Hyperslice Visualization of Metamodels for Manufacturing Processes

 

In der zweiten Phase des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ wird die „Virtual Production Intelligence“ (VPI) -Plattform entwickelt. Dabei handelt es sich um ein ganzheitliches, integratives Konzept für die Unterstützung von kollaborativer Planung, Überwachung und Kontrolle von Kernprozessen innerhalb der Produktion und Produktentwicklung in verschiedenen Anwendungsfeldern. Im Rahmen der VPI wird eine Anwendung für die explorative Visualisierung von multidimensionalen Metamodelldaten entwickelt, die auf dem Konzept von Hyperslices basiert, welche mit einer 3D-Volumendarstellung verknüpft sind. Die Anwendung ist auf verschiedene Szenarien von multidimensionaler Datenanalyse anwendbar, allerdings ist der konkrete Anwendungsfall im derzeitigen Projekt das Finden optimaler Konfigurationsparameter für Laserschneidmaschinen im Kontext der Fabrikplanung.

  Grafische Darstellung des aktuellen Prototyps der Hyperslice-Analyse-Anwendung VR Group Der aktuelle Prototyp der Hyperslice-Analyse-Anwendung wird in der aixCAVE verwendet.

Es wurde ein Visualisierungs- und Interaktionskonzept entwickelt, das einfach zu erlernen ist und ein Verständnis von hochdimensionalen Daten auf verschiedene Arten vermittelt. Einerseits wird ein allgemeines Verständnis der Abhängigkeiten zwischen den Konfigurationsparametern vermittelt. Andererseits ist es möglich optimale Konfigurationsparameter für einen bestimmten Anwendungsfall auf schnelle, verlässliche und einfache Weise zu finden. Beides wird durch interaktive Navigation und Exploration des Datenraums ermöglicht, zudem durch Methoden unterstützt, die den Nutzer zu besonders interessanten Punkten führen, wie zum Beispiel wie zum Beispiel die Navigation über Trajektorien entlang der Gradienten des Datenfeldes, die den Nutzer zu den nächstgelegenen Extrema im Datenraum führt. Die zentrale Herausforderung für die Realisierung dieses Konzepts ist die große Menge von Daten, die visualisiert werden muss. Die Berechnungszeit für Schnitte durch den Datenraum wächst exponentiell mit der Anzahl der Dimensionen, wobei momentan Metamodelle mit sieben oder mehr Dimensionen von künftigen Nutzern erzeugt werden. Eine interaktive Darstellung kann nur durch progressives Rendering und fortschrittliche Parallelisierungskonzepte ermöglicht werden.

 

Weitere Informationen

  1. Gemeinschaftsarbeit innerhalb des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“
  2. Finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft