EES 2013 - Energy EcoSystems 2013: Leipzig, Germany, 23 - 24 September 2013; proceedings

Im Kontext der Energiewende durchlebt die Energiewirtschaft in Deutschland gegenwärtig einen tiefgreifenden Strukturwandel. Der Trend zur Fragmentierung und Dezentralisierung von Marktteilnehmern wird sich in den nächsten Jahren fortsetzen und weiter beschleunigen. Die Komplexität des Energiesystems wird weiter steigen. Gleichzeitig ergeben sich im Zuge dieser Entwicklung für energiewirtschaftliche Akteure (Erzeuger, Verbraucher, Netze, Energiemärkte und IuK-Technologien) vielfältige wirtschaftliche Herausforderungen und Entwicklungsperspektiven. Das Konzept 'Ecosystems' eröffnet innovative Perspektiven auf die zu erwartenden energiewirtschaftlichen Entwicklungen. Es strukturiert das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Akteure und Teilsysteme mit der Zielsetzung, das Gesamtsystem sicherer, effizienter und umweltverträglicher zu gestalten. Im Fokus der Energy EcoSystems Conference 2013 stehen hierbei vier Betrachtungsebenen – die physikalische Ebene, die IKT-Ebene, die ökonomische Ebene und die soziokulturelle Ebene – sowie deren ebenenübergreifenden Wechselwirkungen. Mit den Sessions 'Energy EcoSystems heute und morgen', 'Technische Informationsbedarfe im Energy EcoSystem', 'Vermarktung und Verbrauch im Energy EcoSystem\\\', \\\'Erneuerbare Energien im Energy EcoSystem', 'Innovationen im Energy EcoSystem' und 'Quo vadis Energy EcoSystems?' liegen die Schwerpunkte der Konferenz in der Systemintegration von Erneuerbare-Energie-Anlagen, der Flexibilisierung des Verbrauchs auf physikalischer und ökonomischer Ebene, der Standardisierung von Datenformaten und Kommunikationsprotokollen, der Umsetzung steigender informationstechnischer Anforderungen sowie in Ansätzen zur Optimierung des Gesamtsystems. Dieser Tagungsband beinhaltet die wissenschaftlichen Beiträge der Scientific Tracks sowie ausgewählte Präsentationen der Industrie Tracks der Konferenz. Dr. Gerd Arnold, Dr. Stefan Kühne, Johannes Schmidt und Dr. Andrej Werner – das Konferenzkomitee – danken den Teilnehmern für die hochwertigen wissenschaftlichen sowie praxisrelevanten Beiträge und Diskussionen. Weiterhin möchte sich das Konferenzkomitee bei den Projektförderern Sächsische Aufbaubank (SAB), Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) bedanken, welche durch unterschiedliche Förderprogramme die anstehenden Herausforderungen in der Energiewirtschaft und die Entwicklung hin zu einer erfolgreichen und exportierbaren Energiewende unterstützen. Besonderer Dank gilt den Sponsoren perdata Gesellschaft für Informationsverarbeitung mbH und GETEC net AG, durch deren Unterstützung viele Teilnehmer ihre Ergebnisse und Erkenntnisse auf der EcoSystems Conference 2013 vorstellen konnten. Das Konferenzkomitee dankt auch den Mitgliedern des Organisationskomitees –- Axel Hummel, Stefan Sprick und Robert Wehlitz –- für ihr persönliches Engagement und ihre tatkräftige operative Unterstützung. Weitere Informationen zur Energy EcoSystems Conference 2013 sowie die Folien der ReferentInnen finden Sie unter http://ees2013.infai.org. Alle Informationen zur nächsten Energy EcoSystems Conference werden unter http://ees.infai.org bekannt gegeben.:Sabine Wieland: Informationsarchitektur im Smart Meter Umfeld unter Berücksichtigung der aktuellen Netzsituation; Stefan Saatmann und Sandra Maeding: Energiewende und Regulierung — Wie werden Sonne und Wind im Stromnetz integriert und reguliert; Stefan Sprick, Tino Ryll, Kerstin Wurdinger, Andrej Werner, Bogdan Franczyk, Marcus Grieger, Jan Pfeifer und Robert Wehlitz: Regenerative Energien Management-Cockpit (REMC): Informationstransparenz in Energiewertschöpfungsnetzwerken; Hendrik Kondziella und Thomas Bruckner: Modellbasierte Investitionsentscheidungen in dezentralen Energiesystemen; Diana Böttger, Philipp Hanemann und Thomas Bruckner: Wirtschaftlichkeitsanalyse eines virtuellen Kraftwerks in Delitzsch innerhalb des EU-Projektes VIS NOVA; Robert Wehlitz, Andrej Werner, Marcus Grieger, Jan Pfeifer, Bogdan Franczyk, Stefan Sprick und Tino Ryll: Smart Meter Installation Management — Prototypgestützte Digitalisierung von Smart Meter Montageprozessen; Marcus Grieger, Andrej Werner, Robert Wehlitz, Jan Pfeifer, Stefan Sprick, Tino Ryll und Bogdan Franczyk: How ICT Could Accelerate the Smart Meter Installation Process — An Assessment of Rollout Experiences; Heiko Mevert: Smart-Metering: Theorie und Praxis; Hartmut Entrup: Anforderungen an IT-Systeme im Zuge der Einführung intelligenter Messsysteme; Martin Winter: Dynamische Anbindung dezentraler Energieanlagen mit IEC 61850; Olaf Krietsch: Verbindungen zwischen SRL-Anbieter und Übertragungsnetzbetreibern gemäß 'Mindestanforderungen an die Informationstechnik für die Erbringung von Sekundärregelleistung'; Sabrina Schlammerl: Innovative Services in der Windenergie: Der Einsatz von RDS-PP und dessen Bedeutung für das Life Cycle Management; Christian Schweitzer: Lebenslaufakte: Ganzheitlicher Ansatz für einen gesicherten Anlagenbetrieb; Rene Baumann: Vermarktungskonzepte für dezentrale Anlagen; Heike Diebler und Lutz Maicher: Energiekosten sparen durch Energetische Transparenz in der verarbeitenden Industrie – ein Praxisbericht; Philipp Guttenberg, Heinrich Hördegen: Betriebsoptimierung für Energiespeicher durch Energieflussmodellierung; Winfried Damm: Regenerative Energieversorgung einer Großstadt, Stadtwerke Leipzig; Uwe Härling: Herausforderungen der Energiewende für das Verteilnetz der MITNETZ STROM; Matthias Müller-Mienack: Integration Erneuerbarer Energien — Notwendige Werkzeuge für den ÜNB; Martin Jarosch-Mitko: Eine Integrationsplattform für Erneuerbare-Energie-Anlagen; Stephan Witt: Energiesysteme als Business Ecosystems – Bedeutung für die strategische Planung und das Innovationsmanagement am Beispiel dezentraler Netzsteuerungsparadigmen; Thomas Bruckner: Die Energiewende in Deutschland – Technologische Lösungen und energiewirtschaftliche Herausforderunge

