Dissertations / Theses on the topic 'Design, Industrial – Methodology'

Many types of knowledge exist within a bioprocess, but the utilisation of this knowledge is not always as straightforward as collecting and analysing data. The Quality by Design initiative (ICH Guideline, 2009) has increased the need for thorough process understanding within bioprocessing. Fundamental process understanding is imperative to adequately implement a QbD approach to a bioprocess. Formalised knowledge capture techniques have been developed previously (West, 1992; Ranjan et al., 2002; Stowell, 2013), but these tend to be designed only to capture information rather than increase understanding. Equally, modelling techniques can be utilised to predict process behaviour and therefore increase understanding, but these rely on the user to have an understanding of the underlying science. This can be problematic in interdisciplinary industries such as bioprocessing, as there are many factors to build into a model. With this in mind, this research considers the Britest tools with respect specifically to biotechnological applications, and formulates a whole bioprocess development methodology. The Britest tools are a suite of qualitative tools and methodologies which were designed to highlight the knowledge gaps within chemical and physical processes, and to promote innovative process design solutions. The tools can help to identify areas where optimisation may be possible, and also increase the understanding of the process as a whole across a range of disciplines. The Britest tools were first considered with respect to four bioprocesses (Monoclonal Antibody production, Insulin production, Waste Water Treatment and Penicillin production), simulated within SuperPro Designer. The range of processes gave an indication of breadth of application, while the depth of information available in the simulations allowed the research to be unhindered by data availability. From here, several gaps within the toolkit were identified, including the potential for variability and the interactions between multiple parameters. v Variability is inherent within a bioprocess, and the reduction of this variability is a key driver for the implementation for QbD. The Reaction/Reagent Transformation Tracker (R2T2) was designed to capture this variability, and allow the user to evaluate the potential for various scenarios to arise. The tool facilitates a whole process view, without the information becoming overwhelming and confusing for the users. Understanding the interactions between Critical Quality Attributes (CQAs) and Critical Process Parameters (CPPs) is essential to the successful implementation of QbD, and was not covered by the original Britest toolkit. To combat this the Interaction Analysis Table (IAT) was created. The tool was designed to be applied in the early stages of process development, to guide the application of Design of Experiments (DoE) approaches when data is in short supply but process knowledge is available. Finally, the IAT was evaluated for sensitivity, to investigate the potential influence of uncertainty/human error on the outcome. The work identified a parameter and a threshold value enabling the user to assess the confidence in the proposed process analysis outcome. This work sought to develop novel knowledge management tools which had been designed specifically for application to bioprocessing. It aimed to establish the applicability of the Britest toolkit for this purpose, as Britest tools have only previously been applied to chemical and physical processes. A Britest toolkit for bioprocessing could be utilised to aid in the adoption of a QbD approach, through tools specifically designed to capture the knowledge of the process. This knowledge would be difficult to adequately represent in statistical models and could be lost between disciplines without a structured methodology to apply. The toolkit can be used to facilitate better communication in an interdisciplinary environment, and provide key information to enable better process design from an early stage.

This study analyses students&rsquo
design processes within a graduation project that is devised as to approximate a real-life design task. It comprises a literature search on developments in design methodology, and two field studies, a participant observation study followed by long interviews with a selection of the observation sample. Through the literature search, a framework representing the nature of the design activity is brought together on the basis of three studies in descriptive design methodology. Together with the field studies equipped with this framework, this study sought to elucidate students&rsquo
design processes in order to provide insights for design education. Analysing students&rsquo
processes, their design problems and the academic scheme within which they operated, pertaining to their respective influences on students&rsquo
projects and progresses, implications to facilitate further developments of educational curriculum and academic schemes are reached.

Thesis (Ph. D.)--Auburn University, 2008.
Abstract. Vita. Written in two volumes. Volume one is public and contains non-proprietary data and results. Volume two contains all proprietary data, and will be available only to the dissertation committee and industrial sponsor. Includes bibliographical references (p. 161-166).

Industrial companies that carry on innovation and operation must have well-organized and capable business systems and processes. Customer needs, market demands, global competition and technological changes drive the companies to be more adaptable, flexible and dynamic. By working in network structures as extended enterprises, the companies face new possibilities and new challenges. Design, manufacturing and delivery of high quality products to competitive prices to the customers are essential for industrial companies. Holistic view of the product life cycle from technology development, via product and business system development and realization, to business operation, is important for sustainable industrial companies. A company with engineering and manufacturing of products in a business context needs to have effective innovation of business system and process. Business innovation encompasses the area from business idea to business operation and includes customer demands and solutions. The main part of business innovation is development of the product platform including product and support structures. Product variants are created and realized by various configurations of products and production systems. The thesis is elucidating that business innovation can be carried out by working in a systematic and structured way and by utilizing engineering design theories and methods. The business models, based on a new theory with a new navigation tool for interactions, are describing which activities should be performed in business innovation with product platform development and product structuring. For companies in business with changes, innovations can create new markets and products. Well-managed and innovative companies have good possibilities to be competitive in a tough business environment. The creation of business innovation models has been carried out according to a hermeneutic research method. The research work followed the hermeneutic circle or spiral. The thesis introduces a new dimension to the design area, namely business innovation or engineering, corresponding to business design and development. Business innovation is also a new type of innovation, combining technological, product, process, market and organizational innovations in industrial companies.
QC 20100920

Sharing components in a product family requires a trade-off between the individual products' performances and overall family costs. It is critical for a successful family to identify which components are similar, so that sharing does not compromise the individual products' performances. This research formulates two commonality identification approaches for use in product family design and investigates their applicability in a generic product family design methodology. Having a commonality identification approach reduces the combinatorial sharing problem and allows for more quality family alternatives to be considered. The first is based on the pattern recognition technique of fuzzy c-means clustering in component subspaces. If components from different products are similar enough to be grouped into the same cluster, then those components could possibly become the same platform. Fuzzy equivalence relations that show the binary relationship from one products' component to a different products' component can be extracted from the cluster membership functions. The second approach builds a Bayesian network representing the joint distribution of a design space exploration. Using this model, a series of inferences can be made based on product performance and component constraints. Finally the posterior design variable distributions can be processed using a similarity metric like the earth mover distance to identify which products' components are similar to another's.

Complex interactive behaviour involves cognitive, sensation and motor behaviour and may consist of several sub interactive behaviours. It needs to be examined from different points of view. Although explaining everything in one model is not currently possible, it is possible to connect information from different sources to get a better understanding of the interaction to benefit product design. The long-term objective of our study is to develop a methodology for interactive virtual design assessment to study the interactive behaviour and achieve compatibility. This study summarized two experiments which covered many aspects of interactive behaviours in seated posture. Experiment one addressed manipulation behaviour and the hand control design of the car. Experiment two addressed seated reaching behaviour and ATM design. The two experiments are the basis of the advanced study for interactive virtual design assessment. They explored the limitations and advantages of digital prototypes and physical prototypes and suggested that digital prototypes and physical prototypes should be combined to provide design variations and to support human factor testing.

The built environment increasingly contributes to improving human health, well-being, and performance in measurable, predictable, and tailorable ways. Achieving high-performance environmental systems requires real-time-interactive sensing, monitoring, actuation, and communication subsystems, as well as real-time interactions of these environmental systems with their users and other internal and external systems. Developing theories, constructs, methods, and tools necessary for designing such high-performance, complex, interactive systems is an active area of research.

This dissertation focused on methods and tools for representing the cognitive and physical affordances of complex, interactive, architectural systems (CIAS). The Complex, Interactive, Architectural Systems Design Methodology (CIAS-DM) was proposed as a method and tool for helping designers uncover and document the scope of proposed CIAS. CIAS-DM was evaluated qualitatively. This project used the design of a `smart' mattress in a patient room `smart' bed/mattress/over-the-bed table ecosystem as the basis for a series of design cases. Fourteen clinicians participated as subject matter experts. Four research associates participated as raters. The results of evaluating CIAS-DM indicate that CIAS-DM is useful for scoping CIAS design challenges. The contributions of this dissertation are: 1) identifying and characterizing CIAS; 2) introducing the systems modeling language (SysML) and a cognitive work analysis (CWA) representational and analytic methods into architecture; 2) mapping constructs and methods from CWA into SysML; and 3) providing these methods and tools in an integrated package appropriate for those designing CIAS.

Le propos de cette étude est de modéliser une méthodologie de “design augmenté” appliqué à la conception de produit innovant dans un environnement de PME. Cette approche inclut la Théorie C-K dans ce contexte d'innovation de rupture.En général, le processus de design industriel consiste à parcourir quatre pôles complémentaires :1/ la phase d'ego-design, où le designer conceptualise un besoin utilisateur,2/ la phase de techno-design, où le designer et l'ingénieur trouvent des solutions pour matérialiser ce concept,3/ la phase d'éco-design, où les acteurs sociaux concernés l'autorisent et4/ la phase d'ergo-design, où l'utilisateur final adopte le produit final.Une réflexion méthodologique conduit à la modélisation d'un raisonnement innovant de “design augmenté” (où les acteurs principaux sont remplacés par un cortège d'intervenants).Cette méthodologie a été expérimentée dans un contexte de PME. Grâce à l'utilisation du modèle, le management de projet de “design augmenté” fut couronné de succès. Cependant, d'autres validations, plus complexes encore, seront utiles pour sécuriser cette modélisation. L'exploitation de cette approche, par la variété de ses supports, doit guider le chef de projet innovant, en PME, dans le processus général d'innovation de rupture
The purpose of this study is to model an ‘enhanced design' methodology applied to the conception of an innovative product in a SME environment. This approach includes C-K theory in a context of disruptive innovation.In general, the industrial design process consists of four major steps:1/ the ego-design phase, where the designer conceptualizes a user need,2/ the techno-design phase, where designer and engineer find solutions to materialize the concept,3/ the eco-design phase, where social actors involved authorize it and then4/ the ergo-design phase, where the user adopt the final product.A methodological reflection leads to the modeling of the innovative ‘enhanced design' reasoning (where major actors are replaced by a bunch of various stakeholders).The specific SME's case was successful. Using the model, the enhanced design project management was efficient. But some more complex application cases would help secure it. Using this approach, with appropriate information, should guide the SME design project manager in the general radical innovation process

Performance improvement is an activity that all organisations must undertake to gain competitive advantage or simplify to maintain parity with the progress of competitors. Such improvement efforts are frequently undertaken in an ad-hoc manner. These are usually ineffective, with projects failing to improve the aspects of the organisation that deliver customer value, and inefficient with resources being wasted. In response to this situation a methodology was developed to aid business processes diagnosis and to design appropriate improvement projects that possess the potential to deliver exceptional improvement. The methodology was designed using time as the key performance metric for analysing business processes and practices. The time-based approach makes the methodology powerful yet simple. The simplicity enable users from within a company to adopt and apply the methodology, a feature that gives the methodology considerable strength. Applications of the methodology in twenty-five organisations found it effective in providing insightful analysis and designing solutions that, when implemented, led to significant performance improvements. The methodology demonstrated a high level of generality, having been applied in organisations as diverse as multinational corporations and Small and Medium sized Enterprises, SMEs, across both manufacturing and service business sectors. Application of the methodology uncovered the need to find better approaches to supply chain modelling and to managing programmes of performance improvement projects. In response, two new techniques were developed and validated. The first was the Time-based Supply Model. This device models the effectiveness of the processes that thread together supply networks using time as the key performance measure. The second was a structured idea-management system for performance improvement projects that uses a stage-gate approach to programme management. Combining this approach with the time-based methodology produced the Performance Improvement Model. This device provides a structure for managing the strategic direction and resource allocation of multiple performance improvement projects.

Submitted by Luiz Carlos Teixeira da Silva (luiz@doisdi.com) on 2018-08-17T21:16:43Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-lctsilva.pdf: 20150026 bytes, checksum: b389dc63924196877499adadf5ca7a27 (MD5)
Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-08-21T12:34:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_lct_me_bauru.pdf: 20150026 bytes, checksum: b389dc63924196877499adadf5ca7a27 (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A presente pesquisa verificou se os problemas enfrentados por alguns alunos de curso superior de Design ao desenhar, podem ser solucionados ou amenizados por técnicas que melhoram a capacidade representativa no desenho de observação. Inicialmente, por meio de pesquisa bibliográfica, o desenho foi explorado como manifestação artística e ferramenta projetual, abordando seu conceito, taxonomia, ensino, sua contribuição para o Design e alguns dos problemas comuns que as pessoas enfrentam. Em seguida, por meio de pesquisa experimental, foi aplicada uma metodologia com os materiais para desenho de observação e de coleta de informações, utilizando duas técnicas na produção de desenhos lineares e tridimensionais. Essa pesquisa se destinou a contribuir com o desenho de observação e a forma como é ensinado, com foco especial em estudantes de Design com deficiência na prática do desenho e nos problemas ocorridos em disciplinas de desenho de observação. Os resultados indicaram melhoria significativa nos resultados dos desenhos com o emprego de duas técnicas auxiliadoras.
The present research sought to verified if the problems faced by some students of graduation in Design can be solved or ameliorated by techniques that improve the representative capacity in the drawing of observation. Initially, through a bibliographic research, the drawing was explored as an artistic manifestation and a project tool, approaching its concept, taxonomy, teaching, its contribution to Design and some of the common problems that people face. Then, through an experimental research, a methodology was applied with materials for observation design and information collection, using two techniques in the production of linear and three-dimensional drawings. This research was intended to contribute to the observation design and the way it is taught, with a special focus on Design students with a disability in the practice of drawing and the problems that have occurred in observation drawing discipline. The results indicated a significant improvement in the results of the drawings with the use of two auxiliary techniques.
88882.180475/2018-01

