Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 2

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten. Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen • Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme, • Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0, • Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse, • Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR, • Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Finishing Perspective (Endbehandlung Perspektive) Ingmar S. Franke, Mario Linke, Christian Bendicks und Rainer Groh 9 Card Sorting basierter Ansatz zur Erarbeitung einer nutzungsgerechten Methodensammlung am Beispiel des IDE-Toolkits Martin Wiesner, Björn Kokoschko, Linh Bùi Duy und Laura Augustin 29 Feasibility-Labor“ – erste Vorstellung neuer Ansätze zur Optimierung der Designumsetzung im Automobilbau Knut Lender 41 MBSE-basierte Produktkonfiguratoren zur Analyse der Modularisierung bei der Entwicklung modularer Baukastensysteme Florian Seiler, Lea-Nadine Schwede und Dieter Krause 55 Branchenübergreifendes Benchmarking von variantenreichen Produktportfolios auf Basis von Produktstrukturen Christian Wyrwich und Georg Jacobs 71 Aspekte der Authentizität bei der Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs mit 3D-Software-Werkzeugen Wolfgang Steger, Christine Schöne und Helmut Nitsche 91 Das Visionsmodell: Präzise Darstellung von Entwicklungszielen Laura Augustin, Michael Schabacker 105 Wissen und Heterogenität in der Produktentwicklung Alexandra Göhring 111 Kombination der experimentellen und numerischen Simulation zur Entwicklung dreidimensionaler Elektronik Florian Schaller, Fabian Kayatz und Cedric Sanjon 123 Lösungsansätze für eine nachhaltigkeitsorientierte, interdisziplinäre Produktentwicklung Barbara Gröbe-Boxdorfer 133 Szenariobasierte Validierung von Produktprofilen in der frühen Phase der PGE-Produktgenerationsentwicklung Florian Marthaler, Vincent Kutschera, Jonas Reinemann, Nikola Bursac und Albert Albers 149 Vergleich von Produktinnovationsarten – Worin die Unterschiede wirklich begründet liegen Jonas Heimicke, Valentin Zimmermann, Monika Klippert, Markus Spadinger und Albert Albers 165 Zusammenarbeit von Ingenieuren und Designern – die überarbeitete VDI/VDE-Richtlinie 2424 Robert Watty, Christian Zimmermann und Gerhard Reichert 181 IM-UX – Fragebogen zu intrinsischer Motivation in der User Experience Jette Selent und Michael Minge 195 Konzept zur Identifikation relevanter Produkteigenschaften zur Unterstützung einer positiven User Experience Tina Schröppel, Jörg Miehling und Sandro Wartzack 205 User Experience Design für Sicherheitstechnik – Ansatz und Methodik bei Dräger Safety Marlene Vogel, Matthias Willner, Christian Wölfel und Jens Krzywinski 219 3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten Christiane Kunert-Keil, Dominik Haim, Karol Kozak, Ines Zeidler-Rentzsch, Bernhard Weiland, Olaf Müller, Thomas Treichel und Günter Lauer 231 Automatische Vermessung der Knietopologie zur Unterstützung der Prothesenplanung für Kniearthroplastiken Sebastian Heerwald und Marc Mörig 243 Design und additive Fertigung von individualisierten biofunktionellen Implantaten in klinisch relevanten Dimensionen David Kilian, Philipp Sembdner, Stefan Holtzhausen, Tilman Ahlfeld, Christine Schöne, Anja Lode, Ralph Stelzer und Michael Gelinsky 253 Design von Medizinprodukten – Einfluss regulatorischer Anforderungen auf den Designprozess Christian Thomas 267 5G Sports – tragbare Technologiedemonstratoren im taktilen Internet Lisa-Marie Lüneburg, Emese Papp und Jens Krzywinski 277 Verbesserte Ergonomie durch Mensch-Roboter-Kollaboration als sozio-technisches System Daniel Rücker, Kristin Paetzold und Rüdiger Hornfeck 295 Modellbasierter Systems Engineering Ansatz zur effizienten Aufbereitung von VR-Szenen Atif Mahboob, Stephan Husung, Christian Weber, Andreas Liebal und Heidi Krömker 309 Akzeptanz und Nutzererleben von körpergetragenen Assistenzsystemen im industriellen Anwendungsbereich Emese Papp und Christian Wölfel 323 Modell zur Unterstützung von Designentscheidungen auf strategischer Unternehmensebene im Industrial Design Frank Thomas Gärtner 335 Der Einfluss stilistischer Merkmale einer Entwurfsvisualisierung auf die semantischen Produkteigenschaften Frank Mühlbauer 347 Konstruktionslösungen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz Willi Gründer und Denis Polyakov 361 Das Analysekompetenz-Marktpriorität-Portfolio zum Vergleich von Datenanalyseprojekten in der Produktentwicklung Sebastian Klement, Bernhard Saske, Stephan Arndt und Ralph Stelzer 375 Einsatz von Graphdatenbanken für das Produktdatenmanagement im Kontext von Industrie 4.0 Christopher Sauer, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 393 Predictive Quality Management mit modellbasierten Services in kollaborierenden Netzwerken Andreas Trautheim-Hofmann 409 Softwareentwicklung ECM/WCM im Spannungsfeld KMUs–Großunternehmen Oliver Schwarz und Christian Kowalewski 41