Entwicklung eines Informationssystems für das kooperative Produktengineering

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Wissensbasierte Entwurfsbewertung der Produktgestalt mittels Multi-Agentensystemen

Beim Gestalten legen die Konstruierenden eine Vielzahl der Produkteigenschaften fest, welche Einfluss auf den gesamten Produktlebenszyklus haben. Daher verlangt ein moderner Produktentwicklungsprozess, dass ein Produkt nicht nur aufgrund seiner Funktionserfüllung optimiert wird, sondern auch vor dem Hintergrund des Design for X (DfX), welches die Berücksichtigung von Anforderungen aus dem gesamten Produktlebenszyklus beinhaltet. Die zunehmende Komplexität in der Produktentwicklung und der fehlende Wissensaustausch, beispielsweise zwischen der Entwicklung und Fertigung, führen zu unnötigen Iterationsschleifen und hohen Kosten. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine wissensbasierte Entwurfsbewertung der Produktgestalt mittels Multi-Agentensystemen vorgestellt, um den Konstruierenden ein digitales Assistenzsystem zur Überprüfung von CAD-Modellen hinsichtlich der DfX-Anforderungen zur Verfügung zu stellen. Hierzu werden, zum einen für die Repräsentation des domänenspezifischen Wissens wissensbasierte Entwicklungs- und Konstruktionssysteme untersucht und zum anderen für die Durchführung von dezentralen Schlussfolgerungsmechanismen und Verhandlungen das Multi-Agentensystem vorgestellt. Das methodische Vorgehen MaSE4D zur Entwicklung von Multi-Agentensystemen ermöglicht, ausgehend vom initialen Systemkontext, eine strukturierte Zusammensetzung der dezentral verteilten Wissensquellen, um eine ganzheitliche Bewertung in der Domäne der Produktgestaltung vorzunehmen. Durch einen generalisierten Aufbau einer Software-Architektur ist es zudem möglich ein 3D-Modell in einer CAD-Entwicklungsumgebung, mittels graphenbasierter Featureerkennung, zu analysieren und automatisiert anzupassen. Des Weiteren werden Templates für die Programmierung von Agenten zur Verfügung gestellt, welche die dezentrale Wissensverwaltung, die Kommunikation unter den Agenten sowie deren Verwaltung im Kontext der Produktgestaltung unterstützen. Die Anwendbarkeit und Validierung des methodischen Vorgehens und der Entwicklungsumgebung für das Multi-Agentensystem erfolgt durch die Bewertung von zehn unterschiedlichen Frästeilentwürfen.During the design process, the designers determine numerous product properties that have an influence on the entire product life cycle. Therefore, a modern product development process requires that a product is not only optimized based on its functional fulfillment but also regarding Design for X, which includes the consideration of requirements from the entire product life cycle. The increasing complexity in product development and the lack of knowledge exchange between development and manufacturing lead to iteration loops and higher costs. In the context of this work, a knowledge-based evaluation of embodiment design using multi-agent systems is presented to provide designers with a digital assistance system for the verification of CAD models regarding Design for X. For this purpose, knowledge-based engineering systems are investigated for the representation of domain-specific knowledge on the one hand. On the other hand, multi-agent systems are introduced for the execution of decentralized reasoning mechanisms and negotiations. The methodological approach MaSE4D for the development of multi-agent systems allows, starting from the initial system context, a structured composition of the decentralized distributed knowledge sources to perform a holistic evaluation in the domain of product design. A generalized software architecture allows analyzing and automatically adapting a 3D model in a CAD development environment using graph-based feature recognition. Furthermore, templates for programming agents are provided, which support decentralized knowledge management, communication among agents, as well as their management in the context of product design. The applicability and validation of the multi-agent system's methodological approach and development environment is performed by evaluating ten different milling designs

