Gestaltungskonzept für Augmented Reality unterstütztes Training an manuellen Montagearbeitsplätzen

Forschungsvorhaben – Die Komplexitätssteigerung manueller Montageprozesse erfordert hochqualifizierte Arbeitskräfte, um die diffizilen Prozesse zu beherrschen. Um eine effektive und effiziente Ausbildung dieser Personen sicherzustellen, wird der Einsatz AR-basierter Trainingssysteme zunehmend relevant für die Industrie. Momentan mangelt es allerdings an wissenschaftlichen Untersuchungen im industriellen Nutzungskontext. Aufgrund dessen fehlen notwendige Erkenntnisse zur Gestaltung und Evaluation dieser Assistenzsysteme. Dem Ziel, diese Limitation zu schließen, widmet sich die vorliegende Dissertation. Forschungsrahmen – Das Vorgehen zur Erarbeitung der genannten Zielsetzung orientiert sich an der gestaltungsorientierten Forschung. Dieses Paradigma forciert die iterative Gestaltung von problemlösungsorientierten Artefakten mit Hilfe einer stringenten Anwendung wissenschaftlicher Methoden. Forschungsergebnisse – Durch Anwendung des zuvor erwähnten Forschungsparadigmas werden drei Artefakte gestaltet. Die Grundlage dafür liefern die Ergebnisse einer umfangreichen strukturierten Literaturrecherche und die Analyse domänenspezifischer Anforderungen. Basierend auf diesen wird zunächst ein menschzentriertes Vorgehensmodell zur Analyse, Gestaltung und Evaluation von AR-basierten Trainingssystemen im industriellen Nutzungskontext erarbeitet (Artefakt 1), welches seine reproduzierbare Verwendbarkeit durch ausgewählte Methoden und Empfehlungen in allen Ablaufphasen sicherstellt. Darauf aufbauend wird eine HMD-basierte Trainingssoftware instanziiert (Artefakt 2) und durch geeignete Evaluation systematisch zu einer gebrauchstauglichen Anwendung weiterentwickelt. Diese wird einem abschließenden Test unterzogen und im Vergleich zu zwei etablierten Trainingskonzepten empirisch erprobt. Die daraus resultierenden Ergebnisse verdeutlichen sowohl die Nützlichkeit des Vorgehensmodells als auch die Gebrauchstauglichkeit des innovativen Trainingssystems. Beruhend auf den zahlreichen Erfahrungen und Erkenntnissen dieser Dissertation, werden abschließende Empfehlungen (Artefakt 3) dargelegt, welche die erfolgreiche Durchführung ähnlicher wissenschaftlicher Arbeiten sicherstellen. Einschränkungen – Die umfangreichen multimodalen Funktionalitäten der Trainingssoftware wurden für eine konkrete prozedurale Montagetätigkeit entwickelt und am Beispiel eines industriellen Referenzarbeitsplatzes mit potentiellen Anwendern erprobt. Eine Anpassung der Software auf weitere Anwendungsfälle ist aufgrund des immensen Programmieraufwands sehr zeitaufwändig. Dadurch ist die Skalierbarkeit der Software stark limitiert. Angehende Forschungsprojekte sollten daher den Einsatz von Autorenwerkzeugen untersuchen, um eine effiziente Content-Erstellung zu gewährleisten. Darüber hinaus wurden keine Einflüsse der AR-Technologie auf das Langzeitgedächtnis erforscht. Diese Limitation eröffnet ein weiteres interessantes Forschungsfeld für zukünftige Untersuchungen. Implikationen – Diese Dissertation liefert sowohl wissenschaftliche als auch praxisbezogene Implikationen. Demnach schließen die Erkenntnisse zur Gestaltung und Evaluation AR-basierter Trainingssysteme bestehende Forschungslücken und gewährleisten eine reproduzierbare Instanziierung weiterer solcher Assistenzsysteme. Eine gebrauchstaugliche HMD-basierte Trainingssoftware bietet Industrieunternehmen mit manuellen Montageprozessen zudem Einsparungspotentiale durch eine vollkommen neuartige und hocheffektive Ausbildungsmöglichkeit.Purpose – The growing complexity of manual assembly processes require highly skilled workers to deal with such challenging tasks. Therefore, AR-based learning systems become more and more interesting for the industry promising to ensure effective and efficient learning processes. However, scientific research in the field of AR-based learning, especially in the industrial domain, is still very limited. For this reason, necessary knowledge for the design and evaluation of such assistive systems is lacking. This dissertation aims to close these limitations. Approach – The framework of the current scientific work is based on design science research (DSR). This research paradigm attempts to solve practical problems by developing purpose-oriented artifacts with rigorous scientific methods. Findings – Three artifacts are designed using the DSR technique. Hereof, the results of a comprehensive literature survey and an analysis of domain specific requirements provide the foundation. Based on this, a human-centered framework for analyzing, designing and evaluating AR-based learning systems in the industrial context is elaborated (artifact 1). Through well-chosen methods and recommendations in all three phases, a reproducible approach can be guaranteed. By applying this framework, a HMD-based learning software (artifact 2) is developed through several iterative evaluations with potential users using the example of a real internal combustion engine assembly task in order to ensure a high usability. Finally, the software is compared to two traditional approaches (paper-based and trainer-based learning). The results validate the utility of the framework as well as that of the innovative HMD-based learning approach. Based on numerous findings and empirical knowledge, several recommendations are derived to conclude this dissertation and facilitate forthcoming research. Limitations – The elaborate multimodal functionalities of the training software are developed and systematically improved using a concrete procedural internal combustion engine assembly task. This leads to a tremendous and time consuming programming effort as soon as individual software adjustments or assignments are requested by the industrial domain. Therefore, the software scalability is very limited. Due to the previously mentioned limitation, future research should concentrate its investigation into developing authoring tools which enable an efficient AR content creation. Furthermore, the impact of AR on the shortterm memory is only analyzed in this dissertation which opens up an additional interesting research area for future explorations. Implications – This current thesis provides scientific as well as practical oriented implications. The results regarding the design and evaluation of AR-based learning systems ensure a reproducible scientific procedure to instantiate these assistive systems further. In addition, initial insights regarding the use of these systems in the industrial domain are presented, therefore closing current research gaps. A HMD-based learning software offers the opportunity for companies with manual assembly tasks to conserve money due to a completely new and highly-effective training possibility

