Dipl.-Ing. Michael Grafe

Dipl.-Ing. Michael Grafe studierte Maschinenbau an der TU Clausthal. Er ist seit 1996 Oberingenieur am Lehrstuhl für Produktentstehung und Geschäftsführer des Heinz Nixdorf Instituts der Universität Paderborn. Dort koordiniert er die Forschungsarbeiten im Bereich »Virtual Engineering« und ist maßgeblich am Aufbau des Forschungsschwerpunkts »Virtual Prototyping und Simulation« des Heinz Nixdorf Instituts beteiligt. Seit April 2011 ist er als Geschäftsführer in der Leitung der Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik tätig.

Statement M. Grafe zur Themenlounge "Augmented Reality: Innovative Lösungsansätze für komplexe Zusammenhänge"

Der Wohlstand unserer Gesellschaft wird zukünftig maßgeblich davon abhängen, ob es uns auch weiterhin gelingt wird, innovative Produkte zu entwickeln und diese mit Erfolg am Weltmarkt zu verkaufen. Derzeit  gelingt uns dies in Deutschland sehr  gut, denn die ganze Welt kauft unsere HighTech-Maschinen, -Fahrzeuge oder -Konsumgüter.

Innovative HighTech-Produkte werden zukünftig weit mehr noch als bisher auf dem intensiven Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Softwaretechnik beruhen. Es werden intelligente mechatronische Systeme (Cyber-Physical Systems)  sein,  die aufgrund ihrer Sensorik und Aktorik sowie ihrer Fähigkeit zur Vernetzung und Kommunikation mit anderen den Benutzern einen erheblichen Mehrwert bieten werden.

Die Entwicklung derartiger Systeme stellt die Entwickler vor große Herausforderungen: Ingenieure und Informatiker müssen die komplexen Zusammenhänge disziplinenübergreifend erkennen und verstehen. Herkömmliche Entwicklungsmethoden und Werkzeuge reichen dafür nicht aus, zumal sie ausschließlich die Anforderungen der jeweiligen Fachdisziplinen angepasst sind.

Das Heinz Nixdorf Institut erarbeitet daher eine neue Schule des Entwurfs technischer Systeme. Diese umfasst Vorgehensmodelle, Spezifikations- und Modellierungstechniken, dedizierte Methoden und IT-Werkzeuge zur Synthese und Analyse sowie Aus- und Weiterbildungsprogramme. Augmented Reality ist dabei eine Technologie, die den Entwicklern hilft, die komplexen Zusammenhänge in einem mechatronischen System schneller und besser zu verstehen. Das sogenannte "Augmented Prototyping" ermöglicht die gemeinsame Analyse von realen und virtuellen mechatronischen Systemkomponenten.

So wird z.B. das Verhalten einer Gruppe von Miniaturrobotern verständlich, wenn die aktuellen Sensordaten und deren Interpretation durch die Steuerungssoftware direkt am Gerät visualisiert werden. Im Fahrzeugbau können z.B.  durch die AR-basierte Überlagerung eine schnelle Absicherung von Designvarianten erfolgen. Ziel der Arbeiten ist, mit AR die Entwicklungszeiten erheblich zu verkürzen und die Anzahl von Prototypen und Versuchsmustern zu reduzieren.

Das Heinz Nixdorf Institut in Paderborn arbeitet seit mehr als 10 Jahren an der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen auf Basis der Technologie Augmented Reality. Beispielhafte Projekte in diesem Kontext sind:

- ARPDA - ein mobiler digitaler Assistent für AR-Inhalte
- Mobile AR-Versuchsplattform für die Fahrzeugentwicklung
- Wear IT@work
- Sonderforschungsbereich 614 "Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus" , Teilprojekt B3 "Virtual Prototyping"