11 research outputs found
Dynamische Rekonfigurationsmethodik für zuverlässige, echtzeitfähige Eingebettete Systeme in Automotive
Currently, dynamically reconfigurable systems are not used in automotive and there is no process model for their development. The focus of this dissertation is to explore methods and approaches for the development of such systems. One major architectural driver is autonomous driving, another is functional high integration on central computing platforms. Taking these into account, dynamic reconfiguration is classified and explored
Semantic Plug & Play - Selbstbeschreibende Hardware fĂĽr modulare Robotersysteme
Moderne Robotersysteme bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren und Aktuatoren, aus deren Zusammenwirken verschiedene Fähigkeiten entstehen und nutzbar gemacht werden. So kann ein Knickarmroboter über die koordinierte Ansteuerung mehrerer Motoren Gegenstände greifen, oder ein Quadrocopter über Sensoren seine
Lage und Position bestimmen. Eine besondere Ausprägung bilden modulare Robotersysteme, in denen sich Sensoren und Aktuatoren dynamisch entfernen, austauschen oder hinzufügen lassen, wodurch auch die verfügbaren Fähigkeiten beeinflusst werden. Die Flexibilität modularer Robotersysteme wird jedoch durch deren eingeschränkte Kompatibilität begrenzt. So existieren zahlreiche proprietäre Systeme, die zwar eine
einfache Verwendung ermöglichen aber nur auf eine begrenzte Menge an modularen Elementen zurückgreifen können. Open-Source-Projekte mit einer breiten Unterstützung im Hardwarebereich, wie bspw. die Arduino-Plattform, oder Softwareprojekte, wie das Robot Operating System (ROS) versuchen, eine eben solch breite Kompatibilität zu bieten, erfordern allerdings eine sehr ausführliche Dokumentation der Hardware für
die Integration. Das zentrale Ergebnis dieser Dissertation ist ein Technologiestack (Semantic Plug & Play) für die einfache Dokumentation und Integration modularer Hardwareelemente durch Selbstbeschreibungsmechanismen. In vielen Anwendungen befindet sich die Dokumentation üblicherweise verteilt in Textdokumenten, Onlineinhalten und Quellcodedokumentationen. In Semantic Plug & Play wird ein System basierend auf den Technologien des Semantic Web vorgestellt, das nicht nur eben solch vorhandene Dokumentationen vereinheitlicht und kollektiviert, sondern das auch durch eine maschinenlesbare Aufbereitung die Dokumentation in der Prozessdefinition verwendet werden kann. Eine in dieser Dissertation entwickelte Architektur bietet für die Prozessdefinition eine API für objektorientierte Programmiersprachen, in der abstrakte Fähigkeiten verwendet werden können. Mit einem besonderen Fokus auf zur Laufzeit
rekonfigurierbare Systeme können damit Fähigkeiten über Anforderungen an aktuelle Hardwarekonfigurationen ausgedrückt werden. So ist es möglich, qualitative und quantitative Eigenschaften als Voraussetzung für Fähigkeiten zu definieren, die erst bei einem Wechsel modularer Hardwareelemente erfüllt werden. Diesem Prinzip folgend werden
auch kombinierte Fähigkeiten unterstützt, die andere Fähigkeiten hardwareübergreifend für ihre intrinsische Ausführung nutzen. Für die Kapselung der Selbstbeschreibung auf einzelnen Hardwareelementen werden unterschiedliche Adapter in Semantic Plug & Play unterstützt, wie etwa Mikrocontroller oder X86- und ARM-Systeme. Semantic
Plug & Play ermöglicht zudem eine Erweiterbarkeit zu ROS anhand unterschiedlicher Werkzeuge, die nicht nur eine hybride Nutzung erlauben, sondern auch die Komplexität mit modellgetriebenen Ansätzen beherrschbar machen. Die Flexibilität von Semantic Plug & Play wird in sechs Experimenten anhand unterschiedlicher Hardware illustriert.