Design Workshops in der Lehre. Erleben und Kompetenz

Design Workshops sind ein effektives Mittel, um Kompetenzen in der Hochschullehre zu fördern. In diesem Artikel werden verschiedene Fallbeispiele beschrieben, in denen Design Workshops erfolgreich eingesetzt wurden, um Problemlösungsfähigkeiten, Entscheidungsfähigkeit, Kreativität, Teamfähigkeit und weitere Kompetenzen zu fördern. Die Autoren beschreiben auch, wie Design Workshops als Erlebnisraum genutzt werden können, um den Gestaltungsprozess zu vermitteln und die Kompetenzausbildung zu befördern. Die Workshops wurden in verschiedenen Kontexten eingesetzt, von der Lehre in technischen Studiengängen bis hin zur Innovationsarbeit in Unternehmen. Die Autoren betonen, dass Design Workshops ein systematischer Zugang zu kreativem Arbeiten sind und dass sie dazu beitragen können, komplexe Probleme systematisch zu bearbeiten und innovative Lösungen zu finden. (Herausgeber)Design workshops are an effective way to promote competencies in higher education teaching. This article describes several case studies in which design workshops have been used successfully to promote problem-solving skills, decision-making skills, creativity, teamwork skills, and other competencies. The authors also describe how design workshops can be used as experiential spaces to teach the design process and promote skills training. The workshops have been used in a variety of contexts, from teaching in engineering courses to innovation work in companies. The authors emphasize that design workshops are a systematic approach to creative work and that they can help to systematically work through complex problems and find innovative solutions. (Editor