This dissertation focuses on the development of the site in and around Rovos Rail. Rovos Rail is a unique train travel company cut off from the public view. The project context is located in Capital Park adjacent to Transnet Avenue. The primary purpose of the site was to accommodate railway-related workshop facilities that provisioned and maintained the trains and carriages on their way to the industries of Johannesburg. Rovos Rail has done much in terms of the conservation of railway history in Pretoria. This ambition should be celebrated and built upon. It is necessary to promote the conservation of the rich railway history of South Africa and understand the impact thereof on the contemporary landscape. In order to understand the significance of contextualism, research based on philosophical, theoretical and practical lenses will be conducted. The argument relies on understanding the context through these different lenses. The historical significance of the site is celebrated. The dissertation places it within the historical continuum of both the larger context of Pretoria and the smaller context of the surrounding community. Through the design of a Steam Locomotive Museum next to Rovos Rail, a holistic approach, based on contextualism theories and South African case studies is illustrated. The project proposal establishes a physical connection with the historically significant structures of the site and emphasises the historical layers. Inspiration is drawn from the existing railway lines, the existing platform, ecological features and buildings. The chosen function, that of the museum, intends to act as the arbitrator for the diversity of narratives of an ever-evolving landscape, be it manmade or natural. The museum represents a prototype for the methodology proposed. The design aims to facilitate the conservation of railway history, the education of the importance thereof and enticement to develop these sites to represent a prosperous future.
Mini Dissertation (MArch (Prof))--University of Pretoria, 2020.
Architecture
MArch (Prof)
Unrestricted

Aloísio Magalhães foi um dos iniciadores do Design brasileiro na prática profissional, no ensino acadêmico, na institucionalização da atividade, e na reflexão sobre sua natureza técnica , e social. O seu projeto para a Petrobrás desenvolvido entre 1970 e 72, realizado por seu escritório no auge da sua carreira como designer, é o melhor testemunho da sua ação nesse campo, pela importância desta companhia para o país, pela abrangência do projeto (do cartão de visita aos tanques de refinarias) metodológica e mesmo lingüística que representou-se podemos estender este termo à linguagem visual. Particularmente disponho de posição única para realizar esta pesquisa, por ter trabalhado grande parte de minha vida profissional com Aloísio, por ter trabalhado especificamente e intensamente neste projeto, e ainda por não ter participado de sua concepção inicial. Além disso, tenho desde então atuado como designer nesta área de distribuição de petróleo, e acumulado informação sobre este mercado ao longo de 3 décadas, o que me ofereceu vasto material de análise. Por isso, embora meu foco seja o projeto de Aloísio e equipe em 1970, para compreende-lo é fundamental analisar o que havia antes e o que veio depois, o que permaneceu do projeto, e o que mudou. Deste estudo tiro 2 conclusões principais: 1) Que o projeto de sistemas gráficos ou de produtos é a forma do designer resolver o paradoxo entre necessidades opostas do processo de design, como a diversidade dos objetos de comunicação visual de uma empresa e sua unidade visual. 2) Que o processo de trabalho de Aloísio Magalhães oferece rico material de análise sobre o processo de Design..
Aloísio Magalhães was one of the founders of Brazilian design, in different levels concerning the implementation of this discipline: the professional practice, the academic training, the institutionalization of the activity and the definition of its technical and social role. The project for Petrobras, developeded by his office between 1970 and 72, when he was at the top of his career as a designer, is the main evidence of his action in this field, due to the importance of this company to Brazil, to the scope of the project (from visiting cards to oil refinery tanks), to its implementation throughout the country, and to the many different levels of its innovative character formal, technical, methodological and even linguistic, if we extend this term to Visual Communication.I occupy a particular position to do this research, because I worked in Aloisios office for a long period of my professional life, and although having collaborated intensively with the Petrobras project, I didnt participate of its initial conception. Furthermore, since then I have been involved, as a designer, in the field of oil distribution, gathering information on this market along 3 decades, what has offered me extensive analysis material. Therefore, although my focus is in the project developed by Aloisio and his team in 1970, in order to understand it properly, its important to observe what came before, what remained from the project, and what changed afterwards.From this study I can take 2 basic conclusions:1) The development of products and graphic systems can help the designer to solve the paradox between opposite needs of the Design process, like the diversity of the visual communication objects natural to a large corporation and the need of a visual unity.2) Aloísio Magalhães working process of can offer us a rich material for the analysis of the Design process.

The goal of this research project was to develop a methodology for designers that assists and quantifies concept design decisions so designers can; enable increase user access; widen the user demographic of interactive digital media; and improve participation and competence with technolgy through play.

Traditional machinery for manufacturing processes are characterised by actuators powered and co-ordinated by mechanical linkages driven from a central drive. Increasingly, these linkages are replaced by independent electrical drives, each performs a different task and follows a different motion profile, co-ordinated by computers. A design methodology for the servo control of high speed multi-axis machinery is proposed, based on the concept of a highly adaptable generic machine model. In addition to the dynamics of the drives and the loads, the model includes the inherent interactions between the motion axes and thus provides a Multi-Input Multi-Output (MIMO) description. In general, inherent interactions such as structural couplings between groups of motion axes are undesirable and needed to be compensated. On the other hand, imposed interactions such as the synchronisation of different groups of axes are often required. It is recognised that a suitable MIMO controller can simultaneously achieve these objectives and reconciles their potential conflicts. Both analytical and numerical methods for the design of MIMO controllers are investigated. At present, it is not possible to implement high order MIMO controllers for practical reasons. Based on simulations of the generic machine model under full MIMO control, however, it is possible to determine a suitable topology for a blockwise decentralised control scheme. The Block Relative Gain array (BRG) is used to compare the relative strength of closed loop interactions between sub-systems. A number of approaches to the design of the smaller decentralised MIMO controllers for these sub-systems has been investigated. For the purpose of illustration, a benchmark problem based on a 3 axes test rig has been carried through the design cycle to demonstrate the working of the design methodology.

There are unique cases when designing products where a prototype is required to demonstrate critical operations of a system or subsystem such that it will serve as a basis for how the design will move forward. These prototypes are oftentimes on the critical design path. Due to the fact there is typically some aspect of a prototype that is not well understood there can be a considerable amount of uncertainty associated with the amount of resources needed to design such a prototype. The goal of this thesis is to address how to systematically reduce uncertainty for the purpose of creating a robust cost estimate. This statement does highlight the problem of defining what a robust estimate is, which results in addressing the key question driving this research: "When is enough information gathered to generate a robust estimate for the design of prototype systems?" The crux of the problem lies in how to characterize the interactions and uncertainty associated with cost, schedule, and performance. Additionally, the breakdown of a prototype system into its subsystems results in errors exist at each division. The result is a cost estimation method that has been generated by leveraging the principles of design methodology. Two test cases are applied including one theoretical model, and one project from the Georgia Tech Research Institute (GTRI). The GTRI project was work performed for the Georgia Department of Transportation related to the filling of cracks on asphalt road surfaces. These examples are evaluated from the view point of the Validation Square in order to verify the effectiveness beyond example problems.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-03T13:02:37Z No. of bitstreams: 1 29.pdf: 18768349 bytes, checksum: 41eb1b8e28f87b9e86fd5101246c79ee (MD5)
Made available in DSpace on 2015-07-03T13:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 29.pdf: 18768349 bytes, checksum: 41eb1b8e28f87b9e86fd5101246c79ee (MD5) Previous issue date: 2013-04-08
Nenhuma
O processo de projeto de design editorial de livro modificou-se, nos últimos anos, para dar conta da complexidade do mundo pós-moderno e da centralidade estabelecida sobre o consumo. Porém, sua metodologia de trabalho ficou restrita a um processo lógicolinear, carecendo de um estudo capaz de observar as mudanças acontecidas. Esta dissertação investiga os insumos do design estratégico para a inovação no processo de projeto do design de livro para a configuração de uma metodologia híbrida de projeto. O estudo foi dividido em duas partes, sendo a primeira composta de uma pesquisa bibliográfica correspondente a uma revisão teórica acerca do design estratégico e sua metodologia, observando, sobre essa base, o design de livro e a sua metodologia. Na segunda parte, foi realizado um estudo de cunho prático aplicado, quando, no exercício de projeto de livro, pode-se analisar, na prática, a contribuição do metaprojeto. A análise dos dados obtidos no estudo da prática aplicada e o cruzamento dessas informações com a fundamentação teórica possibilitaram o entendimento do processo de projeto do design de livro no contexto atual. A relação estabelecida entre os métodos de projeto desenvolvidos no design editorial e design estratégico propiciou a identificação dos princípios teórico-metodológicos complementares ao processo de design de livro. A partir do estudo realizado, foi possível propor, então, uma metodologia híbrida para o processo de projeto de livro, adequada ao projetar na complexidade da atualidade.
The editorial design process project of a book has changed in recent years in order to meet the complexity of the postmodern world’s demand and the established focus on consumption. However, its work methodology was restricted to a logical-linear process, lacking a study to observe the changes that were taking place. This dissertation investigates the inputs of strategic design for innovation in the editorial design process project of a book to establish a hybrid methodology of project. The study was divided into two parts: the first includes a bibliographic survey, i.e. a theoretical review about the strategic design and its methodology, observing the book design and its methodology. The second part is a practical study whereby exercising a book project, the contribution of metadesign can be analyzed in practice. The data analysis obtained in the study of the practice and the crossing of information along with the theoretical study paved the way for an understanding of the design process project of a book in the current context. The relationship between the design methods developed in editorial design and the strategic design enabled the identification of theoretical and methodological principles complementary to the process of book design. A hybrid methodology for the book project, aligned with the complexity of modern design was proposed after the study was carried out.

According to Dorst and Dijkhuis (1995) the two principal paradigms governing design activity discourse, are Simon's rational problem solving, and Schon's theory of design as a 'reflective conversation with the situation'. The rational problem solving view, that a fixed problem space structures design activity, has reduced the designer to a 'missing person' within design activity research (Dorst & Reymen 2004). This thesis aims to highlight the agency of the designer in structuring and motivating socially situated design activity. Dorst's (2006) framework of 'design paradoxes' suggests that design problems are evolving and unknowable. Design situations are determined through the designer's reinterpretation of the social discourses underpinning design situations, in a similar way to 'problem setting' within 'reflection-in-action' (Schon 1983). While Dorst suggests interpretation relies on intuition, problem setting relies on 'professional artistry' which is 'bounded' by the 'appreciative system' (personal knowledge, values and beliefs) and is essentially 'learnable' (Schon 1983). This thesis explores the correspondence between Schon's theory and contemporary frameworks including 'design paradoxes' (Dorst 2006), 'designerly ways of knowing' (Cross 1982), 'organising principles' (Rowe 1987), and 'creative problem construction' (Mumford et al 2004). It investigates the agency of the designer as evidenced in the use of the 'appreciative system'. This is elucidated using case study analysis of a novice designer, within a tertiary design degree. The case reveals the structured and motivated use of the designer's appreciative system. It indicates the deployment of 'appreciative goals' are fundamental to the 'linking behaviour of designers' (Dorst 2006), enabling design to begin in the absence of 'repertoire' or domain knowledge (Schon 1983), and the acquisition of new repertoire knowledge. These emergent findings offer new pedagogical perspectives both in terms of design expertise, which is normally associated with domain knowledge, and educating domain independent, multidisciplinary designers. Frames or similar 'organising principles' operate in most design fields, and create a 'principle of relevance' for knowledge from multiple domains and disciplines (Buchanan 1992). An awareness and acknowledgement of the objective function of subjective personal and social knowledge is essential in order to locate the 'missing' designer and understand innovative design activity.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-25T17:54:35Z No. of bitstreams: 1 wedode.pdf: 3627779 bytes, checksum: 55a6860ad06d61a754ba43bf34960367 (MD5)
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Nenhuma
A presente pesquisa tem como proposta a estruturação de metodologia de projeto chamada de Open Strategic Design (OSD) que teve por base o acervo de conhecimento produzido pelo design estratégico, e por motivação a necessidade de que essa metodologia estivesse alinhada ao contexto social contemporâneo, marcado pela lógica de consumo, pela interação hiperconectada e pela natureza simbólica das representações. Compreende-se o design como retórica que organiza os elementos de contexto (cultura de consumo e mediação tecnológica) e de linguagem (projeto, inovação aberta e design estratégico), e que, como tal, pode formular percursos estratégicos diferenciados. Daí resultou a construção de uma plataforma digital de projeto aberto e coletivo, o wedode.com, base da realização da experiência de aplicação e teste da proposta de OSD. A coletividade que participou da experiência produziu material que possibilitou a crítica da metodologia de projeto e insumos para alteração na plataforma usada.
The present research has as purpose the structuring of design methodology called Open Strategic Design (OSD) that was based on the collection of knowledge produced by the estrategic design, and motivated by the need for this methodology to be aligned with the contemporaneous social context, marked by the logic of consumption, hyper connected interaction and the nature of symbolic representations. We understand design as rhetoric that organizes the context elements (consumer culture and technological mediation) and language (project, open innovation and strategic design), and, as such, may make differentiated strategic paths. This led to the construction of a digital platform design open and collective, wedode.com, foundation of the application experience and testing of the proposed OSD. The group that participated in the experiment produced material that allowed criticism of the project methodology and insights to be used to change the platform.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2004.
Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xviii, 220 p.; also includes graphics (some col.). Includes abstract and vita. Advisor: R. Shivpuri, Dept. of Industrial, Welding and Systems Engineering. Includes bibliographical references.

