschend echt ausprobiert werden können.

"Vor Ort" nahm Carson den Sitz unter die Lupe. Er testete ihn in einem der Spitzenfahrzeuge seines Unternehmens. Er lief virtuell an der Produktionslinie entlang und beobachtete die schnellen Bewegungen der Roboterarme. Er hörte das Summen der Förderbänder und das Klicken der Bauteile, die von Avataren in der Ferne zusammengesteckt wurden. Als er neben einer mächtigen Presse stehen blieb, lehnte sich Carson an den Sicherheitszaun – nur einen Moment, bevor die Maschine mit einem Zischgeräusch nach unten schoss und ein paar Metallsplitter durch die Halle flogen. "Au!", rief er erschrocken und blickte auf seinen Zeigefinger, auf dem sich ein Blutstropfen bildete. "Wirklich erstaunlich realistisch", murmelte Carson – und selbst über tausend Kilometer Entfernung konnte ich mir lebhaft vorstellen, wie bleich er in Wirklichkeit geworden war. "Sehr realistisch, nicht wahr?" sagte ich und schmunzelte über den kleinen Gag, den unsere Software-Ingenieure hier eingebaut hatten.
                                                                                                               Arthur F. Pease