Entwicklung und Evaluierung eines nutzerzentrierten Assistenzsystems zur Unterstützung von leistungsgeminderten Mitarbeitern bei manuellen Kommissioniertätigkeiten

Vor dem Hintergrund der aktuellen Herausforderungen der Lebens- und Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts verstärken sich auch die Anforderungen an Werkstätten für behinderte Menschen. Insbesondere im komplexen intralogistischen Tätigkeitsfeld der manuellen Kommissionierung werden derzeit sowohl auf dem ersten Arbeitsmarkt als auch in den Werkstätten kaum leistungsgeminderte Mitarbeiter eingesetzt. In diesem Zusammenhang stellen informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme einen zukunftsträchtigen und erfolgsversprechenden Ansatz zur Anleitung, Unterstützung und Kontrolle von manuellen Industrieprozessen dar. Den Weg zu einem solchen System geht diese Arbeit: von der nutzerzentrierten Entwicklung über die prototypische Umsetzung bis zur praktischen Evaluierung eines funktionsfähigen und ergonomischen Assistenzsystems zur Unterstützung von leistungsgeminderten Mitarbeitern bei der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung. Das ist zugleich ein wichtiger Beitrag zur Ermöglichung der Teilhabe an Arbeit sowie der daraus resultierenden Förderung der Persönlichkeit von Menschen mit Behinderung und eine Antwort auf die vielfältigen und weitersteigenden Anforderungen an Werkstätten. Darüber hinaus soll der im Zuge der vorliegenden Arbeit umgesetzte Entwicklungsprozess mit seiner Vorgehensweise und Struktur als konzeptionelle Vorlage für die aufgabenorientierte und nutzergerechte Gestaltung von weiteren Assistenzsystemen in der industriellen Anwendung dienen, wie z.B. bei der Montage oder der Verdrahtung von Schalt- und Steuerungsanlagen. Die Arbeit setzt sich zu Beginn mit aktuellen technischen, politischen und institutionsspezifischen Rahmenbedingungen auseinander und betrachtet diese hinsichtlich der Nutzergruppe der leistungsgeminderten Mitarbeiter. Auf Grundlage einer Analyse des Arbeitsprozesses und der Nutzergruppe werden Anforderungsprofile von Seiten des Prozesses, der zukünftigen Nutzer und der Technik erstellt. Daraus lassen sich Zielsetzungen für die Konzeption und Entwicklung des nutzerzentrierten Assistenzsystems ableiten und der Kommissionierprozess spezifizieren. Im Nachgang wird die hardware- und softwareseitige Konzeption und Entwicklung der einzelnen Funktionseinheiten und des Anleitungssystems erläutert sowie der Aufbau und die Funktionsweise dargestellt. Abschließend erfolgt die Anwendung und detaillierte Evaluierung der realisierten Systemlösung.Against the backdrop of current challenges in the living and working environment of the 21st century, the demands placed on sheltered workshops are also intensifying. Particularly in the complex intralogistics field of manual order picking, there are hardly any employees with disabilities working either in the first labor market or in sheltered workshops. In this context, information technology and cognitive assistance systems represent a future-oriented and promising approach to the guidance, support and control of manual industrial processes. For this reason, the central goal of this dissertation is to describe the user-centered development, prototypical implementation and practical evaluation of a functional and ergonomic assistance system for the support of people with disabilities in manual order picking processes. At the same time, this is an important contribution to enabling participation in work as well as encouraging the development of the personality of people with disabilities; it is also a response to the diverse and increasing demands placed on sheltered workshops. In addition, the development process, which was implemented in the course of the present work, is intended to serve as a conceptual template for the task-oriented and user-friendly design and development of further assistance systems in industrial applications, such as the assembly or wiring of switchgear and control systems. At the beginning, the present work deals with current technical, political and institution-specific framework conditions and considers these with regard to the user group of employees with disabilities. On the basis of an analysis of the work process and the user group, requirement profiles are created, taking into account the process, the future users and the technology. From this, objectives for the design and development of the user-centered assistance system can be derived and the picking process specified. Subsequently, the hardware and software development of the single functional units and the guidance system are explained, and their structure and the operating principles presented. Finally, the application is implemented and a detailed evaluation of the implemented system solution is carried out