Foundations and applications of human-machine-interaction

Der vorliegende Tagungsband zur 10. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine-Systeme gibt einen Einblick in die aktuelle Forschung im Bereich der Mensch-Maschine- Interaktion. Einen besonderen Fokus stellt das Wechselspiel von Grundlagenforschung und anwendungsbezogener Forschung dar, was sich im breiten Themenspektrum widerspiegelt, welches von theoretischen und methodischen Betrachtungen bis hin zu anwendungsnahen Fragestellungen reicht. Dabei finden Inhalte aus allen Phasen des Forschungsprozesses Beachtung, sodass auch im Rahmen der 10. Berliner Werkstatt MMS wieder sowohl neue Untersuchungskonzepte als auch abschließende Befunde diskutiert werden. Zentrale Themengebiete sind u. a. Fahrer-Fahrzeug-Interaktion, Assistenzsysteme, User Experience, Usability, Ubiquitous Computing, Mixed & Virtual Reality, Robotics & Automation, Wahrnehmungsspezifika sowie Psychophysiologie und Beanspruchung in der Mensch-Maschine-Interaktion.The proceedings of the 10th Berlin Workshop Human-Machine-Systems provide an insight into the current research in the field of human-machine-interaction. The main focus lies on the interplay between basic and applied research, which is reflected in the wide range of subjects: from theoretical and methodological issues to application oriented considerations. Again all stages of the research process are represented in the contributions of the 10th Berlin Workshop HMS. This means new research concepts as well as final results are subject of this volume. Central topics include driver-vehicleinteraction, assistance systems, user experience, usability, ubiquitous computing, mixed and virtual reality, robotics & automation, perception specifics, as well as psychophysiology and workload in human-machine-interaction

Zuverlässige und herstellerübergreifende Medizingeräteinteroperabilität: Beiträge zur IEEE 11073 SDC-Normenfamilie

Medizingeräte im Krankenhaus sind heute fast ausschließlich isolierte Insellösungen. Sie stellen nach außen keine Informationen und Interaktionsmöglichkeiten bereit - oder nur innerhalb ihres geschlossenen Ökosystems. Daher führt diese Arbeit in die neue IEEE 11073 Service-oriented Device Connectivity (SDC)-Normenfamilie ein, die eine herstellerübergreifende Interoperabilität ermöglicht. Es werden drei Anwendungsbereiche betrachtet: zuverlässige Fernauslösung von Gerätefunktionalitäten, dynamische Assoziierung von Fernsteuerungselementen und -operationen und verteilte Alarmierungssysteme.Medical devices in today's hospitals are almost always isolated systems, which do not transmit information to or interact with external devices. At the most, this is possible within closed company ecosystems. Thus, this work introduces the new IEEE 11073 Service-oriented Device Connectivity (SDC) family of standards, which provides manufacturer-independent interoperability. Three fields of application are considered: safe activation of a device's functionality, dynamic association of a random number of remote-control elements and remote-controllable operations, and distributed alarm systems

