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VR im Engineering

Neue Freiheit im Automobildesign

10.10.2019
Mal eine Frontlampe schräger setzen oder neue Formen für Flächen finden – im virtuellen Entwicklungsraum erhalten Designer neue Möglichkeiten, ohne gleich ein Modell bauen zu müssen. Zum Einsatz kommt die VR-Technik bei Volke, einem renommierten Dienstleister für technische Fahrzeugentwicklung.

Wenn Mitarbeiter der Volke SE auf und ab gehen und mit ihren Armen in der Luft herumspielen oder auch mal kollektiv in die Hocke gehen, dann ist das nicht etwa Firmensport. Es ist virtuelle Fahrzeugentwicklung - mit der hauseigenen Lösung Cloudmodelling. "Cloudmodelling ist eine VR-Software, die das Modellieren und Designen im virtuellen Raum ermöglicht", erklärt Daniel Volke, Leiter Softwareentwicklung VR bei Volke. Volke Entwicklungsring SE entwickelt seit mehr als 50 Jahre Fahrzeugkonzepte von der ersten Idee bis zur Serienreife.

"Ich kann jetzt mit Kollegen in einer Datei diskutieren und arbeiten, jeder sieht die Änderungen des anderen live und kann mitdiskutieren.", Martin Werthes, Clay Modelleuer Interieur Design, Volkswagen AG.
"Ich kann jetzt mit Kollegen in einer Datei diskutieren und arbeiten, jeder sieht die Änderungen des anderen live und kann mitdiskutieren.", Martin Werthes, Clay Modelleuer Interieur Design, Volkswagen AG.
Foto: Volke, Nvidia

Interaktiv modellieren - im Maßstab 1:1

Einer, der mit Cloudmodelling arbeitet, ist Martin Werthes, Clay Modelleuer Interieur Design. Dazu setzt sich Werthes eine VR-Brille auf, die ihm einen virtuellen Raum simuliert, und nimmt zwei Controller in seine Hände. Mit diesen beiden zeichnet er Kanten in den Raum, zieht daraus Flächen auf und ordnet ihnen eine Oberfläche zu. Nach und nach entsteht das 3-D-Modell eines künftigen Fahrzeugs in voller Größe.

"Man kann in die Flächen des Modells eintauchen, um gewisse Blickwinkel zu erreichen, die so gar nicht möglich sind", berichtet Werthes. Anhand des Modells bekommen die Modelleure ein besseres Gefühl für die Proportionen und können leichter bewerten, ob Exterieur, Interieur und Rohbau stimmig sind. Die nötige Rechenpower für das Programm, das für die gleichzeitige Betrachtung der zahlreichen Komponenten hohe Datenlasten verarbeiten muss, liefern Dell Precision Hochleistungs-Workstations mit NVIDIA-Grafikkarten der neuesten Generation.

Gemeinsam im virtuellen Raum für das beste Design

Bei der Entwicklung von Fahrzeugen arbeiten Designer, Entwickler und Planer zusammen. Bis zu zehn Personen gleichzeitig können in Cloudmodelling dasselbe Modell inspizieren und bearbeiten - über Standorte hinweg. Denn die Software ist auch für Nutzer ohne CAD-Erfahrung intuitiv bedienbar. "Ich kann jetzt mit Kollegen in einer Datei diskutieren und arbeiten, jeder sieht die Änderungen des anderen live und kann mitdiskutieren", schildert Werthes. Jeder bringt sein Wissen in Ergonomie, Sicherheitstechnik oder in wirtschaftlichen Aspekten ein und das ermöglicht es dem Entwicklungsteam, die Modelle in einem frühen Stadium nach vielen Gesichtspunkten zu optimieren.

Spezielle VR-Rechner sichern die Performance

Mit einer Bildrate von 90 Frames pro Sekunde liefert Cloudmodelling ruckelfreie Bilder sowie flüssige Bildübergänge und bewahrt Nutzer vor der latenzbedingten Motion-Sickness. Die 90 FPS brauchen allerdings reichlich Grafik- und Rechenpower. Umso mehr, wenn die Bilder auch noch per Kamera in einen virtuellen Raum projiziert werden.

Deshalb betreibt die Volke SE ihre VR-Clientanwendung auf Dell Precision Workstations 7920 - Hochleistungsrechner, die speziell für VR ausgelegt sind und sich individuell tunen lassen. Die Volke-Rechner arbeiten mit CPUs und Grafikkarten der jüngsten Generation: jeweils ein Intel Xeon Prozessor und zwei Nvidia Quadro RTX 8000. Letztere sind über NVLink zusammengeschaltet, was ein fotorealistisches Rendering in Echtzeit ermöglicht.

Cleveres Add-on: Auf den Rechnern läuft auch die KI-basierte Software Dell Precision Optimizer. Sie überwacht die Systemauslastung, analysiert die Cloudmodelling-Nutzung mittels Machine-Learning und optimiert die Einstellungen der Hardware dynamisch. Das garantiert jederzeit bestmögliche Performance.

VR: ein Turbo für die Produktentstehung

Für Daniel Volke steht fest: "Die große Flexibilität der Precision-Workstations und die hohe Leistungsfähigkeit der Quadro-Grafikkarten macht performantes Arbeiten im virtuellen Raum überhaupt erst möglich."

Dieses VR-gestütztes Arbeiten bringt vielerlei Vorteile. Zum Beispiel müssen die Geometriedaten aus den Entwürfen der Designer nicht mehr per Hand in CAD-Programme übertragen werden. Die virtuell erzeugten Kurven und Flächen liefern nämlich schon Daten, die allgemeinen CAD-Standards entsprechen. Die Kollaboration im virtuellen Raum minimiert Reibungsverluste etwa zwischen Modellbau und Konstruktion. Konstruktions- oder fertigungstechnische Anforderungen lassen sich frühzeitig berücksichtigen, das erspart aufwändige Nacharbeiten.

Verändert hat sich auch die Arbeit von Werthes: "Man hat die Brille auf und nicht jeder kann von außen sehen, was man selber macht. Dadurch ist man bereit, einfach mal neue Dinge auszuprobieren, die man sich vorher vielleicht so nicht traut. Man ist mutiger, weitere Schritte zu gehen, andere Schritte zu gehen."

Alles in allem sorgt Cloudmodelling für eine schnellere, effizientere Fahrzeugentwicklung, was nicht nur der Volke SE zugutekommt. Auch die Auftraggeber des Wolfsburger Dienstleisters profitieren. Schnellere Ergebnisse in der Entwicklung verkürzen die Time-to-Market - das sorgt vielleicht für einen entscheidenden Marktvorsprung.

Leitfaden: Visualisierung im Virtual-Reality-Zeitalter - Foto: Dell

Leitfaden: Visualisierung im Virtual-Reality-Zeitalter

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