Digitalisierung der Engineering Prozesse durch System Lifecycle Management (SysLM)

Dieser Beitrag erläutert die Umsetzung der Digitalisierung speziell im Anwendungsgebiet des Engineering. Dabei wird die Digitalisierung, sowohl des eigentlichen Produktes als auch der im Rahmen von Service-orientierten Geschäftsmodellen entwickelten Dienstleistung, vorgestellt. Ein weiterer wesentlicher Punkt der Digitalisierung sind die horizontale und vertikale Integration der technischen und administrativen Arbeitsprozesse entlang des Produktlebenszyklus. Bei den vertikalen Integrationen handelt es ich um die Integrationen der Autorensysteme entlang den Lebenszyklusphasen Anforderungsmanagement, Systemarchitektur, CAD in Mechanik, Elektronik, Softwareentwicklung, Simulation, Test, Prozessplanung und Digitale Fabrik. Bei der horizontalen Integration stehen die administrativen Funktionen wie Freigabe-, Änderungs- und Konfigurationsmanagement über den gesamten Produklebenszyklus und die technische Integration der in den einzelnen Produktlebenszyklus-Phasen erzeugten Informationen im Vordergrund. Hier ist vor allem die Verteilung und Orchestrierung der Funktionen zwischen SysLM, MES und PPS relevant

Das Industrial Internet – Engineering Prozesse und IT-Lösungen

Das Engineering unterliegt derzeit einem massiven Wandel. Smarte Systeme und Technologien, Cybertronische Produkte, Big Data und Cloud Computing im Kontext des Internet der Dinge und Dienste sowie Industrie 4.0. Der amerikanische Ansatz des „Industrial Internet“ beschreibt diese (R)evolution jedoch weitaus besser als der eingeschränkte und stark deutsch geprägte Begriff Industrie 4.0. Industrial Internet berücksichtigt den gesamten Produktlebenszyklus und adressiert sowohl Konsum- und Investitionsgüter als auch Dienstleistungen. Dieser Beitrag beleuchtet das zukunftsträchtige Trendthema und bietet fundierte Einblicke in die vernetzte Engineering-Welt von morgen, auf Ihre Konstruktionsmethoden und –prozesse sowie auf die IT-Lösungen

Interdisziplinäre Produktentwicklung

Aus der Einleitung: "Innovative interdisziplinäre Produktentwicklung erfordert ein Überdenken von heutigen Methoden, Prozessen, IT-Lösungen und Organisationsformen. Insbesondere fehlt es an Unterstützung durch geeignete IT-Lösungen für die funktionale Beschreibung und Auslegung von Systemarchitekturen. Für die disziplinübergreifende Systemmodellierung der Konzeptphase gibt es nur eingeschränkte IT-Unterstützung. Elektronik und Software stellen einen immer stärkeren Anteil im Produktentwicklungsprozess (PEP) dar. Konstruktions- und Entwurfsmethoden dieser Disziplinen sollten auf den Prüfstand gestellt und ihre Tauglichkeit für einen moderne interdisziplinären Konstruktionsansatz überprüft werden. Model Based Systems Engineering (MBSE) könnte sich als integrative Methode etablieren und eine Brücke zwischen den verschiedenen Ingenieurdisziplinen bilden. Als »Enabler« für das MBSE werden Systemmodellierungssprachen wie z.B. SysML vorgestellt, die ein Werkzeug für eine interdisziplinäre Systembeschreibung darstellen. Auf konkreterer Stufe können Simulationssprachen, wie z.B. Matlab/Simulink oder Modelica eine frühe multidisziplinäre Simulation ermöglichen, die in Verbindung mit Systembeschreibungssprachen eine frühe Konzeptformulierung erlauben. Dieser Beitrag soll neue Methoden, Prozesse und IT-Lösungen für eine interdisziplinäre virtuelle Produktentwicklung aufzeigen (Anderl et al. 2012).