Plug and Produce für modulare verfahrenstechnische Anlagen

Sales market in process industry, especially for chemical, pharmaceutical and food industry, is becoming more and more volatile. Furthermore, the global availability of alternative products shortens the product life cycle. At the same time, the requested volumes depend on strong regional and temporal fluctuations, which are increasingly difficult to predict. To be able to bring product innovations successfully to market, rapid series-production readiness of the prototype is needed. However, the competition after successful approval is increasingly getting tougher. As soon as the product has been accepted by the market, the time necessary to reach sufficient product quantities with required product quality is essential for its profitability. By the end of the product life cycle, the production should be close to the largest remaining sales markets, which means that the production can be shifted accordingly. Classical production processes in process industry do not fulfil these requirements jet. Conti-systems are optimized for a certain production quantity per unit of time, which should not be changed for years, if possible. The higher flexibility of conventional batch plants is associated with unproductive times, for example during conversion. However, modularization of process plants with flexible combinatory design would allow faster turnover times and higher productivity. Individual modules realize standardized production steps and can be combined according to the requested product. Changes to the product are achieved by the exchange of modules, the production quantity can be increased by adding more of the same modules. The integration of a module into an upper classic process control system is laborious using the information models and tools available today. Various aspects of automation, such as human machine interfaces, statuses of sequences or interlocks must be added manually for the visualization and guidance of the module in an upper process control system. However, today's control systems are not prepared to provide the required flexibility of a system based on different modules. This drawback requires a modular plug-and-production methodology. Therefore, an outright modeling of information, beginning with modular and function-oriented integrated engineering is needed. On the one hand, this work considers with a selection of integration aspects, a detailed modeling of this aspects in an information carrier and the integration into the process control level. On the other hand, the concrete selection of one or more descriptive formats is analyzed. For this purpose, a uniform integration architecture and an integration process is described, this allows integration into an upper process control system level. This analysis shows that, with the available descriptive formats, a mapping of the individual integration aspects into an information carrier is possible. It is important to distinguish whether a separate mapping is chosen for each aspect, as chosen by GrapML in the second practical implementation, or whether a uniform format is used for the entire information carrier. The evaluation of the description formats suggests for the use in the information carrier AutomationML. The practical implementation and investigation with AutomationML are already in the scope of the Namur MTP developments and couldn’t therefore investigated deeply in this work. For the most important aspects, the human machine interface as well as the process management, detailed information modeling is available and was checked during implementation. Two different possibilities were presented and discussed for the selection of description formats. To allow flexible extensibility, it is advantageous to choose a description means in which the integration aspects are described separately from each other, independently of the specifically chosen format. A uniform interface within automation systems is required for the needs of the so-called industry 4.0 for the networking and consistency of all components involved throughout the entire life cycle. This work provides the first building blocks of this approach and enables application in process industry but also manufacturing industry

