Projekte

Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg möchte im Rahmen von SMART Prozesstrukturen des regionalen Technologietransfers entwicklen, testen und implementieren, die aus universitären Produktinnovationen und einer anschließenden Umsetzung in Mikro- und Kleinunternehmen inkl. einer technischen und wirtschaftlichen Begleitung bestehen. Dabei sollen von interdisziplinär zusammengesetzten Studententeams 10 konkrete Ideen von regionalen Unternehmen bis hin zu einem Prototyp und der anschließenden Umsetzung in den Unternehmen geführt werden. Die Teilprojekte laufen jeweils ein Jahr. Die Projektauswahl findet in Kooperation der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg mit den Kammern und den regionalen Clusterinitiativen statt. Insgesamt geht es bei dem Projekt um die effektive Gestaltung dieses wissensbasierten Technologietransferprozesses.

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Evolution eines Produktmodells. Verbesserung der derzeit verfügbaren (verwendeten) Produktmodellierung und Produktmodelle, um diese durchgängiger bzw. durchsichtiger zu machen. Verringerung des Aufwands bei der Erstellung, Verwendung (Hnadhabung), Anpassung (Adaptierung, Verbesserung), des Produktmodells durch Verwendung eines intelligenten Meta-Modells, das einen gewisses Grad an Selbstorbanisation hat.

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The aim of this project is to develop the intelligent machining and measurement technique of scroll profile. It also aims on the topics of:

-  generation & comparison of various tool paths
-  verification (real cutting) and comparison for various tool paths without ?chattering
-  technique development for chattering detection and suppression
-  a lifecycle costing analysis of the new process approach in comparison to the ?conventional manufacturing process

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Das Projekt SeJu bietet Gründungsinteressierten die einmalige Möglichkeit, bestehende Produktideen mit Uni-Know-how technisch weiterzuentwickeln. Parallel dazu erarbeiten die Gründungsinteressierten einen bankreifen Businessplan, den sie beispielsweise für die Finanzierungsgespräche mit potenziellen Geldgebern benötigen. Bei ihren Vorhaben werden die Teilnehmer von je einem technischen und einem wirtschafts-wissenschaftlichen Studierendenteam aktiv unterstützt. SeJu trägt damit zur Erhöhung der Gründungsneigung von Senioren (Personen mit Industrieerfahrung) und Studierenden (Junioren) in Sachsen-Anhalt bei.
Im Zuge der kombinierten Begleitung aus den Bereichen Wirtschaft und Technik werden Ergebnisse
geschaffen, die den Teilnehmern eine gelegenheitsorientierte Unternehmensgründung ermöglichen.
SeJu greift dabei auf die schon über viele Jahre bestehende Kooperation zwischen den Lehrstühlen
für Maschinenbauinformatik (Prof. Sándor Vajna) und Entrepreneurship (Prof. Matthias Raith) der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zurück, die ihre Kompetenzen in puncto Produktentwicklung und Businessplangestaltung bei der Gründerbegleitung in SeJu-Projekte investieren.   Das Projekt SeJu wird durch den Europäischen Sozialfonds sowie durch das Ministerium für Wissenschaft und Wirtschaft des Landes Sachsen-Anhalt gefördert und ist deshalb für alle Teilnehmer kostenfrei.

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Generally operated by transmission mechanismus, the appropriate torques and/or angular velocities of the rotational shaft at the outout end are obtained to achieve an efficient power transmission in the automation engineering. Many applications have widely employed infinitely ans continuously variable transmission (IVT, CVT), since IVT and CVT are capable of providing any ratio between output and input speeds.

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Das Projekt SeJu bietet Gründungsinteressierten die einmalige Möglichkeit, bestehende Produktideen mit Uni-Know-how technisch weiterzuentwickeln. Parallel dazu erarbeiten die Gründungsinteressierten einen bankreifen Businessplan, den sie beispielsweise für die Finanzierungsgespräche mit potenziellen Geldgebern benötigen. Bei ihren Vorhaben werden die Teilnehmer von je einem technischen und einem wirtschafts-wissenschaftlichen Studierendenteam aktiv unterstützt. SeJu trägt damit zur Erhöhung der Gründungsneigung von Senioren (Personen mit Industrieerfahrung) und Studierenden (Junioren) in Sachsen-Anhalt bei.
Im Zuge der kombinierten Begleitung aus den Bereichen Wirtschaft und Technik werden Ergebnisse
geschaffen, die den Teilnehmern eine gelegenheitsorientierte Unternehmensgründung ermöglichen.
SeJu greift dabei auf die schon über viele Jahre bestehende Kooperation zwischen den Lehrstühlen
für Maschinenbauinformatik (Prof. Sándor Vajna) und Entrepreneurship (Prof. Matthias Raith) der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zurück, die ihre Kompetenzen in puncto Produktentwicklung und Businessplangestaltung bei der Gründerbegleitung in SeJu-Projekte investieren.   Das Projekt SeJu wird durch den Europäischen Sozialfonds sowie durch das Ministerium für Wissenschaft und Wirtschaft des Landes Sachsen-Anhalt gefördert und ist deshalb für alle Teilnehmer kostenfrei.

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Die Entwicklung der Autogenetischen Konstruktionstheorie (AKT) erfolgt mit dem Ziel, Erkenntnisse und Vorgehensweisen der biologischen Evolution auf die Entwicklung von Produkten zu übertragen, dabei Aktivitäten in der Produktentwicklung aus evolutionärer Sicht zu beschreiben und zu realisieren und daraus resultierende Tätigkeiten mit Hilfe geeigneter Rechnersysteme zu unterstützen.

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Epidemiologische Studien zeigen, dass im Snowboardsport (sowohl im Breiten- als auch Leistungssport) ein hohes Verletzungsrisiko im Bereich der unteren Extremitäten vorliegt. Weiterhin verdeutlichen aktuelle Marktstudien, dass derzeitige Snowboardbindungen keine Lösung für diese "ausrüstungsbedingten" Verletzungen anbieten.
Ziel des Projektes ist es daher, eine Snowboard-Auslösebindung zu entwickeln, die verletzungsrelevante Kräfte im Falle eines Sturzes reduziert. Es soll somit zur Sicherheit im Snowboardsport beigetragen werden.

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Die Entwicklungen moderener Konstruktionswerkzeuge zeigen,dass nicht mehr reine Geometrieverarbeitung im Vodergrund steht. Vielmehr wird dazu übergegangen, mit höherwertigen elementen (den Features), inVerbindung der Geometrieverarbeitung auf der einen und der Wissensverarbeitung auf der anderen Seite, zu arbeiten. Dieser Ansatz ist in der Armaturenkonstruktion weitgehend ungenutzt und beschränkt sich nur auf "Insellösungen". Um die Qualität und die Produktivität der KOnstruktionsarbeit für Absperrarmaturen wesentlich zu erhöhen, soll eine Anwendungssoftware für eine wissensbasierte rechnergestützte Armaturenkonstruktion geschaffen und an konkreten Beispielen erprobt werden.

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Die Autogenetische Konstruktionstheorie (AKT) nutzt ANalogien aus der Evolutionsbiologie, um Tätigkeiten und Prozesse in der KOnstruktion (als wesentliche Aktivität innerhalb der Produktentwicklung) zu modellieren und zu unterstützen, damit das unter den jeweiligen Anforderungen, Anfangs- Rand- und Zwangsbedingungen bestmögliche Produkt entstehen kann. Dabei können NAforderungen und Bedingungen sich auch einander widersprechen und sich mit der Zeit verändern. Als wesentliche Eigenschaften der AKT wurden bisher (neben der Analogie zur Evolution) das Interpretieren der Produktentwicklung als stetigen Optimierungsprozess, das Vorhandensein von selbstähnlichen Aktivitäten in und die Existenz von chaotischem Verhalten während der Produktentwicklung festgestellt.

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Dieses Projket erarbeitet eine Vorgehensweise von der feature-basierten 3D-CAD-Modellierung von Laufschaufeln von Turbinen über die Simulation von Verfahrwegen im CAM-System bis zur automatischen Erzeugung von NC-Programmen und zeigt mit Hilfe des BAPM-Verfahrens Kosteneinsparungen für diese Vorgehensweise auf.

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Mit dem Ziel, die Grenzen der betrieblichen Einsatzbedingungen für Flansch­verbindungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) in chemischen Anlagen (i.w. Medium und Temperatur) für medienführende Systeme zu erweitern, ist die chemische Industrie bestrebt, Verbund-Dichtungen auf Basis von PTFE als Ersatz für bisher eingesetzte Dichtungen auf Basis von Gummi zu verwenden. Gummidichtungen erfordern gegenüber den derzeit verfügbaren Dichtungen auf der Basis von PTFE eine nur sehr geringe Einbaupressung, so dass demzufolge auch die Belastungen der spannenden Komponenten (Flansche, Schrauben) gering sind. Dies hat unmittelbar Konsequenzen, denn die Erfahrung seitens der chemischen Industrie zeigt, dass mit bisher verfügbaren Dichtungen auf der Basis von PTFE eine Auslegung z.B. nach AD-Merkblatt N1 Druckbehälter aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) mit den dort angegebenen Sicherheitsbeiwerten und Werkstoffabminderungsfaktoren (Größenordnung 10) Probleme bereitet und in vielen Fällen nicht möglich ist.

