Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Continuous improvement of mechatronic product development processes

2010 , Woll, R. , Kind, C. , Stark, R.

In this paper a methodology for improving mechatronic development processes is presented. The methodology has been developed in the German joint research project MIKADO funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF). It describes a comprehensive procedure for process improvement based on a set of reference process models and supported by specific software applications. In a first step the procedure specifies how to generate process models based on an existing process or for planning a new one. In the following analysis phase optimisation potentials in the generated process models are identified. This phase is supported by a set of predefined reference process models that indicate - from a mechatronic view point - at which time during the development and how multidisciplinary coordination activities have to be carried out. A comparison of the generated process models with these reference process models and the application of questionnaires reveals the optimisation potentials that are subsequently used as a basis for improving the generated process model. The improved process model is then used for process control in a workflow management system (WfMS). The methodology has been evaluated against industrial requirements by two medium sized enterprises in the micro-production domain and in the solar energy systems domain. In Section 14.2 the problem statement will be presented. In Section 14.3 the current state of the art in model-based process improvement approaches is presented and the need for the development of new approaches is motivated. Section 14.4 describes the improvement process, the reference process models and the results of the evaluation. Finally Section 14.5 presents the conclusion drawn from the evaluation and future research topics.

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Prozessmanagement in der Produktentstehung

2010 , Stark, R. , Kind, C.

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Competing in engineering design - the role of virtual product creation

2009 , Stark, R. , Krause, F.-L. , Kind, C. , Rothenburg, U. , Müller, P. , Stöckert, H.

Product creation is facing the next level of fundamental changes. Global demands are growing substantially to achieve energy efficient and sustainable value creation networks for products, production and services without compromising traditional success factors such as time to market, cost and quality. To stay competitive within such an environment development partners in industry and public sectors will require new interplay solutions for engineering design execution, domain knowledge representation, expert competence utilization and digital assistance systems. This scenario offers the chance for virtual production creation solutions to become critical for the future by offering unique engineering capabilities which have not yet explored or deployed. The paper investigates key elements of modern virtual product creation such as agile process execution, functional product modeling and context appropriate information management towards their competitive role in satisfying increasing numbers of product requirements, in delivering robust systems integration and in ensuring true sustainable product lifecycle solutions.

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Industrielle Informationstechnik als Schlüsseltechnologie nachhaltiger Produktentstehung

2008 , Stark, R. , Kind, C.

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Management von Mitarbeiterkompetenzen

2010 , Stöckert, H. , Debitz, U. , Kind, C. , Defounga, N. , Hacker, W.

Die Produktentwicklung umfasst zahlreiche wissensintensive Aufgaben, für die in der Regel hoch spezialisierte Mitarbeiter benötigt werden. Aus diesem Grund sowie durch den sich weiter verschärfenden Fachkräftemangel auch im ingenieurtechnischen Bereich gewinnt das Management individueller Mitarbeiterkompetenzen zunehmend an Bedeutung. Unter Beachtung des aktuellen Fachkräftemangels und der oftmals vorherrschenden personellen Verankerung von Innovationskompetenzen wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes ein Kompetenzmanagementkonzept inklusive prototypischer Implementierung eines softwaregestützten Assistenzsystems entwickelt. Software und Konzept wurden erfolgreich in Industrieunternehmen evaluiert und konnten als Hilfestellung bei der Suche nach kompetenten Fachkräften, in der Kompetenzverwaltung, Personaldisposition sowie Projektplanung mittels Anforderungsprofilen umgesetzt werden. Grundlagen effektiver Personal- und Abteilungskompetenz-Entwicklung wurden berücksichtigt und in das Konzept integriert. Die aktuelle Wettbewerbssituation erfordert einen anforderungs- und kompetenzgerechten Einsatz von Personalressourcen. Ziel des Forschungsprojektes Kompetenzabhängige Personal- und Prozessplanung' war es, die Planung und Steuerung des Mitarbeitereinsatzes in der Produktplanung und -entwicklung mit einer aufwandsarmen Methodik zu unterstutzen. Ausgehend von den Erkenntnissen einer eigenen Studie zu Vorgehensweisen bei der Zuordnung von Personal zu Projekten wurde eine Methode entwickelt, die eine objektive Erfassung der im Unternehmen vorhandenen Kompetenzen in Form der tätigkeitsbasierten Erfahrungen und Fähigkeiten der Mitarbeiter ermöglicht. Es wurden sowohl der spezifische Kompetenzbedarf der Produktentwicklungsaktivitäten als auch die Unterschiede in der Kompetenz der einzelnen Individuen berücksichtigt. Für ein effektives Management von Prozessen werden der Kompetenzbedarf und die Könnensprofile der Mitarbeiter bestmöglich zur Deckung gebracht. Dieser Ansatz wurde in einer Kompetenz- und Wissensmanagement-Plattform softwaretechnisch umgesetzt und kann zur Unterstützung von Entscheidungen bei der Personaleinsalzplanung, zur Suche von Experten, bei der Optimierung von Planungsprozessen sowie zur Personalentwicklung genutzt werden. Akzeptanz, Nützlichkeil und signifikante Zeitersparnis beim Prozess der Personalvorauswahl durch den Einsatz der entwickelten Software konnten mittels einer summativen Evaluation im Industrie-Anwendungsfall bewiesen werden. Eine Automatisierung des Kompetenzmanagements ist damit weiterhin nicht in Sicht. Mitarbeiterführung bleibt also Managementaufgabe, kann aber durch die entwickelte strukturierte Vorgehensweise und Werkzeugumgebung wesentlich verbessert und wirksam unterstutzt werden.