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

Datenwirtschaft und Datentechnologie

In diesem Open-Access-Buch stehen die wirtschaftliche Verwertung von Daten und die dazu gehörenden technischen und organisatorischen Prozesse und Strukturen in Unternehmen im Fokus. Es behandelt Themen wie Datenmonetarisierung, Datenverträge, Data Governance, Informationssicherheit, Datenschutz und die Vertrauenswürdigkeit von Daten. Seit Jahren wird davon gesprochen, dass „Daten das neue Öl“ sind. Expertinnen und Experten sind sich einig: Das Wertschöpfungspotential von Daten ist enorm und das über fast alle Branchen und Geschäftsfelder hinweg. Und dennoch bleibt ein Großteil dieses Potentials ungehoben. Deshalb nimmt dieser Sammelband konkrete Innovationshemmnisse, die bei der Erschließung des wirtschaftlichen Werts von Daten auftreten können, in den Blick. Er bietet praktische Lösungsansätze für diese Hürden an den Schnittstellen von Ökonomie, Recht, Akzeptanz und Technik. Dazu folgen die Autorinnen und Autoren einem interdisziplinären Ansatz und greifen aktuelle Diskussionen aus der Wissenschaft auf, adressieren praxisnahe Herausforderungen und geben branchenunabhängige Handlungsempfehlungen. Den Leserinnen und Lesern soll eine transparente Informationsbasis angeboten werden und damit die Teilnahme an der Datenwirtschaft erleichtert werden. Dieses Buch richtet sich an Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger in Unternehmen sowie an Entwicklerinnen und Entwickler datenbasierter Dienste und Produkte. Der Band ist ebenfalls für Fachkräfte der angewandten Forschung wie auch für interdisziplinär Studierende z.B. der Wirtschaftsinformatik, der technikorientierten Rechtswissenschaft oder der Techniksoziologie relevant

Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen basierend auf einer pharmakologischen und molekularbiologischen Informationsfusion

Shoshi A. Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen basierend auf einer pharmakologischen und molekularbiologischen Informationsfusion. Bielefeld: Universität Bielefeld; 2016.In den vergangenen Jahrzehnten hat die Entwicklung von hochwirksamen Medikamenten die wissenschaftlich-basierte Medizin entscheidend geprägt. Mit einer breiten Auswahl an hochspezialisierten Präparaten sollen die Erfolgsaussichten einer Therapie entscheidend verbessert werden, doch ihre Anwendung birgt auch eine Vielzahl an potenziellen Gefahren. Allein in Deutschland sterben jährlich mehr als 16.000 Menschen an den Folgen unerwünschter Arzneimittelwirkungen. Hierbei ist in Frage zu stellen, inwiefern die Medikamente ihren Wirkstoffen entsprechend optimal eingesetzt werden, verschiedene Wirkstoffe gleichzeitig verordnet werden können, ohne dass unerwünschte intermedikamentöse Wechselwirkungen und Interaktionen mit Nahrungsmitteln auftreten? Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Vorstellung eines webbasierten Informationssystems zur Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen basierend auf einer pharmakologischen und molekularbiologischen Informationsfusion. Dazu werden verfügbare pharmakologische als auch molekularbiologische Datenquellen und darauf aufbauende Systeme mit einem hohen Stellenwert und Verbreitungsgrad in der Medizin und Biologie für die Analyse herangezogen. Ausgehend von dem gezogenen Erkenntnisgewinn aus der Analyse werden Anforderungen formuliert und ein universell einsetzbares Schema für eine Systemarchitektur entwickelt, welches als Ausgangspunkt für die Implementierung innovativer Informationssysteme dienen soll. Dieses Architekturschema wird über Komponenten für die Anfrage und Präsentation, Datenanalyse und Individualisierung verfügen und den Anwender dabei unterstützen, im individuellen Patientenfall auf der Grundlage umfangreicher Informationen und verschiedener Sicherheitsprüfungen die fachlich optimale Entscheidung zu treffen. Als Ergebnis dieser Arbeit wird neben einem Architekturschema auch ein webbasiertes System mit dem Namen *KALIS* (Krankheiten-, Arzneimittel-, Lebensmittel-Informationssystem) zur patientenindividuellen Arzneimittel-Risikoprüfung vorgestellt. Der technischen Realisierung der konkreten Systemarchitektur liegt das Architekturschema zugrunde. Dabei werden die wichtigsten Designs und Implementierungen von KALIS vorgestellt und mit den Komponenten und Modulen der Systemarchitektur in Verbindung gesetzt. Das Fundament dieser Architektur wird das umfassende und homogene Data Warehouse KALIS-DWH bilden, das alle therapierelevanten Informationen aus verschiedenen anerkannten Datenbanken fusioniert. Dafür wird eine spezielle Software-Infrastruktur zur Datenintegration entwickelt, welche sich an den Ansatz des Data-Warehouse-Systems anlehnt. Auf der Basis der vielfältigen Informationsfusion werden effiziente Therapiealgorithmen zur Analyse von unerwünschten Arzneimittelwirkungen über aufgabenspezifische Module angeboten. Die Module von KALIS werden ein breites Anwendungsspektrum abdecken und als Entscheidungshilfe dazu dienen, das Risiko eines Medikationsfehlers durch eine umfassendere und verbesserte Medikationsanalyse zu senken. Abschließend wird in einer Datenanalyse der Wissensgewinn durch die Informationsfusion nachgewiesen und in einem Anwendungsfall die Funktionalitäten des KALIS-Systems unter realen Bedingungen demonstriert