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Ziel des Projekts ist die Gestaltung eines integrierten und intelligenten Systems, welches die Handhabung komplexer Planungsprozesse auf dem Forschungs- und Entwicklungsgebiet ermöglicht. Hauptziel der Konstruktionsprozessoptimierung ist die Senkung der Prozesszeiten und der damit verbundenen Kosten. Dabei gilt es besonders, die optimale Abfolge der einzelnen Prozessschritte zu realisieren, die zur Konstruktion der Bauteile eines Produkts benötigt werden. Durch Anwendung entsprechender Methoden, Prozeduren und Werkzeuge soll ein möglichst hoher Parallelisierungsgrad erreicht werden.Die grundlegende Aufgabe besteht darin, die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Bauteilen des Produkts zu untersuchen und diese Zusammenhänge in einer allgemeinen Weise zu formulieren. Die Beschreibung von Prozess und Zusammenhängen in einer Design Structure Matrix (DSM) ermöglicht deren einfache und transparente Darstellung und Handhabung. Weiterhin erlaubt diese Darstellungsform die Abbildung von Zyklen sowie der für die Planung angesetzten Kosten und Zeiten. Das allgemeine Ablaufmodell kann durch einen Parameter ergänzt werden, der den Typ des jeweiligen Bauteils innerhalb des Konstruktionsprozesses darstellt. Dabei kann zwischen Neu-, Varianten- und Anpassungskonstruktionen unterschieden werden. Die drei verschiedenen Konstruktionsmodelle werden entsprechend VDI 2221 abgebildet.Zur Ermittlung der optimalen Konstruktionsreihenfolge soll ein auf genetischen Algorithmen basierendes Optimierungsverfahren eingesetzt werden, welches in der Lage ist, die Vielzahl an Parametern zu handhaben. Um eine Unterstützung des Konstrukteurs zu gewährleisten, muss das System verschiedene Funktionalitäten bieten. Das System muss in der Lage sein, Prozesse zu modellieren, ablaufen zu lassen, dynamisch auf Änderungen zu reagieren und einzelne Aktivitäten entsprechend der gegebenen (und sich möglicherweise ändernden) Anforderungen, Kosten- und Zeitrahmen zu bewerten. Ziel ist ein unterstützendes System, welches dem Nutzer an jedem Entscheidungspunkt verschiedene bewertete Alternativen anbietet und dabei stets die aktuelle Ressourcensituation, die gegenwärtigen Randbedingungen sowie sonstige Einschränkungen berücksichtigt. Zusätzlich sollte ein solches System Engstellen und Ressourcenkonflikte erkennen und dem Nutzer zu den betroffenen Prozessschritten entsprechendes Wissen, benötigte Methoden, Prozeduren und Werkzeuge zur Vermeidung anbieten.

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Ein interdisziplinäres Entwicklerteam (Studenten Maschinenbau-IPE, Computervisualistik, Sport und Technik,Industriedesign) entwickelte einen neuartigen Gleitschuh (nglider), der als Sportgerät das Gleiten auf Eis und Schnee erlaubt, aber auch für Nordic-Walking nutzbar ist. Es entstand eine schutzrechtsfähige Lösung, die der Industrie angeboten wird.Interdisziplinäres Projekt der Institute IMK-Prof. Dr.-Ing. S. Vajna und IAF-Arbeitsgruppe Industriedesign.Schutzrecht: Gebrauchsmuster Aktenzeichen 20 2005 018 819.0

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Die Autogenetische Konstruktionstheorie ist ein praxisgerechtes Modell zur Weiterentwicklung allgemeiner Konstruktionstheorien. Aufgrund der Selbstähnlichkeit der einzelnen Phasen des Konstruktionsprozesses ist die Entwicklung eines Modells für die Autogenetik möglich. Der Konstruktionsprozeß der Autogenetik ist durch eine durch eine von prinzipiellen Lösungen zum Konkreten führende Vorgehensweise gekennzeichnet und geeignet für verschiedene Konstruktionsarten:

• Neukonstruktion (keine Vorbildlösungen, Funktionsstrukturen, Prinzipien)
• Variantenkonstruktion (Muster der Lösung liegt vor, Prüfung auf Erfüllung Anforderungen)
• Anpassungskonstruktion (Kombination aus Neu- und Variantenkonstruktion)

Weiterhin integriert die Autogenetik die Methoden der künstlichen Intelligenz in den her-kömmlichen Produktentwicklungsprozess mit der Möglichkeit, die Intuitivität und Kreativität des Konstrukteurs zu erhöhen. Die Theorie ermöglicht jederzeit ein Wechseln zwischen den einzelnen Phasen der Produktentwicklung. Der Weg vom abstrakten Wirkprinzip zu einer Prinziplösung ist nur durch eine Art Hin- und Hergleiten zwischen den einzelnen Phasen des Produktentwicklungsprozesses möglich.

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Dissertation über die rechnergestützte Entwicklung und Potimierung von Bauteilen durch Integration evolutionärer Algorithmen (Anteil 99).

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Zentrales Ziel des Projektes ist die Schaffung eines Ausbildungsnetzwerkes für das Fach Pro-duktentwicklung (Konstruktionslehre, Konstruktionsmethodik, ME, Technisches Zeichnen, CAx, virtuelle Produktentwicklung). Besonderes Anliegen ist es dabei, möglichst viele Bereiche und Facetten dieses Faches als multimediales, internetbasiertes Lernsystem so aufzubauen, daß Lehrinhalte nicht starr festgelegt sind, sondern flexibel auf die oben genannten Veränderungen in Gesellschaft und Industrie aufbereitet bzw. vermittelt werden können. Das Konzept sieht für die Lehrinhalte eine modulare Struktur vor, die es erlaubt, Inhalte auf eine unkomplizierte Art auszutauschen und auf den neuesten Stand zu bringen. Hierbei ist auch das Erfahrungswissen einzelner Personen, welches meist unstrukturiert vorliegt und damit direkt nicht verfügbar ist, in die Lernumgebung einzubeziehen. Das aufzubauende System benötigt von daher eine Komponente zur Wissensakquisition, die es erlaubt, implizit vorhandenes Wissen explizit zu machen. Des weiteren wird eine Komponente notwendig, die dieses Wissen zu erlernbaren Einheiten in Form einer multimedialen Lernumgebung mit klar gegliederter Struktur verdichtet.

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Die Optimierung von Bauteilen ist in der Regel eine komplexe Problemstellung. Sie ist häufig durch multikriterielle, meist widersprüchliche Anforderungen charakterisiert. Weiterhin ist der Einfluss der variablen Parameter auf die Zielgrössen nicht oder nur unzureichend bekannt.Klassische Optimierungsverfahren, die häufig bestimmte Eigenschaften des Lösungsraumes voraussetzen, sind daher für diese Aufgabenstellung nur bedingt einsetzbar.Evolutionäre Algorithmen nutzen zur Optimierung die Methoden der natürlichen Evolution. Die berechneten Lösungen werden sukzessiv variiert (Mutation, Rekombination), selektiert und auf diese Weise der Lösungsraum nach dem Optimum durchsucht. Bekanntlich werden etwa 75% der Kosten eines Bauteils bereits in der Produktentwicklung festgelegt. Durch die Integration von Gestaltung, numerischer Berechnung und von Evolutionären Algorithmen wird dem Konstrukteur ein Werkzeug bereitgestellt, mit dem er in der Lage ist, bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung das Bauteil zu optimieren und so wirkungsvoll zur Kostensenkung beizutragen.

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Im Hinblick auf einen zeitlich straffen Ablauf in der Prozeßkette Entwicklung - Konstruktion - Fertigung und einen durchgängigen Datenfluß ist die Bereitstellung neuer integrierter Lö-sungen unabdingbar. Durch die Integration der Prozesse in Konstruktion, Berechnung und Optimierung soll mit dem Produktentwicklungsnavigator (PEN) eine Lösung geschaffen wer-den, die den Konstrukteur bei der Entwicklung eines neuen Produkts unterstützt und ihm hilft, Auslegungsfehler weitgehend zu vermeiden. Das Produkt kann somit bereits in den frühen Phasen seiner Entstehung optimal, d.h. den Anforderungen entsprechend, entwickelt werden.Primäres Ziel ist die Entwicklung eines anwenderorientierten Konstruktionssystems, das nach Eingabe der Anforderungen durch den Anwender geeignete Lösungen vorschlägt, berechnet und optimiert. Basis dafür bilden parametrische Modelle oder Features in einem CAD-System. Die Steuerung des Konstruktions-, Berechnungs- und Optimierungsnavigators wird über eine einheitliche Benutzungsoberfläche erfolgen.Der PEN ist unterteilt in separate Module für Konstruktion, Berechnung und Optimierung. An das Konstruktionsmodul können verschiedene CAx-Systeme angeschlossen werden. Dem Be-rechnungsmodul können CFD-Systeme (Computational Fluid Dynamics) und FEA-Systeme (Finite Element Analysis) zugeordnet werden. Der Optimierungsmodul enthält ein selbstent-wickeltes evolutionäres Verfahren auf der Basis Genetischer Algorithmen. Der Austausch der Modelle und die Bedienung der verschiedenen Systeme erfolgt mit Hilfe der Benutzungsober-fläche des PEN.

