Transformation eines technischen Systemmodells auf der Basis der Systemtheorie der Technik nach Ropohl in eine Simulations- und Modellierungs-Umgebung

In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, das die technische Handlungskompetenz von Schülern und Studenten nachhaltig fördern soll. Mit Methoden des systematischen Transformierens eines abstrakten in ein konkretes Systemmodell auf der Basis einer Simulations- und Modellierungs-Umgebung (SiMo-Umgebung) lernen die Schüler oder Studenten das gezielte Analysieren von technischen Systemen und deren Funktionalitäten kennen. Im Anschluss haben sie die Möglichkeit, weitere Kenntnisse über das Verhalten des selbst erstellten Systems zu gewinnen und das System zu modifizieren und zu erweitern. Das im Folgenden beschriebene Konzept basiert auf der Systemtheorie der Technik nach Ropohl [Ropohl, 1999]. Das zu betrachtende technische System wird in mehreren Schritten von der abstrakten Darstellung in ein virtuelles technisches System transformiert, das simuliert und modelliert werden kann. Der erste Schritt ist die Erstellung eines abstrakten Systemmodells nach Ropohl ausgehend von einem realen technischen System. Dieses Modell wird in einem zweiten Schritt isomorph in ein Modell auf der Basis von UML (Unified Modeling Language) transformiert. Diese Transformation wird durch Benennung von Funktionen konkretisiert. Zu Beginn des dritten Schrittes wird das bereits erweiterte Modell isomorph in eine objektorientierte Programmiersprache1 transformiert. Anschließend wird es soweit konkretisiert und modifiziert, dass es zu einem virtuellem technischen System wird, das simuliert und modelliert werden kann

Einfluss von Unsicherheiten auf die Kalibrierung urban-hydrologischer Modelle

Der Einsatz von hydrologischen Modellen zur Unterstützung von Planung und Betrieb von Entwässerungssystemen ist als Stand der Technik anzusehen. Realitätsnahe und sichere Modellergebnisse stellen dabei die Grundlage für eine zielgerichtete Entscheidungsfindung dar. Nur durch eine Kalibrierung können Parameter von konzeptionellen Modellen zur Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses an die Randbedingungen des zu simulierenden technischen oder natürlichen Systems angepasst werden. Auch wenn die Kalibrierung eines Modells entscheidend zur Erhöhung der Realitätsnähe beiträgt, kann diese durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei hydrologischen Modellen nicht ausschließlich deterministische Gleichungen mit physikalisch basierten Parametern eingesetzt werden. Wesentliche Einflussfaktoren auf die Kalibrierung von urbanhydrologischen Modellen sind die gewählte Modellstruktur, die Eingangsdaten, die Kalibrierdaten, die Auswahl von Kalibrierereignissen sowie die eigentliche Kalibriermethodik. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Einflüsse der Kalibrierdaten, der Auswahl von Ereignissen und der Kalibriermethodik auf die Ergebnisse der automatischen Kalibrierung mittels multikriterieller Optimierungsverfahren untersucht

Evaluation of Flexibility Options in Medium-Voltage Grids

Der fortschreitende Transformationsprozess des Energieversorgungssystems führt zu einer erheblich steigenden Anzahl von Erzeugungsanlagen, Speichersystemen und neuer Lasten im Verteilnetz. Gleichzeitig erfordert das Gesamtsystem mehr Flexibilität, um die Volatilität der Stromerzeugung durch Wind- und Photovoltaikanlagen bestmöglich auszugleichen. Beide Entwicklungen haben massive Auswirkungen auf die zukünftige Planung und den Betrieb von Verteilnetzen. Die Flexibilität einzelner Akteure kann bei einer rein marktorientierten Betriebsweise neue Netzengpässe verursachen, aber gleichermaßen durch eine netzdienliche Betriebsweise bestehende Netzengpässe auflösen. Um Ineffizienzen im Gesamtsystem zu vermeiden, ist es daher erstrebenswert, das Zusammenspiel von Netz und Markt tiefergehend zu analysieren und Rahmenbedingungen zu schaffen, die eine bestmögliche Nutzung der vorhandenen Flexibilitätspotentiale erlauben. Die vorliegende Arbeit setzt an dieser Schnittstelle an und stellt ein Verfahren für die Analyse und Bewertung des netzdienlichen Einsatzes von Flexibilitätsoptionen in Mittelspannungsnetzen vor. Den Kern der Arbeit bildet die Verknüpfung eines eigenständigen, generischen Anlagenmodells mit einem Netzmodell. Das entwickelte Anlagenmodell basiert auf dem Power Nodes Modeling Framework, das für die Berücksichtigung von sektorenübergreifenden Aspekten erweitert wurde. Das Modell eignet sich für die Modellierung komplexer Anlagen, die sowohl mehrere Flexibilitätsoptionen als auch nicht flexible Prozesse aufweisen. Das Netzmodell dient zur Berechnung der verbleibenden Netzkapazität bzw. des Flexibilitätsbedarfs am Netzverknüpfungspunkt der Flexibilitätsoptionen. Hierfür wird in einem neuartigen Ansatz ein Optimal-Power-Flow-Berechnungsverfahren für die Anwendung in MS-Netzen geeignet modifiziert. Mit den OPF-Berechnungen lassen sich die Netzkapazitätsgrenzen unter Berücksichtigung sämtlicher Grenzwerte (Knotenspannungen und Betriebsmittelauslastungen) des Netzgebiets bestimmen. Die Anwendung der Modelle erfolgt auf zwei reale Mittelspannungsnetze unter Berücksichtigung von Szenarien zur Entwicklung der Versorgungsaufgabe bis 2035. Auf Basis von Jahressimulationen in viertelstündlicher Auflösung erfolgt eine detaillierte Analyse der verbleibenden Netzkapazitäten, des Flexibilitätsbedarfs und der Auswirkungen auf den marktorientierten Betrieb der Flexibilitätsoptionen. Aus den umfangreichen Simulationsergebnissen werden allgemeine Erkenntnisse für die Netzplanung, den Netzbetrieb, die Flexibilitätsbereitstellung durch Anlagenbetreiber und die Weiterentwicklung des regulatorischen Rahmens abgeleitet.The ongoing transformation process of the energy supply system is leading to a considerable increase in the number of decentralized generation facilities, storage systems and new loads on distribution level. At the same time, the overall system requires more flexibility in order to balance out the volatility of power generation from wind and photovoltaic plants in the best possible way. Both developments have a massive impact on the future planning and operation of distribution grids. The flexibility of individual players in a purely market-oriented mode of operation can cause new grid bottlenecks, but can also resolve existing grid bottlenecks through a grid-compatible mode of operation. In order to avoid inefficiencies in the overall system, it is therefore desirable to analyse the interaction between grid and market in greater depth and to create regulatory conditions that allow the best possible use of the existing flexibility potentials. This work presents a procedure for the analysis and evaluation of the grid-compatible use of flexibility options in medium-voltage grids. The core of the work is the linking of an independent, generic plant model with a grid model. The developed plant model is based on the Power Nodes Modeling Framework, which has been extended to consider cross-sectoral aspects. The model is suitable for the modelling of complex plants, which have several flexibility options as well as inflexible processes. The grid model is used to calculate the remaining grid capacity or the flexibility requirement at the grid connection point of the flexibility options. For this purpose, an Optimal Power Flow (OPF) calculation method is modified in a novel approach for use in MV grids. With the OPF calculations, the grid capacity limits can be determined taking into account all limit values (node voltages and branch currents). The models are applied to two real medium-voltage grids under consideration of scenarios for the development of the supply task until 2035. On the basis of annual simulations in quarter-hourly resolution, a detailed analysis of the remaining grid capacities, the flexibility requirements and the effects on the market-oriented operation of the flexibility options is performed. From the extensive simulation results, general findings for grid planning, grid operation, flexibility provision by plant operators and the further development of the regulatory framework are derived

Evaluation of Flexibility Options in Medium-Voltage Grids

Der fortschreitende Transformationsprozess des Energieversorgungssystems führt zu einer erheblich steigenden Anzahl von Erzeugungsanlagen, Speichersystemen und neuer Lasten im Verteilnetz. Gleichzeitig erfordert das Gesamtsystem mehr Flexibilität, um die Volatilität der Stromerzeugung durch Wind- und Photovoltaikanlagen bestmöglich auszugleichen. Beide Entwicklungen haben massive Auswirkungen auf die zukünftige Planung und den Betrieb von Verteilnetzen. Die Flexibilität einzelner Akteure kann bei einer rein marktorientierten Betriebsweise neue Netzengpässe verursachen, aber gleichermaßen durch eine netzdienliche Betriebsweise bestehende Netzengpässe auflösen. Um Ineffizienzen im Gesamtsystem zu vermeiden, ist es daher erstrebenswert, das Zusammenspiel von Netz und Markt tiefergehend zu analysieren und Rahmenbedingungen zu schaffen, die eine bestmögliche Nutzung der vorhandenen Flexibilitätspotentiale erlauben. Die vorliegende Arbeit setzt an dieser Schnittstelle an und stellt ein Verfahren für die Analyse und Bewertung des netzdienlichen Einsatzes von Flexibilitätsoptionen in Mittelspannungsnetzen vor. Den Kern der Arbeit bildet die Verknüpfung eines eigenständigen, generischen Anlagenmodells mit einem Netzmodell. Das entwickelte Anlagenmodell basiert auf dem Power Nodes Modeling Framework, das für die Berücksichtigung von sektorenübergreifenden Aspekten erweitert wurde. Das Modell eignet sich für die Modellierung komplexer Anlagen, die sowohl mehrere Flexibilitätsoptionen als auch nicht flexible Prozesse aufweisen. Das Netzmodell dient zur Berechnung der verbleibenden Netzkapazität bzw. des Flexibilitätsbedarfs am Netzverknüpfungspunkt der Flexibilitätsoptionen. Hierfür wird in einem neuartigen Ansatz ein Optimal-Power-Flow-Berechnungsverfahren für die Anwendung in MS-Netzen geeignet modifiziert. Mit den OPF-Berechnungen lassen sich die Netzkapazitätsgrenzen unter Berücksichtigung sämtlicher Grenzwerte (Knotenspannungen und Betriebsmittelauslastungen) des Netzgebiets bestimmen. Die Anwendung der Modelle erfolgt auf zwei reale Mittelspannungsnetze unter Berücksichtigung von Szenarien zur Entwicklung der Versorgungsaufgabe bis 2035. Auf Basis von Jahressimulationen in viertelstündlicher Auflösung erfolgt eine detaillierte Analyse der verbleibenden Netzkapazitäten, des Flexibilitätsbedarfs und der Auswirkungen auf den marktorientierten Betrieb der Flexibilitätsoptionen. Aus den umfangreichen Simulationsergebnissen werden allgemeine Erkenntnisse für die Netzplanung, den Netzbetrieb, die Flexibilitätsbereitstellung durch Anlagenbetreiber und die Weiterentwicklung des regulatorischen Rahmens abgeleitet.The ongoing transformation process of the energy supply system is leading to a considerable increase in the number of decentralized generation facilities, storage systems and new loads on distribution level. At the same time, the overall system requires more flexibility in order to balance out the volatility of power generation from wind and photovoltaic plants in the best possible way. Both developments have a massive impact on the future planning and operation of distribution grids. The flexibility of individual players in a purely market-oriented mode of operation can cause new grid bottlenecks, but can also resolve existing grid bottlenecks through a grid-compatible mode of operation. In order to avoid inefficiencies in the overall system, it is therefore desirable to analyse the interaction between grid and market in greater depth and to create regulatory conditions that allow the best possible use of the existing flexibility potentials. This work presents a procedure for the analysis and evaluation of the grid-compatible use of flexibility options in medium-voltage grids. The core of the work is the linking of an independent, generic plant model with a grid model. The developed plant model is based on the Power Nodes Modeling Framework, which has been extended to consider cross-sectoral aspects. The model is suitable for the modelling of complex plants, which have several flexibility options as well as inflexible processes. The grid model is used to calculate the remaining grid capacity or the flexibility requirement at the grid connection point of the flexibility options. For this purpose, an Optimal Power Flow (OPF) calculation method is modified in a novel approach for use in MV grids. With the OPF calculations, the grid capacity limits can be determined taking into account all limit values (node voltages and branch currents). The models are applied to two real medium-voltage grids under consideration of scenarios for the development of the supply task until 2035. On the basis of annual simulations in quarter-hourly resolution, a detailed analysis of the remaining grid capacities, the flexibility requirements and the effects on the market-oriented operation of the flexibility options is performed. From the extensive simulation results, general findings for grid planning, grid operation, flexibility provision by plant operators and the further development of the regulatory framework are derived

Proceedings. 23. Workshop Computational Intelligence, Dortmund, 5. - 6. Dezember 2013

Dieser Tagungsband enthält die Beiträge des 23. Workshops Computational Intelligence des Fachausschusses 5.14 der VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (GMA), der vom 5. - 6. Dezember 2013 in Dortmund stattgefunden hat. Im Fokus stehen Methoden, Anwendungen und Tools für Fuzzy-Systeme, Künstliche Neuronale Netze, Evolutionäre Algorithmen und Data-Mining-Verfahren

Hydrologische Modellierung urbaner Nährstoffeinträge in Gewässer auf Flussgebietsebene

This thesis describes the conception and implementation of the hydrological model ArcEGMO-URBAN and its application to the basin of the Havel river in north-eastern Germany. The model has been developed in order to make up the balance of nitrogen and phosphorus inputs from point sources in urban areas on the scale of river basins. The nutrient input can be calculated with a high spatial resolution and according to its seasonal variation. At the same time, the impact of the rainfall on the nutrient input is being focused on in this project. ArcEGMO-URBAN models rainfall-runoff processes and pollution-transport processes in urban areas taking natural, technological and social parameters into consideration. Input data are meteorological and terrestrial data with a high spatiotemporal resolution as well as statistic data on the scale of municipalities. The digitally available spatial data are being analysed with GIS functions before the actual modelling and later merged to areas with similar attributes. Technological and social parameters are assigned to these areas which were derived from statistic data. The diversity of the input data and their high spatial resolution allow for the description of relevant processes differentiated on the scale of urban patches. The model considers different urban water technologies and their determined matter fluxes as well as different sewer systems. With regard to rainfall-runoff processes the following sub-processes are considered for this model: the runoff-generation and runoff-concentration on sealed surfaces, the runoff-transformation and combination with the dry weather flow in the sewer system, and the split-up of the runoff in retention tanks and waste water treatment plants. Referring to pollution-transport processes the following sub-processes are taken into account: the atmospheric pollution and surface pollution dependent on the type of land use, and the matter transport in the sewer system. The sub-processes of matter accumulation and matter erosion on the land surface can be calculated by using mean values of pollution or, more detailed, by using special functions for processes of accumulation as well as erosion. In order to guarantee an easy application, the model's conception allows the use of input data and parameters of varying accuracy. Both, either measurements or statistical data can be used for the calculation dependent on the available data. The model is programmed in "C" and, therefore, usable on every established computer system. The model's validation succeeds for several sub-processes as well as sub catchments. Results of the model's application in the basin of the Havel river illustrate that the model calculates similar annual matter loads when compared to established other models. Furthermore, the results show the potential of the model to calculate the seasonal variation of matter loads and to calculate scenarios by using GIS based parameters. ArcEGMO-URBAN therefore is a capable tool for the identification of nutrient input from point sources on the scale of river catchments.Diese Arbeit beschreibt die Konzeption und Realisierung des Modells ArcEGMO-URBAN sowie die Modellanwendung im Flussgebiet der Havel. ArcEGMO-URBAN wurde entwickelt um die punktuell in Gewässer eingetragenen Frachten von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor aus urbanen Räumen auf der Ebene von Flussgebieten zu bilanzieren. Die Nährstoffeinträge werden mit einer hohen räumlichen Auflösung und in ihrer innerjährlichen Dynamik berechnet, wobei der Einfluss des Niederschlagsgeschehens auf die Stoffeinträge besonders thematisiert wird. ArcEGMO-URBAN modelliert die Niederschlags-Abfluss- und die Schmutz-Transport-Prozesse in urbanen Räumen unter Berücksichtigung von naturräumlichen, technologischen und sozialen Parametern. Eingangsgrößen sind meteorologische und terrestrische Daten mit einer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung sowie statistische Angaben auf Gemeindeebene. Die digital vorliegenden Flächendaten werden vor der Modellierung mittels GIS-Funktionen ausgewertet und zu Flächen mit gleichen Eigenschaften zusammengefasst. Diesen Flächen werden technologische und soziale Parameter zugeordnet, welche aus den statistischen Angaben abgeleitet wurden. Durch die hohe inhaltliche und räumliche Auflösung der Eingangsdaten können relevante Prozesse teilflächendifferenziert beschrieben werden. Es können sowohl unterschiedliche Wasserver- und -entsorgungstechnologien und die durch sie induzierten Stoffströme als auch unterschiedliche Kanalisationsverfahren berücksichtigt werden. Bezogen auf den Niederschlags-Abfluss-Prozess werden die Abflussbildung und Abflusskonzentration auf befestigten Flächen, die Abflusstransformation und Überlagerung mit dem Trockenwetterabfluss im Kanalnetz und die Abflussaufteilung an Sonderbauwerken bzw. Kläranlagen berechnet. Für die Berücksichtigung der Stoff-Transport-Prozesse werden die durch die Atmosphäre und spezifische Nutzungen bedingten Stoffeinträge sowie der durch die Kanalisation bestimmte Stofftransport berechnet. Die auf der Oberfläche stattfindenden Teilprozesse von Stoffakkumulation und -abtrag können über mittlere Verschmutzungswerte oder detailliert über Akkumulations- und Abtragsfunktionen berechnet werden. Um ein weites Anwendungsspektrum zu gewährleisten, ist das Modell so konzipiert, dass eine Parametrisierung mit Eingangsdaten unterschiedlicher Qualität möglich ist. Abhängig von der verfügbaren Datenbasis werden entweder konkrete Messwerte oder statistische Größen verwendet. Das Programm ist in "C" programmiert und damit auf jeder Rechnerarchitektur lauffähig. Die Validierung des Modells gelingt für einzelne Teilprozesse aber auch für Teilgebiete gut. Die Ergebnisse im Flussgebiet der Havel belegen, dass das Modell ähnliche jährliche Nährstofffrachten wie bereits eingeführte Modelle berechnet. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse das Potenzial des Modells, die innerjährliche Dynamik punktueller Stoffeinträge abzubilden und durch die GIS-gestützte Parametrisierung aufwandsarm Szenarien zu berechnen. Damit ist ArcEGMO-URBAN ein geeignetes Modell zur Bestimmung von Nährstoffeinträgen aus punktuellen Quellen auf der Ebene von Flussgebieten

Sustainable Transformations of Water Supply Regimes. The Cuvelai-Etosha Basin in Central Northern Namibia.

In this thesis, an interdisciplinary modelling approach for water resources management and its application is presented that is able to deal with socio-technical systems that are characterised by a multiplicity of variables, interdependencies, and actors. The case study area is the Cuvelai-Etosha Basin, which is located in central northern Namibia. Approximately 850,000 people or 40 % of the Namibian population live in this area, which comprises only about 14 % of the country’s area. The region is characterised by high precipitation variability (50-990 mm per year), a very high evaporation rate, the lack of perennial rivers, and the salinity of the groundwater in large parts of the area. These issues are a challenge for the regional water supply. The water supply regime in central northern Namibia is a hybrid between a centralised large technical system and several decentralised or traditional water supply techniques (e. g. Oshanas, earth dams (Omatale), dug wells (Omuthima and Oshikweyo), rainwater harvesting). The large technical system is fed by the Namibian-Angolan border river Kunene and consists of an open canal and a pipeline scheme with a length of about 2,000 km. A growing water demand due to population growth, migration and urbanisation, as well as technical and organisational problems, illegal extractions, and vandalism will probably jeopardise the situation since the local water demand exceeds the natural resources. The main research question is how the observed socio-technical system can be transformed in a sustainable manner and which key factors enable or impede such systemic transformations. The study is based on theories and concepts of systems theory, cybernetics, technological transitions, as well as socio-technical systems. Several modelling techniques were used in order to answer the research question. The foundation of the model was formed by the Grounded Theory, which is a qualitative method of social empirical research. Interviews with relevant stakeholders provided a deeper insight into their problem perceptions and world views. After the identification of relevant system variables, their interrelations and roles within the system were analysed by using the Sensitivity Model. In doing so, it was possible to identify outstanding variables as well as processes and to reveal potential regulators, systemic hazards, and viability indicators. Furthermore, cause-effect chains and feedback loops were analysed, based on cybernetic approaches. These findings helped to identify regulation mechanisms for open and closed loop control. Finally, various water supply scenarios were simulated and then assessed and compared in terms of systemic risks and viability indicators. The analysis showed that the water supply technique of rainwater harvesting might be the most promising niche technology that is able to initiate sustainable transformation processes with desirable outcomes. Furthermore, the technique of floodwater harvesting might be used in order to stabilise the system in a post-transition phase and to strengthen its resilience. Finally, capacity development measures are suggested, due to their positive impacts on a large number of other system variables. In addition, major hazards and risks to the system mainly stem from precarious feedback loops that have undesirable consequences such as an uncontrollable build-up or collapse of processes and an undesirable resilience which impedes any kind of development or transformation. In terms of indicators for the viability of the system, technical problems with the large-scale water supply system are said to reduce the water supply security. Furthermore, traditional water supply techniques are said to foster livestock farming and to deteriorate the users’ health considerably. All in all, the interviewees’ most important contribution was highlighting the relevance of traditional and decentralised water supply techniques as well as the significant role they play as a complement to the pipeline scheme. The implications of all of these findings might serve to develop policies for sustainable transformations of socio-technical systems

Entwerfen Entwickeln Erleben 2016 - Beiträge zur virtuellen Produktentwicklung und Konstruktionstechnik: Dresden, 30. Juni – 1. Juli 2016

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 EEE2016 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 Technische Universität Dresden und technischesdesign.org ermöglichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP) und dem Rat für Formgebung die fachübergreifende Diskussion des Schwerpunkt- Themas inmitten der interdisziplinären Dresdner Wissenschaftslandschaft. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (ISBN 978-3-95908-061-3, herausgegeben von Jens Krzywinski et al.) fasst die Beiträge zum Industrial Design zusammen.:Big Data Analytics für die Produktentwicklung Alfred Katzenbach · Holger Frielingsdorf 15 Das Industrial Internet – Engineering Prozesse und IT-Lösungen Martin Eigner 25 Nutzbarmachung des Potentials naturfaserbasierter Werkstoffe als Leichtbau- bzw. Konstruktionsmaterial Timo Kuntzsch · Frank Miletzky 39 Erarbeitung eines Beziehungssystems zur Entwicklung eigenschaftsoptimierter Karosseriekonzepte in Mischbauweise Jan Hasenpusch · Andreas Hillebrand · Thomas Vietor 51 Faserverbundleichtbau in der Großserie: Chancen und Herausforderungen für den Produktentwickler Olaf Helms 63 Gestaltung eines alltagstauglichen Hocheffizienz-Konzeptfahrzeugs Richard Eiletz · Enno Block · Christoph Warkotsch · Klaus Post 73 Entwicklung kompakter, gepulster Elektro-Dipolmagnete für die laserbasierte Protonentherapie Michael Schürer · Thomas Herrmannsdörfer · Leonhard Karsch · Florian Kroll · Umar Masood · Jörg Pawelke 91 Der Panzer des Helmwasserflohs: Erfolgreiches adaptives Design in der Natur Hans-Peter Prüfer 97 Anforderungen des Nicht-Elektrischen Explosionsschutzes im Produktentwicklungsprozess Sabrina Herbst · Frank Engelmann · Karl-Heinrich Grote 113 Begleitung des Entwicklungsprozesses durch einen Generalisten und der „Faktor Mensch“ als Erfolgspotential Michael Bader · Harald Lang 127 Agile PLM Strategy Development – Methods and Success Factors Dietmar Trippner · Karsten Theis 143 Quo vadis „Additive Manufacturing“ Heinz Simon Keil 161 ProVIL – Produktentwicklung im virtuellen Ideenlabor Albert Albers · Nikola Bursac · Benjamin Walter · Carsten Hahn · Jan Schröder 185 Organisatorische Unterstützung der Produktentwicklung mit SysMLModellen Johannes Kößler · Kristin Paetzold 199 Personal Resource Management (PRM) in der modernen Produktentwicklung Bettina Schleidt 213 SkiPo – Ein skizzen- und portbasiertes Modell für die Entwicklung von mechanischen Systemen Martin Grundel · Jutta Abulawi 223 Benutzer- und aufgabenorientiertes virtuelles Modell für die Produktentwicklung Christian Weber · Heidi Krömker · Stephan Husung · Stephan Hörold · Atif Mahboob · Andreas Liebal 239 Konzept zur internationalen Einführung vernetzter Virtual Obeya-Räume zur standortverteilten Produktentwicklung Michael Abramovici · Stefan Adwernat · Matthias Neges 253 Innovation in der Orthopädie- und Rehatechnik, 3D-Digitalisierung und CAD/CAM-Nutzung Thomas Mitzenheim · Christoph Knoch-Weber 265 Nutzerintegration bei der Produktentwicklung am Beispiel der Medizintechnik Axel Boese · Michael Friebe · Christoph Arens · Fabian Klink · Karl-H. Grote 283 NC-gestützte Fertigung von Bohrschablonen für die dentale Implantation Daniel Ellmann · Andreas Klar · Philipp Sembdner · Stefan Holtzhausen · Christine Schöne · Ralph Stelzer 293 Optimierung der Schaftkomponente von Kurzschaftendoprothesen mittels Finite-Elemente-Analyse Claudia Kleinschrodt · Hans-Georg Simank · Bettina Alber-Laukant · Frank Rieg 303 Wissensbasierter Aufbau konstruktions-begleitender Finite-Elemente-Analysen durch ein FEA-Assistenzsystem Philipp Kestel · Sandro Wartzack 315 Fertigungsrestriktionsmodell zur Unterstützung des algorithmisierten PEP fertigungsgerechter Blechprodukte Katharina Albrecht · Thiago Weber Martins · Reiner Anderl 331 Prozessgebundene Berechnungs-Baugruppen: Ein Ansatz zur Lösung komplexer Entscheidungs- und Berechnungsabläufe Denis Polyakov · Willi Gründer 345 Elektronenstrahlschmelzen – ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren Burghardt Klöden · Alexander Kirchner · Thomas Weißgärber · Bernd Kieback · Michael Süß · Christine Schöne · Ralph Stelzer 359 Produktarchitekturgestaltung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren Timo Richter · Hagen Watschke · David Inkermann · Thomas Vietor 375 Additive Fertigung von Metallen – Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich Automotive Lisa Pastuschka · Peter Appel 393 Methoden zur Absicherung simulationsgerechter Produktmodelle René Andrae · Peter Köhler 403 Ein Doppelschneckenextruder zur Materialdosierung in einem Rapid Prototyping-Prozess Tobias Flath · Jörg Neunzehn · Michael C. Hacker · Hans-Peter Wiesmann · Michaela Schulz-Siegmund · Fritz Peter Schulze 419 Kosteneffiziente Technologien zur geometrischen Datenaufnahme im digitalen Reverse Engineering Tim Katzwinkel · Bhavinbhai Patel · Alexander Schmid · Walter Schmidt · Justus Siebrecht · Manuel Löwer · Jörg Feldhusen 429 3-D-Oberflächenerfassung- und 3-D-Druck-Potentiale für gerichtsverwertbare kriminaltechnische Untersuchungen Rainer Schubert · Marcus Mittasch 451 Das FEA-Assistenzsystem – Analyseteil FEdelM Tobias C. Spruegel · Sandro Wartzack 463 Entwicklung eines Doppelkolbenmotors – Konzept, Simulation und Prüfstandversuche Pascal Diwisch · Daniel Billenstein · Frank Rieg · Bettina Alber-Laukant 475 Interaktive Initialisierung eines Echtzeit 3D-Trackings für Augmented Reality auf Smart Devices mit Tiefensensoren Matthias Neges · Jan Luca Siewert 487 Virtuelle und experimentelle Methoden bei der Produktentwicklung einer Handhabungseinheit zur automatisierten Ablage technischer Textilien Marvin Richrath · Jan Franke · Jan-Hendrik Ohlendorf · Klaus-Dieter Thoben 503 Optimierung von Druckbehältern unterschiedlicher Geometrien und Werkstoffe Thomas Guthmann · Frank Engelmann 515 Customized Fabrication – Mass Customizing mit 3D-Druck Frank Lamack 527 Virtual Reality und Augmented Reality als Werkzeug in der Aufstellplanung Jens Mögel 537 XENOKAT – Biofilter für Xenobiotika in der Ressource Wasser Anett Werner · Ralf Hauser · Thomas Bley 549 Konzept für ein VR-System zur intuitiven Modellierung durch natürliche Interaktion Marius Fechter · Sandro Wartzack 561 Ansätze zur Betriebsdauerverlängerung von Suzlon Windkraftanlagen Jan Brökel 571 Augmented Reality Assistenzsystem mit graphenbasierter Zustandsanalyse für Produkte im Internet der Dinge Matthias Neges · Mario Wolf · Michael Abramovici 581 Datenqualität in Rapid Prototyping Prozessen Carsten Haugwitz 597 Erlebbarkeit von Anlagenkomponenten im Kontext Virtuelle Inbetriebnahme in virtuellen Umgebungen Andreas Geiger · Ingolf Rehfeld · Uwe Rothenburg · Rainer Stark 609 Management von Produktinformationen aus Entwicklungs- und Betriebsphase Stephan Günter Arndt · Bernhard Saske · Ralph Stelzer 62