Alle Experimente adressieren dabei Problemstellungen einer ĂĽbergeordneten Fallstudie, fĂĽr die ein heterogener Quadrocopterschwarm in hochgradig dynamischen Szenarien eingesetzt und gezielt rekonfiguriert wird
Neuartige Logistikkonzepte fĂĽr eine flexible Automobilproduktion ohne Band
In dieser Arbeit werden neuartige Logistikkonzepte für die Automobilproduktion im Premiumsegment entwickelt und präsentiert. Im Vorfeld werden die Herausforderungen der heutigen deutschen Premiumhersteller von Automobilen beleuchtet und in Bezug auf die logistischen Auswirkungen analysiert. Darauf aufbauend werden neuartige Produktionskonzepte erarbeitet, die Ansätze für die Herausforderungen der Premiumhersteller liefern können. Auf Grundlage dieser neuartigen Produktionskonzepte und den Erkenntnissen von Expertenbefragungen und Ist-Aufnahmen in Produktionswerken und Logistikzentren werden im Rahmen dieser Arbeit neue Logistikkonzepte für den Fluß des Produktionsmaterials entwickelt, die zur Lösung der aktuellen Herausforderungen der Premiumhersteller genutzt werden können. Das Ergebnis sind 10 neue Konzepte, die über Nutzwertanalyse und Bewertung in Bezug auf Wandlungsbefähiger in eine Rangfolge gebracht werden. Die drei besten Konzepte werden für die weitere Detaillierung ausgewählt. Dies sind das Riegelkonzept, das Warenkorb- und das Einzel-FTF-Konzept. Bevor in Simulationsstudien eine Untersuchung dieser drei Konzepte stattfindet, werden die für eine Umsetzung der neuartigen Konzepte notwendigen Betriebsmittel präsentiert.
Abschließend werden die neuartigen Logistikkonzepte, unter Verwendung von Originaldaten, in drei Simulationsstudien untersucht und in Bezug auf Ihre Umsetzbarkeit geprüft. Während die erste Studie die Situation in einer Türenvormontage simuliert, hat die zweite Studie eine Endmontage mit Fließband im Fokus. Die dritte Studie nutzt das Modell einer Produktion im Matrixlayout. Der Beweis der Umsetzbarkeit der Konzepte kann in den Simulationsläufen durch das Erreichen der geplanten Produktionsmenge in vier unterschiedlichen Szenarien gezeigt werden. Gleichzeitig wird in den Simulationsläufen die jeweils notwendige Anzahl an logistischen Betriebsmitteln bestimmt. Das abschließende Ergebnis der drei Simulationsstudien ist der Beweis für die Funktionalität der neuartigen Konzepte, teilweise unter Verwendung des Gitterbox-Konzepts für groß- volumige Bauteile
Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2021
Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben bietet zum fĂĽnften Mal ein national einzigartiges fachĂĽbergreifendes Konferenz- und Ausstellungsformat an den Schnittstellen von Produktentwicklung und Industriedesign.
Die fortschreitende Integration digitaler Technologien im Bereich Produktentwicklung und Industriedesign führt gerade zu einer massiven Transformation der Arbeitsprozesse und hin zu einer enormen Erweiterung von Möglichkeiten –angefangen von der Digitalisierung des Produktentstehungsprozesses mithilfe von Methoden und Techniken des Systems Engineering, über die Vernetzung und Automatisierung von Produktionsanlagen und Produkten, Predictive Maintenance durch digitale Zwillinge bis hin zur nachhaltigen Produktion vollständig recyclebarer Güter.
Hinsichtlich der Einreichung sind Schnittstellen mit folgenden aktuellen SchlĂĽsselthemen von besonderem Interesse:
Virtuelle Methoden in der Produktentwicklung: Mit Blick auf den Lebenszyklus der Produktentwicklung stehen die digitalen Möglichkeiten bezüglich Innovation, Design und Umsetzung im Vordergrund. Wie können beispielsweise Daten über Produkte und deren Nutzung in Simulationen in Echtzeit zusammengestellt, zielgerichtet variiert und ausgewertet werden? Wie können digitale Tools in der Innovationsphase helfen, verteilte Informationen und Ideen zu sammeln und zu strukturieren? Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Umgang und Einsatz des Systems Engineering, von Methoden der künstlichen Intelligenz und des machine learning.
Mensch-Maschine-Interaktion: Mit der Weiterentwicklung der Automatisierung hin zur umfassenden Kooperation von Mensch und Technik bis hinein in Produktentwurf und -entwicklung stellt sich die Frage, wie diese zukünftige Partnerschaft durch nutzerzentrierte Designs gestaltet werden soll? Welche Zwischenschritte und Zugänge sind notwendig, um Interfaces zum Beispiel via VR/AR so adaptiv und lernförderlich wie möglich zu gestalten und zugleich notwendige Grenzziehungen zwischen Mensch und Maschine zu definieren?
