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Kann Systems Engineering eine nachhaltige Produktentwicklung unterstützen

2022 , Kruschke, Thomas , Kaufmann, Uwe , Lindow, Kai

Systems Engineering (SE) wird erfolgreich für die Entwicklung komplexer Sys-teme eingesetzt. Komplexität äußert sich vor Allem in der Berücksichtigung der Vielzahl von Entwicklungszielen und der Wechselwirkung von Einflussparame-tern in einem multikriteriellen Entwicklungsprozess für Produkt-Service-Umgebungen. Es ist daher naheliegend, die vielversprechenden Vorteile des SE für die Entwicklung nachhaltiger Produkte zu nutzen. In diesem Konferenzbeitrag werden die Herausforderungen zur Umsetzung der Nachhaltigkeitsstrategien beschrieben, es wird auf die Vorteile von Modell-Basierten Systems Engineering (MBSE) eingegangen sowie der theoretische Hintergrund und die Aufgaben der neuen Arbeitsgruppe Sustainability enabled by Systems Engineering der GfSE vorgestellt. Deren Zielstellung ist es, den Beitrag zu identifizieren, den SE und insbesondere das MBSE für eine nachhaltige Produktentwicklung leisten kann. Dafür wurden insgesamt 13 Fragen formuliert und in einer Roadmap eingeordnet, mit denen sich die Arbeitsgruppe in den nächsten Jahren beschäftigen wird.

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Assistenzsystem für die Entwicklung nachhaltiger Produkte

2020 , Buchert, Tom

Entscheidungen in der Produktentwicklung definieren die Gestalt und Wirkungsweise eines Produktes und legen damit dessen Lebensweg sowie auftretende Nachhaltigkeitswirkungen fest. IT-basierte Assistenzsysteme bieten das Potenzial, Entwickler bei ihren Entscheidungen zu unterstützen, indem zusätzliche Informationen mit Nachhaltigkeitsbezug für den Entscheidungsträger aufbereitet werden. In dieser Dissertationsarbeit erfolgt daher eine systematische Analyse relevanter Entscheidungssituationen sowie hierfür benötigter Informationen. Kern der vorgeschlagenen Lösung sind modulare ""Building-Blocks"", welche es Unternehmen erlauben, selbstständig Assistenzsysteme für die Entwicklung nachhaltiger Produkte aufzubauen. Dieses flexible Konzept ermöglicht eine individuelle Anpassung des Systems an die Charakteristika der Organisation (Prozesse, Methoden, IT-Welt etc.). Um dieses Prinzip zu demonstrieren, werden in der Arbeit drei Umsetzungen eines Assistenzsystems für wesentliche Entscheidungssituationen bei der Entwicklung nachhaltiger Produkte vorgestellt. Diese reichen von übergreifenden Systembetrachtungen über Konzeptentscheidungen auf Produktebene bis hin zur Optimierung einzelner Bauteile.

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Unified information access in product creation with an integrated control desk

2017 , Wrasse, Kevin , Diener, Holger , Hayka, Haygazun , Stark, Rainer

Customers demand for individualized products leads to a large variety of different products in small series and single-unit production. A high flexibility pressure in product creation is one result of this trend. In order to counteract the pressure, the information steadily increasing by Industry 4.0 must be made available at the workplace. Additionally, a better exchange of information between product development, production planning and production is necessary. The improvement of individual systems, like CAD, PDM, ERP and MES, can only achieve this to a limited extent. Since they mostly use systems from different manufacturers, the necessary deeper integration of information is only feasible for SMEs to a limited extend. The presented control desk helps to ensure a more flexible product creation as well as information exchange. It captures information from different IT systems in the production process and presents them integrated, task-oriented and oriented to the user's mental model, e.g. information of the production combined with the 3D model of product parts, or information about product development on the 3D model of the production. The solution is a digital 3D model of the manufacturing environment, which is enriched by billboards for a quick information overview and web service windows to access detailed MES and PDM information. By this, the level of abstraction can be reduced and reacts to changed requirements in the short term, making informed decisions. The interaction with the control stands utilizes the touch skills of mobile and fixed systems such as smartphones, tablets and multitouch tables.

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Systems Engineering im Kontext der unternehmensübergreifenden Produktentwicklung

2016 , Neumeyer, Sebastian , Lünnemann, Pascal , Woll, Robert

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Methodik zur modellbasierten Systemarchitekturdefinition von Smart-circular Product-Service Systems