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Ziel des Projektes ist die Integration von Gestaltung, numerischer Berechnung und Evolutio-närer Verfahren zur Optimierung parametrisch modellierter Bauteile. Die hierbei entwickelte Softwarelösung ist als offenes, modulares Werkzeug für den Konstrukteur konzipiert, mit dem sich die zur Optimierung eines Produktes notwendigen Berechnungs- und Simulationspro-gramme und der Optimierungsalgorithmus flexibel koppeln lassen. Das aktuelle am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik entwickelte Optimierungssystem besteht aus:·einem parametrischen CAD-System,·einem Optimierungs- und Kontrollmodul auf der Basis Evolutionärer Verfahren und·einem Bewertungssystem (z.B. FEA-, CFD-System)Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Übertragbarkeit des Optimierungsablaufs auf den Kon-struktionsprozeß der Automobilindustrie. Anhand ausgewählter Beispiele (Einlaßtrichter, Ka-talysator) wird der Nachweis der Leistungsfähigkeit dieser Kopplung erbracht.

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Das Ergebnis des Forschungsprojektes sind das System IKA (Integriertes Konstruktionssystem für den Apparatebau) sowie die mit den Integrations-konzepten aufgezeigten Vorgehensweisen, die sich auch in anderen Bereichen der Entwicklung und Konstruktion adaptieren lassen. Das System ermöglicht eine durchgängige Rechnerunterstützung für alle Konstruktionstätigkeiten. Die entwickelten Konstruktionswerkzeuge unterstützen den Apparatebauer bei den einzelnen Aufgaben und entlasten ihn von Routinetätigkeiten. Das entwickelte Softwaresystem ist an die Anforderungen des Apparatebaus angepasst. Um ein offenes und leicht erweiterbares System zu realisieren, wurde das Konstruktionssystem als Entwicklungsumgebung konzipiert. Damit ist ein breites Anwendungsfeld mit entsprechenden branchenspezifischen Anpassungen möglich. Das System ist vor allem in Bereichen mit hohem Stan-dardisierungsgrad in der Konstruktion, hoher Variantenvielfalt der entwickelten Lösungen sowie einen hohen Anteil an analytischen Berechnungen einsetzbar.

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Inhalt dieses Forschungsthemas ist der Aufbau eines ganzheitlichen Vorgehensmodells zur Formalisierung und Strukturierung aller Arbeitsschritte des gesamten Produktentstehungsprozesses. Die Entwicklung eines Produktes wird dabei durchgängig in Vorgehensschritten von der Ideenfindung bis zur Fertigungsfreigabe betrachtet. Zum Erreichen dieser Aufgabe wird bereits vorhandenes Wissen über Prozesse und Objekte gesammelt, standardisiert und systematisiert. Es werden Verfahren zur einfachen Speicherung von Know-how untersucht. Dieses Wissen wird in einem Wissensbasierten Vorgehensmodell (WVM) mit folgenden Bestandteilen abgebildet:

• Prozesse und Prozeßschritte sowie deren Modellierung,
• Strategien zur systematischen Beschreibung und Strukturierung von Methoden und Hilfsmitteln sowie ihre Speicherung in einer Methodenbank
• Strategien zur Systematisierung von Produkten mit der Entwicklung eines allgemeinen Ablaufplanes
• Strategien zur Parallelisierung und Anpassung von Prozessen z. B. als Planungshilfen zur Unterstützung zeitparalleler Verfahren
• Strategien zur Definition und Einbindung von Features, Tolerierung von Bauteilen, Berechnung und Simulation des Bauteilverhaltens

