Große Baugruppe wird XR-fähig Mixed Reality mit Inventor Tools
Zum Jahresbeginn wurde die SparePartsplace Toolkit Enterprise Version von CAD Software Solutions bereitgestellt. Dieses vierte Bundle ist speziell dafür gemacht, große Baugruppen hochautomatisiert für den Einsatz in XR-Apps zu optimieren. Ebenso stellt de
Seit mehr als sechs Jahren beschäftigt sich CAD Software Solutions mit der Visualisierung von Inventor-CAD-Baugruppen in Web- und Mobile-Anwendungen. Zu Beginn als reine Browseranwendung konzipiert, wurde aber schnell erkannt, dass die Zukunft den Mobilgeräten gehört. CAD Software Solutions setzte 2013 als erstes Unternehmen darauf, für die Visualisierung von CAD-Daten die Unity3D Render Engine zu verwenden – und wurde von vielen dafür belächelt, da Unity3D damals als reine 3D-Spiele-Entwicklungsumgebung galt. Heute ist das anders: Unity3D hat sich als Standard für XR-Apps durchgesetzt. Was ursprünglich mit SparePartsPlace als reiner 3D-Ersatzteilkataloglösung begann, ist zu einer umfangreichen und leicht zu bedie
nenden Werkzeugsammlung für Web- und Cloud basierender Lösungen zur Visualisierung von CAD-Daten gereift. Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei auf eine einfache Bedienung, einen hohen Automatisierungsgrad und die Bereitstellung aller nötigen Komponenten für die Entwicklung eigener XR-, Web-, Mobile- und HoloLens-Apps.
Große Datenmengen, große Probleme
Selbst wenn heutige Mobilgeräte über wesentlich mehr Speicher verfügen als noch vor wenigen Jahren, so ist die Darstellung von großen CAD-Baugruppen auch heute noch eine Herausforderung. Wenn es um reines Marketing geht, dann werden Baugruppen oft stark vereinfacht nach- oder neumodelliert. CAD Software Solutions setzt aber auf rein technische Anwendungen: Hier sind weniger die schönen Bildchen gefragt, dafür wird die Vollständigkeit großer Baugruppen, optisch getreue Darstellung sowie eine gute Detailtiefe gefordert. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, entwickelte das Unternehmen diverse Strategien zur Vereinfachung der Geometrien in Bezug auf Ausführung, Qualität der Meshes, Materialien und Farben, Download oder Visualisierung auf den Endgeräten.
Die Größe eine Baugruppe, also die Anzahl der Einzelteile und deren Komplexität, entscheidet darüber, ob überhaupt oder wie gut oder weniger gut sie sich visualisieren und in XR-Apps darstellen lässt. Auch wenn manuelle Eingriffsmöglichkeiten bestehen, kann es aufwändig und äußerst schwierig werden, komplexe Geometrien soweit zu vereinfachen, dass daraus XRfähige Daten entstehen.
100 Prozent Inventor Integration
Das SPP-Toolkit ist eine vollständige Integration in Autodesk Inventor, erhältlich in vier Bundles:
Basic als Mietlizenz: Baugruppen bis max. 300 Bauteile
Advanced als Mietlizenz: Baugruppen bis 500 Bauteile, inkl. Baugruppenhierarchie Professional als Volllizenz: Baugruppen bis 3.000 Bauteile, inkl. Baugruppenhierarchie, Baugruppen- und Mesh-Optimierungen Enterprise als Volllizenz: Baugruppen in unlimitierter Größe, mit Baugruppenhierarchie , flexiblen Baugruppen- und MeshOptimierungen, Multi-Core-Unterstützung
Das Endprodukt ist das SPP-eigene, binäre Datenformat der Geometrien. Auch Meta-Informationen wie maximale Größe, Gewicht, Benennung, Artikelnummer werden immer mit ausgegeben. Weiter unterstützt SPP auch Inventor-spezifische Bau● ● ● ●
gruppentypen wie Harness- sowie Schweißund Tube & Pipe-Baugruppen, die wahlweise als gewöhnliche Baugruppe oder als Einzelteil ausgegeben werden können. Sämtliche Bundles enthalten den SPP-Viewer sowie das Unity3D-Package. Das ist ein entscheidendes Merkmal: SPP deckt die gesamte Kette von den realen CAD-Konstruktionsdaten bis hin zur einsatzfertigen AR/VR/XR-App ab.
