Inhalt / Contents. Vorwort von Prof. Dr.-Ing. R. Anderl 7

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1 Jahresbericht 2008 Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion Prof. Dr.-Ing. R. Anderl Technische Universität Darmstadt Petersenstraße Darmstadt

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3 Inhalt / Contents Vorwort von Prof. Dr.-Ing. R. Anderl 7 Lehrangebot im Bachelorstudium 11 Grundlagen der elektronischen Datenverarbeitung (GeDV) 12 Programmiersprachen und Techniken (PST) 13 Einführung in das rechnergestützte Konstruieren (CAD) 15 PACE Partners for the Advancement of Collaborative Engineering Education 17 Lehrangebot im Masterstudium 19 Virtuelle Produktentwicklung A - CAD-Systeme und CAx-Prozessketten 21 Virtuelle Produktentwicklung B - Produktdatenmanagement 23 Virtuelle Produktentwicklung C - Produkt- und Prozessmodellierung 25 Verteilter rechnerunterstützter Produktentstehungsprozess (vpep) 27 Tutorium: Advanced CAX mit CATIA V5 28 Tutorium: Collaborative Engineering mit PTC Windchill 29 Tutorium: Nutzung von 3D-Objekten in der technischen Produktdokumentation 31 Advanced Design Project: Collaborative Engineering 33 Advanced Design Project: Evaluation von Adobe Acrobat Pro Extended 9 und des Adobe 3D-Reviewer 34 Advanced Design Project: Rechnerunterstützte Entwicklung ergonomie- und designorientierter Produkte 35 Exkursion zu Continental Teves AG & Co ohg 37 Exkursion zur TAKATA-PETRI AG 38 Exkursion zur ProSTEP AG 39 Forschung 41 LOEWE-Zentrum AdRIA Adaptronik - Research,Innovation,Application 43 LOEWE-Zentrum CASED Center for Advanced Security Research Darmstadt 45 Wissenstransfer zwischen Brasilien und Deutschland im Rahmen der BRAGECRIM-Initiative 47 Wissensbasierte Konstruktion mittels eines 3D-CAD-Systems unter Berücksichtigung der Variantenvielfalt und Parametrik 49 Die Rolle durchgängiger Dokumentation mechatronischer Produkte als Erfolgsfaktor für Qualität und Kundenzufriedenheit 51 Rolls-Royce DiK Kooperationsprojekt 53 Sonderforschungsbereich Sonderforschungsbereich Mechatronik Studie 61 ProSTEP ivip e. V. Projektgruppe SimPDM 63 SP2 - Sichere Datenaustauschprozesse in der unternehmensübergreifenden Produktentwicklung 65

4 Topologie der Technik - Global Engineering 67 PROSTEP AG - Optimierung des CAD-Datenaustausches zwischen OEM und Supplier mittels JT 69 ProSTEP ivip e.v. - Feldstudie Mechatronic Process Integration (MPI) 70 Innovative Programmierung und Steuerung von Industrierobotern zur Steigerung der Bearbeitungsqualität 71 Konferenz Technologies of Globalization 73 English Preface 79 Bachelor program 83 Basics of Data Processing (GeDV) 84 Programming Languages and Techniques (PST) 85 Introduction to Computer Aided Design (CAD) 87 PACE Partners for the Advancement of Collaborative Engineering Education 89 Master program 91 Virtual Product Development A - CAD systems and CAx process chain 93 Virtual Product Development B - Product Data Management 94 Virtual Product Development C - Product- and Process Modelling 95 Distributed IT-supported product creation (vpep) 97 Tutorial: Advanced CAX with CATIA V5 98 Tutorial: Collaborative Engineering with PTC Windchill 99 Advanced Design Project: Collaborative Engineering 100 Tutorial: Collaborative Engineering, Use of 3D-Objects in Technical Product Documentation 101 Advanced Design Project: Evaluation of Adobe Acrobat Pro Extended 9 and Adobe 3D Reviewer 102 Advanced Design Project: Computer-Aided Development of Ergonomic and Design-Oriented Products 103 Excursion to Continental Teves AG & Co ohg 105 Excursion to TAKATA-PETRI AG 106 Excursion to ProSTEP AG 107 Research 109 LOEWE Centre AdRIA 111 Adaptronic Research, Innovation, Application 111 LOEWE-Center CASED Center for Advanced Security Research Darmstadt 113 Controlling parametric 3D-Design Variants with Knowledge-Based Engineering Methods 114 Scientific transfer and exchange between Brazil and Germany regarding the BRAGECRIM-Initiative 115 Rolls-Royce - DiK Cooperation Project 116

5 The role of integrated documentation of mechatronic products as a success factor for quality and customer satisfaction 117 Collaborative Research Center Integral Sheet Metal Design with Higher Order Bifurcations - Design, Manufacturing, Evaluation 119 Mechatronic Study 122 Collaborative Research Center 805:,,Control of Uncertainty of Load Carrying Systems in Mechanical Engineering 123 PROSTEP AG - Optimization of CAD data exchange between OEM and supplier with JT 124 ProSTEP ivip Association 125 Project group SimPDM 125 SP2 - Secure Product Creation Processes Secure Data Exchange Processes in Cross-Enterprise Product Development 127 ProSTEP ivip e.v. - Field study Mechatronic Process Integration (MPI) 129 Topology of technologies- Global Engineering 130 Innovative Programming and Control of Industry Robots for the Enhancement of the Machining Quality 131 Conference Technologies of Globalization 133 Statistiken - Statistics 135 Dissertationen / Doctor Theses 138 Mitarbeiter des DiK / Staff 139

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7 Vorwort Prof. Dr.-Ing. R. Anderl Das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) ist eines von 27 Fachgebieten des Fachbereichs Maschinenbau (FB 16) der Technischen Universität Darmstadt. Das Berichtsjahr 2008 war ein überaus erfolgreiches, aber auch ereignisreiches und sehr herausforderndes Jahr. Mein Dank gilt deshalb allen meinen Mitarbeitern für die hervorragende und erfolgreiche Zusammenarbeit sowie für die fruchtbare und motivierende Arbeitsatmosphäre. Dem Dekanat des Fachbereichs Maschinenbau der Technischen Universität Darmstadt, meiner Kollegin und meinen Kollegen des Fachbereichs Maschinenbau danke ich für ihre vielfältige Unterstützung. Ebenso möchte ich mich beim Präsidium und bei der Verwaltung der Technischen Universität Darmstadt für ihre Unterstützung bedanken. Das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion leistet seinen Beitrag in der universitären Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Informationsverarbeitung im Maschinenbau. Die Aktivitäten des DiK werden durch seine Aufgabenbereiche in der Lehre im Bachelor- und Masterstudium und der grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung repräsentiert. In der universitären Lehre wurden durch das DiK erneut sehr viele Studierende ausgebildet. Im Bachelorprogramm wurden 1255 Prüfungen in den Fächern Grundlagen der elektronischen Datenverarbeitung und Einführung in das rechnerunterstützte Konstruieren (CAD) abgenommen. Im Hauptstudium bzw. im Masterprogramm fanden 506 Prüfungen statt. Im Jahr 2008 wurden auch neue Initiativen für innovative Forschungsthemen in den vier Kompetenzbereichen Methoden zur Informationsmodellierung, Virtuelle Produktentwicklung, 7

8 Verteiltes und kooperatives Arbeiten und CAx-Labor gestartet. Der Kompetenzbereich Methoden zur Informationsmodellierung entwickelt objektorientierte Verfahren und Werkzeuge zur Informationsmodellierung. Die Schwerpunkte liegen in der Entwicklung von Produktmodellen wie z. B. die der internationalen Norm ISO (STEP) aber auch in der Evaluierung neuer Modellierungstechniken wie beispielsweise UML (Unified Modeling Language). Im Kompetenzbereich Virtuelle Produktentwicklung werden digitale Produktentwicklungs- und Produktionsplanungsmethoden erforscht. Ziel ist es, einmal beschriebene Produktdaten durchgängig in Prozessketten weiter zu verarbeiten (CAX-Prozessketten). Dabei werden Lösungen zur Verwaltung (Produktdatenmanagement-Systeme), zur Visualisierung (Virtual Reality Techniken) und zur Steuerung (Workflow Management) der Produktdaten entwickelt. Ein Schwerpunkt liegt in der Erforschung und Anwendung von featurebasierten, parametrischen und wissensbasierten 3D CAD- Systemen für die interdisziplinäre Entwicklung von Produkten. Im Forschungsbereich Verteiltes und kooperatives Arbeiten wird untersucht, wie sich Produktentwicklungsprozesse örtlich und zeitlich verteilen lassen. Im Mittelpunkt der Forschung steht dabei die Verteilung von Produktentwicklungsaufgaben über Ländergrenzen und Zeitzonen hinweg sowie die Untersuchung der damit verbundenen Informationsflüsse und notwendigen Basistechnologien, wie beispielsweise XML (Extensible Markup Language). Weiterentwickelt wurde unser CAx-Labor, in dem nun neue, rechnerunterstützte Methoden zum Produktdesign erforscht werden. In diesem Zusammenhang spielt das Wechselspiel zwischen digitalem Produktdesign und realen Entwürfen, insbesondere realen Prototypen eine zentrale Rolle. Das Jahr 2008 war ein überaus erfolgreiches Jahr. In der Lehre wie auch in der Forschung wurden die angestrebten Ziele und Meilensteine mehr als erreicht. Die wichtigsten Ereignisse waren Erfolge bei der Gewinnung neuer mittel- 8