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Design methodologies

2009 , Tomiyama, T. , Gu, P. , Lutters, D. , Jin, Y. , Kind, C. , Kimura, F.

The field of Design Theory and Methodology has a rich collection of research results that has been taught at educational institutions as well as applied to design practices. First, this keynote paper describes some methods to classify them. It then illustrates individual theories and methodologies focusing on industrial and educational use. Theories and methodologies that are found most practically useful are "math-based methods", "methodologies to achieve concrete design goals", and "process methodologies", while at educational institutes in addition to these, traditional design methodologies are also taught. The paper discusses this gap between practical and educational usages.

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Kompetenzmanagementsysteme für die Produktentwicklung

2008 , Kind, C. , Stöckert, H.

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Competing in engineering design - the role of virtual product creation

2010 , Stark, R. , Krause, F.-L. , Kind, C. , Rothenburg, U. , Müller, P. , Hayka, H. , Stöckert, H.

Product creation is facing the next level of fundamental changes. Global demands are growing substantially to achieve energy efficient and sustainable value creation networks for production, products and services without compromising traditional success factors such as time to market, cost and quality. To stay competitive within such an environment development partners in industry and public sectors will require new interplay solutions for engineering design execution, domain knowledge representation, expert competence utilization and digital assistance systems. This scenario offers the chance for virtual production creation solutions to become critical for the future by offering unique engineering capabilities, which have not yet been explored or deployed. The paper investigates key elements of modern Virtual Product Creation - such as agile process execution, functional product modeling and context appropriate information management - towards their competitive role in satisfying increasing numbers of product requirements, in delivering robust systems integration and in ensuring true sustainable product lifecycle solutions.

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Quantitative Studien über die Nutzung informationstechnischer Systeme im Produktentstehungsprozess

2009 , Stark, R. , Lindow, K. , Beier, G. , Kind, C. , Özgen, K.

Die Entwicklung innovativer und zugleich wirtschaftlicher Produkte sichert einem Unternehmen langfristige Wettbewerbsfähigkeit. Um wachsenden Anforderungen an Qualität, Zeit- und Kosteneffizienz in der Entwicklung gerecht zu werden, unterstützen informationstechnische Systeme den Entwicklungsprozess. Die Systemlandschaft entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses wurde im Rahmen zweier Studien untersucht. Eine Studie befasst sich mit dem Einsatz von CAx-Systemen in kleinen und mittleren Unternehmen, um Potenziale für die Nutzung und Weiterentwicklung der Systeme zu identifizieren. Die zweite Studie verfolgt das Ziel, Erkenntnisse über den Systemeinsatz in großen Unternehmen zu erlangen, um analysieren zu können, ob Unternehmen ihre Produktentstehungsprozesse an verfügbare Systeme anpassen oder die Systemauswahl anhand vorhandener Prozesse erfolgt.

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Beitrag der Produktentstehung zur Nachhaltigkeit

2008 , Stark, R. , Lindow, K. , Woll, R. , Kind, C.

Various approaches to sustainable product creation primarily address ecological and economical aspects. Social aspects are neglected, even though products and their processes directly influence the living conditions of todays and future generations. As a result, the product properties which are defined during product creation should support and ensure sustainable development throughout their product life cycle. For this purpose, the product creation process requires appropriate approaches and tools. Research conducted at the School of Machine Tools and Factory Management deals, on the one hand, with an approach to sustainable product creation based on scenarios and, on the other hand, with a competence management tool for employees. The systematic look into the future of sustainable produ cts by means of scenarios permits conclusions to be drawn concerning sustainable product creation. In addition, the competence management tool, presented in this paper, supports the project managers staffing decision of combining both the right qualifications and the individual competence of employees.

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