Kollaboration: Produktentwicklung und -design leben von kreativem Zusammenwirken. Wie kann diese Kreativität durch Methoden, Arbeitsumgebung und digitale Tools unterstützt werden? Lassen sich Kreativität und Serendipität messen und entsprechend planen? Welche Rolle spielt Kollaboration bei der agilen Produktentwicklung und bei der Organisation von umfangreichen Partner-Ökosystemen? Und wie lässt sich zum Beispiel die Zusammenarbeit in Design Teams auf die universitäre Lehre übertragen?
Nachhaltigkeit/Transfer: Zentral für neue Produkte ist die Verbindung zur Gesellschaft im Allgemeinen und zur Nutzer- bzw. Anspruchsgruppe im Speziellen. Gerade mit Blick auf nachhaltige Produkte mit einem möglichst langen Lebenszyklus sind datengetriebene Analysen zum Nutzerverhalten genauso zentral wie die passgenaue Entwicklung und Planung für eine ressourcensparende Produktion. Dies sind alles wesentliche Bestandteile der additiven Fertigung und späteren Rekonfigurationen. Hierfür ist es unabdingbar Kategorien der Materialwissenschaften, Kreislaufwirtschaft und neueste Ansätze der Produktentwicklung miteinander zu verknüpfen, um die Effizienz der Entwicklung und die Nachhaltigkeit der Produkte gleichzeitig zu steigern.:Digitalisierung der Engineering Prozesse durch System Lifecycle Management (SysLM)
Martin Eigner 11
Umgang mit Marktunsicherheiten in der Zielsystementwicklung: Methode zur Reduktion von DefinitionslĂĽcken bei der Konkretisierung des Initialen Zielsystems
Valentin Zimmermann, Christoph Kempf, Leo Hartmann, Nikola Bursac, Albert Albers 21
Digitale Lösungssammlung von Konstruktionsprinzipien für die Agile Entwicklung von Leichtbaustrukturen für Luftfahrzeuge
Jutta Abulawi, Maximilian Weigand 35
Ansatz zur Erarbeitung einer Methodenauswahl fĂĽr nachhaltige Produktentwicklung in KMUs
Björn Ragnar Kokoschko, Laura Augustin, Christiane Beyer, Michael Schabacker 49
Kontrollierte Fragebogenentwicklung zur Messung erlebter Qualität von Produkten der Dräger Safety auf haptischer, optischer und akustischer Ebene
Julia Schneider, Christian Wölfel, Sarah Wandel, Michael Richenberger 59
Was können wir von Ablehnung lernen? Eine Befragung von NichtnutzerInnen im Kontext einer Produktentwicklung
Laura Augustin, Sabrina Pfrang, Björn Kokoschko, Andrea Wolffram, Michael Schabacker 71
Digitale Landwirtschaft und das User-Interface – eine Herstellersicht
Michael Jendis 85
Data Model Canvas fĂĽr die IT-System-ĂĽbergreifende Integration von Datenmodellen zur UnterstĂĽtzung von Datenanalyse-Anwendungen im Produktlebenszyklus
Thomas Eickhoff, Andreas Eiden, Jonas Gries, Jens C. Göbel 99
Montagegerechte Gestaltungsrichtlinien mittels Deep Learning
Johanna Gerlach, Alexander Riedel, Seyyid Uslu, Frank Engelmann, Nico Brehm 111
Hybride Simulationstechnik – Prototypenerkenntnisse in den Produktneuentwicklungsprozess einbinden
Dennis Kaczmarek, Armin Lohrengel 123
Zeitliche und inhaltliche Konvergenz der Lösungsfindung als zentrale Herausforderung in Hybriden Produktentwicklungsprozessen – eine Empirische Analyse von Stanfords ME310-Prozessmodell
Frank Koppenhagen, Tim BlĂĽmel, Tobias Held, Christoph Wecht 137
Better Change a Running System – Implementierung von Innovations- und Nachhaltigkeitsprozessen in Entwicklungsabteilungen
Oliver Keller, Paul Stawenow, Marco Kapetan 155
User Research im Zukunftsorientiertem Design-Thinking: Eine Ganzheitliche Methode fĂĽr das Stakeholder-Management in der Service-Optimierung
Mehdi Mozuni, Maren Ohlhoff, Gerhard Glatzel 163
Virtual-Reality-Umgebung für die Visualisierung von Entwicklungszielgrößen auf Basis des Referenzsystems im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung
Felix Pfaff, Simon Rapp, Albert Albers 175
Ausarbeitungsleitfaden fĂĽr Nutzerstudien zur Evaluation von XR-Interfaces in der Produktentwicklung
Jakob Harlan, Benjamin Schleich, Sandro Wartzack 189
Textile Engineering ›SurFace‹: Oberflächenentwurf von der taktilen zur grafischen zur taktilen Erfahrbarkeit im Design Engineering der Zukunft