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben bietet zum fünften Mal ein national einzigartiges fachübergreifendes Konferenz- und Ausstellungsformat an den Schnittstellen von Produktentwicklung und Industriedesign. Die fortschreitende Integration digitaler Technologien im Bereich Produktentwicklung und Industriedesign führt gerade zu einer massiven Transformation der Arbeitsprozesse und hin zu einer enormen Erweiterung von Möglichkeiten –angefangen von der Digitalisierung des Produktentstehungsprozesses mithilfe von Methoden und Techniken des Systems Engineering, über die Vernetzung und Automatisierung von Produktionsanlagen und Produkten, Predictive Maintenance durch digitale Zwillinge bis hin zur nachhaltigen Produktion vollständig recyclebarer Güter. Hinsichtlich der Einreichung sind Schnittstellen mit folgenden aktuellen Schlüsselthemen von besonderem Interesse: Virtuelle Methoden in der Produktentwicklung: Mit Blick auf den Lebenszyklus der Produktentwicklung stehen die digitalen Möglichkeiten bezüglich Innovation, Design und Umsetzung im Vordergrund. Wie können beispielsweise Daten über Produkte und deren Nutzung in Simulationen in Echtzeit zusammengestellt, zielgerichtet variiert und ausgewertet werden? Wie können digitale Tools in der Innovationsphase helfen, verteilte Informationen und Ideen zu sammeln und zu strukturieren? Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Umgang und Einsatz des Systems Engineering, von Methoden der künstlichen Intelligenz und des machine learning. Mensch-Maschine-Interaktion: Mit der Weiterentwicklung der Automatisierung hin zur umfassenden Kooperation von Mensch und Technik bis hinein in Produktentwurf und -entwicklung stellt sich die Frage, wie diese zukünftige Partnerschaft durch nutzerzentrierte Designs gestaltet werden soll? Welche Zwischenschritte und Zugänge sind notwendig, um Interfaces zum Beispiel via VR/AR so adaptiv und lernförderlich wie möglich zu gestalten und zugleich notwendige Grenzziehungen zwischen Mensch und Maschine zu definieren? Kollaboration: Produktentwicklung und -design leben von kreativem Zusammenwirken. Wie kann diese Kreativität durch Methoden, Arbeitsumgebung und digitale Tools unterstützt werden? Lassen sich Kreativität und Serendipität messen und entsprechend planen? Welche Rolle spielt Kollaboration bei der agilen Produktentwicklung und bei der Organisation von umfangreichen Partner-Ökosystemen? Und wie lässt sich zum Beispiel die Zusammenarbeit in Design Teams auf die universitäre Lehre übertragen? Nachhaltigkeit/Transfer: Zentral für neue Produkte ist die Verbindung zur Gesellschaft im Allgemeinen und zur Nutzer- bzw. Anspruchsgruppe im Speziellen. Gerade mit Blick auf nachhaltige Produkte mit einem möglichst langen Lebenszyklus sind datengetriebene Analysen zum Nutzerverhalten genauso zentral wie die passgenaue Entwicklung und Planung für eine ressourcensparende Produktion. Dies sind alles wesentliche Bestandteile der additiven Fertigung und späteren Rekonfigurationen. Hierfür ist es unabdingbar Kategorien der Materialwissenschaften, Kreislaufwirtschaft und neueste Ansätze der Produktentwicklung miteinander zu verknüpfen, um die Effizienz der Entwicklung und die Nachhaltigkeit der Produkte gleichzeitig zu steigern.:Digitalisierung der Engineering Prozesse durch System Lifecycle Management (SysLM) Martin Eigner 11 Umgang mit Marktunsicherheiten in der Zielsystementwicklung: Methode zur Reduktion von Definitionslücken bei der Konkretisierung des Initialen Zielsystems Valentin Zimmermann, Christoph Kempf, Leo Hartmann, Nikola Bursac, Albert Albers 21 Digitale Lösungssammlung von Konstruktionsprinzipien für die Agile Entwicklung von Leichtbaustrukturen für Luftfahrzeuge Jutta Abulawi, Maximilian Weigand 35 Ansatz zur Erarbeitung einer Methodenauswahl für nachhaltige Produktentwicklung in KMUs Björn Ragnar Kokoschko, Laura Augustin, Christiane Beyer, Michael Schabacker 49 Kontrollierte Fragebogenentwicklung zur Messung erlebter Qualität von Produkten der Dräger Safety auf haptischer, optischer und akustischer Ebene Julia Schneider, Christian Wölfel, Sarah Wandel, Michael Richenberger 59 Was können wir von Ablehnung lernen? Eine Befragung von NichtnutzerInnen im Kontext einer Produktentwicklung Laura Augustin, Sabrina Pfrang, Björn Kokoschko, Andrea Wolffram, Michael Schabacker 71 Digitale Landwirtschaft und das User-Interface – eine Herstellersicht Michael Jendis 85 Data Model Canvas für die IT-System-übergreifende Integration von Datenmodellen zur Unterstützung von Datenanalyse-Anwendungen im Produktlebenszyklus Thomas Eickhoff, Andreas Eiden, Jonas Gries, Jens C. Göbel 99 Montagegerechte Gestaltungsrichtlinien mittels Deep Learning Johanna Gerlach, Alexander Riedel, Seyyid Uslu, Frank Engelmann, Nico Brehm 111 Hybride Simulationstechnik – Prototypenerkenntnisse in den Produktneuentwicklungsprozess einbinden Dennis Kaczmarek, Armin Lohrengel 123 Zeitliche und inhaltliche Konvergenz der Lösungsfindung als zentrale Herausforderung in Hybriden Produktentwicklungsprozessen – eine Empirische Analyse von Stanfords ME310-Prozessmodell Frank Koppenhagen, Tim Blümel, Tobias Held, Christoph Wecht 137 Better Change a Running System – Implementierung von Innovations- und Nachhaltigkeitsprozessen in Entwicklungsabteilungen Oliver Keller, Paul Stawenow, Marco Kapetan 155 User Research im Zukunftsorientiertem Design-Thinking: Eine Ganzheitliche Methode für das Stakeholder-Management in der Service-Optimierung Mehdi Mozuni, Maren Ohlhoff, Gerhard Glatzel 163 Virtual-Reality-Umgebung für die Visualisierung von Entwicklungszielgrößen auf Basis des Referenzsystems im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung Felix Pfaff, Simon Rapp, Albert Albers 175 Ausarbeitungsleitfaden für Nutzerstudien zur Evaluation von XR-Interfaces in der Produktentwicklung Jakob Harlan, Benjamin Schleich, Sandro Wartzack 189 Textile Engineering ›SurFace‹: Oberflächenentwurf von der taktilen zur grafischen zur taktilen Erfahrbarkeit im Design Engineering der Zukunft Marina-Elena Wachs, Theresa Scholl, Gesa Balbig, Katharina Grobheiser 201 Effiziente und Robuste Entwicklung komplexer Faserverbund-Triebwerkstrukturen Sebastian Spitzer, Fabian Folprecht, Alrik Dargel, Christoph Klaus, Albert Langkamp, Maik Gude 215 Maschinenkonzept zur additiven Fertigung großdimensionierter Titan-Bauteile Andreas Kalb, Florian M. Dambietz, Peter Hoffmann 227 VIKA – Konzeptstudien eines virtuellen Konstruktionsberaters für additiv zu fertigende Flugzeugstrukturbauteile Johann Steffen 237 Entwicklung einer agil-strukturierten Prozesslösung mittels ASD – Agile Systems Design für das technische Änderungsmanagement im After Sales eines OEM der Automobilindustrie Jonas Heimicke, Sascha Pfau, Linda Vetten, Albert Albers 255 Methoden für die durchgängige Anwendung einer EBOM mithilfe klassenbasierter Substitutionsobjekte Jonathan Leidich, Peter Robl, Julien Raphael Mrowka 271 Anforderungsmanagement in der Agilen Entwicklung Mechatronischer Systeme – ein Widerspruch in sich? Nikola Bursac, Simon Rapp, Lukas Waldeier, Steffen Wagenmann, Albert Albers, Magnus Deiss, Volker Hettich 283 Akzeptanzanalyse zum Einsatz von Hybriden Prototypen und Extended Reality in der Produktentstehung Liesa Zimmermann, Kathrin Konkol, Elisabeth Brandenburg, Rainer Stark 297 Interdisziplinäre Produktentwicklung – Beschreibung einer Kooperation aus Industrie, angewandter Forschung und Technischem Design zur Realisierung einer assistierenden Roboterzelle Christian Hermeling, Johannes Abicht, Thomas Theling, Ralf Hock 309 Szenarien Machen Mögliche Zukünfte Erlebbar – Szenen eines Forschungsvorhabens Maren Ohlhoff, Mehdi Mozuni, Gerhard Glatzel 323 3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (LKGS-3D) Christiane Keil, Dominik Haim, Ines Zeidler-Rentzsch, Franz Tritschel, Bernhard Weiland, Olaf Müller, Thomas Treichel, Günter Lauer 335 Beam-colored Sketch and Image-based 3D Continuous Wireframe Reconstruction with different Materials and Cross-Sections Martin Denk, Klemens Rother, Kristin Paetzold 345 Diskussionsbeitrag zu einem methodischen Ansatz für Entscheidungen in Zielkonflikten während der Konzeptphase der Entwicklung automatisierter Produktionsanlagen Peter Lochmann, Jens-Peter Majschak 355 Generieren lastgerechter Materialparameter für FEM-gestützte Umformprognosen – am Beispiel von Karton Verbundmaterialien Toma Schneider, Antje Harling, Frank Miletzky 371 Erweiterte Analyse ausgewählter Schwingungsphänomene mit dem C & C²-Ansatz am Beispiel einer Einscheibentrockenkupplung Peter M. Tröster, Thomas Klotz, Simon Rapp, Yulong Xiao, Sascha Ott, Albert Albers 383 Ein Klassifizierungssystem für Industrielle Augmented Reality Anwendungen Jan Luca Siewert, Matthias Neges, Detlef Gerhard 401 Nutzerzentrierte Entwicklung einer ortsunabhängigen Maschinenabnahme mittels Augmented Reality Nedim Kovacevic, Jantje Meinzer, Rainer Stark 417 Augmented Reality als intuitive Benutzungsschnittstelle für das Roboterprogrammieren Carolin Horn, Christoph-Philipp Schreiber 431 Design von Produkt-Dienstleistungssystemen für Kreislaufwirtschaft Ursula Tischner 443 Nachhaltigkeit: Avoiding Design – Warum gutes Design kein Design ist und auch das Nicht-Designen und Vermeiden von Produkten Gestalterhandwerk sein muss Philipp Schütz, Oliver Gerstheimer, Philipp Englisch 461 Nachhaltigkeit als strategischer Imperativ für die Gesellschaft und Unternehmen Heinz Simon Keil, Detlef Tietze 475 Simulation modularer Produktarchitekturen durch modellbasierte Konfiguration Florian M. Dambietz, Dieter Krause 491 MBSE-Ansatz für eine Vernetzte Stoffstrommodellierung zur Verbesserung der Partnersuche in der Kreislaufwirtschaft Franz Wieck, Philipp Kronenberg, Manuel Löwer 501 Konstruktion eines Inserts für Faserverbund- Halbzeuge Frank Weidermann, Stefanie Zimmermann, Andrea Pino 517 Der Ingenieur an seinem Arbeitsplatz – gesund und kompetent! Bettina Schleidt 529 Digitale Arbeitsumgebungen in der Produktentstehung – Mit Action Design Research Web-Anwendungen zur produktiven Zusammenarbeit entwickeln Stephan Scheele, Daniel Mau, David Foullois, Frank Mantwill 541 Nutzerzentrierung in Zeiten von Social Distancing – Evaluierung eines extracurricularen Lehrformats für Studierende der Produktentwicklung Anne Wallisch, Kristin Paetzold 559 The Digitalization Principles from a User-Centered Design Perspective – A Conceptual Framework for Smart Product Development Carolina Sallati, Klaus Schützer 575 Brain of Materials – die Plattform für Designer, Entwickler und Materialhersteller Hans Peter Schlegelmilch 587 Gibt es ein Patentrezept für erfolgreiche IT-Projekte? Alfred Katzenbach 591 Mockup einer Betriebsleitstelle für Automatisierte Shuttlebusse – Konzeption und Design eines Universellen, Visuellen und Auditiven Interfaces Ingmar S. Franke, Sönke Beckmann, Olga Biletska, Hartmut Zadek 601 Co-Creation bei komplexen Consumer Products Linda Geißler, Nico Herzberg, Natalie Mundt 613 Bessere Kundenorientierung bei der Entwicklung physischer Produkte – Nutzung agiler Vorgehensweisen kombiniert mit Additiven Fertigungsverfahren Philipp Blattert, Werner Engeln 621 Ermittlung von Anforderungen an eine Anwendungsfall-Spezifische Einführung Agiler Ansätze – Erkenntnisse aus der Anwendung des Agile-Stage-Gate Hybrids Jonas Heimicke, Ahmed Spahic, Luis Bramato, Albert Albers 633 goG – die Neue Urbane Mobilität Hans-Georg Höhne 645 Vergleich der Motivationsprofile von Scrum-Teammitgliedern mit dem Agilen Manifest zur Entwicklung von Gamification-Strategien David Kessing und Manuel Löwer 655 Zeichnen als Weltentwurf: Analog + Digital – Die Bedeutung des Zeichnens in der Primarausbildung mit Blick auf Design Engineering in Europa Marina-Elena Wachs 665 Intelligentes Nesting in der Kreislaufwirtschaft zur Steigerung der Ressourceneffizienz Philipp Kronenberg, Franz Wieck, Sebastian Weber, Manuel Löwer 673 Remote Innovation – Co-Creation During Times of Pandemic Oliver Gerstheimer, Philipp Schütz, Philipp Englisch, Erhard Wimmer 681 Analyse des Einflusses von Faktoren auf die agilen Fähigkeiten von Organisationseinheiten in der Entwicklung physischer Systeme Jonas Heimicke, Tobias Rösel, Alber Albers 691 Entwicklung Angepasster Konstruktionsmethoden für Nachhaltige Hochvolt-Speicher Robert Kretschmann, Gerd Wagenhaus, Christiane Beyer 703 Automatisierung des Datenaufbereitungsprozesses für AR/VR-Anwendungen im Engineering Maximilian Peter Dammann, Wolfgang Steger, Ralph Stelzer 714 Nutzer- und Aufgabengerechte Unterstützung von Modellierungsaktivitäten im Kontext des MBSE-Model-Based Systems Engineering Constantin Mandel, Matthias Behrendt, Albert Albers 727