Erfolgreiche Kollaboration in Produktionsnetzwerken - fair, sicher, vernetzt

In der heutigen Zeit stehen produzierende Unternehmen aufgrund der Unsicherheit und Komplexität von Umwelteinflüssen sowie des wachsenden Wettbewerbsdrucks vielen Her-ausforderungen gegenüber. Die Pandemie hat uns deutlich veranschaulicht, wie volatil und fragil unsere Lieferketten geworden sind. Eine Möglichkeit, diese Herausforderungen gemeinsam zu überwinden, liegt in der Kolla-boration mit anderen Unternehmen des Wert-schöpfungsnetzwerkes. Kollaborationen, also die erfolgreiche Zu-sammenarbeit mit strategischen Partnern und Kunden zur Erreichung gemeinsamer Ziele, werden weiter an Bedeutung gewinnen. An-statt einzelner Unternehmen werden zukünftig daher ganze Wertschöpfungsketten und -netzwerke im Wettbewerb zueinanderstehen. Das bedingt einen Wandel hin zu einem schnellen und nahtlosen Datenaustausch zwischen den Akteuren im Wertschöpfungs-netzwerk. Die fortschreitende Digitalisierung und damit eine allgemein immer stärker vernetzte Welt unterstützen derartige Kollaborationen zu-nehmend, da das Teilen und die gemein-schaftliche Nutzung von Daten deutlich ver-einfacht werden. Gleichzeitig wird der richtige Umgang mit Daten wettbewerbsentscheidend sein. Die Digitalisierung wird vom Wand-lungstreiber zum Wandlungsbefähiger. Durch innovative Geschäftsmodelle und das Aus-schöpfen des in Daten verborgenen Potenzi-als lässt sich eine verlässliche, flexible und gleichzeitig ressourcenschonende Wert-schöpfung verwirklichen. Der Wirtschafts- und Wissenschaftsstandort Deutschland muss hier eine Führungsrolle einnehmen, um langfristig den heutigen Wohlstand zu erhal-ten. Die Menge an vorhandenen, cloudbasierten Kollaborationsplattformen wächst dabei ste-tig. Insbesondere kleine und mittlere Unter-nehmen müssen viele verschiedene Kunden-plattformen gleichzeitig bedienen, während sie selbst noch mit internen Digitalisierungs-herausforderungen kämpfen. Standardisie-rungsinitiativen für sichere Datenräume in der Industrie, wie GAIA-X, bergen deshalb ein großes Potenzial. Zusätzlich zu diesen grundlegenden infra-strukturellen Fragestellungen bestehen weite-re Herausforderungen bezüglich Kollaborati-onsvorhaben. Eine besonders große Bedeu-tung wird dabei dem souveränen Umgang mit Datenschutz und Datensicherheit zu Teil. Oftmals bestehen Vorbehalte, dass durch die Preisgabe von Daten und Informationen mühsam erarbeitetes Know-how und kontinu-ierlich aufgebaute Wettbewerbsvorteile verlo-ren gehen. Gleichzeitig können Anwen-der:innen aus einem ingenieurswissenschaft-lichen Umfeld die Risiken digitaler Kollabora-tion jedoch nur bedingt einschätzen. Um die eigene Wettbewerbsposition nachhaltig zu sichern müssen deshalb digitale Kompeten-zen aufgebaut und Kollaborationshemmnisse überwunden werden. Einen wichtigen Impuls zur Umsetzung erfolg-reicher Kollaborationsvorhaben können Er-folgsgeschichten und klare Handlungsemp-fehlungen geben, die aufzeigen, wie Kollabo-rationen in der Praxis konkret angegangen werden können und welcher Mehrwert aus ihnen erwächst. Deshalb möchten wir mit dem vorliegenden Handlungsleitfaden produ-zierenden Unternehmen eine solche Orientie-rungshilfe geben. Die nachfolgend erläuter-ten Kollaborationsprojekte und abgeleiteten Best Practices sollen helfen eigene Strate-gien auf dem Weg zu mehr Kollaboration zu finden. Wir wünschen Ihnen viel Freude beim Lesen und stehen Ihnen für Fragen und Dis-kussionen jeder Zeit zur Verfügung

Multikonferenz Wirtschaftsinformatik 2010 : Göttingen, 23. - 25. Februar 2010 ; Kurzfassungen der Beiträge

Dieser Band enthält Kurzfassungen der Beiträge zur MKWI 2010. Die Vollversionen der Beiträge sind auf dem wissenschaftlichen Publikationenserver (GoeScholar) der Georg-August-Universität Göttingen und über die Webseite des Universitätsverlags unter http://webdoc.sub.gwdg.de/univerlag/2010/mkwi/ online verfügbar und in die Literaturnachweissysteme eingebunden