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Genetische Algorithmen betrachten die Evolution als ein leistungsstarkes Optimierungsverfahren und versuchen, entsprechende Evolutionsoperatoren in anderen Fachgebieten sinnvoll einzusetzen bzw. evolutionäre Abläufe zu simulieren. Für die Rechnerunter-stützung komplexer Planungsaufgaben, z. B. für die Planung von Fertigungsabläufen, werden Genetische Algorithmen bereits angewendet. Auf dem Gebiet der Entwicklung und Konstruktion wird derzeit der Einsatz Genetischer Algorithmen erforscht, da dem Entwicklungs- und Konstruktionsprozeß neue Möglichkeiten für die Entwicklung komplexer, den steigenden Anforderungen angepaßte Produkte eröffnet werden.
Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist es daher, durch neue und erweiterte Methoden und Strategien der rechnerunterstützten Entwicklung und Konstruktion eine höhere Effizienz sowie eine Erhöhung der Flexibilität und Effektivität des Unternehmens gegenüber dem Markt zu ermöglichen. Der Schwerpunkt liegt auf der Produktmodellierung in den produktdefinierenden Bereichen, da bekanntlich 75% der Gesamtkosten eines Produktes bereits in Entwicklung und Konstruktion festgelegt werden.

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INTERPRET ist ein Intelligenter Produktkatalog, mit dem ein Kunde sein Zukaufteil unter Zuhilfenahme des vom Zulieferanten bereitgestellten Wissens und des Auslegungs-know-hows gezielt über das Internet auswählen und sowohl als reale Geometrie in das jeweils bearbeitete Produktmodell auf seinem CAD-System seine eigene Konstruktion als auch als dispositiven Datensatz in seine auftragsverarbeitenden Systeme aktuell einfügen kann.
Ein wesentlicher Bestand des Intelligenten Produktkataloges ist die elektronische Abwicklung verschiedener Geschäftsprozesse über heterogene DV-Systeme (Telecommerce). Die für jedes Unternehmen preiswerte Verfügbarkeit dieser Lösung erleichtert den schnellen und flexiblen Aufbau virtueller Produktionsgemeinschaften.

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Mit der Intranet-Anwendung WebDRUM (Web-Distributed User-Support Module) soll das hohe Nutzungspotential eines CAD/CAM-Systems erschlossen werden, da es bislang an geeigneten Hilfsmitteln fehlt, dieses Potential mit möglichst geringem Aufwand möglichst allen Benutzergruppen gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Um daher dieses zu erleichtern, wird WebDRUM mit folgenden Eigenschaften entwickelt:

• Einfacher Zugriff des Anwenders auf WebDRUM aus einer laufenden CAD/CAM-Anwendung heraus,
• Unabhängig von dem jeweiligen Release einer CAD/CAM-Software
• Speichern und Bereitstellen erprobter Arbeitstechniken,
• Verwaltung und interaktives Bereitstellen von firmenspezifischen Bauteilkatalogen und Vorschriften (z.B. Werknormen),
• Client-Server-Intranet-Netzwerkapplikation für die Gewährleistung einer permanten Aktualität beim Nutzer,
• Online-Anwendung, die auch als Loseblatt-Sammlung ausgedruckt werden kann.

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Die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens benötigt Bewertungsgrößen in Form von Nutzen für die Einführung neuer Technologien. Ziel ist es daher, jeden dadurch entstandenen Nutzen zu erfassen und mit betriebswirtschaftlichen Verfahren in Relation zu den Kosten zu bringen. Neben der unternehmensinternen Nutzenerfassung müssen auch die Nutzen im unternehmensweiten Umfeld mit dem Markt bzw. dem Kunden erfaßt werden. Da nicht jeder entstandener Nutzen einer Einführung einer neuen Technologie mit den klassischen betriebswirtschaftlichen Verfahren bewertet werden kann, müssen Analogien zu Bewertungsverfahren und -methoden aus anderen Bereichen der Wirtschaft gebildet werden, die vor einer ähnlichen Herausforderung stehen wie das Engineering.
In Analogie zum Banken- und Finanzgewerbe soll nun ein Portfolio aus Kennzahlen für quantifizierbare, schwer quantifizierbare und nur kaum quantifizierbare Nutzen generell für alle Phasen im Produktentstehungsprozeß aufgestellt werden. Je weiter der Nutzen einer Investition von der betrachteten Produktentstehungsprozeßphase auftritt, desto indirekter sind die Nutzen, desto schwieriger sind diese zu quantifizieren. Die Verknüpfung der quantifizierbaren und kaum quantifizierbaren Nutzen zu Portfolios ist daher aus Gründen der Risikoreduktion sinnvoll. Entsprechend dieses Nutzenportfolios wird ein Warenkorb mit entsprechenden Wertpapieren aufgebaut. Ein Investmentfond enthält in seinem Portfolio Aktien, Schuldverschreibungen und Optionsscheine. Um Vorhersagen für die Entwicklung des Kapitalmarktes zu bekommen, werden zur Kursabsicherung der einzelnen Wertpapiere derivative Finanzprodukte wie z.B. Optionen und Futures zur Verminderung des Risikos eingesetzt. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden analog auf die Nutzenentwicklung der Investition zurückübertragen und ein sog. Benefit Asset Pricing Model (BAPM) entwickelt.

