Development and application of simulation games to introduce model-based systems engineering

Model-based Systems Engineering aims at increasing consistency of information in complex engineering processes that involve different engineering domains. A major challenge when introducing Model-based Systems Engineering is to highlight the interactions of different process activities, like requirement definition, specific methods and available tools as well as roles. These interactions have to be demonstrated to members of the engineering team in order to induce awareness for potential hurdles within the implementation process and to increase acceptance for required changes of processes, methods and tools. Simulation games present a promising approach to generate awareness as well as the needed expertise for successful implementation of Model-based Systems Engineering, in both teaching of students and training of experienced engineers. In this contribution a development process and essential aspects for the game design of simulation games are proposed. The structured process and its specific steps are illustrated by the development of the simulation game MbSys

Ansätze und Verfahren zur Prognose der Lebensdauer von Systemen

Lebensdauerprognosen sind von grundlegender Bedeutung um Sicherheit, Kosten, Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit von Produkten zu verbessern. Zur Modellierung der Lebensdauer von Systemen oder ihrer Komponenten und Subsysteme existieren unterschiedliche Verfahren und Modellansätze, welche nicht immer kompatibel sind. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht zu den verschiedenen Modellansätzen und Modellierungsverfahren für Lebensdauerprognosen. Eine Kompatibilitätsstudie wurde durchgeführt um geeignete Ansatz-Verfahren-Kombinationen zu ermitteln. Die Ergebnisse dieses Beitrages können helfen, Lebensdauermodelle in frühen Entwicklungsphasen zu verbessern.Lifetime prognoses are fundamentally important to improve products regarding safety, costs, availability and sustainability. To modelling the lifetime of a system or its components and subsystems different methods and model approaches are available, which are not compatible in any case. This paper gives an overview of the different model approaches and modelling methods for lifetime prognosis. A compatibility study was done to find out good options for approach-method combinations. The results of this paper can help to enhance lifetime models of products in early design phases

Erzeugung von SysML-Stereotypen zur Beschreibung logischer Systemarchitekturen im Model-based Systems Engineering

Aktuelle Systementwicklungen erfordern disziplinspezifische und disziplinübergreifende Modellierungstechniken. Für disziplinübergreifende Modellierungstechniken wird häufig die Systems Modeling Language (SysML) genutzt. Da es sich bei der SysML um eine universell einsetzbare Modellierungssprache handelt, ist diese für konkrete Entwicklungssituationen oft sehr abstrakt. Dieser Beitrag erläutert die gezielte Erweiterung der SysML durch Stereotypen und wendet diese für die Erstellung heterogener Produktmodelle an. Außerdem werden zukünftige Forschungsarbeiten vorgestellt.Current system developments require both discipline-specific and cross-domain modelling techniques. Cross-domain modelling techniques preferably use the Systems Modeling Language (SysML). Since SysML is a universally applicable modelling language, it is often very abstract for specific development situations. This article explains the targeted extension of SysML using SysML element stereotypes and their application within heterogeneous product models. Additionally, future research fields will be presented

Reflexion in der Produktentwicklung: Strukturierte Reflexion mithilfe des Reflection Canvas

Um die Prinzipien der agilen Produktentwicklung zu fördern und Entwickler:innen in agilen Arbeitsweisen zu unterstützen, werden in diesem Beitrag ein strukturiertes Vorgehen für die Reflexion und ausgewählte Reflexionsmethoden vorgeschlagen. Strukturierte Reflexionen sollen dazu beitragen erforderliche Anpassungen bestehender Vorgehensweisen und Methoden in Entwicklungsprojekten zu ermitteln und zu planen. Als praktische Unterstützung wird ein Hilfsmittel - das Reflection Canvas - zur Durchführung strukturierter Reflexion in der Praxis und eine erste Auswahlhilfe für Reflexionsmethoden vorgeschlagen.To promote the principles of agile product development and to support engineers in agile engineering, this paper proposes a structured procedure for reflection and selected reflection methods. Structured reflections should help to identify and plan necessary adaptations of existing procedures and methods in engineering projects. As practical support, a tool - the Reflection Canvas - for conducting structured reflection in practice and an initial selection guide for reflection methods are proposed