9 und langfristig angelegter Forschungsprojekte, wie insbesondere die Bewilligung des neuen Sonderforschungsbereichs 805 Unsicherheit in lasttragenden Systemen sowie die Bewilligung der LOEWE-Zentren CASED (Center for Advanced Security Research Darmstadt) und AdRIA (Adaptronik Reserach, Innovation, Application). Darüber hinaus war das DiK eingeladen, auf der diesjährigen ASME (American Society of Mechanical Engineers) IDETC/ CIE-Konferenz eine eigene Session auszurichten. Die Session stellte die Forschungsergebnisse zu integralen Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung vor. Im Jahr 2008 wurde im Rahmen der PACE Partnerschaft wieder ein Advanced Design Project mit den amerikanischen Universitäten Virginia Tech und Howard University, der mexikanischen Universität ITSEM (Monterrey) sowie der Jiao Tong University (Shanghai) erfolgreich durchgeführt, bei dem Vorlesungen über die Videokonferenztechnik live von und nach USA, Mexiko und China übertragen wurden. Ein besonderes Highlight war 2008 auch die Feier zum 15-jährigen Jubiläum des DiK. Mehr als 100 Gäste (Freunde, Forschungs- und Projektpartner, Mitarbeiter, und Ehemalige) nahmen an der Feier teil. Es war ein schönes, überaus gelungenes Fest und zeigte, dass das DiK in der Vergangenheit sehr erfolgreich war und eine überaus attraktive Zukunft vor sich hat. Besonders hervorheben möchte ich selbstverständlich auch die erfolgreichen Promotionen von Herrn Andreas Domke und Herrn Donghui Song. Herzlichen Glückwunsch und viel Erfolg bei der weiteren beruflichen Karriere! Mein besonderer Dank gilt vor allem allen Mitarbeitern des DiK, die mit ihrer Motivation und ihrem engagierten Einsatz die Erfolge des Jahres 2008 ermöglichten. Prof. Dr.-Ing. R. Anderl 9

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11 Lehrangebot Bachelorstudium Allgemeines Das Lehrangebot im Bachelorstudium umfasst, begleitet von intensiven Übungen, Vorlesungen zur Einführung in die Methoden der Datenverarbeitung. Die Vorlesungen sind inhaltlich auf die Tätigkeitsfelder der zukünftigen Ingenieure ausgerichtet. Eingebunden ist das Lehrangebot in die ersten beiden Semester, für den Studienbereich Computational Engineering in das dritte Semester und setzt sich zusammen aus: URL für weitere Informationen: de/lehre_1/bachelor_1/bachelor.de.jsp 1. Semester Vorlesung Grundlagen der elektronischen Datenverarbeitung (GEDV) Übung Programmiersprachen und -techniken (PST) 2. Semester Einführung in das rechnergestützte Konstruieren (CAD) (mit begleitenden Übungen) 3. Semester Grundlagen des CAE/CAD Die Lehrinhalte und Lernziele sind so ausgewählt, dass fundierte Kenntnisse zur Datenverarbeitung im Maschinenbau vermittelt werden. Eine besondere Bedeutung besitzt dabei das Arbeiten mit einem parametrischen 3D-CAD-System im 2. Semester. Dies erfolgt ausgerichtet auf die Prozesskette Konstruktion mit dem Ziel, alle einmal erzeugten Produktdaten in späteren Prozessstadien effizient weiterverwenden zu können. Diese Ausbildung wird im 3. und 4. Semester im Fach Maschinenelemente fortgeführt. 11

12 Grundlagen der elektronischen Datenverarbeitung (GeDV) Allgemeines Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Kai Mecke Dipl.-Ing. Oliver Weitzmann URL: bau.tu-darmstadt.de/gedv/ Der Inhalt und Lehrplan der Vorlesung Grundlagen der elektronischen Datenverarbeitung ist auf die Anforderungen des Maschinenbaus an die Datenverarbeitung ausgelegt. Es werden die für den Maschinenbau relevanten Themen der heutigen Datenverarbeitung behandelt. Im Rahmen des Kurses werden ausgewählte Kapitel der technischen, praktischen und angewandten Informatik vermittelt, die zur methodischen und effektiven Anwendung sowie dem grundlegenden Verständnis der EDV im Ingenieuralltag eine unbedingte Voraussetzung bilden. Ein Schwerpunkt des Inhaltes liegt in der Vorstellung des Softwarelebenszyklus, der die Grundlage einer methodischen Softwareentwicklung darstellt. Weiterhin wurden im Rahmen der vorlesungsbegleitenden Übung Programmiersprachen und -techniken die dargestellten Themengebiete anhand praktischer Beispiele vertieft. Lernziele des Kurses Beherrschung der mathematischen und technischen Grundlagen der EDV Fähigkeit zur Entwicklung von Datenstrukturen und Algorithmen Fähigkeit zur Entwicklung objektorientierter Software Kenntnisse über die Hardware elektronischer Rechenanlagen und verteilter Systeme Verständnis des Zusammenhangs zwischen Betriebsystemen und Anwendungssoftware Kenntnis von verschiedenen Anwendungssystemen 12

