Aufruf zur Kooperation im Forschungsprojekt InuVis :

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1 Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung Aufruf zur Kooperation im Forschungsprojekt InuVis : Intuitive Multitouch-Benutzeroberflächen zur Visualisierung von und Interaktion mit Produkt- und Prozessdaten zur Verbesserung des Product Lifecycle Management Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik

2 Der Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE) des Fachbereichs Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der TU Kaiserslautern unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Martin Eigner sucht für sein Forschungsvorhaben InuVis im Rahmen der Industrie 4.0 Initiative der Bundesregierung kleine und mittlere Industrieunternehmen als Forschungspartner. Der Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung Seit leitet Prof. Dr.-Ing Martin Eigner, ein Experte für Product Lifecycle Management und CAD/CAM, den Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE). Er arbeitete von 1980 bis 1985 bei der Robert Bosch GmbH und gründete 1985 die EIGNER + PARTNER GmbH, die er als geschäftsführender Gesellschafter und nach Umwandlung in eine Aktiengesellschaft als Vorstandsvorsitzender leitete. Von Juli 2001 bis August 2003 bekleidete er den Posten des Aufsichtsratsvorsitzenden und CTO der EIGNER Inc. in Waltham, Massachusetts (USA), dem neuen Hauptsitz des Unternehmens. Im August 2003 wurde die Firma an die US Firma Agile verkauft. Prof. Dr.-Ing. Martin Eigner ist Autor einer Vielzahl von Büchern und Veröffentlichungen und hat Gastdozenturen an den Universitäten Sofia und Karlsruhe. Der Lehrstuhl forscht im Themengebiet der Virtuellen Produktentwicklung und verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Entwicklung und Bereitstellung von Methoden und Konzepten zur Optimierung aller Phasen des Produkt- und Produktionsentwicklungsprozesses. Die Entwicklung von Prozessen und IT-Lösungen für die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren und existierenden IT-Lösungen sowie die Integration zwischen Systemen und die Bildung passender Organisationsstrukturen bilden die Schwerpunkte der Forschungsarbeiten am Lehrstuhl VPE. Die heutigen Schwerpunkte lassen sich in die Forschungsbereiche Interdisziplinäre Produktentwicklung, Erweiterte PLM-Methoden, Informations- und Kommunikationstechnologie sowie Human Factors aufteilen. Jeder dieser Forschungsbereiche umfasst verschiedene inhaltliche Schwerpunkte, die am Lehrstuhl durch Arbeiten in Forschungsprojekten und zusammen mit Partnern aus der Industrie vorangetrieben wurden und werden, z.b. AiF- Projekte Integriertes und Interdisziplinäres Produkt- und Prozessmodell in der frühen Phase der Produktentwicklung (i²p²) und PRO INNO II - Engineering Objects oder das vom BMWi geförderte Projekt Produktlebenszyklusmanagement in KMU (ProKMU). Zu den Kernkompetenzen des Lehrstuhls VPE zählen die Entwicklung von Produkt- und Prozessmodellen, welche als Basis für eine prozessorientierte Implementierung des PLM dienen. Die Optimierung der Prozesse unter Berücksichtigung vorhandener IT-Lösungen zur Unterstützung der interdisziplinären Zusammenarbeit sowie deren Integration in die IT-Systemlandschaft sind weiterhin ein wesentlicher Bestandteil zahlreicher industrieller Projekte und Forschungsarbeiten. Gegenwärtig forscht der Lehrstuhl VPE im Bereich Future PLM für ökologische Aspekte einer nachhaltigen Produktentwicklung innerhalb des Teilprojekts ERMA - Energie- und ressourceneffiziente mobile Arbeitsmaschinen, gefördert von der Stiftung Innovation des Landes Rheinland-Pfalz. Dieses greift einen zentralen Aspekt der Holistischen Optimierung der Produktentstehung auf, wie er im Rahmen der Forschungsinitiative Smart Engineering des Themennetzwerks Produktentstehung der acatech Deutsche Akademie der Technikwissenschaften festgelegt wurde. Weiterhin forscht der Lehrstuhl im Projekt ProMondi an der prospektiven Ermittlung von Montagearbeitsinhalten in der Digitalen Fabrik. ProMondi wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

