Das Ablaufmodell für die Montageplanung zeigt die Verbindung zwischen dem her-kömmlichen Montageplanungsprozess und einem unterstützenden VR-Prozess. Es dient dazu, Anwendungsfälle zu kategorisieren (Abschnitt 3.3.1) und den Planungsablauf zu verdeutlichen (vgl. Abschnitt 3.3.2). Die identifizierten Planungsfunktionen bilden die Grundlage, um die Methoden für die Montageplanung abzuleiten.
3.3.1 Anwendungskategorien der Montageplanung
Bei vielen Produkten verursacht die Montage den überwiegenden Teil der Herstell-kosten, obwohl die Kostenverantwortung hauptsächlich in der Konstruktion liegt. Lotter et al. weisen außerdem darauf hin, dass die Montage aufgrund ihrer Lage am Ende des Auftragsdurchlaufes das Sammelbecken aller Fehler der vorherigen Produktentste-hungsphasen darstellt [vgl. Lotter 2006, S. 5 und S. 24].
Die Montageplanung ist das Bindeglied zwischen der Konstruktion und der Montage.
nes neuen Produktes [vgl. Bullinger 1986, S. 52]. Dies ist sinnvoll, um die Montage durch eine montagegerechte Produktgestaltung zu vereinfachen und die Montagezeit zu minimieren [vgl. Lotter 2006, S. 7]. Ein Mitwirken bei der montagegerechten Produkt-gestaltung kann allerdings nur bei noch nicht abgeschlossenen Konstruktionsumfängen erfolgen. Für die Montageplanung ist daher eine phasenübergreifende Zusammenarbeit mit der Produktentwicklung erforderlich [vgl. Lindemann 2005, S. 18]. Nedeß et al. se-hen Einsatzpotenziale von VR für die Montageplanung zwiscse-hen der Detailkonstruktion und der Montage [vgl. Nedeß 2009b, S. 22] und verstärken die Forderung von Jonas nach einer Parallelisierung von Konstruktion und Montageplanung [vgl. Jonas 2000, S.
15].
Eine enge Verzahnung der Prozessphasen muss sich daher in einem Ablaufmodell wi-derspiegeln, das mithilfe von VT den Produktentstehungsprozess durchgängig unter-stützt. Da es sich bei den betrachteten Unikaten um komplexe Produkte mit zumeist langer Projektlaufzeit handelt, wird versucht, die Produktentstehungszeit durch Simul-taneous Engineering zu minimieren (vgl. Abschnitt 2.1.3). Bei diesem Vorgehen über-lappen sich die einzelnen Prozessphasen und es sind Rücksprünge in vorherige Phasen als Korrekturschleifen zulässig. Das Projektmanagement muss diese Überlappung ex-plizit berücksichtigen [vgl. Holzbaur 2007, S. 155]. Die Konsequenz für den VT-Einsatz ist, dass sich Vorbereitungszeiten verkürzen sowie Untersuchungsziele zum Teil unvor-hersehbar sind. Daher sind übergeordnete Anwendungskategorien herzuleiten, die für die auftretenden Anwendungsfälle den Einsatzrahmen der VT in der jeweiligen Pro-zessphase festlegen (vgl. Abbildung 3.3).
Aus den vier Prozessphasen ergeben sich für die Verwendung von VT vier
Die Konstruktionsabsicherung dient dazu, konstruktionsbedingte Kollisionen zwischen Bauteilen frühzeitig zu erkennen. Sie kann weiterführend auch Montagevorgänge absi-chern, indem der Planer den Montagepfad auf Kollisionen überprüft. Zusätzlich zu ei-nem Absicherungsauftrag benötigt der Planer dann einen Montageplan.
Neuplanung
Bei einer Neuplanung ist noch kein Montageplan vorhanden. Stattdessen ist ein Pla-nungsauftrag für die VR-Session notwendig, der die durchzuführende Aufgabe be-schreibt. Dieser ist auch bei einer Umplanung hilfreich, um Rahmenbedingungen inner-halb der virtuellen Umgebung festzulegen.
Umplanung
Bei einer Umplanung ist die vorhandene Planung in Form des Montageplans in der VR-Session darzustellen. Sollte es bspw. während der Fertigung/Beschaffung aufgrund ei-nes Lieferengpasses zu einer Planänderung kommen, kann durch Angabe der Termin-abweichung eine Umplanung bspw. in VR stattfinden. Die ursprüngliche Montagerei-henfolge dient dabei als Ausgangspunkt.
Unterstützung
Darüber hinaus können VT den Werker auch bei der Montage unterstützen. Dazu ist der vorhandene digitale Montageplan mit dem Geometriemodell in geeigneter Form darzu-stellen.