13 Programmiersprachen und Techniken (PST) Allgemeines In der Übung zur Vorlesung GEDV werden die Lehrinhalte aus dem Themengebiet Methoden der Programmierung vertieft. Im Vordergrund stehen die Erlernung der programmiertechnischen Grundlagen für Ingenieure und die methodische Vorgehensweise bei der Bearbeitung von Softwareproblemen. Neben der theoretischen Einführung wird in betreuten Übungen im Ausbildungszentrum IIM der Umgang mit Betriebssystemen und dem Berechnungssystem MATLAB vermittelt. Weitere Schwerpunkte sind der Umgang mit Programmkonstrukten, die methodische Softwareentwicklung, Planung und Umsetzung von Algorithmen, Datenaustausch durch Dateioperationen und die Programmierung graphischer Benutzerschnittstellen. Der Kurs schließt mit einer Teamarbeit ab, welche in Teams zu je vier Studenten zu bearbeiten ist. Bei einem entsprechenden Ergebnis der Teamarbeit kann die Note in GEDV angehoben werden. Der Inhalt der Klausur zur GEDV ist thematisch in ca. 40 % PST-Inhalte und 60 % GEDV-Inhalte gegliedert. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Kai Mecke mecke@ Dipl.-Ing. Oliver Weitzmann weitzmann@ URL: bau.tu-darmstadt.de/gedv/ Neuerungen Nach der Umstellung des Kurses zum Wintersemester 2006/07 auf das Berechnungssystem MATLAB der Firma The Mathworks Inc. wird dieses Wintersemester die neue MATLAB Version R2008a eingesetzt. Die E-Learning Plattform auf der Basis des Content Management Systems Joomla wurde weiter entwickelt, dadurch konnten einige Verbesserungen im Bereich der Kommunikation sowie der Pflege der Inhalte erreicht werden. 13

14 Durch finanzielle Mittel aus Studiengebühren konnten auf vielfachen Wunsch von Studenten die Rechnerräume des IiM mit neuen, modernen Tastaturen und Mäusen ausgestattet werden. Im Rahmen der TUD-Online-Initiative wurde der Kurs wie in den Wintersemestern 06/07 und im Wintersemester 07/08 auch dieses Wintersemester mit dem E-Learning Label ausgezeichnet. Verbesserte Arbeitsumgebung für Studenten mit den neuen Datenprojektoren Um die Betreuung der Studenten durch die Tutoren zu verbessern, durchliefen die Tutoren ein Schulungsprogramm, welches die hochschuldidaktische Arbeitsstelle durchgeführt hat. Die Inhalte des Schulungsprogramms zielten auf die Motivation der Studenten sowie die Bewältigung von Konfliktsituationen. 14

15 Einführung in das rechnergestützte Konstruieren (CAD) Allgemeines Diese Lehrveranstaltung setzt sich aus einer Vorlesung und einer semesterbegleitenden Rechnerübung zusammen. Thematisch lässt sich die Lehrveranstaltung in die Schwerpunkte geometrische Modellierung, Einzelteilmodellierung und Bauteilmodellierung sowie die Dokumentation von Produkten anhand technischer Zeichnungen gliedern. Die Vorlesung vermittelt dabei methodisches Grundlagenwissen, wie zum Beispiel die parametrische Modellierung oder den Aufbau von Produktstrukturen. Diese Lehrinhalte werden in der zugehörigen betreuten Übung anhand konkreter Beispiele von den Studenten umgesetzt. Organisation Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Erik Gilsdorf URL: maschinenbau.tu-darmstadt. de/ Im Sommersemester 2008 gab es einige Neuerungen in der Organisation und im Inhalt der Lehrveranstaltung. Die Teilnehmerzahl hatte aufgrund von Änderungen des Zulassungsverfahrens und der Prüfungsordnung mit 860 Studenten und Studentinnen eine neue Rekordmarke erreicht, was die Einführung eines weiteren Übungsblocks von 18:05 Uhr bis 20:40 Uhr bedingte. Wegen der hohen Studentenzahl wurde auch der erste Prüfungsabschnitt überarbeitet. Wo bislang ein Fundus von 24 verschiedenen Prüfungsmodellen eingesetzt wurde, konnten durch die Anwendung von Knowledge Fusion automatisch generierte Varianten von Prüfungsteilen eingesetzt werden, um eine hohe Individualität zu erreichen. Neuerungen Software-seitig wurde mit der Aktualisierung auf Teamcenter Engineering 2007 ein wichtiger Schritt getan. Auf der 15

16 Hardwareseite konnten in diesem Jahr dank großzügiger Spenden von PACE und 3DConnexion zum ersten Mal Spacenavigator im Ausbildungszentrum für Informationsverarbeitung im Maschinenbau (IiM) zur Verfügung gestellt werden. Zudem wurden den Studenten durch ein elektronisches Schließsystem mit RFID-Karten bei Nutzung der vorhandenen Studenten- Karte flexiblere Arbeitszeiten ermöglicht. Durch finanzielle Mittel aus Studiengebühren konnten auf vielfachen Wunsch von Studenten die Rechnerräume des IiM mit neuen, modernen Tastaturen und Mäusen ausgestattet werden. Das Originalmodell (oben) und die CAD-Baugruppe Hubschrauber der Aufgabenstellung im CAD-Kurs (unten) 16