Design Research 2020: Kolloquium Technisches Design: Technische Universität Dresden

Der vorliegend Band 14 der Reihe Technisches Design schlägt nach Tagungsbänden und Dissertationsschriften – dem Charakter nach eher abgeschlossene Werke – eine Brücke in die Zukunft der Forschung im Technischen Design, indem es die Textfassungen von acht Beiträgen des ersten öffentlichen Kolloquiums Technisches Design vom September 2020 beinhaltet, die allesamt aus dem Prozess laufender Promotionsvorhaben verfasst wurden. Diese acht Arbeiten stehen damit auch stellvertretend für ganz individuelle Forschungsperspektiven und Schwerpunktsetzungen innerhalb des weiten Möglichkeitsraums aktueller Designforschung. Die Design-Promovierenden stellen ihre jeweiligen aktuellen Stände und besonderen Aspekte ihrer Forschungsarbeiten zur Diskussion und erlauben damit einen Einblick in verschiedenste Phasen ebenso wie sichere und noch offene Passagen ihrer Auseinandersetzung. Die Bandbreite reicht von ausgearbeiteten Exposees der Promotionsvorhaben über die Ergebnisse systematischer Literaturanalysen bis hin zur Darstellung konkreter Untersuchungsplanungen. Alle Beiträge eint die Auseinandersetzung mit dem menschlichen Erleben und Interagieren mit gestalteten Artefakten. Innerhalb dieses Felds decken die Artefakte ein sehr breites Spektrum von nachhaltigen Materialien oder Fertigungsverfahren über vorwettbewerbliche Technologiedemonstratoren bis hin zu kollaborativen Arbeitsplätzen ab. Innerhalb der Arbeiten werden Bezüge und Fragestellungen zu Menschen und Umgebungen in interdisziplinären Entwicklungsprozessen sowie zur Beurteilung und Kommunikation von Neuem durch Expert:innen und Laien entwickelt. Mit der Bandbreite dieser acht Beiträge wird das thematische Spektrum von Promotionsvorhaben an der Professur für Technisches Design gut ausgeleuchtet und entsprechend stolz sind wir auf diesen ersten Band, der ausschließlich Arbeiten unserer Promovend:innen zeigt. Band 14 der Reihe Technisches Design gibt einen aktuellen Einblick in die Forschung an einer der größeren Designforschungseinrichtungen im deutschsprachigen Raum und lässt Sie teilhaben an empirischer Forschung zur erlebenszentrierten Entwicklung vielfältiger Mensch-Technik-Interaktion

IT für soziale Inklusion

Social Inclusion is a topic of growing importance in all walks of life. Their enforcement is often not possible without information technology. The book describes the state of research. However, the focus is on tools and applications from the areas of education, health, mobility, migration and others. Topics and authors come from the workshop of the same name, which the DFKI designed as part of the VISION SUMMIT 2016.Soziale Inklusion ist ein Thema mit wachsender Bedeutung in allen Gesellschaftsbereichen. Deren Durchsetzung ist ohne Informationstechnologie oftmals nicht möglich. Das Buch beschreibt den Stand der Forschung. Schwerpunkt sind aber Tools und Anwendungen aus den Bereichen Bildung, Gesundheit, Mobilität, Migration u.a.. Themen und Autoren stammen aus dem gleichnamigen Workshop, den das DFKI im Rahmen des VISION SUMMIT 2016 gestaltet hat

Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 1

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.:Quo vadis Digitalisierung: Die digitale Engineering-Kette und Ihre nachhaltige Wirkung auf die Wertschöpfung Heinz Simon Keil 9 Augmented Reality in der Produktvalidierung: Potenziale und Grenzen in frühen Entwicklungsphasen Jonas Reinemann, Joshua Fahl, Tobias Hirschter und Albert Albers 33 Konzept zur Verbesserung des realitätsgetreuen, visuellen Erlebens in virtuellen Umgebungen durch Eye-Tracking Benjamin Gerschütz, Marius Fechter, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 51 Mixed Reality Assistenzsystem zur visuellen Qualitätsprüfung mit Hilfe digitaler Produktfertigungsinformationen Stefan Adwernat und Matthias Neges 67 Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews Margitta Pries, Ute Wagner, Johann Habakuk Israel und Thomas Jung 75 Eingriff in die Privatsphäre der Endanwender durch Augmented Reality-Anwendungen Matthias Neges und Jan Luca Siewert 87 Virtual Prototyping als agile Feedback-Methode für frühe Produktentwicklungsphasen Manuel Dudczig 97 aHa – Der adaptive Handgriff der Zukunft Paula Laßmann, Jonathan Kießling, Stephan Mayer, Benedikt Janny und Thomas Maier 107 Design-Education: Die Siemens HMI-Design Masterclass Oliver Gerstheimer, Romy Kniewel, Sebastian Frei und Felix Kranert 125 Nutzungsaspekte von Head-Mounted-Displays in industriellen Umgebungen Maximilian Peter Dammann, Martin Gebert und Ralph Stelzer 141 Selbstlernende Assistenzsysteme für Maschinenbediener Andre Schult, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Markus Windisch und Jens-Peter Majschak 159 Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen Volker Wittstock, Patrick Puschmann, Adrian Albero Rojas, Matthias Putz und Heinrich Mödden 173 Entwicklungsassistenz zum Entwurf Innermaschineller Verfahren für Verarbeitungsmaschinen Paul Weber, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Andre Schult und Jens-Peter Majschak 185 Gestaltung nutzerzentrierter Assistenzen im Produktdatenmanagement Stephan Scheele und Frank Mantwill 201 Model-Based Engineering für die Automatisierung von Validierungsaktivitäten am Beispiel Fahrerassistenzsysteme Constantin Mandel, Sebastian Lutz, Olivia Rau, Matthias Behrendt und Albert Albers 221 Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen Tobias Flath, Alexandra Springwald, Michaela Schulz-Siegmund, Michael C. Hacker und Peter Schulze 239 Feature-Baukasten für FDM-Druckverfahren Franz Wieck, Tim Katzwinkel und Manuel Löwer 247 Gestalten mit hybriden Materialien – Additive Fertigung für neuartige, kundenindividuelle Stichschutzbekleidung Dustin Ahrendt, Sybille Krzywinski, Enric Justo i Massot und Jens Krzywinski 265 Individuelle Produktgestaltung mittels funktionsintegrierten AM-Knoten und Profilen am Beispiel eines Batteriekastens Richard Kordaß und Christian Arved Stürmer 281 Einführung in die Produktentwicklung im Rahmen eines Schülerlabors am Beispiel des PROJECT 10|2018 Nico Herzberg, Laura Marschner und Florian Schröder 299 Einflussfaktoren in der standortverteilten Produktgenerations-entwicklung – Eine literaturbasierte Momentaufnahme Katharina Duehr, David Kopp, Benjamin Walter, Markus Spadinger und Albert Albers 309 Szenarien verbinden Gerhard Glatzel und Mathias Wiehle 327 Iterationsarten und deren Auslöser in der Frühen Phase der PGE – Produktgenerationsentwicklung Miriam Wilmsen, Markus Spadinger, Albert Albers, Cong Minh Nguyen und Jonas Heimicke 339 Building Information Modeling (BIM) für Bahn-Bauwerke – von Datenakquisition bis Virtueller Realität Markus Färber, Thomas Preidel, Markus Schlauch, Bernhard Saske, Adrian Bernhardt, Michael Reeßing, Steffen Cersowsky und Ronny Krüger 355 Effiziente Produktion und Wartung durch die Industrie 4.0 – Anwendung Hashem Badra und Jivka Ovtcharova 371 Herausforderungen klassischer Maschinenelemente im nicht-elektrischen Explosionsschutz Sabrina Herbst, Thomas Guthmann und Frank Engelmann 383 Ein hybrider Ansatz für Festigkeitsnachweise von multiskaligen Strukturen Hans-Peter Prüfer 399 Interdisziplinäre Design Methodik Martin Eigner, Thomas Dickopf und Hristo Apostolov 41

Entwerfen Entwickeln Erleben 2014 – Beiträge zum Technischen Design: 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 Innovationsstudien und Zukunftskonzepten für verschiedenste Bran­chen, zu Design Thinking und Designprozessen von frühen Phasen bis zum Qualitätsmanagement, Methoden und Werkzeugen von Mindcards bis Eye-Tracking sowie zu den Themen User Experience und Nutzererleben, Öko-Design, Universal Design und partizipative Gestaltung. 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 zum Technischen Design enthalten, ein weiterer Band (http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-144963, herausgegeben von Ralph Stelzer) fasst die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwick­lung zusammen.:Das Futur II Innovationskonzept zur Optimierung schienengebundener Fahrzeuge Christian Scholz 11 Eco Design Tool – Qualitative Entscheidungsunterstützung in der Produktgestaltung Georg Dwalischwili, Malte Koslowski und Nikolaus Marbach 27 Innovationsstudien als Treiber anwendungsorientierter Forschung – Beispiele aus dem Agrarbereich Christoph Philipp Schreiber, Thomas Herlitzius und Jens Krzywinski 43 Produktentwicklung von Bekleidung und technischen Textilien – 3DDesign/Konstruktion für biegeweiche Materialien Sybille Krzywinski, Ellen Wendt, Jana Siegmund und Lina Girdauskaite 57 Design Thinking: Allgemeingültiger Innovationsprozess? Gavin Melles und Rebekka Fuge 69 Neue Industrial Design Prozesse für die Produktentwicklung – Die Überarbeitung der VDI/VDE-Richtlinie 2424 Gerhard Reichert, Robert Watty und Christian Zimmermann 77 UXX Enterprise oder: Über den Sinn und Unsinn von Entwerfen, User Experience und Modellbau im Spannungsfeld zwischen Design Thinking und User Centered Design Oliver Gerstheimer 87 Anwenderorientierte strategische Ausrichtung von Design bei technologiegeprägten Unternehmen Frank Thomas Gärtner 103 Partizipative Softwareentwicklung am Beispiel der Findung eines Interaktionskonzeptes Ingmar S. Franke und Frank Peter 115 Die Konzeptvisualisierung als frühe Entscheidungsunterstützung im Rahmen komplexer Produktentwicklungen Frank Mühlbauer und Jens Krzywinski 129 Qualitätsmanagement im Designprozess Matthias Richter 145 Der Raum als unterstützendes Werkzeug im Designprozess. Wie wirkt sich das Design der Arbeitsumgebung auf kreative Teamarbeit aus? Danjela Hüsam, Claudia Nicolai, Dora Panayotova und Ulrich Weinberg 155 Entwickeln mit Mindcards – mehr Interaktion in kreativen Prozessen Stefan Boës, Moritz Mussgnug, Dominik Noli, Bastian Leutenecker und Mirko Meboldt 169 Learning in Action als mannigfaltige Methode zum Erlernen, Erleben und Problem Reframing Andrea Augsten 181 Potenziale und Herausforderungen für das Design in der Konzeptionsphase von soziotechnischen Systemen Jennifer Müller, Christophe Kunze und Madeleine Berger 195 Einsatz von mobilen Eye Tracking Technologien in der nutzerorientierten Produktentwicklung Moritz Mussgnug, Quentin Lohmeyer und Mirko Meboldt 209 Methode zur nutzergerechten Interfacegestaltung auf der Basis eines idealen Informationsablaufs zwischen funktionalen und formalen Anforderungen Markus Schmid 219 Multimodale HMI – Untersuchungen zur Erweiterung der Arbeitsgedächtniskapazität durch visuell-taktile Anzeiger Matti Schwalk und Thomas Maier 233 Assistenzsysteme im industriellen Kontext – Interviews und Kontextanalyse Anja Knöfel, Ralph Stelzer, Rainer Groh und Jens Krzywinski 243 Design im Bereich der Sicherheitstechnik Christian Fritz 255 Gestaltungsprinzipien für herstellerproprietäre, mobilfunkbasierte Arbeitsmittel Applikationen – Die Zielgruppenbefragung Friedrich Niehaus und Tobias Kehrein 263 Optimierung gestalterischer Faktoren für die altersgerechte Mensch-Produkt-Schnittstelle durch Greifkraftmessung Benedikt Janny, Matthias Haug und Thomas Maier 279 Iteratives Design in der Produktentstehung Gerhard Glatzel 291 Streaming alternativer Inhalte ermöglicht Barrierefreiheit für einige – und Mehrwerte für viele Zuschauer Mathias Knigge und Jörn Erkau 303 Kein schales Schimmern – Die Goldene Regel im Designkontext Heike Raap 309 Möbelentwicklung im Wandel Tony Gauser 319 Solarkraft in der Produktentwicklung – Anwendungen für Westafrika Jörg Reiff-Stephan 327 Universal Design – Möglichkeiten und Grenzen Susanne Trabandt, Linda Geißler und Stefan Schmidt 341 Wahrnehmungsgerechtheit als Gestaltungsaufgabe im Produktdesign Thomas Gatzky 35