3 Projektbeschreibung Die Industrie 4.0 Initiative der Bundesregierung zielt auf die digitale Revolution im Bereich der Industrie ab. Um diese Aufgaben aus technologischer Sicht umfassend beherrschen zu können, sollen in einer Reihe von Handlungsfeldern technische Herausforderungen bewältigt werden. Unter anderem betrifft dies das Gebiet des Virtual Engineering. Durch digitale Netze, leistungsfähige Rechner und auch die Einbindung eingebetteter Systeme ist es möglich, die Produkt- und Prozessstrukturen untersucht werden. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen sollen dann verschiedene gesten- und fingeroptimierte Visualisierungen für Produkt- und Prozessdaten entwickelt und in einem Prototyp auf einem Multitouch-Multiuser- Tisch zusammengeführt werden. Zur Sicherstellung der Qualität der Ergebnisse wird das Projekt von umfassenden Teilvalidierungen begleitet und mit einer Vollvalidierung abgeschlossen. gesamten Produktlebenszyklen im Rechner darzustellen und weitgehend virtuell zu unterstützen und durchzuführen. Dies erfordert die umfassende Beherrschung einer Reihe von Schlüsselthemen. Im Zentrum steht dabei die Thematik des Product Lifecycle Management (PLM). Viele Bereiche eines Unternehmens können durch den Einsatz von Multitouch- / Multitouch-Multiuser- Eingabegeräten immens profitieren. Durch die Verbreitung von Smartphones und Tablet PCs in der breiten Masse, können viele Menschen die Vorteile eines natürlichen Benutzerinterfaces heute bereits Mit dem Projekt InuVis soll die Betrachtung und Bearbeitung von Produkt- und Prozessdaten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg im alltäglichen Betrieb durch den Einsatz von Multitouch- Multiuser-Tischen und Multitouchscreens auf eine neue Stufe der Benutzerfreundlichkeit gehoben werden. Das Ziel des Projektes ist es, den Anwendern ein intuitives, leicht zu bedienendes und grafisch anspruchsvolles Werkzeug an die Hand zu geben, dass sie von Maus und Tastatur befreit und mit dessen Hilfe sie ihre alltäglichen Aufgaben im Bereich der Produkt- und Prozessdatenbetrachtung und -bearbeitung einfacher, schneller und besser erledigen können. Hierzu sollen im Rahmen des Forschungsprojektes verschiedene Multitouch- / Multitouch-Multiuser-Eingabegeräte auf ihre Multitouch-Gestenunterstützung hinsichtlich der Bearbeitung von komplexen erfahren. Im industriellen Alltag ist die technische Entwicklung noch nicht so weit, jedoch lässt sich schon heute voraussagen, dass das Eindringen von Touch-Technologien in diesen Bereich eine ähnliche einschlagende Wirkung haben wird. Die Ursache hierfür liegt auf der Hand: Die Touch-Technologie ermöglicht es zum ersten Mal seit den ersten Tagen des Computers, eine Maschine vollkommen ohne zusätzliche Interfaces wie z.b. Maus und Tastatur zu bedienen. Durch die Nutzung von Touch-Technologien steht dem Anwender ein natürliches Interface zur Verfügung, welches optimal auf die Mensch-eigenen Aktuatoren abgestimmt ist (unter einem Aktuator im Kontext der Mensch-Maschine-Interaktion können alle dem Menschen inhärenten Fähigkeiten und Körperteile verstanden werden, die vom Menschen zur Interaktion mit seiner Umwelt genutzt werden).

4 Aufgabengebiete & Ziele Übergeordnetes Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, aufbauend auf in den letzten Jahren am VPE geschaffenen Grundlagen, wie z.b. dem sog. Engineering Network Konzept als zentralem Element, dem Arbeitsplatz der Zukunft durch ein neues, intuitives Multitouch-Multiuser-Bedienkonzept zur Visualisierung von Produkt- und Prozessdaten ein gutes Stück näher zu kommen. en, einzigartigen Art und Weise der Kollaboration auf. Durch die Vereinigung von Display und Eingabegerät ist es nun möglich, auf zusätzliche Eingabegeräte wie Maus und Tastatur zu verzichten. Ferner erlaubt es diese Technologie, dass mehrere Menschen bei einem Meeting nur durch den Einsatz ihrer Finger auf einem großen Multitouch-Tisch gemeinsam und gleichzeitig aktuelle Projektdaten durchschauen und gemeinsam Änderungen vornehmen können. Ein Arbeitsplatz der Zukunft ist ein Ausdruck, innerhalb dessen viele aktuelle Entwicklungen aus ganz unterschiedlichen Disziplinen subsummiert werden. Da sich dieses Forschungsprojekt auf den Bereich der Produkt- und Prozessdaten fokussiert und somit im solcher Multitouch-Multiuser-Tisch stellt eine Revolution hinsichtlich Datenvisualisierung, Datenmanipulation und Kollaboration dar: Im Großen, mit mehreren Menschen bei einer Besprechung, wie auch im Kleinen mit nur zwei Kollegen an einem Arbeitsplatz. weiteren Sinne auch auf PLM, wollen wir mit diesem Ziel dieses Projektes ist es, die Entwicklung eines solchen kollaborativen Arbeitsplatzes voran zu treiben. Hierzu sind die folgenden Themenfelder und Teilziele zu erforschen: Projekt speziell den PLM-Arbeitsplatz der Zukunft ansprechen. Im Rahmen des übergeordneten Ziels gilt es daher auch Konzepte zu entwickeln, welche es durch den Einsatz von neuen Technologien ermöglichen, den Arbeitsalltag von Ingenieuren, Informatikern, Forschern und Managern zu verbessern. Bei der Entwicklung von komplexen Produkten sind viele Mitarbeiter dieser Disziplinen beteiligt und müssen sich miteinander abstimmen. Hierzu werden Meetings abgehalten und dabei durch Diskussionen und Präsentationen Probleme besprochen und Lösungen gefunden. Durch die rasante Entwicklung im Bereich der Smartphones und einer damit einhergehenden Verbesserung von Touchscreens, stehen seit kurzer Zeit Multitouchscreens in einer Größe zur Verfügung, die noch vor wenigen Jahren nicht denkbar gewesen wären. Diese Technologie stößt das Tor zu einer neu- Multiuser-Kollaboration an Multitouchscreens: Die heutige Arbeit an komplexen Produkten ist gekennzeichnet durch eine intensive Kollaboration und einen hohen Abstimmungsaufwand der verschiedenen Disziplinen miteinander und untereinander. Ein Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, eine vollkommen neue Art der Kollaboration zu entwickeln, die es ermöglicht, schneller, leichter und kollaborativ Produkt- und Prozessdaten zu betrachten und zu bearbeiten. Hierzu soll erforscht werden, wie mehrere Anwender an einem Multitouch-Tisch diese Daten effizient manipulieren können.

5 Die Fragen und Problemstellungen, die hierbei zu berücksichtigen sind, lauten u.a.: Welche Multitouch-Gesten lassen sich mit der heutigen Technologie erkennen? Welche dieser Gesten sind für die jeweiligen verschiedenen Anwendergruppen intuitiv? Welche dieser Gesten passen zu welcher Art von Produkt- und Prozessdaten? einer Multitouch-Multiuser-fähigen graphischen Benutzerschnittstelle strukturiert ablegen zu können, sind Datenmodelle nötig, die diese Informationen aufnehmen können. Mit dem am VPE entwickelten Engineering Network Konzept steht ein multidisziplinäres, systemübergreifendes Repository mit Datenmodellen zur Ablage von Produkt- und Prozessdaten zur Verfügung. Das Engineering Network Framework stellt einen Backbone dar, über den Produkt- und Prozessdaten aus verschiedenen Quellen föderiert werden (vgl. Enterprise Application Integration (EAI)) und für die grafische Benutzerschnittstelle bereit stehen. Ein Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, das Engineering Network Framework um die speziellen Anforderungen eines gestenoptimierten UI Entwurfs zu erweitern. Multitouch- und Multiuser-fähige Produkt- und Prozessdatenvisualisierung: Durch den Einsatz der verschiedenen menschlichen Aktuatoren zur Bedienung einer Benutzeroberfläche ergeben sich neue Restriktionen und Anforderungen für die Visualisierung von Informationen. Neben der grundsätzlichen Frage aus dem vorherigen Themenfeld gilt es hier zu klären, wie sich die gewandelten Anforderungen an eine leichte und intuitive Bedienbarkeit in einer Benutzeroberfläche umsetzen lassen. Hierzu sollen verschiedene Visualisierungskonzepte entwickelt werden, welche auf die speziellen Strukturen von Produkt- und Prozessdaten eingehen, sowie die genannten Restriktionen und Anforderungen integrieren. Das Anwendungsszenario für dieses Forschungsprojekt sieht den Einsatz eines Multitouch-Multiuser- Tisches zur kollaborativen Arbeit mit einer intuitiven Multitouch-Multiuser-fähigen Visualisierung zur Betrachtung und Bearbeitung von Produktstrukturen und den zugeordneten Prozessen vor. Im Rahmen dieses Anwendungsszenarios soll mit Hilfe von Erweiterte Datenmodelle zur Unterstützung einer Multitouch-Multiuser-fähigen grafischen Benutzerschnittstelle: Um sowohl die Nutzung von Multitouch-Gesten durch mehrere Anwender gleichzeitig zu ermöglichen, als auch die zu betrachtenden Produkt- und Prozessdaten, sowie die komplexen Informationen verschiedenen Testgruppen und -personen untersucht werden, wie sich eine solche Technologie im Vergleich zu konventionellen PDM-Systemen / PLM-Lösungen verhält. Hierbei werden im Laufe der Forschung immer wieder Teilsysteme und Teilprototypen validiert, um die Entwicklung möglichst nah an den Bedürfnissen der späteren Anwender auszurichten. Am Ende des Forschungsprojektes

6 ist dann eine Vollvalidierung des kompletten Systems vorgesehen. darüber zu erhalten, wie sie das InuVis System im Vergleich zu den ihnen bekannten Systemen sehen. Welche Vorteile nach ihrer Meinung das Als technologische Basis wird das Projekt auf bisher am VPE durchgeführten Forschungen aufbauen. Ferner soll der Microsoft Surface 2.0 Tisch zum Einsatz kommen, da dies zum aktuellen Zeitpunkt der einzige Multitouch-Multiuser-Tisch ist, der sich in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befindet, praktisch Marktreife erreicht hat und daher unkompliziert eingesetzt werden kann. Für das Forschungsprojekt ist es wichtig, die Forschungsergebnisse auf technischen Geräten umzusetzen, die so auch im tagtäglichen Praxiseinsatz genutzt werden können, um ein realitätsnahes Szenario aufzubauen. Für die Validierungen sollen verschiedene Nutzergruppen als Testpersonen herangezogen werden: Management: Diese Gruppe beinhaltet Menschen, die sich hauptsächlich mit der strategischen Planung von Unternehmensbereichen beschäftigen. Daher hat diese Gruppe besondere Anforderungen an die Übersichtlichkeit von großen Datenmengen. Es soll untersucht werden, auf welche Weise Entscheidungen des neue System bietet, welche Nachteile sie im alltäglichen Betrieb sehen und wo sie Verbesserungspotential sehen. Unterstützende Unternehmensteile: Diese Gruppe beinhaltet Menschen aus den Bereichen Einkauf, Vertrieb, Personalwesen, etc. Da ein System, welches einen umfassenden Überblick über die Daten und Prozesse eines Unternehmen gibt, also auch über Lagerstände, Maschinenbelegungen, Personalressourcen, etc., diesen Unternehmensteilen große Vorteile in ihrer täglichen Arbeit verschafft, soll diese Gruppe mit in die Validierungen einbezogen werden. Um dem Ziel einer größtmöglichen Benutzerfreundlichkeit bzw. Usability nahe zu kommen, werden die verschiedenen Entwicklungsschritte des Systems je nach Zielgruppe und Projektfortschritt bzw. Entwicklungsstand mit verschiedenen Verfahren der Ingenieur- bzw. Arbeits- und Organisationspsychologie evaluiert. Managements besonders gut unterstützt werden können. Engineering: Diese Gruppe beinhaltet Menschen mit langjähriger Berufserfahrung im Bereich der PDM / PLM Systeme. Das Ziel ist es, von den Expertinnen und Experten ein Urteil

7 Anforderungen Interessierte Kooperationspartner sollten mindestens eine der folgenden Anforderungen erfüllen: Unterstützung des Projektes durch Bereitstellung und Erarbeitung von praxisnahen Informationen bzw. Problemstellungen. Entwicklung praxisnaher Anwendungsszenarien und Validierung der Projektergebnisse innerhalb dieser. Bereitschaft, den Prototyp während des Projektes und auch danach einzusetzen. Termin Die Frist zur Einreichung einer Projektskizze endet am 24. Februar Bei Interesse sollten Sie daher zeitnah mit uns Kontakt aufnehmen. Kontakt Bei Interesse rufen Sie uns an oder senden Sie uns eine kurze formlose Beschreibung von Ihnen und Ihrem Unternehmen per . Prof. Dr.-Ing. Martin Eigner Gottlieb-Daimler-Straße D Kaiserslautern Gebäude 44, Raum Telefon: (0631) Telefax: (0631) Dipl.-Wirtsch.-Ing. Alexander Keßler Gottlieb-Daimler-Straße D Kaiserslautern Gebäude 44, Raum Telefon: (0631) Telefax: (0631)