Höchstmögliche Automatisierung
Die Übernahme bestehender Mesh-Daten aus dem CAD hat den Vorteil der schnellen Verfügbarkeit auf seiner Seite. Allerdings wiegen die Nachteile schwer: die Datenmengen von großen Baugruppen sind zu umfangreich für Transfer und Visualisierung auf Mobilgeräten und in XR-Apps. MeshReducer haben den Nachteil, dass sie entweder mit viel manuellem Aufwand verbunden sind oder aber kleine Bauteile im Verhältnis zu großen zu stark reduzieren. Einzelne Geometrien sind oft kaum wieder zu erkennen.
SPP fährt hier eine andere Strategie: die optimale Datenaufbereitung für Web- und XR-Apps wird durch den maximalen Automatisierungsgrad von SPP erreicht und mittels ausgeklügelter Strategien und Algorithmen für die dynamische Neuberechnung der Meshes perfektioniert. Die Qualität der Meshes und der Detaillierungsgrad von Unterbaugruppen werden dynamisch angepasst. Dasselbe gilt für Bauteile innerhalb einer Unter-Baugruppe: kleinere Bauteile werden genauer dargestellt als größere. Mit zunehmender Tiefe der Baugruppen-Hierarchie nimmt somit die optische Qualität der dargestellten Objekte zu. Ebenso wird nicht prophylaktisch gleich alles geladen, sondern es werden nur wirklich benötigte Objekte geladen oder auf Verlangen nachgeladen, wenn sich der Anwender für bestimmte Details oder Baugruppen interessiert.
Es wird an dieser Stelle nur ein Teil der mehrere Schritte umfassenden Umwandlung der CAD-Daten erwähnt, die zu mehreren Patentanmeldungen gehören.
Vom CAD Modell zur Unity3D-App
Die Unity3D-Entwicklungsumgebung ist ein komplexes und umfangreiches Entwicklungs-Tool für 3D-Apps. Dies mag manche davon abhalten, sich an das Thema technische Web- und Mobile-App heran zu wagen. Diesem Umstand trägt CAD Software Solutions Rechnung: Jedes SPP Bundle enthält das SPP Unity3D-Package. Durch den hohen Automatisierungsgrad und die ausgeklügelten SPP-Werkzeuge ist jeder in der Lage, seine erste eigene und lauffähige App von einer Baugruppe mit mehreren 100 Einzelteilen in wenigen Minuten zu kreieren. Als Beispiel das Autodesk Modell des Boxermotors mit insgesamt 845 Bauteilen und Baugruppen: Die Aufbereitung des CAD-Modells mit SPP Enterprise benötigt sieben Minuten und 41 Sekunden auf einem CAD-Notebook (zwei physische/acht logische Prozessoren, i7-Prozessor, 32 GByte RAM, SSD). Mit SPP Professional sind die identischen Daten in rund 15 Minuten erstellt. (Zum Vergleich: das Modell der Kunststoffmaschine mit rund 11.500 Einzelteilen auf derselben Hardware benötigt drei Stunden und zwei Minuten) Das geschieht alles vollautomatisiert, also ohne die Notwendigkeit von Interaktionen durch Mitarbeiter während des Aufbereitungsprozesses.
Im nächsten Schritt wird in der Unity3DEntwicklungsumgebung ein neues Projekt erstellt und das SPP-Package geladen. Mittels Drag & Drop stellt sich der Anwender alle für seine App nötigen Leistungsmerkmale und Funktionen zusammen.
Das SPP-Unity3D-Package bietet eine Sammlung funktionsorientierter, einfach einzusetzender Unity-Objekte wie Zugangsberechtigung, Modelllader, Download-Manager und Basiskamera an. Das Erstellen einer einfachen Szene zum Laden und Anzeigen eines Online-Modells benötigt weniger als eine Minute. Fünf Demoszenen zeigen alle wichtigen Schritte zur Realisierung einer eigenen Anwendung, egal ob AR, VR oder XR. Informationsobjekte liefern alle benötigten Daten zu den verfügbaren Modellen und innerhalb der Modelle alle verfügbaren Meta-Informationen an. Der SPP-Viewer ermöglicht es, Modelle von einem Server auch lokal zu speichern. Diese Modelle lassen sich in Unity3D importieren und können somit auch direkt innerhalb einer Unity3DAnwendung bereit gestellt werden.
Edward Martin, Senior Technical Product Manager Manufacturing bei Unity Technologies, bringt es auf den Punkt: „The SPP plugin for Unity provides a way for individuals to quickly create XR apps in Unity from Autodesk Inventor design data, without needing expertise in Unity3D development. This application is an example of the extensibility of the Unity platform to address practical applications in the manufacturing industry.” ( ■