Konzept und prototypische Realisierung einer ontologiebasierten ERP/PDM-Kopplung mittels XML-Technologie

In der korrigierten 2. Version ist eine Referenz hinzugefügt. Bitte diese Version benutzen: http://miless.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=12122 In diesem Kapitel werden die durch diese Arbeite gewonnenen Erkenntnisse zusammengefasst, und ein Ausblick auf mögliche weitere Forschungsarbeiten in dem Bereich des Produktdatenaustausches gegeben. Im Kapitel 2 wurde der Stand der Forschung im Bereich der ERP- bzw. PDMSysteme sowie Strategien zur Kopplung dieser Systeme aufgezeigt. Dazu wurd zunächst für den jeweiligen Bereich ein einheitliches Begriffsverständnis geschaffen und darauf aufbauend jeweils stellvertretend ein Produkt für die jeweilige Systemart vorgestellt. Die Betrachtung der jeweiligen Produkte erfolgte dabei in Hinblick auf deren Einsatz bei der Realisierung von ERP-OnTo-PDM in Kapitel 7. Des Weiteren wurde in diesem Kapitel bestehende Strategien zur Kopplung von IT-Systemen eingehender betrachtet und deren Schwachstellen aufgezeigt. Das Kapitel 3 stellte den Stand der Forschung auf dem Gebiet der Ontologien vor. Zunächst wurde in diesem Kapitel das Konzept Ontologie vorgestellt, welches im Rahmen des Wissensmanagements eine immer größere Bedeutung erhält. Ontologien bilden den Kern des im Rahmen dieser Arbeit erarbeiteten ERP-OnTo-PDM-Konzeptes, einer ontologiebasierten auf XML-Technologie aufbauenden Impilmentierung zum semantischen Produktdaten-Austausch zwischen verschiedenen IT-Systemen, die produktrelevante Daten managen. Dazu wurden neben den definitorischen Grundlagen der Begriffswelt des Forschungsgebiet der Ontologien besonders deren Einsatzmöglichkeiten im Bereich des Datenaustausches von Produktdaten vorgestellt. Der Stand der Forschung auf dem Gebiet der Internettechnik war Gegenstand des Kapitels 4. Hier wurde die Extensible Markup Language (XML) mit ihren assoziierten Standards dargestellt. Von besonderem Interesse zur Implementierung des Konzepts ERP-OnTo-PDM war das Resource Description Framework (RDF), welches die Definition von Metadaten ermöglicht, um den semantikbasierten Produktdatenaustausch zu ermöglichen. Neben den Grundlagen von XML und RDF wurde auch das Gebiet der XML-basierten Produktdatenaustauschformate behandelt und deren Schwachstellen aufgezeigt. In Kapitel 5 wurden aus den in den drei zuvor behandelten Kapiteln aufgezeigten Schwachstellen die Anforderungen an eine semantische Kopplung von IT-Systemen mittels einer Ontologie abgeleitet und erläutert. Dazu wurden die Anforderungen an eine Kopplung von ERP- und PDM-Systemen in drei Bereiche untergliedert. Zunächst werden Anfoderungen die sich aus der Unternehmensorganisation ergeben dargestellt. Daran anschließend wurden Anforderungen die sich durch den Einsatz der beiden Informationsverarbeitungssysteme ergeben aufgezeigt. Im dritten Anforderungsbereich sind technische Anforderungen zusammengefaßt. Das auf Grundlage der aufgezeigten Schwachstellen und den daraus abgeleiteten Anforderungen an eine semantische Kopplung von Informationsverarbeitungssystemen erarbeitete Konzept ERP-OnTo-PDM ist Gegenstand des Kapitels 6. Zunächst wurde in diesem Kapitel eine Auswahl der zur Realisierung einer ontoogiebasierten Kopplung geeigneten Basistechnologie getroffen. Das Konzept wurde mittels eines RDF-Modells in diesem Kapitel veranschaulicht. Des Weiteren bildet RDF die Basistechnologie zur Realisierung das Konzept ERP-OnTO-PDM welches in Kapitel 7 beschrieben ist. In diesem Kapitel wurde zunächst auf das Vorgehensmodell zur Erstellung der Ontologie für das Konzept ERP-OnTo-PDM eingegangen. Daran anschließend wurde die Anwendbarkeit durch eine prototypische Implementierung nachgewiesen. Es hat sich gezeigt, dass mittels einer semantischen Kopplung von IT-Systemem die Anzahl an Schnittstellen drastisch reduzieren lässt. Des Weiteren ist ein Erheblicher Vorteil von ERP-OnTo-PDM in der verwendeten Internettechnologie zu sehen. Durch den Einsatz von XML bzw. RDF wird eine durchgehende Datenverarbeitung auch über verschiedene Medien ermöglicht. Daraus kann den neuen Anforderungen an ein Produktdatenmanagemt Rechnung getragen werden

