Innovative Technologien, Prozesse und Produkte in der Bauwirtschaft : Endbericht zum TA-Projekt

Im neuen TAB-Arbeitsbericht Nr. 199 werden relevante Trends in Bezug auf Technologie-, Produkt- und Prozessinnovationen in der Baubranche analysiert und Handlungsfelder für einen grundlegenden Strukturwandel identifiziert. Der große Bedarf an bezahlbarem Wohnraum und der vielfach als nicht ausreichend eingeschätzte Wohnungsbestand stellen eine nationale Herausforderung dar, die ohne eine leistungsfähige Bauwirtschaft nicht zu bewältigen ist. Von der Digitalisierung und Automatisierung der Bauprozesse werden wesentliche Impulse für eine effizientere Durchführung von Bauprojekten erwartet. Welche (digital)technischen Neuerungen befinden sich in Entwicklung, welche werden erprobt oder bereits eingesetzt? Wie sind ihre Potenziale einzuschätzen und mit welchen politischen Maßnahmen lässt sich der Innovationsstau der Branche überwinden? Antworten darauf gibt der soeben erschienene TAB-Arbeitsbericht Nr. 199. Er bietet – neben einem Überblick über die sektorspezifischen Rahmenbedingungen – eine vertiefte Analyse relevanter Trends in Bezug auf Technologie-, Produkt- und Prozessinnovationen in der Baubranche, insbesondere im Hinblick auf die Bereiche Digitalisierung, additive Fertigung, serielles und modulares Bauen sowie automatisierte Baumaschinen und Robotik. Die Bandbreite reicht von digitalem Planen und Bauen mit Building Information Modeling (BIM), dem Einsatz hochspezialisierter Baumaschinen und unterstützender Robotik bei der Bauausführung bis hin zu innovativen Fertigungsverfahren für Bauteile u. a. mittels 3-D-Druck und Hightechwerkstoffen. Beschrieben werden besonders ambitionierte Initiativen für die zunehmende Vernetzung von Maschinen und Assistenzsystemen oder zur Generierung virtueller Bauwerkmodelle, um sämtliche Prozessabläufe eines Bauvorhabens über übergeordnete Managementsysteme zu realisieren (Bauen 4.0). Auf das wichtige Thema Nachhaltigkeit wird in einem eigenen Kapitel eingegangen und übergreifende Handlungsoptionen werden gesondert diskutiert. Klar ist, dass die Innovationstätigkeit und -bereitschaft im deutschen Bauwesen deutlich steigen müssen, um die gesellschaftlichen Erwartungen in den Bereichen Wohnungs- bzw. Infrastrukturbau mit den begrenzt verfügbaren Ressourcen und bei steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen erfüllen zu können. Allerdings wird die Forcierung digitaler Technologien alleine nicht ausreichend sein, damit Innovationen letztlich auch in der Praxis ankommen, so eines der Ergebnisse aus dem Bericht. Erforderlich ist ein wesentlich erweiterter Blickwinkel, der auch Umweltgesichtspunkte, systemische Rahmenbedingungen und weiche betriebliche Aspekte einbezieht. Die Digitalisierung erfordert von allen Beteiligten die Bereitschaft, sich auf einen grundlegenden Strukturwandel einzulassen. Innovationen werden letztlich nur dann erfolgreich sein, wenn sie den Anforderungen und Bedürfnissen der kleinen und mittleren Unternehmen gerecht werden

Technologien für die Energiewende - Technologiebericht Band 2: Teilbericht 2 zum Teilprojekt A im Rahmen des strategischen BMWi-Leitprojekts "Trends und Perspektiven der Energieforschung"

Der Teilbericht 2 enthält alle 31 Technologieberichte, die im Forschungsvorhaben "Technologien für die Energiewende" erstellt wurden. Für jedes Technologiefeld wird der Entwicklungsstatus und der Bedarf an Forschung und Entwicklung dargestellt. Die Bewertung erfolgte mittels 12 Bewertungskriterien, die nach dem klimapolitischen und energiewirtschaftlichen Beitrag der jeweiligen Technologien fragen, die Positionierung deutscher Unternehmen im internationalen Kontext betrachten sowie die Systemkompatibilität bewerten. Hinzu kommen Aspekte der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie des Standes von F&E im internationalen Vergleich. Band 2 enthält die Technologieberichte aus den Bereichen Sektorenkopplung, Energie- und Ressourceneffizienz in Gebäuden sowie in der Industrie und integrative Aspekte

