Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Assistenzsystem für die Entwicklung nachhaltiger Produkte
    (Fraunhofer Verlag, 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.
  • Publication
    Prototyping von Produkt-Service Systemen und Smart Services in der Konzeptphase des Entwicklungsprozesses
    (Fraunhofer Verlag, 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.
  • Publication
    Applications of subdivision techniques in product development
    (Fraunhofer IRB Verlag, 2004)
    Gross, N.
    ;
    Krause, F.-L.
    Die digitale Darstellung von Flächen in glatter, parametrischer Form ist im Maschinenbau von zentraler Bedeutung. Um ein Objekt mit Unterstützung des Computers zu fertigen, ist es notwendig, eine digitale Darstellung dieses Objekts zu finden. Dabei hat sich die Darstellung als Freiformfläche als besonders umfassend herausgestellt. Mathematische Grundlage für solche Darstellungen sind nach Stand der Technik Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS). Diese basieren auf einem viereckigen Gitternetz und können beliebige Topologien nicht problemlos wiedergeben. Subdivisionflächen wurden als Verallgemeinerung der B-Splines auf allgemeine Topologien entwickelt und haben sich in der Computergraphik weitgehend durchgesetzt. Im Ingenieurbereich wurden sie aus verschiedenen Gründen erst zögerlich eingesetzt: Um diese Hindernisse zu überwinden, wird in der vorliegenden Arbeit der sogenannte Faired Interpolating NURBS (FIN) Algorithmus vorgeschlagen. Die Stärken des Algorithmus werden an Beispielen aus der Flächenrückführung, dem Industriedesign und der Fertigung durch NC-Fräsen aufgezeigt.Es wird somit nachgewiesen, dass Subdivisiontechniken in der Produktentwicklung erfolgreich eingesetzt werden können und erhebliche Vorteile gegenüber anderen Methoden der Flächenberechnung haben. The representation of surfaces in smooth, parametric form is of central importance in mechanical engineering. In order to machine a shape using a computer, it is necessary to produce a computer-compatible description of that shape. Subdivision techniques are a surface representation that generalizes B-splines to arbitrary topology. Due to their strong geometric properties, they enjoy growing popularity in computer graphics. Their application in engineering has been much more hesitant because of several reasons. To overcome these hindrance reasons the so-called Faired Interpolating NURBS (FIN) algorithm is introduced in this thesis. The advantages of this algorithm are demonstrated on examples from reverse engineering, industrial design and manufacturing.
  • Publication
    Nutzung von Felddaten in der qualitätsgetriebenen Produktentwicklung und im Service
    (Fraunhofer IRB Verlag, 2001)
    Edler, A.
    Im vorliegenden Forschungsbericht wird ein Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, auf Basis von Felddaten Teilaufgaben von Produktentwicklung und Service zu optimieren. Hierzu wurden Konzepte für die Erfassung sowie die rechnerunterstützte Abbildung und Nutzung felddatenbasierten Wissens entwickelt und prototypisch umgesetzt. Die Grundlage dafür bildet eine Fallbasis, die auf einer Repräsentation kausaler Relationen zwischen Sachverhalten wie Fehlern oder positiven Produktzuständen in Verbindung mit einem Abstraktionsmechanismus für die Betrachtung von Produktstrukturelementen basiert. Durch induktives Schließen können somit ähnliche Fälle zu einem konkreten Problem ermittelt werden, deren dokumentierte Lösungen geeignete Maßnahmenvorschläge liefern. Neben dieser auf Felddaten basierenden Unterstützung der Analyse kausaler Zusammenhänge, die vorrangig im Servicebereich zum Tragen kommt, wurde zur Optimierung der Produktentwicklung die Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse um methodische Elemente ergänzt, die eine Nutzung von Felddaten im Rahmen der Methodenanwendung ermöglichen. Hierzu wird das tatsächliche Fehlergeschehen von im Einsatz befindlichen Produkten her-angezogen, um die Identifikation potenzieller Fehler zu verbessern sowie die Risikoanalyse eines im Rahmen einer Konstruktions-FMEA betrachteten Produktes zu objektivieren.
  • Publication
    Simulation von Produktentwicklungsprozessen
    (IPK, 2000)
    Raupach, H.-C.
    ;
    Uhlmann, E.
  • Publication
    Konzept eines Modells zur Produktentwicklung
    (Fraunhofer IRB Verlag, 1998)
    Weber, H.