Entwerfen Entwickeln Erleben 2014 – Beiträge zur virtuellen Produktentwicklung und Konstruktionstechnik: Dresden, 26.-27. Juni 2014

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2014 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Phy­sical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmetho­dik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technischen Universität Dresden und technischesdesign.org ermög­lichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP), dem Mathematisch-Physikalischen Salon der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden und der Hochschule für Bildende Künste Dresden die fachüber­greifende Diskussion des Schwerpunkt-Themas inmitten der Dresdner Altstadt. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-144950, herausgegeben von Mario Linke et al.) fasst die Bei­träge zum Technischen Design zusammen.:Beschreibungsmethode für die Repräsentation cyber-physischer Produktionssysteme Daniel Strang, Nadia Galaske und Reiner Anderl 13 Industrie 4.0 und der „Faktor“ Mensch: Psychologische Herausforderungen der vierten industriellen Revolution Bettina Schleidt 27 Modell Based Systems Engineering auf einer Plattform für PLM Martin Eigner 39 Enterprise Integration als Herausforderung und Ziel im Produktlebenszyklus Michael Spranger, David Hein und Alexander Hoffmann 57 Innovation Management: Erfolgreiche Innovationen durch Einbindung aller Mitarbeiter Ulf Köster 69 Zukunft der Wertschöpfung aus Sicht des Lebenszyklusmanagement Heinz-Simon Keil 75 bee® – eine Software zur Integration von VR im Planungs- und Montageprozess Oliver Schwarz und Olaf Zupke 93 Produktmodelle als Dreh- und Angelpunkt der Entwicklung von cyberphysischen Systemen Michael Pfenning, Christian Tschirner und Andreas Uhlig 103 Umsetzung einer eigenschaftsbasierten Simulationsplanung in einem PDM-System Johannes Kößler, Jochen Reitmeier und Kristin Paetzold 113 Risikoidentifizierung zur proaktiven Qualitätsabsicherung in der Virtuellen Produktentstehung Rainer Stark, Roland Jochem, Pascal Lünnemann und Johannes Schober 127 Integration von elektrischem Energiebedarf als Planungsgröße in der Produktionsfeinplanung Detlef Gerhard 141 Lebenszyklusorientiertes Konfigurationsmanagement – Neue Anforderungen an PLM Patrick Müller, Roland Drewinski und Helmut Auler 155 Product Lifecycle Management und Dienstleistungen: Methode und Werkzeug zur Unterstützung von Dienstleistungen innerhalb des PLM-Ansatzes Christian Zinke, Lars-Peter Meyer und Frieder Swoboda 167 Wartungsprozesse dynamisch unterstützen – ein Modell für die Zukunft? Thomas Burger 177 Advanced Virtual Reality and Visualization Support for Factory Layout Planning Sebastian Pick, Sascha Gebhardt, Kai Kreisköther, Rudolf Reinhard, Hanno Voet, Christian Büscher and Torsten Kuhlen 187 Durchgängige Lösung zur Unterstützung von Wartungsprozessen durch Augmented Reality mit Smart Devices Michael Abramovici und Matthias Neges 199 Nutzung von Virtual Reality als interaktive Testumgebung in der Produktentwicklung Eckhart Wittstock, Mario Lorenz, Franziska Pürzel und Volker Wittstock 213 Prototypen mit einer Mixed-Reality-Brille erleben – Vom Entwurf zur Simulation und Visualisierung Sebastian Voigt, Martin Großer, Marius Vopel und Günter Kunze 225 Effektive Anwendung optischer 3D-Messsysteme im Produktionsprozess von Gussteilprototypen sowie beim Reverse Engineering Andreas Knoch 239 Entwicklung eines Leitfadens zur methodischen Weiterentwicklung von Bauteilen anhand von Praxisbeispielen Andreas Meyer-Eschenbach und David Rudolz 251 Untersuchung generativ gefertigter medizinischer Prüfkörper durch das Streiflicht-Scanverfahren Fabian Klink und Kevin Kuhlmann 263 Vom Ideal- zum Realmodell: Bauteile mit Fertigungsabweichungen durch automatische FE-Netzadaption simulieren Sebastian Katona, Philipp Kestel, Michael Koch und Sandro Wartzack 275 3D-Digitalisierung und Datenaufbereitung zweier Monumentalplastiken mit unterschiedlichen Verfahren – ein Praxisbericht Christine Schöne 287 Interdisziplinäre Kooperation bei der Erstellung virtueller geschichtswissenschaftlicher 3D-Rekonstruktionen Sander Münster 299 Nutzung digitaler Werkzeuge für die Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs Wolfgang Steger, Christine Schöne, Lisa Ewald und Ulrich Eißner 313 3D-Druck von metallischen Mikrobauteilen mittels Mikro Laser Sintern Joachim Göbner und Matthias Winderlich 325 Additive Manufacturing – Integration von Fertigung und Produktentwicklung Alexander Martha, Thivakar Manoharan und Peter Köhler 331 Bionische Radien als User Defined Feature Martin Wiesner und Sándor Vajna 345 