Mythen der Circular Economy

Wenn in Deutschland von Circular Economy gesprochen wird, denken wir schnell an Plastik, Recycling und wie unsere Abfallwirtschaft funktioniert. Dass hinter der Circular Economy wesentlich mehr Aspekte stecken, zeigt das Buch ‘Mythen der Circular Economy’. 32 Autor*innen aus Wissenschaft und Praxis sind dem Aufruf der Herausgebenden Alexa Böckel, Jan Quaing, Ilka Weissbrod und Julia Böhm gefolgt und haben sich mit den Mythen beschäftigt, die ihnen im Arbeitsalltag begegnen. Das Buch ist für alle Interessierten, Skeptiker*innen, enthusiastische Fürsprecher*innen und Zweifler*innen der Circular Economy. Die Take Aways am Ende der Kapitel und die Handlungsempfehlungen ermöglichen ein zielgerichtetes Lesen, das in die Umsetzung führt. In verständlicher Sprache führen Unternehmensgründer*innen und Wissenschaftler*innen in die Circular Economy ein und erklären, was im aktuellen Diskurs unter das Konzept fällt. Beispielsweise gibt es die sogenannten R-Strategien, die auch Recycling umfassen, aber sich auch mit suffizienteren Ansätzen beschäftigen. Die Circular Economy umfasst auch soziale Aspekte, denn ohne die Konsumierenden und den Wille der Bürger*innen kann eine Transformation nicht stattfinden. Zudem liefert der Sammelband eine Übersicht an aktuell existierenden Mythen und wie sie sich in Geschäftsmodellen und digitalen Technologien verbreiten. Gleichzeitig wird jeder Mythos von einem Gegenbeispiel aus der Praxis begleitet und zeigt damit, wie viel bereits möglich ist. Dabei werden vor allem die Bereiche des Bauens und der Mode in den Fokus genommen

Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2021

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben bietet zum fünften Mal ein national einzigartiges fachübergreifendes 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 Schlüsselthemen 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 Definitionslücken 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 für 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 für die IT-System-übergreifende Integration von Datenmodellen zur Unterstützung 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 Blümel, 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 für 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 für 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 großdimensionierter 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 Müller, Thomas Treichel, Günter 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 für 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 für das Roboterprogrammieren Carolin Horn, Christoph-Philipp Schreiber 431 Design von Produkt-Dienstleistungssystemen für 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 Schütz, Oliver Gerstheimer, Philipp Englisch 461 Nachhaltigkeit als strategischer Imperativ für die Gesellschaft und Unternehmen Heinz Simon Keil, Detlef Tietze 475 Simulation modularer Produktarchitekturen durch modellbasierte Konfiguration Florian M. Dambietz, Dieter Krause 491 MBSE-Ansatz für eine Vernetzte Stoffstrommodellierung zur Verbesserung der Partnersuche in der Kreislaufwirtschaft Franz Wieck, Philipp Kronenberg, Manuel Löwer 501 Konstruktion eines Inserts für 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 Schützer 575 Brain of Materials – die Plattform für Designer, Entwickler und Materialhersteller Hans Peter Schlegelmilch 587 Gibt es ein Patentrezept für 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 Geißler, 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 Schütz, 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 für Nachhaltige Hochvolt-Speicher Robert Kretschmann, Gerd Wagenhaus, Christiane Beyer 703 Automatisierung des Datenaufbereitungsprozesses für 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

Berufsbildung am Bau digital. Hintergründe - Praxisbeispiele - Transfer

Der Sammelband „Berufsbildung am Bau digital“ gibt eine Orientierung zum beruflich-betrieblichen Lernen mit digitalen Medien und zum vielfältigen und zunehmenden Einsatz digitaler Arbeitsmittel in der Bauausführung. Bewertungskriterien für digitale Medien in der Berufsbildung im Bauwesen runden den analytischen Teil des Bandes ab. Erprobte Beispiele aus der Berufsbildungspraxis im Bausektor und in angrenzenden Gewerken nehmen breiten Raum in dem Buch ein. Dabei geht es sowohl um digitale Unterstützung beruflicher Lern- und Lehrprozesse als auch sekundärer Prozesse der Berufsbildung. Abschließende Beiträge widmen sich der Verbreitung und dem Transfer von Ergebnissen und Erkenntnissen aus Digitalisierungs-Projekten der Bau-Berufsbildung und der Vernetzung von Akteurinnen, Akteuren auf der personellen und der institutionellen Ebene. Das Buch ist entstanden im Rahmen des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung und den Europäischen Sozialfonds geförderten Projektes MELINDA (Medienunterstütztes Lernen und Innovation in der handwerklichen Arbeit).The anthology "Berufsbildung am Bau digital" (Vocational Education and Training in Construction - Digital) provides orientation on vocational learning with digital media and on the diverse and increasing use of digital work equipment in construction. Evaluation criteria for digital media in VET in the construction industry round off the analytical part of the volume. Tried and tested examples from vocational training practice in the construction sector and related trades occupy a large space in the book. This involves both digital support for vocational learning and teaching processes and secondary processes in vocational education and training. Concluding articles are devoted to the dissemination and transfer of results and findings from digitisation projects in construction VET and the networking of actors at the personnel and institutional levels. The book is part of the MELINDA project (Media-supported Learning and Innovation in Crafts) funded by the German Federal Ministry of Education and Research and the European Social Fund

FC³ - 1st Fuel Cell Conference Chemnitz 2019 - Saubere Antriebe. Effizient Produziert.: Wissenschaftliche Beiträge und Präsentationen der ersten Brennstoffzellenkonferenz am 26. und 27. November 2019 in Chemnitz

Die erste Chemnitzer Brennstoffzellenkonferenz wurde vom Innovationscluster HZwo und dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU durchgeführt. Ausgewählte Fachbeiträge und Präsentationen werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht.The first fuel cell conference was initiated by the innovation cluster HZwo and the Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology. Selected lectures and presentations are published in the conference proceedings