17 PACE Partners for the Advancement of Collaborative Engineering Education Allgemeines PACE - Partners for the Advancement of Collaborative Engineering Education - ist ein internationales Förderprogramm der Firmen General Motors, EDS, HP, SUN Microsystems und Siemens PLM. Diese 1999 ins Leben gerufene Initiative stellt international strategisch ausgewählten Universitäten modernste CAD/CAM/CAE- und PLM- Software zur Verfügung. Darüber hinaus unterstützt sie diese mit hierfür benötigter Hardware sowie mit Automotive Parts zur Stärkung der innovativen, modernen Ausbildung künftiger Ingenieure. Damit eröffnen sich für Lehre und Forschung an den jeweiligen Universitäten neue technologische Möglichkeiten auf wissenschaftlich anspruchsvollem Niveau. PACE verstärkt nachhaltig die Zusammenarbeit der beteiligten Industrieunternehmen mit den Universitäten sowie zwischen den mittlerweile über 40 weltweiten PACE-Universitäten untereinander. Ansprechpartner: PACE Strategic Management Prof. Dr.-Ing. R. Anderl anderl@ PACE Koordination Dipl.-Ing. Marc Bierwerth bierwerth@ Förderung Bislang sind im Rahmen des PACE-Programms Hochschul- Institute mit Hard- und Software im Wert von weit mehr als 1 Mrd. US $ unterstützt worden. Zu den PACE-Partnern zählen so renommierte Universitäten wie Michigan State University, Purdue University und Virginia Tech in den USA, University of Toronto und Queen s University in Canada, das Instituto Politecnico Nacional in Mexiko und die Shanghai Jiao Tong University in China. Weltweit ist ein Umfang von 50 Partner-Universitäten geplant. Die Technische Universität Darmstadt hat als erste europäische Universität diesen elitären Status erlangt. Die Förderung mit Hard- und Software unterstützt die Technische Universität Darmstadt bei ihrem konsequenten Modernisierungsprozess in Forschung und Lehre. Das zur Verfü- 17

18 gung gestellte Software-Portfolio umfasst die Software, die bei General Motors und seinen Tochtergesellschaften, wie der Adam Opel GmbH, in der Entwicklung und Fertigung von Fahrzeugkomponenten eingesetzt wird. Auf diese Weise wird praxisnahe Forschung und Entwicklung gefördert. Das DiK hat die Führungsrolle dieses Förderprogramms an der Technischen Universität Darmstadt übernommen, da es eine Schlüsselposition sowohl in der universitätsinternen Zusammenarbeit als auch in den Kontakten zu den PACE-Industriepartnern zufällt. Nach einer Initialphase im Jahr 2003, werden seit 2004 Lehrveranstaltungen mit den durch PACE zur Verfügung gestellten Mitteln durchgeführt. Dazu zählen im Fachbereich Maschinenbau die Veranstaltungen: Einführungen in das rechnerunterstützte Konstruieren (CAD) Advanced Design Project Collaborative Engineering Grundlagen des CAE/CAD Die Koordination des PACE Projektes an der Technischen Universität Darmstadt erfolgt durch das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion. Die Verteilung der Software sowie die Verwaltung der PACE-Lizenzserver erfolgt seit 2004 zentral durch das Hochschulrechenzentrum (HRZ). Durch die PACE Partnerschaft konnte die Technische Universität Darmstadt weitere Fördermittel seitens des Innovationsbudgets des Landes Hessen einwerben. Auf Antrag wurden für die Jahre 2004 und 2005 insgesamt ,80 für die Forschung auf den Gebieten des Collaborative Engineering sowie der e-product Creation bewilligt. PACE Annual Forum Ebenfalls im Rahmen des PACE Projektes gelang es, wie bereits in 2005 und 2006, auch im Jahre 2007 die Organisation einer internationalen Konferenz. Das 2007 stattgefundene PACE Annual Forum stellt dabei die wichtigste Konferenz des internationalen Förderprogramms dar. Etwa 200 Teilnehmer nahmen dabei die Gelegenheit eines wissenschaftlichen Dialoges war. Die Veranstaltung wurde von allen Teilnehmern als großer Erfolg gewertet. PACE Partner 18

19 Lehrangebot Masterstudium Allgemeines Das Lehrangebot für das Masterstudium Maschinenbau ist so ausgelegt, dass es interessierten Studierenden die Möglichkeit bietet, die Themen der Datenverarbeitung im Produktentwicklungsprozess weiter zu vertiefen und sich hierin zu qualifizieren. Dieses Lehrangebot spricht Studierende ab dem 5. Semester an und umfasst die folgenden Themen: Vorlesungen URL für weitere Informationen: de/lehre_1/master_1/master. de.jsp Virtuelle Produktentwicklung A - CAD-Systeme und CAx-Prozeßketten, früher: Produktdatentechnologie A Virtuelle Produktentwicklung B - Produktdatenmanagement, früher: Produktdatentechnologie B Virtuelle Produktentwicklung C - Produkt- und Prozessmodellierung, früher: Produktdatentechnologie C Verteilter rechnerunterstützter Produktentstehungsprozess Tutorien Fortgeschrittene CAx-Methoden (Advanced CAx) Modellieren mit CATIA V5 Rechnergestützte kollaborative Produktentwicklung (Collaborative Engineering) Collaborative Engineering mit PTC Windchill Nutzung von 3D-Objekten in der technischen Produktdokumentation 19