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten. Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen • Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme, • Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0, • Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse, • Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR, • Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Quo vadis Digitalisierung: Die digitale Engineering-Kette und Ihre nachhaltige Wirkung auf die Wertschöpfung Heinz Simon Keil 9 Augmented Reality in der Produktvalidierung: Potenziale und Grenzen in frühen Entwicklungsphasen Jonas Reinemann, Joshua Fahl, Tobias Hirschter und Albert Albers 33 Konzept zur Verbesserung des realitätsgetreuen, visuellen Erlebens in virtuellen Umgebungen durch Eye-Tracking Benjamin Gerschütz, Marius Fechter, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 51 Mixed Reality Assistenzsystem zur visuellen Qualitätsprüfung mit Hilfe digitaler Produktfertigungsinformationen Stefan Adwernat und Matthias Neges 67 Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews Margitta Pries, Ute Wagner, Johann Habakuk Israel und Thomas Jung 75 Eingriff in die Privatsphäre der Endanwender durch Augmented Reality-Anwendungen Matthias Neges und Jan Luca Siewert 87 Virtual Prototyping als agile Feedback-Methode für frühe Produktentwicklungsphasen Manuel Dudczig 97 aHa – Der adaptive Handgriff der Zukunft Paula Laßmann, Jonathan Kießling, Stephan Mayer, Benedikt Janny und Thomas Maier 107 Design-Education: Die Siemens HMI-Design Masterclass Oliver Gerstheimer, Romy Kniewel, Sebastian Frei und Felix Kranert 125 Nutzungsaspekte von Head-Mounted-Displays in industriellen Umgebungen Maximilian Peter Dammann, Martin Gebert und Ralph Stelzer 141 Selbstlernende Assistenzsysteme für Maschinenbediener Andre Schult, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Markus Windisch und Jens-Peter Majschak 159 Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen Volker Wittstock, Patrick Puschmann, Adrian Albero Rojas, Matthias Putz und Heinrich Mödden 173 Entwicklungsassistenz zum Entwurf Innermaschineller Verfahren für Verarbeitungsmaschinen Paul Weber, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Andre Schult und Jens-Peter Majschak 185 Gestaltung nutzerzentrierter Assistenzen im Produktdatenmanagement Stephan Scheele und Frank Mantwill 201 Model-Based Engineering für die Automatisierung von Validierungsaktivitäten am Beispiel Fahrerassistenzsysteme Constantin Mandel, Sebastian Lutz, Olivia Rau, Matthias Behrendt und Albert Albers 221 Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen Tobias Flath, Alexandra Springwald, Michaela Schulz-Siegmund, Michael C. Hacker und Peter Schulze 239 Feature-Baukasten für FDM-Druckverfahren Franz Wieck, Tim Katzwinkel und Manuel Löwer 247 Gestalten mit hybriden Materialien – Additive Fertigung für neuartige, kundenindividuelle Stichschutzbekleidung Dustin Ahrendt, Sybille Krzywinski, Enric Justo i Massot und Jens Krzywinski 265 Individuelle Produktgestaltung mittels funktionsintegrierten AM-Knoten und Profilen am Beispiel eines Batteriekastens Richard Kordaß und Christian Arved Stürmer 281 Einführung in die Produktentwicklung im Rahmen eines Schülerlabors am Beispiel des PROJECT 10|2018 Nico Herzberg, Laura Marschner und Florian Schröder 299 Einflussfaktoren in der standortverteilten Produktgenerations-entwicklung – Eine literaturbasierte Momentaufnahme Katharina Duehr, David Kopp, Benjamin Walter, Markus Spadinger und Albert Albers 309 Szenarien verbinden Gerhard Glatzel und Mathias Wiehle 327 Iterationsarten und deren Auslöser in der Frühen Phase der PGE – Produktgenerationsentwicklung Miriam Wilmsen, Markus Spadinger, Albert Albers, Cong Minh Nguyen und Jonas Heimicke 339 Building Information Modeling (BIM) für Bahn-Bauwerke – von Datenakquisition bis Virtueller Realität Markus Färber, Thomas Preidel, Markus Schlauch, Bernhard Saske, Adrian Bernhardt, Michael Reeßing, Steffen Cersowsky und Ronny Krüger 355 Effiziente Produktion und Wartung durch die Industrie 4.0 – Anwendung Hashem Badra und Jivka Ovtcharova 371 Herausforderungen klassischer Maschinenelemente im nicht-elektrischen Explosionsschutz Sabrina Herbst, Thomas Guthmann und Frank Engelmann 383 Ein hybrider Ansatz für Festigkeitsnachweise von multiskaligen Strukturen Hans-Peter Prüfer 399 Interdisziplinäre Design Methodik Martin Eigner, Thomas Dickopf und Hristo Apostolov 415

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten. Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen • Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme, • Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0, • Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse, • Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR, • Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Finishing Perspective (Endbehandlung Perspektive) Ingmar S. Franke, Mario Linke, Christian Bendicks und Rainer Groh 9 Card Sorting basierter Ansatz zur Erarbeitung einer nutzungsgerechten Methodensammlung am Beispiel des IDE-Toolkits Martin Wiesner, Björn Kokoschko, Linh Bùi Duy und Laura Augustin 29 Feasibility-Labor“ – erste Vorstellung neuer Ansätze zur Optimierung der Designumsetzung im Automobilbau Knut Lender 41 MBSE-basierte Produktkonfiguratoren zur Analyse der Modularisierung bei der Entwicklung modularer Baukastensysteme Florian Seiler, Lea-Nadine Schwede und Dieter Krause 55 Branchenübergreifendes Benchmarking von variantenreichen Produktportfolios auf Basis von Produktstrukturen Christian Wyrwich und Georg Jacobs 71 Aspekte der Authentizität bei der Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs mit 3D-Software-Werkzeugen Wolfgang Steger, Christine Schöne und Helmut Nitsche 91 Das Visionsmodell: Präzise Darstellung von Entwicklungszielen Laura Augustin, Michael Schabacker 105 Wissen und Heterogenität in der Produktentwicklung Alexandra Göhring 111 Kombination der experimentellen und numerischen Simulation zur Entwicklung dreidimensionaler Elektronik Florian Schaller, Fabian Kayatz und Cedric Sanjon 123 Lösungsansätze für eine nachhaltigkeitsorientierte, interdisziplinäre Produktentwicklung Barbara Gröbe-Boxdorfer 133 Szenariobasierte Validierung von Produktprofilen in der frühen Phase der PGE-Produktgenerationsentwicklung Florian Marthaler, Vincent Kutschera, Jonas Reinemann, Nikola Bursac und Albert Albers 149 Vergleich von Produktinnovationsarten – Worin die Unterschiede wirklich begründet liegen Jonas Heimicke, Valentin Zimmermann, Monika Klippert, Markus Spadinger und Albert Albers 165 Zusammenarbeit von Ingenieuren und Designern – die überarbeitete VDI/VDE-Richtlinie 2424 Robert Watty, Christian Zimmermann und Gerhard Reichert 181 IM-UX – Fragebogen zu intrinsischer Motivation in der User Experience Jette Selent und Michael Minge 195 Konzept zur Identifikation relevanter Produkteigenschaften zur Unterstützung einer positiven User Experience Tina Schröppel, Jörg Miehling und Sandro Wartzack 205 User Experience Design für Sicherheitstechnik – Ansatz und Methodik bei Dräger Safety Marlene Vogel, Matthias Willner, Christian Wölfel und Jens Krzywinski 219 3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten Christiane Kunert-Keil, Dominik Haim, Karol Kozak, Ines Zeidler-Rentzsch, Bernhard Weiland, Olaf Müller, Thomas Treichel und Günter Lauer 231 Automatische Vermessung der Knietopologie zur Unterstützung der Prothesenplanung für Kniearthroplastiken Sebastian Heerwald und Marc Mörig 243 Design und additive Fertigung von individualisierten biofunktionellen Implantaten in klinisch relevanten Dimensionen David Kilian, Philipp Sembdner, Stefan Holtzhausen, Tilman Ahlfeld, Christine Schöne, Anja Lode, Ralph Stelzer und Michael Gelinsky 253 Design von Medizinprodukten – Einfluss regulatorischer Anforderungen auf den Designprozess Christian Thomas 267 5G Sports – tragbare Technologiedemonstratoren im taktilen Internet Lisa-Marie Lüneburg, Emese Papp und Jens Krzywinski 277 Verbesserte Ergonomie durch Mensch-Roboter-Kollaboration als sozio-technisches System Daniel Rücker, Kristin Paetzold und Rüdiger Hornfeck 295 Modellbasierter Systems Engineering Ansatz zur effizienten Aufbereitung von VR-Szenen Atif Mahboob, Stephan Husung, Christian Weber, Andreas Liebal und Heidi Krömker 309 Akzeptanz und Nutzererleben von körpergetragenen Assistenzsystemen im industriellen Anwendungsbereich Emese Papp und Christian Wölfel 323 Modell zur Unterstützung von Designentscheidungen auf strategischer Unternehmensebene im Industrial Design Frank Thomas Gärtner 335 Der Einfluss stilistischer Merkmale einer Entwurfsvisualisierung auf die semantischen Produkteigenschaften Frank Mühlbauer 347 Konstruktionslösungen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz Willi Gründer und Denis Polyakov 361 Das Analysekompetenz-Marktpriorität-Portfolio zum Vergleich von Datenanalyseprojekten in der Produktentwicklung Sebastian Klement, Bernhard Saske, Stephan Arndt und Ralph Stelzer 375 Einsatz von Graphdatenbanken für das Produktdatenmanagement im Kontext von Industrie 4.0 Christopher Sauer, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 393 Predictive Quality Management mit modellbasierten Services in kollaborierenden Netzwerken Andreas Trautheim-Hofmann 409 Softwareentwicklung ECM/WCM im Spannungsfeld KMUs–Großunternehmen Oliver Schwarz und Christian Kowalewski 419

Volvo Construction Equipment is considering applying modular design to their organisation in order to constrain the growing intangible information and parts assortment within the company, and as well to enable a rearrangement of production, sales and logistics in the near future of organisational growth and industrial footprint. Hence the purpose of this thesis is to investigate the opportunities and threats of implementing modular design to Volvo Construction Equipment. The analysis is scoped on the generic aspects of modularity and the organisational weaknesses within Volvo CE towards implementing a new organisational structure, product design and production with modular design. Modularity enables the company to move towards decupling the constraints of tangible sales and provides an opportunity to offer Product Service Systems as a Total Solution for each individual customer. By implementing the authors common knowledge and education within engineering revolving tangible and intangible products and services alongside with innovation, together with informal interviews of stakeholders, the results of the thesis was reached. The analysis of the results was reached by implementing Design Research Methodology to the structure of the thesis, research method and interviews made. There is a distinct opportunity for Volvo CE to implement modular design since the informational flows, innovation, research and development is enhanced by a correct modular design. Although there is a distinct risk in changing a well-established product design, development process and organisational structure, the opportunities to create a product service system strategy and to re harvest and recycle value within the company with modularity outweigh the risk. Incomprehension of how to optimize a modular design may amplify the reasons why Volvo CE is considering revising their products and organisation with modularity, thus the authors recommend implementing a generic and specific education in modularity within Volvo CE to ensure a shared language of modularity and enhance traceability of the development within the company. In order to enhance the organisational velocity around development, the authors also recommend a new computer environment which enables the different disciplines of engineering and marketing to modularise the product, services and processes while keeping the comprehension of the subject close to hand. This enables the organisational structure to change and improve towards modular deployment and to further accelerate Volvo CE’s growth, market share and revenue.
Volvo Construction Equipment överväger att tillämpa en modulär design till sin organisation i syfte att begränsa den växande immateriella information och det växande sortiment av delar inom företaget som finns idag. Volvo ser även till möjligheterna med modulär design för att möjliggöra en omflyttning av produktion, försäljning och logistik inom den närmaste framtiden för organisatorisk tillväxt och för att minska det industriella fotavtrycket. Därav syftet med denna uppsats; att undersöka möjligheter och hot för att genomföra modulär design i Volvo Construction Equipment. Analysen är fokuserad på generiska aspekter på modularitet och organisatoriska svagheter inom Volvo CE mot att genomföra en ny organisationsstruktur, produktdesign och produktion med modulär design. Modularitet möjliggör för företaget att gå mot att minska begränsningen av materiell försäljning och ger en möjlighet att erbjuda system med Product och Service lösningar som en helhetslösning för varje enskild kund. Genom att implementera författarnas gemensamma kunskap och utbildning inom teknik roterande kring materiella och immateriella produkter samt tjänster tillsammans med innovation, och med informella intervjuer av intressenter, har resultaten i denna avhandling uppnåtts. Analysen av resultaten uppnåddes genom att implementera metodiken Design Research Methodology till strukturen, forskningsmetod och gjorda intervjuer i avhandlingen. Det finns en tydlig möjlighet för Volvo CE att genomföra modulär design eftersom de informativa flöden, innovation, forskning och utveckling förstärks av en korrekt modulär design. Även om det finns en klar risk i att ändra en väletablerad produkts design, utveckling process och organisations struktur, är möjligheterna i att skapa en produkt strategi med servicesystem och att återvinna återvinna värde i företaget med modularitet väl värt risken. Oförståelse för hur man optimerar en modulär design kan innebära ytterligare risker och förklarar varför Volvo CE överväger revidera sina produkter och organisation med en ny design, och då kanske en modulär struktur. Detta har lett till att författarna rekommenderar att genomföra en allmän och specifik utbildning i modularitet inom Volvo CE för att säkerställa ett gemensamt språk för modularitet och öka spårbarheten av utvecklingen inom företaget. För att öka den organisatoriska hastigheten kring utveckling, rekommenderar författarna också en ny datormiljö som gör att de olika disciplinerna i teknik och marknadsföring ligger närmre till hands för att modularisera produkter, tjänster och processer samtidigt som förståelsen av ämnet blir enklare att uppnå. Detta maximerar effektiviteten i den organisatoriska strukturen för att förändra och förbättra mot en modulär utbyggnad och att ytterligare påskynda Volvo CE : s tillväxt , marknadsandelar och intäkter

[EN] Anaerobic MBRs (AnMBRs) can provide the desired step towards sustainable wastewater treatment, broadening the range of application of anaerobic biotechnology to low-strength wastewaters (e.g. urban ones) or extreme environmental conditions (e.g. low operating temperatures). This alternative technology gathers the advantages of anaerobic treatment processes (e.g. low energy demand stemming from no aeration and energy recovery through methane production) jointly with the benefits of membrane technology (e.g. high quality effluent, and reduced space requirements). It is important to highlight that AnMBR may offer the possibility of operation in energy neutral or even being a net energy producer due to biogas generation. Other aspects that must be taken into account in AnMBR are the quality and nutrient recovery potential of the effluent and the low amount of sludge generated, which are of vital importance when assessing the environmental impact of a wastewater treatment plant (WWTP). The main aim of this Ph.D. thesis is to assess the economic and environmental sustainability of AnMBR technology for urban wastewater treatment at ambient temperature. Specifically, this thesis focusses on the following aspects: (1) development of a detailed and comprehensive plant-wide energy model for assessing the energy demand of different wastewater treatment systems at both steady- and unsteady-state conditions; (2) proposal of a design methodology for AnMBR technology and identification of optimal AnMBR-based configurations by applying an overall life cycle cost (LCC) analysis; (3) life cycle assessment (LCA) of AnMBR-based technology at different temperatures; and (4) evaluation of the overall sustainability (economic and environmental) of AnMBR for urban wastewater treatment. In this research work, a plant-wide energy model coupled to the extended version of the plant-wide mathematical model BNRM2 is proposed. The proposed energy model was used for assessing the energy performance of different wastewater treatment processes. In order to propose a guidelines for designing AnMBR at full-scale and to identify optimal AnMBR-based configurations, the proposed energy model and LCC were used. LCA was used to assess the environmental performance of AnMBR-based technology at different temperatures. An overall sustainability (economic and environmental) assessment was conducted for: (a) assessing the implications of design and operating decisions by including sensitivity and uncertainty analysis and navigating trade-offs across environmental and economic criteria.; and (b) comparing AnMBR to aerobic-based technologies for urban wastewater treatment. This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation entitled "Using membrane technology for the energetic recovery of wastewater organic matter and the minimisation of the sludge produced" (MICINN project CTM2008-06809-C02-01/02). To obtain representative results that could be extrapolated to full-scale plants, this research work was carried out in an AnMBR system featuring industrial-scale hollow-fibre membrane units that was operated using effluent from the pre-treatment of the Carraixet WWTP (Valencia, Spain).
[ES] El reactor anaerobio de membranas sumergidas (AnMBR) puede proporcionar el paso deseado hacia un tratamiento sostenible del agua residual, ampliando la aplicabilidad de la biotecnología anaerobia al tratamiento de aguas residuales de baja carga (ej. agua residual urbana) o a condiciones medioambientales extremas (ej. bajas temperaturas de operación). Esta tecnología combina las ventajas de los procesos de tratamiento anaerobio (baja demanda energética gracias a la ausencia de aireación y a la recuperación energética a través de la producción de metano) con los beneficios de la tecnología de membranas (ej. efluente de alta calidad y reducidas necesidades de espacio). Cabe destacar que la tecnología AnMBR permite la posibilidad del autoabastecimiento energético del sistema debido a la generación de biogás. Otros aspectos que se deben considerar en el sistema AnMBR son el potencial de recuperación de nutrientes, la calidad del efluente generado y la baja cantidad de fangos producidos, siendo todos ellos de vital importancia cuando se evalúa el impacto medioambiental de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas. El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar la sostenibilidad económica y medioambiental de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas a temperatura ambiente. Concretamente, esta tesis se centra en las siguientes tareas: (1) desarrollo de un modelo de energía detallado y completo que permita evaluar la demanda energética global de diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales tanto en régimen estacionario como en transitorio; (2) propuesta de una metodología de diseño e identificación de configuraciones óptimas para la implementación de la tecnología AnMBR, aplicando para ello un análisis del coste de ciclo de vida (CCV); (3) análisis del ciclo de vida (ACV) de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas; y (4) evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas. En este trabajo de investigación se propone un modelo de energía acoplado a la versión extendida del modelo matemático BNRM2. El modelo de energía propuesto se usó para evaluar la eficiencia energía de diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas. Con el fin de proponer unas directrices para el diseño de AnMBR a escala industrial e identificar las configuraciones óptimas para la implementación de dicha tecnología, se aplicaron tanto el modelo de energía propuesto como un análisis CCV. El ACV se usó para evaluar la viabilidad medioambiental de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas. En este trabajo se llevó a cabo una evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para: (a) evaluar las implicaciones que conllevan ciertas decisiones durante el diseño y operación de dicha tecnología mediante un análisis de sensibilidad e incertidumbre, y examinar las contrapartidas en función de criterios económicos y medioambientales; y (b) comparar la tecnología AnMBR con tecnologías basadas en procesos aerobios para el tratamiento de aguas residuales urbanas. Esta tesis doctoral está integrada en un proyecto nacional de investigación, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), con título "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, proyecto CTM2008-06809-C02-01/02). Para obtener resultados representativos que puedan ser extrapolados a plantas reales, esta tesis doctoral se ha llevado a cabo utilizando un sistema AnMBR que incorpora módulos comerciales de membrana de fibra hueca. Además, esta planta es alimentada con el efluente del pre-tratamiento de la EDAR del Barranco del Carraixet (Valencia, España).
[CAT] El reactor anaerobi de membranes submergides (AnMBR) pot proporcionar el pas desitjat cap a un tractament d'aigües residuals sostenible, i suposa una extensió en l'aplicabilitat de la biotecnologia anaeròbia al tractament d'aigües residuals amb baixa càrrega (p.e. aigua residual urbana) o a condicions mediambientals extremes (p.e. baixes temperatures d'operació). Aquesta tecnologia alternativa reuneix els avantatges dels processos de tractament anaerobi (baixa demanda d'energia per l'estalvi de l'aireig i possibilitat de recuperació energètica per la producció de metà), conjuntament amb els beneficis de l'ús de de la tecnologia de membranes (p.e efluent d'alta qualitat, i reduïdes necessitats d'espai). Cal destacar que la tecnologia AnMBR permet la possibilitat de l'autoabastiment energètic del sistema degut a la generació de biogàs. Altres aspectes que s'han de considerar en el sistema AnMBR són el potencial de recuperació de nutrients, la qualitat de l'efluent i la baixa quantitat de fang generat, tots ells de vital importància quan s'avalua l'impacte mediambiental d'una planta de tractament d'aigües residuals urbanes. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és avaluar la sostenibilitat econòmica i mediambiental de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes a temperatura ambient. Concretament, aquesta tesi se centra en les tasques següents: (1) desenrotllament d'un detallat i complet model d'energia per al conjunt de la planta a fi d'avaluar la demanda d'energia de diferents sistemes de tractament d'aigües residuals tant en règim estacionari com en transitori; (2) proposta d'una metodologia de disseny i identificació de les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR mitjançant l'aplicació una anàlisi del cost de tot el cicle de vida (CCV) ; (3) anàlisi del cicle de vida (ACV) de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures; i (4) avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes. En aquest treball d'investigació es proposa un model d'energia a nivell de tota la planta acoblat a la versió estesa del model matemàtic BNRM2. El model d'energia proposat s'ha utilitzat per a avaluar l'eficiència energètica de diferents processos de tractament d'aigües residuals urbanes. A fi de proposar unes directrius per al disseny d'AnMBR a escala industrial i identificar les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR, s'ha aplicat tant el model d'energia proposat, com el cost del cicle de vida (CCV). L'anàlisi del cicle de vida (ACV) s'ha utilitzat per a avaluar el rendiment mediambiental de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures. En aquest treball s'ha dut a terme una avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per a: (a) avaluar les implicacions de les decisions de disseny i operació per mitjà d'una anàlisi de sensibilitat i incertesa i examinar les contrapartides en funció de criteris econòmics i mediambientals; i (b) comparar la tecnologia AnMBR amb tecnologies basades en processos aerobis per al tractament d'aigües residuals urbanes. Aquesta tesi doctoral està integrada en un projecte nacional d'investigació, subvencionat pel Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), amb títol "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, projecte CTM2008-06809-C02-01/02). Per a obtenir resultats representatius que puguen ser extrapolats a plantes reals, aquesta tesi doctoral s'ha dut a terme utilitzant un sistema AnMBR que incorpora mòduls comercials de membrana de fibra buida. A més, aquesta planta és alimentada amb l'efluent del pretractament de l'EDAR del Barranc del Carraixet (València, Espanya).
Pretel Jolis, R. (2015). Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewater [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58864
TESIS
Premiado

L'intérieur des avions est un élément très important qui induit un contact direct entre le passager et l'appareil. L'aménagement de l'intérieur des avions nous place devant un problème contradictoire : comment augmenter la quantité de passagers sans diminuer leur confort ? C'est pourquoi depuis une trentaine d'années le design intérieur d'avion est figé. Dans son activité de travail, le designer industriel se trouve face à des contraintes énormes et à de nombreuses limitations techniques, économiques, d'espace, de poids et de normalisation aéronautique. La nature de cette recherche est une réflexion globale et inter disciplinaire portant sur tous les facteurs qui contribuent à améliorer le confort dans la cabine d'avion, si bien que la caractéristique de cette étude doit s'élargir à d'autres domaines. Le but et l'objectif de la recherche est la proposition d'une méthodologie de conception des sièges passagers dans le contexte aérien, l'identification des critères, des contraintes et des paramètres et la synthèse des activités de conception, du point de vue du construc¬teur aéronautique, du fabricant des sièges, de la compagnie aérienne et des usagers d'avions. La méthode d'étude se décompose suivant 3 phases : phase d'hypothèse, phase de reprise et d'analyse des données puis phase de validation et de proposition de la méthodologie. Le confort en général dans la cabine d'avion est induit par les facteurs dynamiques, l'ambian¬ce physique, psychologique et le design. Le résultat de l'étude montre que l'homme et la femme possèdent un jugement différent sur la notion de confort en fonction du type d'avion et de la durée du vol. L'étude ergonomique est prise en compte avant d'arriver à la démarche du design. L'essentiel de l'étude porte sur l'interaction entre le siège et le passager dans son environnement immédiat. Cette activité de recherche a été réalisée afin d'identifier la problématique dans le contexte aérien. Enfin le rôle de la conception du siège est devenu primordial dans l'amélioration du confort du passager, surtout pour les avions long courriers. L'application de la méthodologie de conception, est une phase de validation de l'hypothèse proposée.

The aim of this research work is to propose a method allowing innovation integration in early design stages and supporting architecture design of complex systems that have significant implications for the rest of overall system life-cycle. Focusing on system architectures generation support, this method proposes to use Bayesian networks combined with Constraint Satisfaction Problem (CSP) techniques in order to semi-automatically generate and evaluate complex systems architectures. Bayesian network model is used to represent the design problem in terms of decision variables, constraints and performances. Furthermore, an architecture generation algorithm is proposed to generate feasible solutions and to cluster them with regard to a given confidence level threshold. This confidence level is representing the estimation of the uncertainty on the overall system. Estimation of architecture performances are also calculated within the Bayesian network. Once the system architectures are generated, a CSP model optimises the component placement regarding placement constraints and optimisation objectives defined by designers. Software has been developed for the purpose of problem modelling and solutions visualisation. Two industrial implementations yielded in a generation of a high number of architecture solutions. In order to test the feasibility of architecture selection in an industrial environment, a study was conducted integrating four system designers. This study underlined the difficulties in defining architecture selection criteria and provides recommendations for the future system architecture selection support.

Les technologies de fabrication de circuits intégrés numériques et les outils de CAO pour la conception de ceux-ci ont régulièrement évolué. La tendance actuelle est de décrire le comportement du concept à un niveau d'abstraction élevé à l'aide d'un langage de description du matériel standard comme Verilog ou VHDL, et laisser le soin aux outils de synthèse de générer les masques du circuit ou sa liste d'équipotentielles dans la bibliothèque d'un fondeur. Le problème est le prix élevé de ces outils de synthèse de haut niveau qui est dissuasif pour les PME/PMI. L’objectif de ce travail est de montrer que l'on peut démarrer le flot de conception d'un circuit par sa description comportementale de haut niveau et d'obtenir des circuits répondant au cahier des charges en utilisant deux outils de CAO abordables financièrement et répandus dans le commerce: Max+plus II pour le développement des circuits configurables et Solo 1400 pour le développement des circuits précaractérisés. Les outils de synthèse de haut niveau sont ainsi évités à l'aide d'un environnement de conception bâti autour de logiciels de portabilité entre les deux technologies et d'interfaçage entre les HDL de Max+plus II (AHDL) et Solo 1400 (model) et Verilog qui permet la modélisation des circuits intégrés numériques à différents niveaux d'abstraction. Cet environnement de conception est géré par une méthodologie simple, stricte et efficace. Un processeur flou a été conçu afin de valider la méthodologie de conception indépendante de la technologie proposée

L’optimisation de formes de structures mécaniques est de nos jours incontournable dans l’industrie mécanique (automobile, aéronautique etc.). Pour rester dans la compétition mondiale, les entreprises se doivent de concevoir des structures qui, en plus de respecter des performances mécaniques précises, doivent être moins couteuses avec des délais de plus en plus courts. Les ingénieurs doivent alors réaliser des formes pour leurs structures qui soient un meilleur compromis entre les performances mécaniques et fonctionnelles, le poids, le coût de fabrication etc. Dans ce manuscrit, nous proposons une démarche d’intégration de l’optimisation de formes de structures dans un processus de conception fonctionnelle d'un point de vue méthodologique. Elle a pour avantages de prendre en compte l’intégration des connaissances métiers nécessaires à la conception de la structure dans le processus d’optimisation. Ce processus ne peut être appliqué de manière efficace que si l’on maitrise les fondamentaux de l’optimisation, ce qui nous a conduit dans un premier temps à faire un point sur l’état de l’art en optimisation de formes en général, en présentant les algorithmes mis en jeux dans les différentes disciplines à disposition des ingénieurs. Notre proposition de processus d’optimisation a été complétée par des arbres de décision, permettant à l’ingénieur de faire des choix en fonction des problèmes d’optimisation dans les métiers de la fonderie, de la plasturgie et de l’emboutissage. Ce processus d’optimisation intégré à une démarche de conception fonctionnelle sera illustré par des exemples industriels nous permettant de valider notre proposition et de montrer l’efficacité des choix issus des arbres de décision
Engineering design optimization of mechanical structures is nowadays essential in the mechanical industry (automotive, aeronautics etc.). To remain competitive in the globalized world, companies need to create and design structures that in addition to complying specific mechanical performance should be less expensive with short production time. Engineers must then realize forms and shapes that are a better compromise, between mechanical and functional performance, weight, manufacturing costs etc. In this manuscript, we propose an integration of optimization process in a functional process design of a methodological point of view. It has the advantage of taking into account the integration of business knowledge needed to design the structures in the optimization process. The process can’t be properly applied only if we master the fundamentals of the optimization. This led us in a first time, to talk about the engineering design optimization of mechanical structures in general, and the algorithms used in the different disciplines available to engineers. Our proposed optimization process was completed by decision trees that allowed the engineers to make choices based on their optimization problems in foundry, plastics and stamping companies. This optimization process integrated with a functional design approach will be illustrated with industrial examples that allow us to validate our proposal and demonstrate the effectiveness of the choices from decision trees

A constante evolução dos Materiais Poliméricos e seus compostos, a procura por um melhor desempenho e redução de peso em peças técnicas, têm levado a busca de soluções inovadoras em materiais termoplásticos para peças tradicionalmente produzidas em materiais metálicos. Nestes casos, a fase inicial de um projeto deve ser realizada com muito cuidado e é onde as metodologias de Seleção de Materiais e Processos de Fabricação (SMPF) mais podem contribuir para o sucesso de um produto. Existem muitas ferramentas para seleção de materiais, algumas delas até mesmo voltadas especificamente aos polímeros, mas nota-se que uma metodologia adequada - e talvez específica - ainda seja necessária. O objetivo deste trabalho foi analisar os métodos utilizados na academia e na indústria para a seleção de materiais termoplásticos, bem como os bancos de dados e programas de computador disponíveis, na busca de subsídios para auxiliar profissionais de projeto de produtos, sejam eles engenheiros ou não. Assim, tratou-se inicialmente de aspectos de Engenharia de Materiais e de SMPF e especificamente de Materiais Poliméricos termoplásticos, na busca de oferecer uma base comum por meio de definições e premissas utilizadas. Como é de interesse entender a inserção da filosofia de SMPF na indústria de transformação de materiais termoplásticos, investigou-se os processos de SMPF na academia e na indústria. A partir desta investigação, é apresentada uma discussão entre as semelhanças e uma possível intersecção entre estas duas realidades, analisando-se os sistemas existentes de maneira a apontar caminhos para estas duas áreas e culminando com uma proposta de modificações nas metodologias atuais para adequá-las as necessidades dos projetistas que trabalham com materiais poliméricos.
The constant evolution of polymers and its compounds, the search for better performance and weight reduction in parts have been leading to innovative solutions in thermoplastic replacing metals in parts traditionally made of the later. In such cases, the initial stages of a project needs a special care and are where the Material and Process Selection (MPS) tools can really shine. If the designer chooses wisely and take advantage of the design freedom made possible by the use of plastics, a part can not only be made more economically but also with a better performance. Many tools are available in the marketplace, some even designed to deal specifically with polymers, but it is becoming clear that a more adequate and specific polymer selection methodology is needed. The objective of this work is to analyze the methodologies used in the academy and in the industry in the area of thermoplastic materials selection, together with the databases and software available, in search for subsidies to help product designers in their work. In this way, this work deals initially with materials engineering, materials and process selection (MPS) and thermoplastic materials basic knowledge, in a way to offer a basis for discussion. As it tries to understand the MPS in the industry, these processes are investigated in the academy first, leading to a discussion on the similarities and possible intersection between both worlds, an analysis of the existing tools, and finally pointing towards modifications on the actual methodologies to bring the theory of MPS to the real world of designers.

Les travaux présentés dans cette thèse visent à améliorer la compréhension des phénomènes physiques induits lors d'une opération de brochage. L'objectif final est le développement d'une méthode robuste pour la conception de broches en carbure de tungstène. Pour cela, un état de l'art détaillant les pratiques technologiques ainsi que les analyses scientifiques de ce procédé est réalisé. Une étude élémentaire de la coupe d' Udimet 720 est mise en œuvre avec des conditions expérimentales testées sur un vaste domaine de manière à définir leur influence sur l'évolution des sollicitations d'usinage, de l'usure de l'outil et de la qualité de la matière produite. Une méthodologie de conception adaptée au brochage d'alvéoles pied de sapin par des broches en carbure de tungstène est développée. En s'appuyant sur des modèles empiriques dérivés des campagnes expérimentales et sur un logiciel interne, cet usinage peut être simulé. L'exploitation des résultats permet d'estimer la durée de vie du jeu de broches, de vérifier son dimensionnement et de calculer sa rentabilité. La nouvelle méthode est appliquée sur deux cas industriels : le premier proche des contraintes de production et le second débridé afin d'exprimer le potentiel maximal de cette technologie. Au final, les gains réalisables sur le coût par pièce en développant le brochage avec des outils en carbure de tungstène sont estimés entre 60 et 80 %
The work presented in this thesis aims to improve the understanding of the physical phenomena induced by a broaching operation. The end goal is the development a robust method for designing tungsten carbide broaches. For this purpose, a state of the art detailing the technological practices as well as the scientific analyses of this process is realized. An elementary study of the Udimet 720 cut is carried out with experimental conditions varied over a wide range in order to define their influence on the evolution of the machining stresses, the wear of the tool and the quality of the material produced. A design methodology adapted to the broaching of fir tree slots by tungsten carbide broaches is developed. Based on empirical models derived from experimental campaigns and an internal software, this machining can be simulated. The exploitation of the results makes it possible to estimate the lifetime of the broaches, to verify its dimensioning and to calculate its profitability. The new method is carried out on two industrial cases: the first close to the production constraints and the second unbridled in order to express the maximum potential of this technology. In the end, the achievable gains on the cost per piece by developing the broaching with tungsten carbide tools are estimated between 60 and 80 %

L'électrolyse de la vapeur d'eau à haute température et sous pression avec des électrolytes à conduction protonique est un moyen envisagé pour produire massivement de l'hydrogène à un coût compétitif. Pour être fonctionnelle, une cellule d'électrolyse doit être hermétique vis-à-vis de l'extérieur et entre le compartiment anodique (O2 et H2O) et le compartiment cathodique (H2). Ainsi, la réalisation de liaisons céramique-métal est nécessaire, soit pour l'intégration de l'électrolyte (liaison perovskite-métal), soit pour l'intégration d'alimentations électriques (liaison alumine-métal). Compte-tenu des conditions de fonctionnement de la cellule (600°C, 50 bars, vapeur d'eau), seul un procédé de brasage est envisageable pour réaliser des jonctions résistantes mécaniquement et hermétiques. L'expertise des processus de corrosion sous vapeur d'eau a permis de définir la partie métallique et la brasure pour cette application et a montré que des alliages spécifiques étaient requis. L'étude de métallisation des céramiques par PVD pour permettre le mouillage de la brasure au moment du brasage a montré que la présence d'une barrière de diffusion était nécessaire, pour éviter la dissolution du dépôt lors du passage à l'état liquide de la brasure. Après une étude de mouillabilité à chaud de la brasure sélectionnée sur les céramiques métallisées et les substrats métalliques, les liaisons ont été optimisées en appliquant la méthodologie des plans d'expériences sur des éprouvettes normalisées. L'ensemble des résultats a ainsi conduit au développement de liaisons céramique-métal possédant de bonnes propriétés mécaniques (Rm = 60 MPa à 20°C) et hermétiques
Steam electrolysis at high temperature and under pressure with protonic conduction electrolyte is a way to produce hydrogen massively at low cost. To operate, an electrolysis cell must be hermetic especially between the anodic compartment (O2 and H2O) and the cathodic one (H2). Thus, ceramic to metal assemblies are needed, either to insert the electrolyte (perovskite-metal junction) or to realize power supply (alumina-metal junction).Considering the operating conditions (873°K, 725 PSI, steam), only a brazing process is possible to realize strong and hermetic junctions.The evaluation of corrosion process under steam pressure has enabled to select a metallic component and a brazing alloy for this application, and has shown that specific alloys are needed.The studies of ceramics metallization by PVD to assure the brazing alloy wetting throughout the brazing process have shown that a barrier diffusion was necessary to avoid the dissolution of coatings when the brazing alloy become liquid.After wetting experimentations of the chosen brazing alloy over the metalized ceramics and the metallic substrate, ceramic to metal assemblies have been optimized in applying the experimental design methodology on standard samples (ASTM).The whole results have enabled to develop hermetic ceramic to metal assemblies having good mechanical properties (Rm = 8700 PSI at 300°K)

Cette recherche vise à soutenir le processus de conception assistée par la simulation dans la phase de développement des véhicules. La phase de développement est soutenue par la modélisation et la simulation et consiste à affiner itérativement les spécifications de conception, à évaluer les performances du véhicule et à résoudre les problèmes de conception rencontrés. Nous sommes dans un contexte de conception assistée par la simulation puisque la décision concernant la conception du véhicule s’appuie principalement sur la simulation. Nous nous concentrons principalement sur le processus d'analyse de la simulation en crash. La conception assistée par la simulation est une activité à forte intensité de connaissances car elle dépend principalement des connaissances des analystes et des experts.Tout d'abord, nous identifions les difficultés et les défis rencontrés dans le processus de résolution des problèmes de conception. Nous menons une étude empirique pour mieux comprendre le processus de conception implémenté dans l'entreprise. Les défis industriels ont été identifiés sur la base d'une analyse à deux niveaux, celui de l'équipe d'analystes et celui du projet. Les défis comprennent l'accès et le partage des connaissances, la cohérence des données et la formalisation des approches et du processus. L'étude empirique confirme que la connaissance est un facteur clé pour l'amélioration du processus de conception assistée par la simulation.De plus, nous proposons une ontologie pour formaliser les connaissances cruciales pour la simulation en crash. Nous l’appelons ontologie de post-traitement de la simulation en crash. Cette ontologie formalise les connaissances relatives aux phases de post-traitement et d'interprétation des résultats de la simulation en crash automobile. L'objectif est de formaliser les connaissances relatives à la résolution des problèmes et à la proposition de modifications de conception du véhicule.Par ailleurs, la nature multidisciplinaire, hautement collaborative et contextuelle de la conception technique a soulevé le besoin de soutenir le développement de produits intégrés et collaboratifs. La réussite de la conception technique collaborative dépend de la capacité à gérer et à partager les connaissances techniques. Par conséquent, la gestion des connaissances joue un rôle crucial dans la compétitivité des entreprises, d'où notre proposition d'une approche, intégrée et collaborative, de la gestion des connaissances basée sur l'ontologie. Nous développons ainsi un système de management des connaissances basé sur l’ontologie, pour soutenir le processus de conception, en mettant l'accent sur l’extraction des connaissances. Nous proposons une architecture pour le système de soutien et une implémentation pour son évaluation. Nous avons démontré l’efficacité du système de soutien pour saisir les connaissances techniques, faciliter la résolution des problèmes de conception et faire gagner du temps aux analystes
This research aims to support the simulation-aided design process in the development phase of vehicles. The development phase is supported by modelling and simulation and consists of iteratively refining the design specifications, evaluating the vehicle's performance and solving design issues encountered. We are in a context of simulation-aided design since the decision about the vehicle design is mainly based on simulation. In this thesis research, our focus is mainly on the crash simulation analysis process. The simulation-aided design is knowledge-intensive; it depends heavily on the knowledge of analysts and experts.First, we identify the difficulties and challenges encountered in the design issue resolution process. Therefore, we conduct an empirical study to understand better the simulation-aided design process in use in the company. The industrial challenges have been identified based on a two-level analysis, the analysts' team level and the project level. The challenges include the access and share of knowledge, data consistency, and the formalisation of approaches and the process. The empirical study confirms that knowledge is a key factor for the improvement of the simulation-aided design process.Moreover, we propose an ontology to formalise crucial knowledge for car crash simulation. The ontology we have developed is called the Crash Simulation Post-Processing Ontology. This ontology formalises knowledge related to the post-processing phase of car crash simulation and the interpretation of simulation results. The aim is to formalise knowledge related to the resolution of design issues and the proposal of design changes.Furthermore, the multidisciplinary, highly collaborative and contextual nature of engineering design has raised the need to support integrated and collaborative product development. Successful collaborative engineering design depends on the ability to manage and share engineering knowledge. Therefore, nowadays, knowledge management plays a crucial role in business competitiveness, hence our proposal of an integrated and collaborative ontology-based approach to knowledge management. We develop an ontology-based knowledge management support system with a focus on knowledge retrieval. The architecture of the support system is proposed, and implementation for its evaluation is undertaken. The support-system proposed is proven effective for capturing engineering knowledge, facilitating design-issue resolution and saving analysts' time

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2014 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Phy­sical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmetho­dik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technischen Universität Dresden und technischesdesign.org ermög­lichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP), dem Mathematisch-Physikalischen Salon der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden und der Hochschule für Bildende Künste Dresden die fachüber­greifende Diskussion des Schwerpunkt-Themas inmitten der Dresdner Altstadt. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-144950, herausgegeben von Mario Linke et al.) fasst die Bei­träge zum Technischen Design zusammen.:Beschreibungsmethode für die Repräsentation cyber-physischer Produktionssysteme Daniel Strang, Nadia Galaske und Reiner Anderl 13 Industrie 4.0 und der „Faktor“ Mensch: Psychologische Herausforderungen der vierten industriellen Revolution Bettina Schleidt 27 Modell Based Systems Engineering auf einer Plattform für PLM Martin Eigner 39 Enterprise Integration als Herausforderung und Ziel im Produktlebenszyklus Michael Spranger, David Hein und Alexander Hoffmann 57 Innovation Management: Erfolgreiche Innovationen durch Einbindung aller Mitarbeiter Ulf Köster 69 Zukunft der Wertschöpfung aus Sicht des Lebenszyklusmanagement Heinz-Simon Keil 75 bee® – eine Software zur Integration von VR im Planungs- und Montageprozess Oliver Schwarz und Olaf Zupke 93 Produktmodelle als Dreh- und Angelpunkt der Entwicklung von cyberphysischen Systemen Michael Pfenning, Christian Tschirner und Andreas Uhlig 103 Umsetzung einer eigenschaftsbasierten Simulationsplanung in einem PDM-System Johannes Kößler, Jochen Reitmeier und Kristin Paetzold 113 Risikoidentifizierung zur proaktiven Qualitätsabsicherung in der Virtuellen Produktentstehung Rainer Stark, Roland Jochem, Pascal Lünnemann und Johannes Schober 127 Integration von elektrischem Energiebedarf als Planungsgröße in der Produktionsfeinplanung Detlef Gerhard 141 Lebenszyklusorientiertes Konfigurationsmanagement – Neue Anforderungen an PLM Patrick Müller, Roland Drewinski und Helmut Auler 155 Product Lifecycle Management und Dienstleistungen: Methode und Werkzeug zur Unterstützung von Dienstleistungen innerhalb des PLM-Ansatzes Christian Zinke, Lars-Peter Meyer und Frieder Swoboda 167 Wartungsprozesse dynamisch unterstützen – ein Modell für die Zukunft? Thomas Burger 177 Advanced Virtual Reality and Visualization Support for Factory Layout Planning Sebastian Pick, Sascha Gebhardt, Kai Kreisköther, Rudolf Reinhard, Hanno Voet, Christian Büscher and Torsten Kuhlen 187 Durchgängige Lösung zur Unterstützung von Wartungsprozessen durch Augmented Reality mit Smart Devices Michael Abramovici und Matthias Neges 199 Nutzung von Virtual Reality als interaktive Testumgebung in der Produktentwicklung Eckhart Wittstock, Mario Lorenz, Franziska Pürzel und Volker Wittstock 213 Prototypen mit einer Mixed-Reality-Brille erleben – Vom Entwurf zur Simulation und Visualisierung Sebastian Voigt, Martin Großer, Marius Vopel und Günter Kunze 225 Effektive Anwendung optischer 3D-Messsysteme im Produktionsprozess von Gussteilprototypen sowie beim Reverse Engineering Andreas Knoch 239 Entwicklung eines Leitfadens zur methodischen Weiterentwicklung von Bauteilen anhand von Praxisbeispielen Andreas Meyer-Eschenbach und David Rudolz 251 Untersuchung generativ gefertigter medizinischer Prüfkörper durch das Streiflicht-Scanverfahren Fabian Klink und Kevin Kuhlmann 263 Vom Ideal- zum Realmodell: Bauteile mit Fertigungsabweichungen durch automatische FE-Netzadaption simulieren Sebastian Katona, Philipp Kestel, Michael Koch und Sandro Wartzack 275 3D-Digitalisierung und Datenaufbereitung zweier Monumentalplastiken mit unterschiedlichen Verfahren – ein Praxisbericht Christine Schöne 287 Interdisziplinäre Kooperation bei der Erstellung virtueller geschichtswissenschaftlicher 3D-Rekonstruktionen Sander Münster 299 Nutzung digitaler Werkzeuge für die Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs Wolfgang Steger, Christine Schöne, Lisa Ewald und Ulrich Eißner 313 3D-Druck von metallischen Mikrobauteilen mittels Mikro Laser Sintern Joachim Göbner und Matthias Winderlich 325 Additive Manufacturing – Integration von Fertigung und Produktentwicklung Alexander Martha, Thivakar Manoharan und Peter Köhler 331 Bionische Radien als User Defined Feature Martin Wiesner und Sándor Vajna 345 Faser-Thermoplast-Verbund: Neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Leichtbauprodukten Maik Gude, Michael Krahl, Christian Garthaus und Michael Stegelmann 357 Grafikorientierte Darstellung verteilter Simulationsergebnisse und Entscheidungsprozesse Hans-Peter Prüfer 369 Integration der GPS in den methodischen Konstruktionsprozess nach VDI 2221 Erhard Leidich, Marko Ebermann und Sophie Gröger 383 Methodische Konstruktion eines Nachlauf Range Extenders zur Verbesserung der Reichweite von Elektrofahrzeugen Carsten Haugwitz, Kevin Kuhlmann, Jonas Crackau und Karl-Heinrich Grote 397 Methode zur kundenorientierten Validierung im Entwicklungsprozess innovativer Fahrzeugsysteme Albert Albers, Jürgen Becker, Matthias Behrendt, Oliver Sander und Fabian Schille 407 Webgestützte Konstruktionsmethodik im Einsatz: Eine erste Evaluation Marc Oellrich und Frank Mantwill 417 Ein Ansatz zur methodischen, CAD integrierten Toleranzsynthese Tim Katzwinkel, Jan Erik Heller und Jörg Feldhusen 433 Einsatz von Ontologien zur Vernetzung von Wissensdomänen in der nachhaltigen Produktentstehung am Beispiel des Sonderforschungsbereiches 1026 Rainer Stark, Wei Min Wang, Anne Pförtner und Haygazun Hayka 451 Untersuchungen von Toleranzketten im parametrischen 3D-CADSystem Stephan Husung, Axel Oberänder, Annika Geis und Christian Weber 465 3D-Aufstellpläne für komplexe Industrieanlagen Robert Bonca 477 Approximation der Wirklichkeit – Hairy root Wachstumssimulation mit 3D-Visualisierung Felix Lenk, Patrick Oberthür und Thomas Bley 485 CAD im Kontext der Industrie 4.0 Thomas Hagenreiner, Peter Köhler und Thivakar Manoharan 497 Computergestützte Wissenserhebung und visuelle Modellierung von Konfigurationsregeln für komplexe Produkte Marius Brade, Robert Bonca und Rainer Groh 509 Gestaltung und Konstruktion historischer Leuchten Peter Schulze, Hartmut Stabler, Annette Jacob und Thomas Hinz 517 Innovative Applikationen für zellulare metallische Werkstoffe für Biosensorik und Biokatalyse Anett Werner, Ralf Hauser und Thomas Bley 527 Klassifikation und Handhabung von Unsicherheiten zur entwicklungsbegleitenden Erfassung des Produktreifegrades Thomas Luft und Sandro Wartzack 535 Produkt- und Prozessdatenmodellierung im Kontext der Blechmassivumformung Thilo Breitsprecher, Andreas Meinel, Martin Thummet und Sandro Wartzack 551 Leichtbaugussteile mittels Niederdruck-Vollformgießverfahren Malchasi Aitsuradze, Jürgen Bast und Bertram Hentschel 565 Blechdickenreduktion an einem PKW-Mittelschalldämpfer mit Hilfe innovativer Optimierungsmethoden Alexander Krauß, Christoph Schleicher und Uwe Fischer 577 Mit innovativer Technologie und optimaler Auslegung zum effizienten Gesamtprozess – Integrative Produkt- und Prozessoptimierung beim Thermoformen Marcus Stein, Sascha Bach, Ronald Claus und Jens-Peter Majschak 589 Überlegungen zur digitalen Verknüpfung von Normen und standardisierten Algorithmen zu Berechnungsbaugruppen Denis Polyakov und Willi Gründer 605 Auswahl anwendungsoptimaler Antriebssysteme als Basis für die Komposition von Antriebsbaukästen Alexander Klause und Detmar Zimmer 619 Neue Konzepte zur Erstellung komplexer Konfigurationen Michael Wegner, Georg Freitag und Markus Wacker 637 Parametrische und interkonnektive Synthesemethoden zur effizienten Entwicklung neuer Mechanismen Maik Berger, Stefan Heinrich und Andreas Heine 649 Generative Fertigung – Handlungsbedarfe und entscheidungsgestützte Prüfung auf RPT-gerechte Konstruktion Alexander Arndt und Reiner Anderl 667 Sah!-Methode zur Verbesserung der Zusammenarbeit mittels der Identifikation interdisziplinärer Netzwerke Mathias Tralau, Fernando Kabisch und Frank Mantwill 681 Speed Design – Konstruieren mit Köpfchen Frank Mantwill 697 Systematische Entwicklung von Lösungskonzepten für spezifische Problemstellungen im Montageanlagenbau Dieter Fischer, Andreas Schulz, Andreas Richter und Carsten Keller 703 Über die gestalterische Phase des Konstruktionsprozesses unter dem Gesichtspunkt der objektorientierten Informatik Peter Sigalov 715 Untersuchungen der Form- und Maßabweichungen von generativ gefertigten dünnwandigen Hohlzylindern Kevin Kuhlmann, Fabian Klink, Tobias Stefaniak, Patrick Hebner und Karl-H. Grote 725 Validierung kundenorientierter funktionaler Anforderungen unter Berücksichtigung abweichungsbehafteter Geometrien und systembedingter Variationen Matthias Ehlert, Andreas Stockinger und Sandro Wartzack 743 Die Bedeutung von Prototypen für den Lernerfolg von interdisziplinären studentischen Produktentwicklungsprojekten Katharina Albrecht, Paul Gerber, Ingmar Langer, Julian Sarnes, Susanne Sprenger und André Stocker 756

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2016 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Physical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmethodik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technische Universität Dresden und technischesdesign.org ermöglichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP) und dem Rat für Formgebung die fachübergreifende Diskussion des Schwerpunkt- Themas inmitten der interdisziplinären Dresdner Wissenschaftslandschaft. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (ISBN 978-3-95908-061-3, herausgegeben von Jens Krzywinski et al.) fasst die Beiträge zum Industrial Design zusammen.:Big Data Analytics für die Produktentwicklung Alfred Katzenbach · Holger Frielingsdorf 15 Das Industrial Internet – Engineering Prozesse und IT-Lösungen Martin Eigner 25 Nutzbarmachung des Potentials naturfaserbasierter Werkstoffe als Leichtbau- bzw. Konstruktionsmaterial Timo Kuntzsch · Frank Miletzky 39 Erarbeitung eines Beziehungssystems zur Entwicklung eigenschaftsoptimierter Karosseriekonzepte in Mischbauweise Jan Hasenpusch · Andreas Hillebrand · Thomas Vietor 51 Faserverbundleichtbau in der Großserie: Chancen und Herausforderungen für den Produktentwickler Olaf Helms 63 Gestaltung eines alltagstauglichen Hocheffizienz-Konzeptfahrzeugs Richard Eiletz · Enno Block · Christoph Warkotsch · Klaus Post 73 Entwicklung kompakter, gepulster Elektro-Dipolmagnete für die laserbasierte Protonentherapie Michael Schürer · Thomas Herrmannsdörfer · Leonhard Karsch · Florian Kroll · Umar Masood · Jörg Pawelke 91 Der Panzer des Helmwasserflohs: Erfolgreiches adaptives Design in der Natur Hans-Peter Prüfer 97 Anforderungen des Nicht-Elektrischen Explosionsschutzes im Produktentwicklungsprozess Sabrina Herbst · Frank Engelmann · Karl-Heinrich Grote 113 Begleitung des Entwicklungsprozesses durch einen Generalisten und der „Faktor Mensch“ als Erfolgspotential Michael Bader · Harald Lang 127 Agile PLM Strategy Development – Methods and Success Factors Dietmar Trippner · Karsten Theis 143 Quo vadis „Additive Manufacturing“ Heinz Simon Keil 161 ProVIL – Produktentwicklung im virtuellen Ideenlabor Albert Albers · Nikola Bursac · Benjamin Walter · Carsten Hahn · Jan Schröder 185 Organisatorische Unterstützung der Produktentwicklung mit SysMLModellen Johannes Kößler · Kristin Paetzold 199 Personal Resource Management (PRM) in der modernen Produktentwicklung Bettina Schleidt 213 SkiPo – Ein skizzen- und portbasiertes Modell für die Entwicklung von mechanischen Systemen Martin Grundel · Jutta Abulawi 223 Benutzer- und aufgabenorientiertes virtuelles Modell für die Produktentwicklung Christian Weber · Heidi Krömker · Stephan Husung · Stephan Hörold · Atif Mahboob · Andreas Liebal 239 Konzept zur internationalen Einführung vernetzter Virtual Obeya-Räume zur standortverteilten Produktentwicklung Michael Abramovici · Stefan Adwernat · Matthias Neges 253 Innovation in der Orthopädie- und Rehatechnik, 3D-Digitalisierung und CAD/CAM-Nutzung Thomas Mitzenheim · Christoph Knoch-Weber 265 Nutzerintegration bei der Produktentwicklung am Beispiel der Medizintechnik Axel Boese · Michael Friebe · Christoph Arens · Fabian Klink · Karl-H. Grote 283 NC-gestützte Fertigung von Bohrschablonen für die dentale Implantation Daniel Ellmann · Andreas Klar · Philipp Sembdner · Stefan Holtzhausen · Christine Schöne · Ralph Stelzer 293 Optimierung der Schaftkomponente von Kurzschaftendoprothesen mittels Finite-Elemente-Analyse Claudia Kleinschrodt · Hans-Georg Simank · Bettina Alber-Laukant · Frank Rieg 303 Wissensbasierter Aufbau konstruktions-begleitender Finite-Elemente-Analysen durch ein FEA-Assistenzsystem Philipp Kestel · Sandro Wartzack 315 Fertigungsrestriktionsmodell zur Unterstützung des algorithmisierten PEP fertigungsgerechter Blechprodukte Katharina Albrecht · Thiago Weber Martins · Reiner Anderl 331 Prozessgebundene Berechnungs-Baugruppen: Ein Ansatz zur Lösung komplexer Entscheidungs- und Berechnungsabläufe Denis Polyakov · Willi Gründer 345 Elektronenstrahlschmelzen – ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren Burghardt Klöden · Alexander Kirchner · Thomas Weißgärber · Bernd Kieback · Michael Süß · Christine Schöne · Ralph Stelzer 359 Produktarchitekturgestaltung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren Timo Richter · Hagen Watschke · David Inkermann · Thomas Vietor 375 Additive Fertigung von Metallen – Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich Automotive Lisa Pastuschka · Peter Appel 393 Methoden zur Absicherung simulationsgerechter Produktmodelle René Andrae · Peter Köhler 403 Ein Doppelschneckenextruder zur Materialdosierung in einem Rapid Prototyping-Prozess Tobias Flath · Jörg Neunzehn · Michael C. Hacker · Hans-Peter Wiesmann · Michaela Schulz-Siegmund · Fritz Peter Schulze 419 Kosteneffiziente Technologien zur geometrischen Datenaufnahme im digitalen Reverse Engineering Tim Katzwinkel · Bhavinbhai Patel · Alexander Schmid · Walter Schmidt · Justus Siebrecht · Manuel Löwer · Jörg Feldhusen 429 3-D-Oberflächenerfassung- und 3-D-Druck-Potentiale für gerichtsverwertbare kriminaltechnische Untersuchungen Rainer Schubert · Marcus Mittasch 451 Das FEA-Assistenzsystem – Analyseteil FEdelM Tobias C. Spruegel · Sandro Wartzack 463 Entwicklung eines Doppelkolbenmotors – Konzept, Simulation und Prüfstandversuche Pascal Diwisch · Daniel Billenstein · Frank Rieg · Bettina Alber-Laukant 475 Interaktive Initialisierung eines Echtzeit 3D-Trackings für Augmented Reality auf Smart Devices mit Tiefensensoren Matthias Neges · Jan Luca Siewert 487 Virtuelle und experimentelle Methoden bei der Produktentwicklung einer Handhabungseinheit zur automatisierten Ablage technischer Textilien Marvin Richrath · Jan Franke · Jan-Hendrik Ohlendorf · Klaus-Dieter Thoben 503 Optimierung von Druckbehältern unterschiedlicher Geometrien und Werkstoffe Thomas Guthmann · Frank Engelmann 515 Customized Fabrication – Mass Customizing mit 3D-Druck Frank Lamack 527 Virtual Reality und Augmented Reality als Werkzeug in der Aufstellplanung Jens Mögel 537 XENOKAT – Biofilter für Xenobiotika in der Ressource Wasser Anett Werner · Ralf Hauser · Thomas Bley 549 Konzept für ein VR-System zur intuitiven Modellierung durch natürliche Interaktion Marius Fechter · Sandro Wartzack 561 Ansätze zur Betriebsdauerverlängerung von Suzlon Windkraftanlagen Jan Brökel 571 Augmented Reality Assistenzsystem mit graphenbasierter Zustandsanalyse für Produkte im Internet der Dinge Matthias Neges · Mario Wolf · Michael Abramovici 581 Datenqualität in Rapid Prototyping Prozessen Carsten Haugwitz 597 Erlebbarkeit von Anlagenkomponenten im Kontext Virtuelle Inbetriebnahme in virtuellen Umgebungen Andreas Geiger · Ingolf Rehfeld · Uwe Rothenburg · Rainer Stark 609 Management von Produktinformationen aus Entwicklungs- und Betriebsphase Stephan Günter Arndt · Bernhard Saske · Ralph Stelzer 623

Die Konferenz »Entwerfen – Entwickeln – Erleben« führte am 14. und 15. Juni 2012 das 10. Gemeinsame Kolloquium Konstruktionstechnik und das 5. Symposium Technisches Design zusammen. In Kooperation mit dem Kunstgewerbemuseum der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden war es möglich, die fachübergreifende Diskussion industrieller Herausforderungen sowie aktueller Trends und Innovationen der Forschung in einem einzigartigen kulturellem Umfeld – dem Dresdner Residenzschloss – zu führen. Im Mittelpunkt der zweitägigen Konferenz stand der Erfahrungsaustausch zwischen Experten aus Industrie und Wissenschaft über neue Werkzeuge und Methoden, mit denen den aktuellen Herausforderungen von Globalisierung, Nachhaltigkeit und ökonomischen Rahmenbedingungen bei der Entwicklung immer komplexerer Produkte entsprochen werden kann. In diesem Band sind die Textfassungen der Fachvorträge zu den thematischen Schwerpunkten Virtuelle Produktentwicklung (CAD-Einsatzszenarien, Virtual Reality und Product Lifecycle Management), Konstruktion (Konstruktionstechnik und -methodik, Reverse Engineering und Maschinenelemente) enthalten. Ein separater Band, herausgegeben von Linke et al. (ISBN 978-3-942710-75-6) enthält die Beiträge zum Technischen Design (Industriedesign, Transportation Design und Produkterleben).:Inhalt Vorwort 15 Heinz-Simon Keil Ganzheitlicher »Produkt-Entwicklungs-Prozess« beeinflusst nachhaltig das schlanke »Life-Cycle-Management« – From Lean to Digital Approach 29 Alfred Katzenbach & Peyman Merat Methodik zum Austausch eines CAD Systems in einem Großunternehmen 37 Martin Eigner, Torsten Gilz & Radoslav Zafirov Interdisziplinäre Produktentwicklung 55 Bodo Machner Neue Produkte, neue Märkte, effizientere Prozesse – Herausforderungen an das Produktdatenmanagement 71 Ernst-Eckart Schulze, Lars Wolter, Haygazun Hayka & Martin Röhlig Intuitive Interaktion mit Strukturdaten aus einem PLM-System 89 Michael Wegner, Georg Freitag & Markus Wacker GENIAC – Konfigurieren komplexer Produktsimulationen mit Hilfe von natürlichen Benutzeroberflächen 103 Michael Abramovici & Jens Christian Göbel Systematisierung und Evaluation von Gestaltungsalternativen für die Harmonisierung firmenspezifischer PLM-Umgebungen 123 Christiane Kamusella Digitale Ergonomie-Tools zur Berücksichtigung ergonomischer Aspekte imProduktentstehungsprozess 145 Ingolf Rehfeld & Jan Wunderlich Virtual Reality und Product Lifecycle Management – Entwicklung eines durchgängigen Prozesses für die BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH 153 Ralph Stelzer, Wolfgang Steger & Dirk Petermann Virtual Reality als zentrale Komponente einer PLM-Strategie – Herausforderungen und Umsetzungskonzepte 177 Michael Muschiol & Stefan Schulte Globale Collaboration im Kontext mit PLM 195 Andreas Seibold, Ralph Stelzer & Bernhard Saske Virtual Reality bei Kärcher 207 Uwe Freiherr von Lukas Visual Computing als Basis für Prozessinnovation im Produktlebenszyklus 225 Detlef Gerhard & Touba Rahmani PDM based Lifecycle Analysis – A Case Study 237 Wolfgang Holle, Stephan Husung & Christian Weber CAD-Produktmodell – Quelle der Produktbewertung nach Zeit und Kosten 251 Markus Färber, Johannes Ghiletiuc, Peter Schwarz & Beat Brüderlin Echtzeit-Visualisierung von sehr großen Virtual- und Augmented-Reality-Szenen auf Smartphones und mobilen Tablet-Computern 267 Hans-Peter Prüfer Quo vadis, FEM? 281 Petra Hoske, Günter Kunze, Kai Bürkle, Martin Schmauder, Mark Brütting & Christian Böser Interaktiver Simulator für mobile Arbeitsmaschinen – Virtuelle Prototypen im Einsatzkontext erleben 303 Ingo Jonuschies & Klaus Brökel Ansatz für die Modellierung und Simulation von Hybridgleitlagern für Wellen mit großen Durchmessern und geringen Drehzahlen am Beispiel einerWindkraftanlage 315 Christoph Wehmann, Florian Nützel & Frank Rieg Auslegung von Dehnschrauben bei plastischem Materialverhalten unter Einsatz der Finite-Elemente-Analyse 333 Denis Polyakov & Willi Gründer Design Process Management 351 Christine Schöne & Ralph Stelzer Reverse Engineering in der Produktentwicklung – Aktuelle Herausforderungen 365 Jörg Szyszka, Dietmar Süße & Christine Schöne CAE Methoden in der Einarbeitungsphase der Blechumformung 377 Petra Aswendt Mikrospiegel basierte 3D Scannersysteme für Reverse Engineering Lösungen in einem weiten Skalenbereich 385 Gunter Sanow, Oliver Erne & Hagen Berger Optische 3D-Messtechnik zur Schwingungsanalyse an Windkraftanlagen 395 Jürgen Gausemeier, Christian Tschirner, Roman Dumitrescu & Tobias Gaukstern Integrative Konzipierung von Produkt und Produktionssystem als Basis für eine erfolgreiche Produktentstehung 413 Bernd Neutschel, Matthias G. Raith & Sándor Vajna Moderne Produktentwicklungsprozesse als Grundlage für universitäre Gründerförderung 425 Sebastian Schubert, Jan Erik Heller & Jörg Feldhusen Produktmerkmale in der Entwicklung von kundenindividuellen Produkten 441 Rolf Klamann Mobility 2.0 — Driving assistance simulation for Zero accidents and Electromobility 447 Janna Hahn, Michael Hazelaar & Karl-Heinrich Grote Unterstützung der eigenschaftsbasierten Fahrzeugkonzeption in der frühen Konzeptphase 459 Sven Kleiner & Christoph Kramer Entwerfen und Entwickeln mit Systems Engineering auf Basis des RFLP-Ansatzes in V6 475 Fabian Klink, Rocco Gasteiger, Harald Paukisch & Ulrich Vorwerk Workflow zur generativen Herstellung von Felsenbeinfaksimilemodellen für die Optimierung von Cochlea-Implantat Operationen 483 Daniel Krüger & Sandro Wartzack Ein Werkzeug zur schnellen Konfiguration biomechanischer Simulationen in der Produktentwicklung 501 Ines Barz & Frank Engelmann Cutane Mikrogewebspartikel – Lösungsansätze für eine neue Technologie zur Behandlung Schwerbrandverletzter 513 Tibor Bercsey & György Gyurecz Surface Shape Correction by Highlight Lines 527 Jana Hadler & Klaus Brökel Analyse des monetären und qualitativen Nutzens schwimmender Energiekonverter 537 Benedikt Posner, Alexander Keller, Hansgeorg Binz & Daniel Roth Anforderungen an eine Methode zum leichtbaugerechten Konstruieren 549 Bettina Alber-Laukant, Markus Zimmermann, Florian Nützel, Michael Frisch & Frank Rieg Anforderungen an die grafische Oberfläche eines FE-Systems aus Sicht des Ingenieurs 565 Jan Erik Heller, Judith Pollmanns & Jörg Feldhusen Bestimmung des Produktentwicklungsaufwands basierend auf Kennzahlen am Beispiel der Luftfahrzeugentwicklung 581 Emanuel Richter, Axel Spickenheuer & Gert Heinrich Entwicklungs- und Designmethoden für hochintegrale Leichtbauteile aus Faser-Kunststoff-Verbundmaterial 591 Alexander Martha, Uwe Klemme & Peter Köhler Interdisziplinäre Prototypenentwicklung am Beispiel eines Seilroboters 609 Vilhelm Hadzhiyski & Zviatko Atanasov Investigation of stressed state of elastic element of elastic clutch from three ply reinforced polymer material 619 Ralph Stelzer, Erik Steindecker & Bernhard Saske Kombinierter Einsatz von Augmented Reality in virtuellen Umgebungen 643 Alexander Krauß & Uwe Fischer Konstruktionsintegrierte Optimierung mit intelligenten Bauteilfeatures im Dünnblechbereich 655 Carsten Böhme, Clemens Lieberwirth & Klaus Brökel Konzept zum Parameteraustausch zwischen unterschiedlichen CAD/CAE-Plattformen 665 Victor Gomes, Durval J. De Barba Jr., Jefferson de Oliveira Gomes, & Karl-Heinrich Grote LCA to support decision-making in layout designs 677 Thomas Hohnen, Ino Schliefer, Claudia Gneist & Jörg Feldhusen Methode zur kennwertgestützten Modularisierung – Retrospektive Untersuchung der Produktmodularität 691 Nikoletta Szélig, Sándor Vajna & Michael Schabacker Modellierungsmethoden für die Prozessplanung 709 Marcel Böttrich, Matthias Sieber & Ralph Stelzer Numerische Methode zur Bestimmung der Fahrwerkskonfiguration aus Baukastenkomponenten 725 Kevin Kuhlmann, Fabian Klink & Carsten Haugwitz Optische Vermessung mit Streifenlichtscannern – aus Industrie und Forschung nicht mehr wegzudenken 739 Ute Dietrich, Marc Glauche & Jörg P. Müller Produktstrukturbeeinflussende Gestaltungskriterien am Beispiel von Offshore-Windkraftanlagen 755 Peter Köhler & Marcin Humpa Geometrische Umsetzung von Designabsichten bei der Produktmodellierung 771 Jan Brökel Risikoabwägung im Rahmen einer Windkraftanlagenentwicklung 781 Reimund Neugebauer, Volker Wittstock, René Heinig, Tino Riedel & Eckhart Wittstock VR-basierte Serviceanwendungen als Produkt im Werkzeugmaschinenbau 791 Christoph Kneschke & Martin Schmauder Grundlagen zur methodischen Beurteilung der montagegerechten Produktgestaltung anhand virtueller Werkzeuge

FIP=Factory Instrumentation Protocol. On réalise un circuit intégré de communication pour le réseau FIP, projet national de communication entre automates réflexes, capteurs et actionneurs. Le circuit intégré est spécifié pour permettre soit la connexion de capteurs simples, soit la connexion de capteurs intelligents ou des automates de réseau. La conception de ce circuit intégré «à la demande» résulte d'une méthodologie originale. Cette méthodologie est orientée vers la conception de circuits VLSI de communication à partir d'une bibliothèque d'opérateurs flexibles, d'une part pour réduire le temps de conception, d'autre part pour donner la possibilité aux ingénieurs non spécialistes en conception de concevoir eux-mêmes leur circuit