Modeling Framework for Integrated, Model-based Development of Product-Service Systems

Product-service systems (PSS) are seen as the 21st-century solution for direct delivery of value to customers under the requirements of high availability, quality, and reduced risks. With mutual benefits for customers, manufacturers, service providers and often the environment, PSS represent a promising approach to sustainable development. This paper addresses the integrated development of product-service systems consisting of physical products/systems and services and proposes an integrated modeling framework that utilizes the Systems Modeling Language. A use case from Lenze, a German automation company, demonstrates the applicability of the integrated modeling framework in practice

The DBOX Corpus Collection of Spoken Human-Human and Human-Machine Dialogues

This paper describes the data collection and annotation carried out within the DBOX project ( Eureka project, number E! 7152). This project aims to develop interactive games based on spoken natural language human-computer dialogues, in 3 European languages: English, German and French. We collect the DBOX data continuously. We first start with human-human Wizard of Oz experiments to collect human-human data in order to model natural human dialogue behaviour, for better understanding of phenomena of human interactions and predicting interlocutors actions, and then replace the human Wizard by an increasingly advanced dialogue system, using evaluation data for system improvement. The designed dialogue system relies on a Question-Answering (QA) approach, but showing truly interactive gaming behaviour, e.g., by providing feedback, managing turns and contact, producing social signals and acts, e.g., encouraging vs. downplaying, polite vs. rude, positive vs. negative attitude towards players or their actions, etc. The DBOX dialogue corpus has required substantial investment. We expect it to have a great impact on the rest of the project. The DBOX project consortium will continue to maintain the corpus and to take an interest in its growth, e.g., expand to other languages. The resulting corpus will be publicly released

Suitable Electrode Choice for Robotic-Assisted Cochlear Implant Surgery: A Systematic Literature Review of Manual Electrode Insertion Adverse Events

BACKGROUND AND OBJECTIVE: The cochlear implant (CI) electrode insertion process is a key step in CI surgery. One of the aims of advances in robotic-assisted CI surgery (RACIS) is to realize better cochlear structure preservation and to precisely control insertion. The aim of this literature review is to gain insight into electrode selection for RACIS by acquiring a thorough knowledge of electrode insertion and related complications from classic CI surgery involving a manual electrode insertion process. METHODS: A systematic electronic search of the literature was carried out using PubMed, Scopus, Cochrane, and Web of Science to find relevant literature on electrode tip fold over (ETFO), electrode scalar deviation (ESD), and electrode migration (EM) from both pre-shaped and straight electrode types. RESULTS: A total of 82 studies that include 8,603 ears implanted with a CI, i.e., pre-shaped (4,869) and straight electrodes (3,734), were evaluated. The rate of ETFO (25 studies, 2,335 ears), ESD (39 studies, 3,073 ears), and EM (18 studies, 3,195 ears) was determined. An incidence rate (±95% CI) of 5.38% (4.4–6.6%) of ETFO, 28.6% (26.6–30.6%) of ESD, and 0.53% (0.2–1.1%) of EM is associated with pre-shaped electrodes, whereas with straight electrodes it was 0.51% (0.1–1.3%), 11% (9.2–13.0%), and 3.2% (2.5–3.95%), respectively. The differences between the pre-shaped and straight electrode types are highly significant (p < 0.001). Laboratory experiments show evidence that robotic insertions of electrodes are less traumatic than manual insertions. The influence of round window (RW) vs. cochleostomy (Coch) was not assessed. CONCLUSION: Considering the current electrode designs available and the reported incidence of insertion complications, the use of straight electrodes in RACIS and conventional CI surgery (and manual insertion) appears to be less traumatic to intracochlear structures compared with pre-shaped electrodes. However, EM of straight electrodes should be anticipated. RACIS has the potential to reduce these complications

A multi-targeted approach to suppress tumor-promoting inflammation

Cancers harbor significant genetic heterogeneity and patterns of relapse following many therapies are due to evolved resistance to treatment. While efforts have been made to combine targeted therapies, significant levels of toxicity have stymied efforts to effectively treat cancer with multi-drug combinations using currently approved therapeutics. We discuss the relationship between tumor-promoting inflammation and cancer as part of a larger effort to develop a broad-spectrum therapeutic approach aimed at a wide range of targets to address this heterogeneity. Specifically, macrophage migration inhibitory factor, cyclooxygenase-2, transcription factor nuclear factor-κB, tumor necrosis factor alpha, inducible nitric oxide synthase, protein kinase B, and CXC chemokines are reviewed as important antiinflammatory targets while curcumin, resveratrol, epigallocatechin gallate, genistein, lycopene, and anthocyanins are reviewed as low-cost, low toxicity means by which these targets might all be reached simultaneously. Future translational work will need to assess the resulting synergies of rationally designed antiinflammatory mixtures (employing low-toxicity constituents), and then combine this with similar approaches targeting the most important pathways across the range of cancer hallmark phenotypes

Micromechanical Properties of Injection-Molded Starch–Wood Particle Composites

The micromechanical properties of injection molded starch–wood particle composites were investigated as a function of particle content and humidity conditions. The composite materials were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction methods. The microhardness of the composites was shown to increase notably with the concentration of the wood particles. In addition,creep behavior under the indenter and temperature dependence were evaluated in terms of the independent contribution of the starch matrix and the wood microparticles to the hardness value. The influence of drying time on the density and weight uptake of the injection-molded composites was highlighted. The results revealed the role of the mechanism of water evaporation, showing that the dependence of water uptake and temperature was greater for the starch–wood composites than for the pure starch sample. Experiments performed during the drying process at 70°C indicated that the wood in the starch composites did not prevent water loss from the samples.Peer reviewe

PLM wird zum strategischen Backbone. Auf dem Weg zum Product-Lifecycle-Management

Die Industrie wird mehr denn je konfrontiert mit verkürzten Durchlaufzeiten, zunehmenden Forderungen im Hinblick auf die Produkthaftung und steigenden Ansprüchen an das Qualitäts-Management wie z.B. DIN/ISO 9001. Hinzu kommen Faktoren wie die Globalisierung. Internationale Kooperationen führen zu einer parallelen und koordinierten Zusammenarbeit verschiedener Einheiten eines Unternehmens einerseits und verschiedener Unternehmen andererseits. Ein probater Ansatz, diesen Herausforderungen mit Hilfe von Softwarelösungen gerecht zu werden, verbirgt sich hinter dem Kürzel PLM (Product-Lifecycle-Management). PLM soll ermöglichen, die Produkte schneller und besser zur Marktreife zu bringen, indem allgegenwärtig Informationen zu Produkt und Produktion bereitstehen, Entscheidungen und Abläufe besser abgesichert und zudem die Kosten gesenkt werden können. PLM umfasst das Cross Enterprise Engineering als Nachfolger von Simultaneous Engineering und Concurrent Design sowie das Management der auf das Produkt bezogenen geistigen Eigentumsrechte. Beide Methoden basieren darauf, die Engineering-Tätigkeiten über den gesamten Produktlebenszyklus organisatorisch und systemtechnisch zu unterstützen. PLM reiht sich zusammen mit CRM (Customer-Relationship-Management), SCM (Supply-Chain-Management), MRP (Material Resource Planning) und ERM (Enterprise-Resource-Management) in die strategischen Backbones eines Unternehmens ein. Um PLM zu verstehen, muss man sich zunächst mit den Funktionen eines Systems zum Produktdaten-Management (PDM) befassen: Diese beinhalten im Wesentlichen die Verwaltung von Produktdaten und Konstruktionsprozessen, die Gruppentechnik und Klassifikation, das Ein- und Ausgabe-Management sowie die Integration mit den Erzeugersystemen (CAD-M, CAD-E, Office etc.) und mit der Produktplanung und -steuerung (PPS). PLM-Systeme sind evolutionär aus den existierenden PDM-Systemen entstanden, enthalten immer deren gesamte PDM-Funktionen als Basis. PLM integriert darüber hinaus alle produktrelevanten Informationen und Prozesse innerhalb eines Unternehmens über verschiedene Standorte hinweg und außerhalb mit Zulieferern, Partnern und Kunden, wobei hierfür das Internet eine wesentliche Rolle spielt