Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter March 23, 2017

Interdisziplinäre Entwicklung mechatronischer Erzeugnisse

Auf Basis intelligenter mechatronischer Lösungselemente*

Interdisciplinary development of mechatronical products
Jürgen Gausemeier and Roland Czubayko

Kurzfassung

Der moderne Maschinenbau ist durch das enge Zusammenwirken von Komponenten der Mechanik, Regelungstechnik, Elektronik und Software geprägt. Zur Verkürzung der Produktentwicklungszeit sowie zur frühzeitigen Optimierung der Produkteigenschaften erhöht sich daher der Abstimmungsbedarf zwischen den Ingenieuren der verschiedenen Domänen. Die produktbeschreibenden Daten verschiedener CAE-Werkzeuge, die in inkompatiblen Formaten und Strukturen erzeugt werden, erschweren jedoch das domänenübergreifende Arbeiten. Weiterhin sind bewährte Lösungen zur Erfüllung von Produktfunktionen, die wir als Lösungselemente bezeichnen, in der Regel nur unzureichend systematisiert und dokumentiert. In diesem Beitrag wird eine neuartige Repräsentation mechatronischer Lösungselemente vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf der Konzipierung eines Datenmodells, das die domänenspezifischen Sichtweisen zusammenführt. Auf diese Weise kann die Entwicklungszeit innovativer Produkte deutlich reduziert und eine hohe Qualität der Entwicklungsergebnisse erreicht werden.

Abstract

On the basis of mechatronic solution elements. Modern mechanical engineering is based on the tight interaction of mechanical, electronical and control technology components as well as software. In this context the time to market is to be reduced and the optimization of product characteristics is to be optimized. As a consequence, the need for co-ordination between the different domains' engineers rises significantly. However, the cross-domain engineering is aggravated by creating product data in various CAE software tools and therefore in incompatible formats. Moreover, approved solutions that fulfill a product's function(s) – which we denote as solution elements – are documented only to a rather limited degree. In this article, a new representation of mechatronical solution elements are presented. It focuses on a conception that bring the domain-specific views together. By this means, the development time of innovative products can be reduced significantly, and a high quality of development results can be achieved. This conception is based on a product data management system. It is validated on a new vehicle prototype that has been developed co-operatively, together with teams of the professors Anderl and Lückel in the context of a project funded by the German Research Foundation (DFG).


*

Ein Teil der in diesem Beitrag vorgestellten Ergebnisse wurde im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Integration von Gestaltung und Berechnung“ entwickelt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurde.

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier ist Professor für Rechnerintegrierte Produktion am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn. Er promovierte 1977 an der TU Berlin bei Prof. Spur. In seiner zwölfjährigen Industrietätigkeit war Prof. Gausemeier Entwicklungschef für CAD/CAM-Systeme und zuletzt Leiter des Produktbereichs Prozessleitsysteme bei einem namhaften Schweizer Unternehmen. Prof. Gausemeier ist Vorstandsmitglied und Geschäftsführer des „Berliner Kreis – Wissenschaftliches Forum für Produktentwicklung e. V.“ sowie Initiator und Aufsichtsratsvorsitzender der UNITY AG – Aktiengesellschaft für Unternehmensführung und Informationstechnologie.

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Roland Czubayko, geb. 1970, studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Paderborn und European Business an der Nottingham Trent University. Von 1998 bis 2002 war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter von Prof. Gausemeier. Seit 2002 ist er bei der Hella KG & Hueck Co. im Bereich Corporate Development Standards für die Harmonisierung und Optimierung der weltweiten Produktentstehungsprozesse zuständig.


References

1 Spur, G.: Das digitale Produktmodell als virtueller Prototyp. ZWF94 (1999) 7/8, S. 370375 Search in Google Scholar

2 Eigner, M.; Stelzer, R.: Produktdatenmanagement-Systeme. Ein Leitfaden für Product Development und Life Cycle Management. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2001 Search in Google Scholar

3 Czubayko, R.: Rechnerinterne Repräsentation von informationsverarbeitenden Lösungselementen für die verteilte kooperative Produktentwicklung in der Mechatronik. Im Fachbereich 10 der Universität Paderborn eingereichte und angenommene Dissertation, Paderborn 2002 Search in Google Scholar

4 Gausemeier, J.; Ebbesmeyer, P.; Kallmeyer, F.: Produktinnovation – Strategische Planung und Entwicklung der Produkte von morgen. Carl Hanser Verlag, München Wien2001 Search in Google Scholar

5 Gausemeier, J.; Lückel, J. (Hrsg.): Entwicklungsumgebungen Mechatronik – Methoden und Werkzeuge zur Entwicklung mechatronischer Systeme. HNI-Verlagsschriftenreihe, Band 80, Paderborn 2000 Search in Google Scholar

6 Lückel, J.; Gausemeier, J.; Anderl, R.; Koch, T.; Schmitz, J.; Czubayko, R.; Lemke, J.; Gräb, R.: Computer Aided Design of Mechatronic Systems – Exemplified by the Integrated Wheel Suspension of an Innovative Service Vehicle. In: Proceedings of the 1st IFAC Conference on Mechatronic Systems. Darmstadt 2000 Search in Google Scholar

Online erschienen: 2017-03-23
Erschienen im Druck: 2002-11-28

© 2002, Carl Hanser Verlag, München