Marina-Elena Wachs, Theresa Scholl, Gesa Balbig, Katharina Grobheiser 201
Effiziente und Robuste Entwicklung komplexer Faserverbund-Triebwerkstrukturen
Sebastian Spitzer, Fabian Folprecht, Alrik Dargel, Christoph Klaus, Albert Langkamp, Maik Gude 215
Maschinenkonzept zur additiven Fertigung groĂźdimensionierter Titan-Bauteile
Andreas Kalb, Florian M. Dambietz, Peter Hoffmann 227
VIKA – Konzeptstudien eines virtuellen Konstruktionsberaters für additiv zu fertigende Flugzeugstrukturbauteile
Johann Steffen 237
Entwicklung einer agil-strukturierten Prozesslösung mittels ASD – Agile Systems Design für das technische Änderungsmanagement im After Sales eines OEM der Automobilindustrie
Jonas Heimicke, Sascha Pfau, Linda Vetten, Albert Albers 255
Methoden für die durchgängige Anwendung einer EBOM mithilfe klassenbasierter Substitutionsobjekte
Jonathan Leidich, Peter Robl, Julien Raphael Mrowka 271
Anforderungsmanagement in der Agilen Entwicklung Mechatronischer Systeme – ein Widerspruch in sich?
Nikola Bursac, Simon Rapp, Lukas Waldeier, Steffen Wagenmann, Albert Albers, Magnus Deiss, Volker Hettich 283
Akzeptanzanalyse zum Einsatz von Hybriden Prototypen und Extended Reality in der Produktentstehung
Liesa Zimmermann, Kathrin Konkol, Elisabeth Brandenburg, Rainer Stark 297
Interdisziplinäre Produktentwicklung – Beschreibung einer Kooperation aus Industrie, angewandter Forschung und Technischem Design zur Realisierung einer assistierenden Roboterzelle
Christian Hermeling, Johannes Abicht, Thomas Theling, Ralf Hock 309
Szenarien Machen Mögliche Zukünfte Erlebbar – Szenen eines Forschungsvorhabens
Maren Ohlhoff, Mehdi Mozuni, Gerhard Glatzel 323
3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (LKGS-3D)
Christiane Keil, Dominik Haim, Ines Zeidler-Rentzsch, Franz Tritschel, Bernhard Weiland, Olaf MĂĽller, Thomas Treichel, GĂĽnter Lauer 335
Beam-colored Sketch and Image-based 3D Continuous Wireframe Reconstruction with different Materials and Cross-Sections
Martin Denk, Klemens Rother, Kristin Paetzold 345
Diskussionsbeitrag zu einem methodischen Ansatz für Entscheidungen in Zielkonflikten während der Konzeptphase der Entwicklung automatisierter Produktionsanlagen
Peter Lochmann, Jens-Peter Majschak 355
Generieren lastgerechter Materialparameter für FEM-gestützte Umformprognosen – am Beispiel von Karton Verbundmaterialien
Toma Schneider, Antje Harling, Frank Miletzky 371
Erweiterte Analyse ausgewählter Schwingungsphänomene mit dem C & C²-Ansatz am Beispiel einer Einscheibentrockenkupplung
Peter M. Tröster, Thomas Klotz, Simon Rapp, Yulong Xiao, Sascha Ott, Albert Albers 383
Ein Klassifizierungssystem fĂĽr Industrielle Augmented Reality Anwendungen
Jan Luca Siewert, Matthias Neges, Detlef Gerhard 401
Nutzerzentrierte Entwicklung einer ortsunabhängigen Maschinenabnahme mittels Augmented Reality
Nedim Kovacevic, Jantje Meinzer, Rainer Stark 417
Augmented Reality als intuitive Benutzungsschnittstelle fĂĽr das Roboterprogrammieren
Carolin Horn, Christoph-Philipp Schreiber 431
Design von Produkt-Dienstleistungssystemen fĂĽr Kreislaufwirtschaft
Ursula Tischner 443
Nachhaltigkeit: Avoiding Design – Warum gutes Design kein Design ist und auch das Nicht-Designen und Vermeiden von Produkten Gestalterhandwerk sein muss
Philipp SchĂĽtz, Oliver Gerstheimer, Philipp Englisch 461
Nachhaltigkeit als strategischer Imperativ fĂĽr die Gesellschaft und Unternehmen
Heinz Simon Keil, Detlef Tietze 475
Simulation modularer Produktarchitekturen durch modellbasierte Konfiguration
Florian M. Dambietz, Dieter Krause 491
MBSE-Ansatz fĂĽr eine Vernetzte Stoffstrommodellierung zur Verbesserung der Partnersuche in der Kreislaufwirtschaft
Franz Wieck, Philipp Kronenberg, Manuel Löwer 501
Konstruktion eines Inserts fĂĽr Faserverbund- Halbzeuge
Frank Weidermann, Stefanie Zimmermann, Andrea Pino 517
Der Ingenieur an seinem Arbeitsplatz – gesund und kompetent!