20 Advanced Design Projects (ADP) Evaluation von Adobe Acrobat Pro Extended 9 und Adobe 3D Reviewer Collaborative Engineering Rechnerunterstützte Entwicklung ergonomie- und designorientierter Produkte Der zentrale Ansatz dieses Lehrangebotes ist in der sog. Produktdatentechnologie verankert. Sie ist ein interdisziplinäres Fachgebiet, geprägt von den Grundlagen der Informatik und den Methoden der Ingenieurwissenschaften, insbesondere des Maschinenbaus. Das grundlegende Konzept basiert dabei auf einer durchgängigen Verarbeitung (ohne Medienbrüche, ohne Informationsverlust) digital repräsentierter Produktdaten über alle Phasen des Produktlebenszyklus hinweg. Die dafür eingesetzten DV-Systeme, das Integrierte Produktmodell (STEP) und die Methoden und Werkzeuge zum Management der Produktdaten im Produktlebenszyklus sind Gegenstand dieses Lehrangebots. 20

21 Virtuelle Produktentwicklung A CAD-Systeme und CAx-Prozessketten Allgemeines Die Vorlesung Produktdatentechnologie A wurde in Virtuelle Produktentwicklung A umbenannt. Die Grundlagen der modernen Produktdatentechnologie werden in der Vorlesung Virtuelle Produktentwicklung A vermittelt. Hierbei stehen insbesondere der Produktmodellgedanke und die Handhabung des zur vollständigen Produktbeschreibung notwendigen Produktdatenmodells im Vordergrund. Das didaktische Konzept beruht darauf, den StudentInnen nach der Vorstellung der mathematischen und informationstechnischen Grundlagen eines CAD-Systems methodische Konzepte ebenso wie die umfangreichen Funktionen der CAD-Systeme theoretisch zu vermitteln, als auch die Weiterverwendung der durch CAD-Systeme erzeugten Daten zu demonstrieren. Lernziele Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Majid Rezaei rezaei@ Dipl.-Ing. Lucia Kobza kobza@ URL: de/lehre_1/master_1/vip_a/ vip_a.de.jsp Verständnis der Zusammenhänge: Integriertes Produktmodell, CAD-Systeme, CAx-Prozessketten Verständnis des Zusammenwirkens der DV-Systeme innerhalb von Prozessketten zur Produktentstehung Kenntnisse unterschiedlicher Modelle der rechnerinternen Beschreibung von Produktinformationen Kenntnise zum Aufbau von DV-Systemen zur Produktdatenverarbeitung Kenntnisse rechnerunterstützter Methoden zur Konzeption, Konstruktion, Optimierung, Darstellung, Fertigungsvorbereitung und Dokumentation von Produkten Ein weiteres Kernelement der Vorlesung ist die Vorstellung der wichtigsten CAx Prozessketten der Produktentstehung. Diese werden anhand repräsentativer Beispiele von der Pro- 21

22 duktkonzeption bis hin zum Herstellungsprozess analysiert und diskutiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den in der folgenden Abbildung dargestellten CAx-Prozessketten. Aktivitäten CAx Prozessketten Besuch des Instituts für graphische Datenverarbeitung (IGD) der Fraunhofer Gesellschaft zum Thema Virtual bzw. Augmented Reality Vorträge aus der Praxis durch Industrievertreter im Rahmen der Vorlesungen Multimediale Gestaltung der Vorlesung: Livedemos in CAD-Systemen anhand repräsentativer Beispiele zur Vertiefung und Veranschaulichung der Lehrinhalte. Anzahl der ECTS-Credit Points: FB 16 4,0 / FB 1 3,0 22

23 Virtuelle Produktentwicklung B Produktdatenmanagement Allgemeines Die Vorlesung Produktdatentechnologie B wurde in Virtuelle Produktentwicklung B umbenannt. Im Fokus der Vorlesung Virtuelle Produktentwicklung B stehen zunächst Grundlagen und Methoden des Produktdatenmanagements. Den Studenten wird die Bedeutung des modernen Produktdatenmanagements vermittelt und organisatorische Voraussetzungen für dessen Einsatz vorgestellt. Zu den Methoden des Produktdatenmanagements gehören u. a. die Produktstrukturierung, die Klassifizierung, das Konfigurations- und Variantenmanagement sowie Freigabe- und Änderungswesen. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Diana Völz voelz@ URL: de/lehre_1/master_1/vip_b/ vip_b.de.jsp Im zweiten Teil der Vorlesung werden die vier Hauptfunktionen der Produktdatenmanagementsysteme behandelt: Element-, Ablauf-, Datei- und Privilegienverwaltung. Weiterhin werden die Grundlagen von Datenbanksystemen für Produktdatenmanagementsysteme diskutiert. Darüber hinaus wird ein Überblick über die Architektur von PDMSystemen gegeben und zur Verdeutlichung verschiedene Datenmodelle beispielhaft vorgestellt. Aufgrund wachsender Bedeutung von Workflow-Managementsystemen werden diese im Anschluss eingehender betrachtet. Lernziele Verständnis der Bedeutung von Produktdatenmanagementsystemen und der Zusammenhänge zwischen diesen, dem Integrierten Produktmodell und Workflow- 23