2022 , Halstenberg, Friedrich Andreas

Induziert durch Digitalisierung und Servitisierung bieten Unternehmen in zunehmendem Maße Systeme aus vernetzten mechatronischen Produkten, Software und Dienstleistungen an: sogenannte Smart-circular Product Service Systems (Smart-circular PSS). Ungeklärt ist bislang, wie Teams bei der Entwicklung von Smart-circular PSS sachgerecht methodisch unterstützt werden können. Diese Arbeit begegnet diesen Beobachtungen mit der Forschungshypothese, dass sich Systemarchitekturen von Smart-circular PSS durch geeignete Methoden des Modellbasierten Systems Engineerings (MBSE) so entwerfen lassen, dass die Systeme effektiv und effizient zu einer CE beitragen. Aufbauend auf gewonnenen Erkenntnissen wurde die Methodik zur Definition von Smart-circular PSS-Systemarchitekturen (MESSIAH) entwickelt, die Entwicklungsteams bei der Konzeptionierung von Smart-circular PSS unterstützt. Die Methode beinhaltet eine Modellierungsgenerik, eine gerichtete Methode sowie einen Baukasten zum schnellen Prototypisieren von Services. MESSIAH wurde anhand von fünf Studien evaluiert und erprobt.

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Prototyping von Produkt-Service Systemen und Smart Services in der Konzeptphase des Entwicklungsprozesses

2019 , Exner, Konrad

Aus politischer und wirtschaftlicher Sicht wurden in den letzten Dekaden zwei Treiber eines notwendigen Wandels fokussiert: Zum einen die systematische Unterstützung des gesamtwirtschaftlichen Trends hin zu einer Dienstleistungsgesellschaft, zum anderen die Digitalisierung und Automatisierung der Industrie zur Steigerung der Qualität und Effizienz. Die Evolution und Synthese dieser beiden Perspektiven führte zur Verbreitung und Akzeptanz ganzheitlicher Leistungsangebote sowie der damit einhergehende Bedarf der Wirtschaft diese Produkt-Service Systeme (PSS) erfolgreich zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit fokussiert dazu die frühe Phase des Entstehungsprozesses und adressiert Lösungen, die es ermöglichen erste Konzepte von PSS mittels innovativer Prototypen für die am Prozess beteiligten Stakeholder erlebbar und bewertbar zu machen. Zudem befähigt die Methode die Konzeptionierung von Smart Services. Beide Lösungen sind synergetisch in einer ganzheitlichen Entwicklungsvorgehensweise verortet und bieten somit die Möglichkeit einer systematischen Entwicklung. Die entwickelten Ergebnisse befähigen die digitale Transformation der Unternehmen im Zeitalter der Digitalisierung.

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Entscheidende Veränderungen in der zukünftigen kollaborativen Produktentwicklung

2016 , Lünnemann, Pascal , Fresemann, Carina , Neumeyer, Sebastian , Wang, W.M. , Stark, R.

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Requirements-driven Identification and Validation of Reusable System and Development Elements

2021 , Sünnetcioglu, Atakan

The well-known benefits of reuse in product development are reduced necessary effort, shorter development cycles and increased product quality due to the more mature solutions that are integrated into new products. Although it sounds paradox, reusing existing solutions in new development projects is one of the possibilities to increase the innovation power of a company. By applying reuse in a systematic way where applicable, product development teams can create additional resources for more innovative aspects of new products. This book reveals a requirements-driven approach for the identification of reuse in development projects. In this approach, product developers compare requirements of ongoing and completed projects to identify related requirements, which are suitable for reuse since they can be fulfilled with same solutions. However, comparison of requirements specifications is an elaborate and time consuming task for product developers.

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Wissensbasierte Entwicklung nachhaltiger Produkte

2017 , Lindow, Kai

Basierend auf umfangreichen Analysen wird sowohl der wissenschaftliche Forschungsbedarf als auch der industrielle Handlungsbedarf für eine neue Vorgehensweise zur Entwicklung nachhaltiger Produkte beschrieben - unter Berücksichtigung der Ebenen Prozess und Organisation, Entwicklungsaktivitäten und -methoden, Informationstechnologien und Werkzeuge sowie Informationsartefakte und -standards. Diese Ebenen sind integrativ zu betrachteten und erfordern ein ideales Zusammenspiel. Vor diesem Hintergrund wird ein neues Vorgehensmodell vorgeschlagen, das so genannte Regelkreise zur Verbesserung der Konstruktion, zur verbesserten Bewertung des Konstruktionsmodells und letztendlich zur verbesserten Entscheidungsfindung beinhaltet. Das neue Vorgehensmodell wird konzeptionell beschrieben und exemplarisch umgesetzt. Es unterstützt Produktentwicklerinnen und -entwickler gezielt darin, ihrer Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung nachzukommen und Produkte über den gesamten Lebensweg ressourcenschonend, umweltfreundlich und sozialverträglich zu gestalten. Zugleich macht es den Einfluss deutlich, den die Produktentwicklung auf die Nachhaltigkeit eines Produktes hat.

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Zukunft der unternehmensübergreifenden Kollaboration

2016 , Lünnemann, Pascal , Müller, Patrick , Neumeyer, Sebastian , Wang, Wei Min , Hayka, Haygazun , Kirsch, Lucas , Drewinksi, Roland , Hayka, Haygazun , Müller, Patrick , Stark, Rainer