Faser-Thermoplast-Verbund: Neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Leichtbauprodukten Maik Gude, Michael Krahl, Christian Garthaus und Michael Stegelmann 357 Grafikorientierte Darstellung verteilter Simulationsergebnisse und Entscheidungsprozesse Hans-Peter Prüfer 369 Integration der GPS in den methodischen Konstruktionsprozess nach VDI 2221 Erhard Leidich, Marko Ebermann und Sophie Gröger 383 Methodische Konstruktion eines Nachlauf Range Extenders zur Verbesserung der Reichweite von Elektrofahrzeugen Carsten Haugwitz, Kevin Kuhlmann, Jonas Crackau und Karl-Heinrich Grote 397 Methode zur kundenorientierten Validierung im Entwicklungsprozess innovativer Fahrzeugsysteme Albert Albers, Jürgen Becker, Matthias Behrendt, Oliver Sander und Fabian Schille 407 Webgestützte Konstruktionsmethodik im Einsatz: Eine erste Evaluation Marc Oellrich und Frank Mantwill 417 Ein Ansatz zur methodischen, CAD integrierten Toleranzsynthese Tim Katzwinkel, Jan Erik Heller und Jörg Feldhusen 433 Einsatz von Ontologien zur Vernetzung von Wissensdomänen in der nachhaltigen Produktentstehung am Beispiel des Sonderforschungsbereiches 1026 Rainer Stark, Wei Min Wang, Anne Pförtner und Haygazun Hayka 451 Untersuchungen von Toleranzketten im parametrischen 3D-CADSystem Stephan Husung, Axel Oberänder, Annika Geis und Christian Weber 465 3D-Aufstellpläne für komplexe Industrieanlagen Robert Bonca 477 Approximation der Wirklichkeit – Hairy root Wachstumssimulation mit 3D-Visualisierung Felix Lenk, Patrick Oberthür und Thomas Bley 485 CAD im Kontext der Industrie 4.0 Thomas Hagenreiner, Peter Köhler und Thivakar Manoharan 497 Computergestützte Wissenserhebung und visuelle Modellierung von Konfigurationsregeln für komplexe Produkte Marius Brade, Robert Bonca und Rainer Groh 509 Gestaltung und Konstruktion historischer Leuchten Peter Schulze, Hartmut Stabler, Annette Jacob und Thomas Hinz 517 Innovative Applikationen für zellulare metallische Werkstoffe für Biosensorik und Biokatalyse Anett Werner, Ralf Hauser und Thomas Bley 527 Klassifikation und Handhabung von Unsicherheiten zur entwicklungsbegleitenden Erfassung des Produktreifegrades Thomas Luft und Sandro Wartzack 535 Produkt- und Prozessdatenmodellierung im Kontext der Blechmassivumformung Thilo Breitsprecher, Andreas Meinel, Martin Thummet und Sandro Wartzack 551 Leichtbaugussteile mittels Niederdruck-Vollformgießverfahren Malchasi Aitsuradze, Jürgen Bast und Bertram Hentschel 565 Blechdickenreduktion an einem PKW-Mittelschalldämpfer mit Hilfe innovativer Optimierungsmethoden Alexander Krauß, Christoph Schleicher und Uwe Fischer 577 Mit innovativer Technologie und optimaler Auslegung zum effizienten Gesamtprozess – Integrative Produkt- und Prozessoptimierung beim Thermoformen Marcus Stein, Sascha Bach, Ronald Claus und Jens-Peter Majschak 589 Überlegungen zur digitalen Verknüpfung von Normen und standardisierten Algorithmen zu Berechnungsbaugruppen Denis Polyakov und Willi Gründer 605 Auswahl anwendungsoptimaler Antriebssysteme als Basis für die Komposition von Antriebsbaukästen Alexander Klause und Detmar Zimmer 619 Neue Konzepte zur Erstellung komplexer Konfigurationen Michael Wegner, Georg Freitag und Markus Wacker 637 Parametrische und interkonnektive Synthesemethoden zur effizienten Entwicklung neuer Mechanismen Maik Berger, Stefan Heinrich und Andreas Heine 649 Generative Fertigung – Handlungsbedarfe und entscheidungsgestützte Prüfung auf RPT-gerechte Konstruktion Alexander Arndt und Reiner Anderl 667 Sah!-Methode zur Verbesserung der Zusammenarbeit mittels der Identifikation interdisziplinärer Netzwerke Mathias Tralau, Fernando Kabisch und Frank Mantwill 681 Speed Design – Konstruieren mit Köpfchen Frank Mantwill 697 Systematische Entwicklung von Lösungskonzepten für spezifische Problemstellungen im Montageanlagenbau Dieter Fischer, Andreas Schulz, Andreas Richter und Carsten Keller 703 Über die gestalterische Phase des Konstruktionsprozesses unter dem Gesichtspunkt der objektorientierten Informatik Peter Sigalov 715 Untersuchungen der Form- und Maßabweichungen von generativ gefertigten dünnwandigen Hohlzylindern Kevin Kuhlmann, Fabian Klink, Tobias Stefaniak, Patrick Hebner und Karl-H. Grote 725 Validierung kundenorientierter funktionaler Anforderungen unter Berücksichtigung abweichungsbehafteter Geometrien und systembedingter Variationen Matthias Ehlert, Andreas Stockinger und Sandro Wartzack 743 Die Bedeutung von Prototypen für den Lernerfolg von interdisziplinären studentischen Produktentwicklungsprojekten Katharina Albrecht, Paul Gerber, Ingmar Langer, Julian Sarnes, Susanne Sprenger und André Stocker 75