Zertifizierbarer Entwicklungsprozess für komplexe Informationsverarbeitungssysteme in der Wägetechnik

The dissertation is about principles, methods and techniques during the systematic development of embedded systems in the domain of measurement techniques. The considered domain contains fields of application with challenging and specific requirements of the information processing system. E.g. the dynamic weighing systems need solutions with very high resolution and lowest achievable measurement uncertainty in order to perform high-speed-measurements in a mechanically disturbed environment. In particular, the abilities for official calibration and metrologic reliability are considered. The complex and high-performance functions are required to guarantee measurement results. FPGA-based systems are used for the implementation of these functions.The especially designed certifiable development process (ZEfIRA) provides a procedural method for the development of complex embedded systems. The metrologic reliability, the legal requirements like calibratability, the validation and the verification are included as a general criteria in the entire development process. ZEfIRA is based on the 3W-model and is designed in an evolutionary manner. This process starts with the analysis of a predecessor system followed by the model-based development of a prototype, which leads into an optimized and application-specific product solution.The study emphasizes the influence of challenging requirements on the measurement system. It will be presented, how these can be integrated into the modelling level during the design and the implementation on a FPGA-based target platform. The stages of the functional and technical design of the system are analysed, whereas the realization of the partitions “FPGA logic” and “FPGA softcore solutions” are discussed in detail.Based on the preliminary design of the information processing in an electromagnetic force compensation (EMC) scale, the applicability of the process ZEfIRA and its developed methods and principles are proved. On the one hand, the optimal system-specific algorithms of signal processing, control and safety and on the other hand whose technical implementation are essential. This was realized with different performance parameters. In addition, the prototype allows the possible comprehensive analysis for embedding system. In the conclusion, the performance of ZEfIRA based on the prototype development is evaluated.Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete Domäne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen Wägetechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die Eichfähigkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfähige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafür vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise für die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die Eichfähigkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berücksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionär angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen Vorläufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgeführt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berücksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausführlich die Realisierungspartitionen „FPGA-Logik“ und „FPGA-Softcore-Lösungen“ betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, Verarbeitungskomplexität und Genauigkeit realisiert. Ergänzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten für das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine Abschätzung der Leistungsfähigkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung