Kollisionsprüfung
100 Prozent abgesicherte virtuelle Prototypen
Die Kollisionsprüfung ist ein entscheidender Schritt in der Produktentwicklung, um sicherzustellen, dass verschiedene Bauteile oder Bauteilgruppen eines Produkts nicht unerwartet miteinander kollidieren oder sich überlappen. Die Überprüfung hilft dabei, potenzielle geometrische Probleme frühzeitig zu erkennen, die Produktqualität dadurch abzusichern und teure Fehler während des Entwicklungsprozesses zu vermeiden. Zu den technologischen Grundlagen der Kollisionsprüfung zählen unter anderem Spezial-Software und leistungsstarke Algorithmen, um die Kollisionsfreiheit von Teilen innerhalb eines Systems zu berechnen und potenzielle Konflikte zu identifizieren. Durch diese Analyse können Ingenieur:innen, Konstrukteur:innen und Designer:innen effektive Lösungen entwickeln, damit das Produkt später konfliktfrei und fehlerfrei zusammengebaut werden kann.
Qualität der virtuellen Prototypen verbessern, Entwicklungskosten senken
Die Integration von Clash Detection ermöglicht eine effiziente Prozessoptimierung, indem sicherstellt wird, dass Produkte pünktlich und innerhalb des Budgets geliefert werden. Diese Integration in bestehende Entwicklungsprozesse kann auf verschiedene Weise erfolgen. Zunächst ist es wichtig, die relevanten Teams und Mitarbeiter:innen über die Bedeutung und den operativen Mehrwert aufzuklären. Anschließend sollten spezifische Prozessschritte definiert werden, um die Kollisionsprüfungen in den Entwicklungs-Workflow zu integrieren, wie z.B. die Festlegung von Prüfzeitpunkten während der Entwicklung oder die Festlegung der Aufgaben im Team. Schlussendlich ist es wichtig, eine passende Software-Lösung wie Quality-Monitor zu implementieren.
Kollisionsprüfungen sind bereits in verschiedenen Branchen wie Automobil oder Luft- und Raumfahrt etabliert: Sie verfolgt dabei immer den Nutzen, unentdeckte Kollisionen oder Engstellen aufzudecken, damit das Produkt am Ende fehlerfrei zusammenpasst und notwendige Funktionsabstände, z.B. für Wärmeübertragung oder Bewegungen, nicht zu Problemen beim Betrieb führen.
Kollisionen berechnen, geometrische Konflikte vermeiden
Technologisches Know-how trifft auf Praxiserfahrung: Die invenio Virtual Technologies (invenio VT) sorgt mit ihren Lösungen im Bereich der Kollisionsprüfung bzw. Clash Detection für ein konfliktfreies virtuelles Produkt. Dabei werden alle Schnittstellen (Kontakte, Überschneidungen oder Abstandsverletzungen) zwischen den Bauteilen analysiert und auf Probleme untersucht. Neben der statischen bietet die invenio VT eine dynamische Kollisionsprüfung an, um Konflikte auch während Bewegungen schnell und zuverlässig zu ermitteln. In beiden Anwendungsfällen liegt der Fokus auf der Analyse von 3D-Daten und großen Datenmengen (Big Data).
Die führenden Algorithmen für Clash Detection von der invenio VT immer mit einer systemtechnischen Unterstützung verbunden, wie Quality-Monitor. Die Nachbarschaftssuche ermittelt dabei alle benachbarten Bauteile und identifiziert, welches Bauteil eine Beziehung mit einem anderen Bauteil eingeht. Die Vererbung stellt sicher, dass einmal bewertete Relationen, sofern sie sich nicht ändern, nicht nochmals vorgelegt werden.
