KEM Konstruktion 11.2019

TRENDS
PERSPEKTIVEN
Bild: Rolls-Royce
Um eine Situation, die verschiedene Abteilungen betrifft, gemeinsam betrachten zu können, nutzen Rolls-Royce-Ingenieure eine VR-Cave
Rolls-Royce – in Sachen Digitalisierung bereits weit fortgeschritten
Digitale Pioniere
Am Rolls-Royce-Standort Dahlewitz, eine halbe Stunde südlich von Berlin, hat die Zukunft schon
begonnen: Viele Trends wie etwa Virtual Reality (VR) oder Augmented Reality (AR) sind hier bereits im
praktischen Alltag der Ingenieure angekommen. Predictive Maintenance, unterstützt per Machine
Learning, ist ebenfalls schon in Reichweite.
Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der KEM Konstruktion
In einem VR-Raum, der ganze Triebwerke raumfüllend in 3D darstellen
kann, treffen sich bei Rolls-Royce Spezialisten aus unterschiedlichen
Fachbereichen, um etwa Änderungen zusammen zu
besprechen. Benötigt die Hydraulikabteilung etwas mehr Platz für
eine zusätzliche Leitung, schaut sie zusammen mit anderen Disziplinen,
wo man diesen schaffen könnte. Die Bewilligung des Raums
gab die Geschäftsführung frei, als man Studien vorlegte, die zeigen,
dass in VR-Umgebungen das Erfassen von Zusammenhängen wesentlich
schneller abläuft: „Am Monitor werden bis zu 40 % der
Details nicht schnell genug wahrgenommen, in einer immersiven
3D-Umgebung dagegen nur 10 %“, erklärt Marius Swoboda, Head of
Engineering Science and Capability bei Rolls-Royce. Mit den Steuergeräten
in der Hand können die Ingenieure ein im Maßstab 1:1 dargestelltes
Triebwerk wie eine Zwiebel Schicht für Schicht auseinandernehmen
oder nur für sie relevante Elemente anzeigen lassen. Da
ihre Position im Raum selbst durch ihre 3D-Brille erkannt wird, passt
sich der Blickwinkel automatisch an, etwa wenn man in die Knie
geht, um ein Bauteil weiter unten zu begutachten.
Zudem wird in der zusammen mit der TU Cottbus entwickelten VR-
Cave die Planung der Arbeitsplätze – bis zu ganzen Hallen – und der
entsprechenden Montageschritte überprüft, bevor ein Triebwerk in
Serie gebaut wird. Denn so eliminiert man eventuelle Schwierigkeiten
schon im Vorfeld – bevor sie in der Realität auftreten.
Vielseitige Simulationsmöglichkeiten
Ganz am Anfang des Entwicklungsprozesses steht aber das Design
des Kerntriebwerks: „Wir entwickeln nicht in jedem Fall ein komplett
neues Triebwerk, sondern bauen auf unseren bisherigen Erfahrungen
auf und bieten den Kunden für ihre Ansprüche optimierte
Varianten an“, sagt Uwe Minkus, Head of Systems Design. Dabei
werden vorgegebene Parameter wie Gewicht, Lärm, Preis, Treibstoffverbrauch
oder die maximal mögliche Flugstrecke berücksichtigt.
Die Optimierung erfolgt mit Hilfe eines komplexen Algorithmus,
der quasi mit den Maßen des vorausgewählten Typs spielt und so
eine Vielzahl möglicher Designs errechnet. Das erste Ergebnis hat
er in fünf Minuten parat. „Wir lassen uns in ein bis zwei Tagen bis zu
2500 Entwürfe generieren, zu jedem gibt es dann automatisch eine
erste CAD-Zeichnung. Die Auswertung nehmen wir aber über
Diagramme vor, in denen wir die Entwürfe mit den vielversprechendsten,
vom Kunden als wichtig angesehenen Parametern –
Lärm, Verbrauch usw. – vergleichen. Würden diese Daten manuell
erstellt, ergäben sie etwa 1000 gedruckte Seiten“, verdeutlicht
Minkus die Zeitersparnis des Entwurfsalgorithmus. In der Praxis bedeutet
das dann, dass ein neues Triebwerk einem bereits bestehenden
zu 90 % gleicht, aber beispielsweise durch eine höhere Kerntemperatur
und die dementsprechend geänderte Kühlung die favorisierten
Werte erreicht.
Um die entstehenden großen Datenmengen für die Produktentwickler
zugänglicher zu machen, setzt das Unternehmen auf eine
spezifisch neu entwickelte App. Mit ihr können die Mitarbeiter in
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