24 Managementsystemen Kenntnisse der Basistechnologien der Produktdatenmanagementsysteme Verständnis der organisatorischen Voraussetzungen sowie Kenntnisse über die Struktur und die Funktionalitäten von Produktdatenmanagementsystemen Einordnung in das Studienprogramm Diplom-Studiengang Maschinenbau, Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau (Wahlpflichtbereich B) Studienrichtung Mechatronik (Pflicht im Wahlbereich E IId) Master-Studiengang Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich D) Bachelor-Studiengang Computational Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich F) Diplom-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen, Studienrichtung Wi-Mb, Vertiefung PDT Anzahl der ECTS-Credit Points: FB 16 4,0 / FB 1 3,0 24

25 Virtuelle Produktentwicklung C Produkt- und Prozessmodellierung Allgemeines Die Vorlesung Produktdatentechnologie C wurde in Virtuelle Produktentwicklung C umbenannt. Zentrales Ziel der virtuellen Produktentwicklung ist es, die Entwicklung eines Produktes durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien hinsichtlich der Qualität des Produktes, der Kosten des Produktes und des Entwicklungsprozesses sowie der Effizienz des Entwicklungsprozesses zu optimieren. Dies führt zum verstärkten Einsatz von Softwaresystemen in allen Teilprozessen der Produktentwicklung, wie beispielsweise der Verwendung von CAD- und PDM-Systemen im Rahmen der Detailkonstruktion. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Tim Jagenberg jagenberg@ URL: de/lehre_1/master_1/vip_c/ vip_c.de.jsp In dieser Vorlesung werden verschiedene Prinzipien, Methoden und Werkzeuge für Produkt- und Prozessmodellierungen vorgestellt. So werden z. B. die Prinzipien der Systemtechnik, wie die hierarchische Strukturierung und Modellbildung, besprochen. Die Methoden des Modellentwurfs und seiner Spezifikation werden aufgezeigt und diskutiert. Die systematische Datenmodellbildung wird mit Blick auf ISO (allgemein bekannt als STEP Standard for the Exchange of Product Model Data ) unter Verwendung von SADT, EXPRESS und EXPRESS-G vorgestellt. Die Konzepte der Prozessmodellierung selbst werden anhand der Geschäftsprozessmodellierung erläutert. Hierbei wird besonders auf die Möglichkeiten zur Modellierung von Abläufen und Geschäftsprozessen mit UML sowie auf die integrative Methode ARIS eingegangen. Darüber hinaus werden XMLbasierte Lösungsalternativen diskutiert. Besonderer Wert wird innerhalb der Vorlesung darauf gelegt, dass die erworbenen, theoretischen Kenntnisse anhand von praktischen Beispielen und kleineren Übungen vertieft werden. 25

26 Lernziele Verständnis der Zusammenhänge zwischen Funktionen, Daten und Prozessmodellierung Kenntnisse über den Nutzen der Modellierungstechniken für Geschäftsprozessoptimierungen Kenntnisse über das Produktmodell, wie es in ISO (STEP) spezifiziert ist Kenntnisse über die Umsetzung von Produkt- und Prozessmodellen in industrielle Anwendungen Einordnung in das Studienprogramm Beispiel für ein Klassendiagramm in EXPRESS-G Diplom-Studiengang Maschinenbau, Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau (Wahlpflichtbereich D),Studienrichtung Mechatronik (Pflicht im Wahlbereich E IId) Master-Studiengang Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich D) Bachelor-Studiengang Computational Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich F) Diplom-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen, Studienrichtung Wi-Mb, Vertiefung PDT Anzahl der ECTS-Credit Points: FB 16 4,0 / FB 1 3,0 26