Der Einsatzzweck legt die notwendigen Daten und erforderlichen Werkzeuge fest, die je nach Anwendungskategorie variieren können. Unabhängig von der Anwendungskatego-rie benötigt der Anwender jeweils GeometAnwendungskatego-riedaten. Das Ergebnis ist eine abgesicherte Konstruktion, ein abgesicherter Plan oder eine unterstützte Montage. Tabelle 3.5 fasst
die Input-Elemente der Datenbereitstellung und die Output-Elemente des Untersu-chungsergebnisses in Abhängigkeit vom Anwendungsfall zusammen:
Tabelle 3.5: Datenbereitstellung und Untersuchungsergebnis je Anwendungskategorie Anwendung Eingangsdaten Untersuchungsergebnis
Absicherung
Planungsauftrag neuer abgesicherter Plan Umplanung
Montageplan Ausführung des Plans
3.3.2 Planungsablauf
Der allgemeine VR-Prozess beschreibt das grundsätzliche Vorgehen für die Durchfüh-rung einer VR-Untersuchung (vgl. Abschnitt 2.3.1). Dies erfolgt unabhängig vom An-wendungsfall. Ziel dieses Abschnittes ist es, die Sicht des Nutzers, in diesem Fall die des Montageplaners, zu berücksichtigen, um daraus die benötigten Unterstützungsfunk-tionen abzuleiten.
Der Planungsprozess beginnt mit einem Planungsanstoß (vgl. Abbildung 3.4). Der An-wender entscheidet, ob er die erforderliche Neuplanung konventionell oder unter Ver-wendung von VR durchführen möchte. Beim konventionellen Prozess erstellt er einen Montageplan und prüft diesen mit den vorhandenen Hilfsmitteln. Ist der Plan in Ord-nung, endet der Planungsprozess mit der Planungsausführung. Weist er Mängel auf, ist eine weitere Planungsiteration notwendig.
Soll die Planung mit VR stattfinden, ist zunächst die Sessionart festzulegen. Unabhän-gig davon, ob es sich um eine Neu- oder Umplanung handelt, löst der Übergang vom konventionellen Planungsprozess in den VR-Prozess eine Session-Vorbereitung aus.
Sobald der Montageplan vorliegt, betrachtet ihn der Anwender in der VR-Umgebung.
Anschließend bewertet er den Montageplan, indem er bspw. die Montagereihenfolge auf Kollisionen prüft. Stellt der Anwender ein Problem fest, ist eine Umplanung
erforder-der Betrachtung erforder-der modifizierten Situation von neuem beginnt. Ist erforder-der Montageplan in Ordnung, wird der in VR erstellte bzw. geänderte Montageplan an den Planungsprozess zurückgesendet und der VR-Prozess endet.
Abbildung 3.4: Planungsprozess mit VR-Unterstützung
Das Ablaufmodell verdeutlicht, dass der Planungsprozess und der VR-Prozess den Montageplan austauschen müssen. Das Format muss daher für beide Seiten interpretier-bar sein und eventuell vorgenommene Änderungen enthalten, da Iterationen im Pla-nungsprozess möglich sind. Der Planer kann bspw. einen klassisch erstellten Plan mit VR absichern, ein Problem feststellen, das Ergebnis zurück an den konventionellen Pla-nungsprozess übergeben, dort umplanen und die angepasste Planung wieder in VR absi-chern.
Der VR-Prozess beinhaltet aus Sicht des Montageplaners drei wesentliche Schritte. Die Art und das Ziel einer Untersuchung bestimmen dabei die erforderlichen Funktionen und Daten. Abbildung 3.4 veranschaulicht dies mit den Komplexitätsebenen für jeden der drei Schritte.
Betrachten
Der Anwender betrachtet den Montageplan in der virtuellen Umgebung. Dazu ist das Produkt mit den Informationen des Montageplans darzustellen und die Szene entspre-chend aufzubereiten. Die Anzeige einer Montagereihenfolge kann dabei je nach Komp-lexitätsebene unterschiedlich sein. Mögliche Stufen sind bspw. eine Reihenfolgetabelle, schrittweises Einblenden der Geometrien oder animierte Montagepfade.
Bewerten
Dieser Schritt kann unterschiedlich komplexe Aufgaben umfassen. Für ein Review ist bspw. eine Aussage über die Montierbarkeit zu treffen. Sind bei einer Neu- oder Um-planung mehrere Alternativen erzeugt worden, kann eine Bewertung der Varianten not-wendig sein.
Ändern
Das Ändern eines Montageplans umfasst das Einfügen eines Kommentars, die Verände-rung der Montagereihenfolge oder die Neuanordnung von Montagehilfsmitteln. Der Zugriff auf die Planungsfunktionen erfolgt über die Manipulationsfunktionen in der VR-Umgebung.