Task Allokation für effiziente Edge Computing Systeme

Im Bereich von Edge Computing nimmt die Rechenleistung in direkter Nähe zu den Sensoren stetig zu. Infolgedessen gibt es immer mehr rechen- und datenintensive Anwendungen, die im Edge Bereich ausgeführt werden können. Gleichzeitig befinden sie sich in einer sich ständig verändernden Systemumgebung. Um Ausfallzeiten und lange Redesign-Schleifen zu reduzieren, werden Selbstanpassungsfähigkeiten benötigt. Die automatische Reallokation der ausgeführten Aufgaben auf die Rechenknoten ist eine mögliche Selbstanpassungsmaßnahme. Die Reallokation sollte jedoch mit den verschiedenen Anforderungen, Einschränkungen und Spezifikationen des Entwurfs konform sein. Dabei besteht eine große Herausforderung darin, dass die Allokationsentscheidung schnell genug für die Berechnung zur Laufzeit sein sollte. Der Fokus dieser Arbeit ist die Realisierung einer effizienten Allokation, die Bedürfnisse in Form von Policies nutzt, um eine automatische Reallokation zur Laufzeit zu berechnen. In dieser Arbeit wurde eine effiziente Allokationsmethode entwickelt, die eine kombinierte Betrachtung von Ressourcenverfügbarkeit, Anwendungsbedarf und problemspezifischer Effizienzdefinition realisiert. Der Ansatz verfolgt eine modulare Beschreibung dieser Aspekte für die Allokation in Form von komponentenspezifischen Policies. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Allokation aufgrund von Veränderungen im laufenden Betrieb. Hierfür wird das Zuordnungsproblem zur Entwicklungszeit modelliert und die Informationen im Betrieb genutzt. Mit diesem Konzept konnten zwei industrielle Anwendungen modelliert und unterschiedliche Zuordnungen berechnet werden. Die Skalierbarkeit des Konzepts wurde durch Messungen validiert. Die Reallokation zur Laufzeit wurde mit einem Container Framework implementiert. Darauf aufbauend wurde der Overhead der Allokationsberechnung zur Laufzeit gemessen und in den Kontext der Reallokationszeit gesetzt. Die Berechnung einer effizienten Allokation trägt zur Autonomie von Recheninfrastrukturen bei. Dadurch erhöhen sich die Fähigkeiten zur Selbstadaption und die Resilienz dieser Rechennetze. Das spielt nicht nur im industriellen Edge-Cloud Kontext eine Rolle, sondern auch im Automobil, wenn zur Laufzeit über dynamische Betriebsstrategien entschieden werden soll