Die Berechnungsergebnisse analysieren die Expert:innen und entscheiden gemeinsam mit den verantwortlichen Konstrukteur:innen auf Kundenseite, wie die geometrischen Konflikte behoben werden können. Am Ende steht ein kollisionsfreies Produkt, Abstände werden eingehalten und der aktuelle Reifegrad des Produkts wird tagesaktuell korrekt angezeigt. Die eigene Künstliche Intelligenz der invenio VT sorgt dabei für den entscheidenden Mehrwert.
Der entwicklungsbegleitende Prozess beinhaltet idealerweise vier relevante Bausteine:
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PDM-System: Ablage der zu bewertenden CAD-Daten – normalerweise durch den Auftraggeber – in einem PDM-System
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Geometrieprüfungs-Software (Quality-Monitor): direkter Zugriff auf die Daten (CAD und Struktur) sowie Berechnung der Relationen zwischen den Bauteilen
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Ergebnismanagement: logische und sinnvolle Anzeige der Relationen mit Dokumentation nach der Sichtprüfung
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Visualisierungswerkzeug: manuelle Sichtung, Bewertung und anschließende Dokumentation im Ergebnismanagement-Tool
Häufig gestellte Fragen zur Kollisionsprüfung und Clash Detection
Kollisionsprüfung bzw. Clash Detection ist ein Prozess, bei dem in der Produktentwicklung überprüft wird, ob verschiedene Bauteile eines virtuellen Modells miteinander in Konflikt stehen, z.B. durch Überschneidungen oder zu geringe Abstände.
Clash Detection ist entscheidend für die Qualitätssicherung in der Produktentwicklung. Letztendlich ermöglicht die Integration von Kollisionsprüfungen in den Entwicklungsprozess eine effektive Fehlererkennung und -behebung, was zu einer verbesserten Produktqualität, kürzeren Entwicklungszeiten und geringeren Kosten führt.
Sie findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter Automobil, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau oder Schiffbau.
Es gibt spezialisierte führende Softwarelösungen wie Quality-Monitor, die für Kollisionsprüfungen von großen Datenmengen in Kombination mit PDM-Systemen (Product Data Management) verwendet werden.
Die einzelnen CAD-Daten werden in einem PDM-System zum virtuellen Produkt aufgebaut, anschließend berechnet und analysiert die Geometrieprüfungs-Software die Daten und ermittelt Relationen bzw. potenzielle Problemstellen zwischen den Bauteilen. Die Ergebnisse werden dann durch Expert:innen ausgewertet und im Rahmen des Ergebnismanagements verfolgt.
Zu den größten Herausforderungen gehören die Handhabung großer Datenmengen bei komplexen Produkten, die effiziente Auswertung und die Vermeidung wiederkehrender Ergebnisse geometrischer Beziehungen. Das bedeutet, dass bereits durchgeführte Bewertungen den Anwender:innen nur dann wieder vorgelegt werden sollen, wenn sich an dem geometrischen Konflikt etwas verändert hat. Durch performante, intelligente Algorithmen bieten wir die passenden Lösungen und Antworten auf diese Herausforderungen, sprechen Sie uns gerne an.
Ja, der Prozess der Kollisionsprüfung kann automatisiert werden, insbesondere die Datenerfassung, Datenberechnung und Datenanalyse. Weit verbreitet ist immer noch die manuelle Überprüfung und Bewertung durch Expert:innen. Diese ist gerade bei großen Datenmengen oft sehr zeitaufwändig. Mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz kann der manuelle Aufwand deutlich reduziert werden.
Sie kann den Entwicklungszyklus beschleunigen, indem sie frühzeitig Fehler identifiziert und Korrekturen ermöglicht, was zu einer schnelleren Marktreife der Produkte beiträgt und die Kosten senkt.
Wird eine Kollision entdeckt, arbeiten Konstrukteur:innen und Ingenieur:innen zusammen, um eine Lösung zu finden, sei es durch Designänderungen oder Anpassungen in der Positionierung der betroffenen Bauteile.
Eine Live-Kollisionsprüfung überwacht ständig alle Konstruktionsänderungen und meldet sich, sobald ein Konflikt entsteht.
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