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Für den wirtschaftlichen Einsatz eines EDM-Systems ist es erforderlich, im Vor-feld eine Reihe von Rationalisierungsmaßnahmen durchzuführen, um den oft vorzufindenden "Verfahrenswirrwarr" und die daraus resultierenden DV-Insellösungen, die beide üblicherweise mit einer hohen Datenredundanz verbunden sind, zu beseitigen. Die dazu erforderlichen Vorgehensweisen werden unter dem Begriff des Engineering Process Reengineering zusammengefaßt. Erst die Neugestaltung der Prozesse eröffnet das volle wirtschaftliche Potential einer EDM-Anwendung. Unsere Forschungsaktivitäten betreffen

• Entwicklung geeigneter Verfahren und Vorgehensweisen für das Engineering Process Reengineering im Vorfeld einer EDM-Einführung.
• Bereitstellung geeigneter Methoden zur Einbindung von CAD/CAM-Anwendungen in ein EDM-Umfeld.
• Konzeption, Einführung und Aufbau von Digitalen Zeichnungsarchiven als Basis für EDM-Anwendungen, Erforschung geeigneter Szenarien und Vorgehensweisen für eine wirtschaftliche Nutzung mit gleichzeitiger Einbindung konventioneller Archive (siehe Abbildung).

Im Rahmen dieses anwendungsorientierten Forschungsgebiets führen wir Industrieprojekte zur Einführung von EDM-Systemen und zur digitalen Archivierung durch. Zum vereinfachten Transfer von Erkenntnissen einer EDM-Anwendung aus Forschung und Praxis besonders in kleinere und mittlere Unternehmen leiten wir den Arbeitskreises zur Erstellung der Richtlinie VDI2219 "Einführung und Wirtschaftlichkeit von EDM-Systemen" (mit überwiegender Beteiligung aus der Industrie).

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Eine Form der rechnerinternen Darstellung und Modellierung aller Produktinformationen, die objektbezogene Informationen auf einem höheren Niveau als bisher bereitstellt, bilden die "Features". Sie ermöglichen die Generierung eines einheitlichen, integrierten Produktmodells, das alle produktdefinierenden und produktbeschreibenden Informationen, die während des gesamten Produktentstehungsprozesses entstehen, enthält. Die das Produkt betreffenden Daten werden nur einmal erzeugt, in der gemeinsamen Datenbasis abgelegt und stehen in direktem Zugriff allen Bereichen des Produktentstehungsprozesses mit ihren jeweiligen Datenverarbeitungssystemen zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.
Die rechnerinterne Darstellung und Modellierung aller Produktinformationen bereits während der Entwurfsphase ermöglicht die frühzeitige Berücksichtigung von Einschränkungen und Wechselwirkungen, die sich aus dem Produktionsprozeß ergeben, da der gesamte Produktentstehungsprozeß vorausgedacht werden kann. Die ganzheitliche Produktentwicklung trägt zu einer beträchtlichen Reduzierung der Entwicklungszeit bei, da bisherige Kopplungsprobleme der Insellösungen, die u. a. einen hohen Konvertierungs-, Mehrfachdatenerfassungs- und Wartungsaufwand beinhalten, vermieden werden.
Der Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik ist Mitglied der FEMEX (FEature Modelling EXperts). FEMEX ist eine internationale und interdisziplinäre Vereinigung von Forschern und Entwicklern aus Universitäten, Forschungsinstituten und Industrie, die die Grundlagen für eine auf Features gestützte Produktentwicklung erarbeitet. Da in der heutigen Zeit eine Vielzahl verschiedener Feature-Definitionen verwendet werden, liegt der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten in der Analyse der verschiedenen bisher existierenden Feature-Definitionen, -Modellierungsansätze und -Systeme und in dem Herausstellen ihrer jeweiligen Gemeinsamkeiten. Aufbauend darauf sollen sowohl Konzept und Vorgehensweisen für eine Feature-basierteKonstruktiona ls auch Vorgaben für zukünftige Generationen Feature-orientierter Modellierungssysteme bereitgestellt werden.

