3D-CAD-Modelle und deren Implementierung in Kundendokumentationen: Nutzen und Verwendungsmöglichkeiten im Bereich des Anlagen- und Maschinenbaus (KMU)

Wie lassen sich 3D-MCAD-Modelle im Bereich der Technischen Dokumentation als Teil des Produktentstehungsprozesses effizient nutzen? Themenschwerpunkt der Arbeit ist die Bereitstellung der 3D-MCAD-Modelle durch die Konstruktion und der damit verbundene 3D-Datenaustausch zwischen Konstruktion und Technischer Dokumentation. Auf Basis umfangreicher Recherchen zu den von 3D-MCAD-Systemen unterstützten 3D-Datenformaten werden die am häufigsten verfügbaren nativen und neutralen/standardisierten Formate gelistet, aus redaktioneller Sicht bewertet und Schlussfolgerungen für den Prozessablauf gezogen

Transparenzsteigerung in Produktionsnetzwerken: Verbesserung des Störungsmanagements durch verstärkten Informationsaustausch

Industrieunternehmen agieren in Produktionsnetzwerken und sehen sich mit hohen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Netzwerke konfrontiert. Gleichzeitig ist ihr Netzwerkmanagement von Silodenken und Isolation geprägt. In der operativen Planung wirken Auftragsänderungen, Qualitätsprobleme und technische Änderungen negativ auf die Leistungsfähigkeit. Die Digitalisierung ermöglicht einen intensiveren Informationsaustausch in Produktionsnetzwerken. Unternehmen erwarten, dass eine erhöhte Informationstransparenz zu einer schnelleren Identifizierung und kürzeren Reaktionszeit auf Störungen führt. Risiken wie ein ungünstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis verhindern jedoch eine Transparenzsteigerung. Diese Dissertation entwickelt einen Lösungsansatz zur Transparenzsteigerung in Produktionsnetzwerken. Zunächst werden ein Kennzahlensystem und ein Rezeptormodell zur Bewertung von Störungen entwickelt. Geschäftsprozess- und Informationsreifegradmodelle charakterisieren den Informationsaustausch. Es folgt die Ermittlung von Wirkzusammenhängen zwischen dem Auftreten von Störungen, dem Informationsaustausch und der Leistungsfähigkeit mithilfe eines Multimethoden-Simulationsmodells. Um die Modellanalyse zu erleichtern, werden mathematische Ersatzmodelle (Metamodelle) an das Verhalten der Simulation angepasst. Nach der Definition eines Zielzustands für den Informationsaustausch mittels robuster Optimierung werden Digitalisierungsmaßnahmen verglichen und eine Empfehlung zur Transparenzsteigerung gegeben. Der Lösungsansatz wird auf einen Anwendungsfall zur Herstellung von Kunststoff-Metall-Bauteilen für die Automobilzulieferindustrie angewendet. Er verbessert die Leistungsfähigkeit durch verstärkten Informationsaustausch und trägt zur Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen bei

Konzeption eines automatischen Gepäcktransportsystems für den Bahnhof der Zukunft

Die vorliegende Thesis behandelt die Entwicklung eines automatisierten Systems zur bahnhofseitigen Reisegepäckabfertigung im Eisenbahnverkehr. Im Vordergrund steht die Entwicklung der Schnittstelle zwischen der Gepäckaufgabe und dem fahrzeugseitigen Lager- und Sortiersystem inklusive der automatisierten Umladung von Transfergepäck. Das erarbeitete Konzept ist ein Teil des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt vorangetriebenen Projekts Next Generation Train zur Implementierung eines schienengebundenen, europaweiten Fernverkehrsnetzes als klimafreundliche Alternative zum Flugverkehr. Die Wiedereinführung eines vom Fahrgast entkoppelten Reisegepäcktransports beabsichtigt dabei eine Attraktivitätssteigerung der Eisenbahn und Verbesserungen gegenüber der aktuell etablierten Betriebsabläufe. Das Konzept soll im Rahmen des vorausgehend entworfenen Bahnhofs, der Next Generation Station, als Grundlage für Gepäckflusssimulationen zur Identifikation potenzieller Probleme dienen und um die Mitnahme der Sendungen von Paketdienstleistern erweiterbar sein. Eingangs der Arbeit wurden das reisezweckabhängige Gepäckaufkommen und die daraus resultierenden Nutzungspotentiale für eine Gepäckaufgabe für unterschiedliche Anwendungsfälle bestimmt. Darauf aufbauend entstand die Vision eines ganzheitlichen Transportkonzepts für Reisegepäck und Paketsendungen aufgrund des erkannten Potenzials, das durch Passagiere mit umfangreichem Reisegepäck besteht. Basierend auf dem erarbeiteten visionären Gesamtkonzept sowie umfassenden Literaturrecherchen und Experteninterviews wurde eine Anforderungsanalyse hinsichtlich der Fahrgastbedürfnisse und möglicher Herausforderungen und Hürden bei der Gestaltung des Systems durchgeführt. Zur Vorbereitung auf die Konzeptentwicklung erfolgten im nächsten Schritt die Definition der angestrebten Gepäckflüsse, die Bestimmung grundlegender Konzeptionsansätze und projektbezogener Rahmenbedingungen sowie die Zusammenstellung von Kennzahlen und Annahmen zur Konzeption. Auf Basis der erörterten Voraussetzungen erarbeitete Konzeptentwürfe führten zur Erweiterung des Bahnhofs um eine gesonderte Gepäckebene unter den Bahnsteigen. Die finale Ausarbeitung der Vorzugsvariante wurde mithilfe rechnergestützter Konstruktionsmethoden und durch die Auswahl geeigneter Förder- und Sortiertechnologien durchgeführt. Im letzten Arbeitsschritt erfolgte eine kalkulationsbasierte Bewertung der Leistung des Systems. Das Ergebnis der Arbeit ist ein umfangreiches Gepäckabfertigungssystem für einen Bahnhof, das in der Lage ist, die benötigten Funktionen der Sortierung, Pufferung, Förderung und Ladungsvorbereitung bei einer Gepäckaufgabe bis mindestens 15 Minuten vor der Abfahrt für bis zu 48 Züge pro Stunde automatisiert auszuführen. Das konzeptionierte Teilsystem erfüllt zudem die Anforderung der Schnittstellen zwischen mehreren Teilsystemen und ist somit imstande Transfergepäck automatisiert zu Umsteigeverbindungen zu befördern. Auf der Grundlage der durchgeführten Berechnungen übertrifft das System die benötigte Sortierleistung von rund 18.500 Gepäckstücken pro Stunde und ist in der Lage stündlich bis zu 25.600 Gepäckstücke zu sortieren. Die Thesis legt somit den Grundstein für weiterreichende Untersuchungen und detaillierte Planungen zur Implementierung eines automatischen Gepäcksystems für den Eisenbahnverkehr

Methodik zur Identifizierung der erfolgversprechendsten Produktideen in den frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses

In der vorliegenden Arbeit wurde ein generischer Ideenprozess einschließlich der dazugehörigen Methoden mit dem Ziel der Identifikation der erfolgversprechendsten Produktideen in den frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses erarbeitet. Die Analyse des Stands der Forschung zeigt zunächst, dass sich viele Autoren bereits mit Ideenprozessen auseinandergesetzt haben. Trotzdem sind in der Unternehmenspraxis zahlreiche Probleme bei der Anwendung eines Ideenprozesses und dazugehöriger Methoden festzustellen. So sind vorhandene Methoden zur Ideendetaillierung, -bewertung und -selektion inklusive ihrer Bestandteile oft nicht ausreichend anwendbar gestaltet, so dass eine direkte und effiziente Nutzung im Unternehmen erschwert wird. Darüber hinaus werden sie nicht ausreichend an die spezifischen Randbedingungen in den jeweiligen Unternehmen angepasst. Diese Anpassung wird darüber hinaus nicht ausreichend unterstützt. Es stellt sich somit die Frage, welches Vorgehen eine in der Praxis anwendbare und für das spezifische Unternehmen angepasste Identifikation der erfolgversprechendsten Produktideen ermöglicht. Unter Produktideen werden im Rahmen dieser Arbeit Produktmodelle des zukünftigen Produkts während der Planungsphase des Entwicklungsprozesses verstanden, bevor beispielsweise ein konkretes Lastenheft erstellt wird. Aufgrund der verschiedenen, kleinteiligen und anwendungsnahen Probleme wird deutlich, dass die Problemstellung nicht mit Hilfe einer einzelnen, speziellen und isoliert betrachteten Methode zur Ideenbewertung, gelöst werden kann. Stattdessen sollte ein umfassenderer Teil des Ideenprozesses mitsamt den verschiedenen Prozessschritten und den darin angewandten Methoden Beachtung finden. Für die Schritte der Ideenerfassung und -detaillierung sowie die verschiedenen Bewertungs- und Selektionsschritte wurden Methoden, Werkzeuge und Hinweise zur Einbindung der Mitarbeiter erarbeitet. Insbesondere die Bewertungsmethode, die Bewertungskriterien sowie die Selektionsmethode standen dabei im Fokus. So wurden neben einer detailliert ausgearbeiteten Bewertungsmethode insbesondere die zu verwendenden Bewertungskriterien umfangreich hergeleitet, so dass ein möglichst umfassendes und zugleich möglichst anwendungsnahes Kriterien-Set in verschiedenen Abstraktionsniveaus für verschiedene Bewertungsschritte zur Verfügung steht. Für die Ideenselektion werden einerseits Methoden vorgestellt, mit deren Hilfe neben den reinen Zahlenwertergebnissen der Bewertung, die in der frühen Phase des Entwicklungsprozesses noch einer gewissen Unsicherheit unterliegen, auch weitere Erkenntnisse einer Bewertung berücksichtigt werden können. Andererseits wird aufgezeigt, wie Produktideen identifiziert werden können, die das Potenzial aufweisen, zu radikalen oder disruptiven Innovationen weiterentwickelt zu werden. Bei der Entwicklung der zuvor genannten Inhalte lag das Ziel in einer in der Unternehmenspraxis funktionsfähigen und anwendbaren Lösung. Um dies umzusetzen, wurden neben einer anwendbaren und zugleich anpassbaren Gestaltung des generischen Ideenprozesses Hinweise zu möglichen Anpassungen an die spezifischen Rahmenbedingungen von Unternehmen gegeben sowie ein Prozess zur Einführung des Ideenprozesses in Unternehmen entwickelt. Mit Hilfe dieses Prozesses einschließlich der in diesem Zusammenhang erarbeiteten Prozessschritte und Werkzeuge wird eine systematische Einführung und Anpassung des generischen Ideenprozesses in bzw. an ein spezifisches Unternehmen ermöglicht. Ob die Problemstellung tatsächlich gelöst werden konnte, wurde im Rahmen einer breiten Evaluation bei mehreren Unternehmen unterschiedlicher Größe aus verschiedenen Industriezweigen überprüft. Die einzelnen Bestandteile des Ideenprozesses wurden dabei in Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der Unternehmen angepasst und teilweise über einen Zeitraum von über einem Jahr angewendet. Die Ergebnisse zeigen in der Summe ein sehr positives Gesamtbild vom Ideen- und dem dazugehörigen Einführungsprozess. Insbesondere die Ziele eines anwendbaren, flexiblen und an praktische Randbedingungen anpassbaren Ideenprozesses konnten erreicht werden. Durch die Evaluation konnte aufgezeigt werden, dass durch die Anwendung des Ideenprozesses die erfolgversprechendsten Produktideen besser identifiziert und potenzielle Hindernisse und Probleme bei der späteren Entwicklung der Produktideen besser und früher erkannt werden können. Darüber hinaus wurde teilweise das Potenzial für eine Verkürzung der Entwicklungszeit bestätigt. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf die Bewertung von und den Umgang mit Produktideen bezüglich sachlicher Güter. Im Rahmen kurzer Analysen, die sich mit Dienstleistungsideen und Ideen für Produkt-Service-Systeme auseinandersetzen, hat sich gezeigt, dass die entwickelten Inhalte mit kleinen Anpassungen auch für derartige Produktarten Verwendung finden können. Eine diesbezügliche Erprobung erfolgte jedoch nicht