CAD-Umstellung am IMW

CAx- und PDM-Systeme unterstützen heute verschiedene Aufgaben im Entwicklungsprozess und stellen vielfältige Funktionen zur Erstellung und Analyse von Produktmodellen sowie der Handhabung von Produktinformationen bereit. Im Rahmen der Neukonzeption der CAD-Lehre wurde am IMW ein neues CAx- und PDM-System eingeführt. Durch diese Umstellung soll eine praxisnahe Ausbildung von CAD-Grundkenntnissen und erweiterten Techniken der virtuellen Produktentwicklung vermittelt werden.CAx and PDM systems support various tasks within the development process and provide a wide range of functions for generating and analyzing product models as well as handling product information. As part of the redesign of CAD teaching, a new CAx and PDM system was introduced at IMW. Through this conversion, a practical training of CAD basic knowledge and advanced techniques of virtual product development shall be taught

Produktarchitekturgestaltung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren

Aus der Einleitung: "Die Produktarchitektur ist ein Modell zur Abbildung der Verknüpfung zwischen funktionaler und physischer Sichtweise auf ein Produkt und Ausgangspunkt für eine Vielzahl von Methoden, u. a. zur Funktionsintegration oder Modularisierung. Die dabei adressierten Ziele der Produktentwicklung sind sehr unterschiedlich und fokussieren bspw. die Reduktion der Teilezahl und des Gesamtgewichts oder eine effiziente Variantenerzeugung durch Produktbaukästen. Der Lösungsraum bei der Produktarchitekturgestaltung wird maßgeblich durch bekannte und nutzbare Technologien und deren Restriktionen bestimmt. So geht die spanende Fertigung mit steigender geometrischer Komplexität der Bauteile oftmals mit einer erheblichen Kostensteigerung einher. Werkzeugerfordernde Fertigungstechnologien wie bspw. das Druckgießen sind in der Regel nur für größere Bauteilstückzahlen rentabel. Die Einführung additiver Fertigungsverfahren bietet neue Möglichkeiten zur Überwindung dieser Restriktionen und zur Realisierung zusätzlicher Freiheiten in Bezug auf die geometrische Gestaltung sowie Materialzusammensetzung bei der Produktarchitekturgestaltung. Während der Produktentwicklung werden die Potentiale additiver Fertigungsverfahren jedoch oft nicht umfassend berücksichtigt, wodurch besonders bei der Gestaltung der Produktarchitektur große Potentiale unerschlossen bleiben. Stattdessen erfolgt die Gestaltung der Produktarchitektur implizit und Möglichkeiten bspw. zur Funktionsintegration werden nur vereinzelt genutzt. Aus diesem Defizit leitet sich die zentrale Fragestellung dieses Beitrags ab: Wie können Potentiale additiver Fertigungsverfahren bei der Gestaltung der Produktarchitektur systematisch berücksichtigt werden? Zur Beantwortung dieser Frage wird in Abschnitt 2 die Produktarchitekturgestaltung in den Produktentwicklungsprozess eingeordnet und aufgezeigt, wie verschiedene Zielstellungen einer Produktentwicklung durch sie adressiert werden können. Technologische Einflüsse auf die Produktarchitekturgestaltung werden in Abschnitt 3 am Beispiel von additiven Fertigungstechnologien erläutert, bevor in Abschnitt 4 ein methodisches Rahmenwerk vorgestellt wird, welches die Nutzung von Potentialen additiver Fertigungsverfahren durch die Bereitstellung von Prinzipien unterstützt. Die Anwendung des Rahmenwerks wird in Abschnitt 5 am Beispiel eines adaptiven Drehgelenks für Parallelroboter verdeutlicht

How to Foster Innovation? A Methodology to Identify Fields for Fostering Innovation Capability in Small and Medium-Sized Enterprises

Small and medium-sized enterprises are affected by changing development, production and selling paradigms in globalized industries, where innovation is a driver for sustainable competitiveness. However, innovating is highly challenging for small and medium-sized enterprises, as human resources are very limited and know-how are often highly specialized. It is often unclear which fields and factors provide the capability to innovate and which measures or methods can be applied to promote innovation based on existing competencies. For this reason, the aim of this paper is to present a framework to support the innovation capability of SMEs by identifying promising fields for innovation and providing suitable innovation methods. A particular focus in this paper is a methodology for the description and identification of fields to foster the innovation capability in SMEs as a part of the introduced framework