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Die IPE gilt für Produkte und Dienstleistungen. Sie umfaßt im wesentlichen die Themen-gebiete Produktentwicklungsprozeß, Berücksichtigung des Produktlebenszyklus, menschliche Denk- und Arbeitsweisen, Teamarbeit, ganzheitliche Organisationsmethoden, Einsatz innovativer Technologien sowie erweiterte Formen von Kommunikation und Information und damit alle Schritte von der Ideenfindung/Erfassung des Marktbedürfnisses bis zur Fertigungsfreigabe eines Produktes bzw. Markteinführung einer Dienstleistung. Allerdings existieren in Literatur und Institutionen unterschiedliche Sichtweisen auf die IPE und ihre Komponenten. Basierend auf den Ergebnissen eines internationalen Workshops am 19/20 September 1996 in Magdeburg, von Literaturrecherchen sowie eigener Forschung entstand folgende übergreifende Definition für die IPE: Die IPE ist eine humanzentrierte Vorgehensweise zur Entwicklung von wettbewerbsfähigen Produkten oder Dienstleistungen mit hoher Qualität, in angemessener Zeit und einem sinnvollen Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie beschreibt die integrierte Anwendung von ganzheitlichen und multidisziplinären Methoden, Prozessen und Organisationsformen sowie manueller und rechnerunterstützter Werkzeuge bei minimierter und nachhaltiger Nutzung von Produktionsfaktoren und Ressourcen. Zur Bearbeitung der verschiedenen Forschungsaufgaben soll ein internationales Konsortium mit Unternehmen und Hochschulinstitutionen gebildet werden, dessen Aufgaben in Forschung, Organisation und Ausbildung liegen sollen. Dazu gehören

• das Bereitstellen und Implementieren eines wissensbasierten Vorgehensmodells für die IPE,
• der Aufbau eines IPE-Zentrums für Forschung und Realisierung der IPE sowie zur Innovationsunterstützung für Unternehmen analog zu den Engineering Design Centers in Großbritannien,
• die Entwicklung eines Studienganges für die IPE als Haupt- und Aufbaustudium. Die Zusammensetzung des Konsortiums soll eine facettenreiche Forschung und Realisierung der IPE sowie den Wissens- und Erfahrungsaustausch ermöglichen und somit die Keimzelle eines IPE-Netzwerkes bilden.

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Die Bewertung von CAD/CAM-Systemen ist zur Zeit nur subjektiv möglich, da jeder Anwender andere Anforderungen an das CAD/CAM-System stellt. Es gilt nun, die einzelnen Funktionen von CAD/CAM-Systemen durch solche Kriterien zu messen, daß eine allgemeingültige Aussage über die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems gemacht werden kann. Dazu gehören die Erzeugung sämtlicher in CAD/CAM-Systemen üblichen Geometrieelemente und deren Umwandlung in andere Elementtypen, Änderungsmöglichkeiten dieser Elemente zur Anpassung an andere Elemente oder zur Änderung (Modifizierung oder Verbesserung) der gesamten Geometrie, leichte Erlernbarkeit und leichte Bedienbarkeit durch verständliche Bezeichnungen der Funktionen und eindeutige Benutzerführung. Die einzelnen zu bewertenden Funktionen werden durch ein Benchmark-Modell, das sowohl die Erzeugung der Geometrieelemente als auch Funktionen, die an die Modellierung anknüpfen beinhaltet, bewertet.
Dazu gehört auch die einfache Aufbereitung zu vollständigen technischen Zeichnungen, Erzeugung von Stücklisten, Baugruppen und Schnittstellen wie IGES-, STEP-, STL-Files und das Einlesen (Impor-tieren) von Daten aus neutralen Datenformaten. Eine Schnittstelle zu FEM-Programmen bzw. ein integriertes FEM-Programm sollte ebenfalls im Bewertungsmaßstab Berücksichtigung finden. Auch die Möglichkeit, auf einfache Weise parametrisch aufgebaute Modelle zu erzeugen oder ein Modell nachträglich zu parametrisieren, Features zu benutzen und bei Bedarf Makroprogramme zu erstellen, um z.B. häufig benutzte Funktionen zusammenzufassen, wird bei der Bewertung Berücksichtigung finden. Als Ergebnis wird eine Maßzahl die Einzelergebnisse darstellen.

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