Bettina Schleidt 529
Digitale Arbeitsumgebungen in der Produktentstehung – Mit Action Design Research Web-Anwendungen zur produktiven Zusammenarbeit entwickeln
Stephan Scheele, Daniel Mau, David Foullois, Frank Mantwill 541
Nutzerzentrierung in Zeiten von Social Distancing – Evaluierung eines extracurricularen Lehrformats für Studierende der Produktentwicklung
Anne Wallisch, Kristin Paetzold 559
The Digitalization Principles from a User-Centered Design Perspective – A Conceptual Framework for Smart Product Development
Carolina Sallati, Klaus SchĂĽtzer 575
Brain of Materials – die Plattform für Designer, Entwickler und Materialhersteller
Hans Peter Schlegelmilch 587
Gibt es ein Patentrezept fĂĽr erfolgreiche IT-Projekte?
Alfred Katzenbach 591
Mockup einer Betriebsleitstelle für Automatisierte Shuttlebusse – Konzeption und Design eines Universellen, Visuellen und Auditiven Interfaces
Ingmar S. Franke, Sönke Beckmann, Olga Biletska, Hartmut Zadek 601
Co-Creation bei komplexen Consumer Products
Linda GeiĂźler, Nico Herzberg, Natalie Mundt 613
Bessere Kundenorientierung bei der Entwicklung physischer Produkte – Nutzung agiler Vorgehensweisen kombiniert mit Additiven Fertigungsverfahren
Philipp Blattert, Werner Engeln 621
Ermittlung von Anforderungen an eine Anwendungsfall-Spezifische Einführung Agiler Ansätze – Erkenntnisse aus der Anwendung des Agile-Stage-Gate Hybrids
Jonas Heimicke, Ahmed Spahic, Luis Bramato, Albert Albers 633
goG – die Neue Urbane Mobilität
Hans-Georg Höhne 645
Vergleich der Motivationsprofile von Scrum-Teammitgliedern mit dem Agilen Manifest zur Entwicklung von Gamification-Strategien
David Kessing und Manuel Löwer 655
Zeichnen als Weltentwurf: Analog + Digital – Die Bedeutung des Zeichnens in der Primarausbildung mit Blick auf Design Engineering in Europa
Marina-Elena Wachs 665
Intelligentes Nesting in der Kreislaufwirtschaft zur Steigerung der Ressourceneffizienz
Philipp Kronenberg, Franz Wieck, Sebastian Weber, Manuel Löwer 673
Remote Innovation – Co-Creation During Times of Pandemic
Oliver Gerstheimer, Philipp SchĂĽtz, Philipp Englisch, Erhard Wimmer 681
Analyse des Einflusses von Faktoren auf die agilen Fähigkeiten von Organisationseinheiten in der Entwicklung physischer Systeme
Jonas Heimicke, Tobias Rösel, Alber Albers 691
Entwicklung Angepasster Konstruktionsmethoden fĂĽr Nachhaltige Hochvolt-Speicher
Robert Kretschmann, Gerd Wagenhaus, Christiane Beyer 703
Automatisierung des Datenaufbereitungsprozesses fĂĽr AR/VR-Anwendungen im Engineering
Maximilian Peter Dammann, Wolfgang Steger, Ralph Stelzer 714
Nutzer- und Aufgabengerechte Unterstützung von Modellierungsaktivitäten im Kontext des MBSE-Model-Based Systems Engineering
Constantin Mandel, Matthias Behrendt, Albert Albers 72