Methodik zur systematischen Analyse der Prozessgestaltung einer Mensch-Roboter-Interaktion in der Montage

Die steigenden Anforderungen, die durch volatile Märkte, den Fachkräftemangel sowie wechselnde Regularien an das Produktionssystem im Automobilbau gestellt werden, erfordern eine stetige Weiterentwicklung. Die Integration einer flexiblen Mensch-Roboter-Interaktion in die Montage bietet eine Möglichkeit den Herausforderungen zu begegnen und eröffnet Potentiale für neuartige Produktionskonzepte. Für die Realisierung einer solchen kollaborativen Roboterapplikation ist sowohl die Kenntnis der Bedarfe, als auch die der spezifischen Anforderungen des Anwendungsumfelds erforderlich. Anhand der Vorstellung des Stands der Forschung werden diesbezüglich Fragestellungen ermittelt, die vor dem Hintergrund der Montage in der Automobilindustrie über eine zweistufige Potentialanalyse konkretisiert werden. Darin rückt neben der Gestaltung einer Schnittstelle insbesondere die Interaktion der Partner in den Fokus. Das primäre Ziel besteht darin, die Auswirkungen der Interaktion des Menschen mit dem Roboter auf den Prozess mittels einer geeigneten Methode abbilden zu können und dafür ein passendes Schnittstellenkonzept bereitzustellen. Auf Basis dessen werden Schnittstellenkonzepte sowie eine Methodik zur Prozessanalyse entworfen, deren Eignung im Rahmen mehrerer experimenteller Untersuchungen evaluiert wird. Der erste Experimentalblock widmet sich der Eignungsprüfung der Schnittstellenkonzepte, um eine negative Beeinflussung der Interaktion vor dem Einsatz in einem kollaborativen Anwendungsfall auszuschließen und erste Implikationen zu erfassen. Der zweite Block dient der Validierung der entwickelten Methodik sowie der Ermittlung des Effekts von Gestaltung und Nutzung der Schnittstelle auf den Prozessablauf. Dies erfolgt anhand einer adaptierten Montageapplikation aus einem Automobilwerk. Die Ergebnisse zeigen auf, dass ein kollaborativer Prozess anhand des aufgestellten Modells ganzheitlich erfassbar ist und die resultierende Aussage sowohl eine effiziente Prozessaufteilung, als auch die subjektive Wahrnehmung des menschlichen Prozessteilnehmers widerspiegelt. Im Anschluss an die experimentellen Untersuchungen werden Implikationen für die Gestaltung des Montageprozesses und die Eignung von Schnittstellen diskutiert. Neben den identifizierten Grenzen werden darin Potentiale zur Weiterentwicklung sowie eine Empfehlung zur Gestaltung aufgezeigt

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