27 Verteilter rechnerunterstützter Produktentstehungsprozess (vpep) Allgemeines Im Rahmen der zweiwöchig stattfindenden Vorlesung geht Herr Sälzer auf praxisorientierte Beispiele des verteilten rechnerunterstützten Produktentstehungsprozesses anhand von praktischen Beispielen ein. Herr Dipl.-Ing. Ulrich Sälzer war von 2000 bis 2006 Direktor ITC/D von DaimlerChrysler CVD (Commercial Vehicles Development). Lernziele Im Rahmen der Vorlesung sollen die theoretischen Grundlagen der Entwicklungsprozesse anhand praxisorientierter Beispiele dargestellt werden. Die Schwerpunkte der Vorlesung liegen in der Darstellung struktureller Ansätze bei der weltweiten Zusammenarbeit ( Global Engineering ) als auch der im Produktentstehungsprozess bei Daimler Nutzfahrzeuge verwendeten Systeme ( Prozessketten ). Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Daniel Spieß spiess@ Dipl.-Wirtsch.-Ing. Sebastian Maltzahn maltzahn@ URL: de/lehre_1/master_1/verteil ter_pep/vpep.de.jsp Einordnung in das Studienprogramm Diplom-Studiengang Maschinenbau, Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau (Wahlpflichtbereich B), Studienrichtung Mechatronik (Pflicht im Wahlbereich E IId) Master-Studiengang Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich B) Bachelor-Studiengang Computational Mechanical and Process Engineering (Wahlpflichtbereich F) Diplom-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen, Studienrichtung Wi-Mb, Vertiefung PDT Anzahl der ECTS-Credit Points: FB 16 2,0 27

28 Tutorium: Advanced CAX mit CATIA V5 Allgemeines Ansprechpartner: MSc. Joselito R. Henriques URL: de/lehre_1/tutorien/advan ced_cax/advanced_cax.de.jsp Das Tutorium Advanced CAx mit CATIA V5 führt die Studenten an fortgeschrittene Methoden der CAD-Anwendung mit Hilfe des 3D-CAD Systems CATIA V5 von Dassault Systèmes heran. Neben einer allgemeinen Einführung in die Einzelteilmodellierung Part Design und die Baugruppenmodellierung Assembly Design liegt der Schwerpunkt des Tutoriums auf dem Erlernen der Methoden des Knowledge-Based Engineerings. Anhand des Beispiels eines Planetengetriebes wird den Studenten neben der Anwendung des wissensbasierten, parametrischen Konstruierens weiterhin die Methodik der Skelettmodellierung und des Concurrent Design vermittelt. Die Gesamtaufgabe muss innerhalb der Teams aufgeteilt, Bauräume definiert und gemeinsame Schnittstellen festgelegt werden. Beispielbaugruppe Planetengetriebe in CATIA V5 zur wissensbasierten Modellierung Lernziele Nach erfolgreichem Abschluss des Tutoriums verfügen die Teilnehmer über fundierte Grundlagen im Solidmodeling und der Methodik des wissensbasierten Konstruierens mit CATIA V5. Alle Erfahrungen aus der Anwendung der wissensbasierten Methoden können auch auf andere 3D-CAD- Softwaresysteme übertragen werden. 28

29 Tutorium: Collaborative Engineering mit PTC Windchill Allgemeines Das Tutorium Collaborative Engineering mit PTC Windchill dient der Vertiefung und Anwendung der theoretischen Kenntnisse, die in den Vorlesungen Virtuelle Produktentwicklung A, B und C sowie Verteilter rechnerunterstützter Produktentwicklungsprozess erworben wurden. Die Studenten lernen in diesem Tutorium die Funktionalitäten des Produktdatenmanagmentsystems (PDM) Windchill der Firma Parametric Technologies kennen. Dieses unterstützt die in der Abbildung dargestellten Teilbereiche eines durchgängigen Produktdatenmanagements. Lernziele des Kurses Während des Tutoriums wird ein Entwicklungsprojekt geplant und durchgeführt sowie ein virtuelles Produkt in Windchill abgebildet, dokumentiert und dessen Änderungen verwaltet. Zu Beginn jedes Arbeitstages wurde eine kurze Einführung gegeben, in der die relevanten Inhalte der Vorlesungen wiederholt wurden. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Daniel Spieß spiess@ Dipl.-Wirtsch.-Ing. Sebastian Maltzahn maltzahn@ URL: de/lehre_1/master_1/verteil ter_pep/vpep.de.jsp Im Sommersemester 2008 wurde erstmals das Hauptaugenmerk des Tutoriums auf die Unterstützung verteilter Produktentwicklungsprozesse durch das PDM-System gelegt. Die Betreuer des Tutoriums fungierten dazu als Manager, denen definierte Tagesergebnisse mittels Freigabeprozessen vorzulegen waren. Den Studenten wurden innerhalb ihres Projektteams unterschiedliche Rollen zugewiesen, beispielsweise ein Projekt- und ein Produktmanager. Nach kurzer Zeit wurde diese interne Teamhierarchie von den Studenten genutzt, um Teilergebnisse durch Workflows im Team begutachten zu lassen. 29

30 Als Tagesergebnisse wurden beispielsweise erarbeitete und geänderte Projektpläne sowie definierte und geänderte Produktstrukturen gefordert. Durch Nutzung der Kommunikationsfunktionen des PDM-Systems (Kommentare und Forum) konnten darüber hinaus die Herausforderungen verteilten Arbeitens simuliert werden. Das PDM-System als Integrationsplattform Neben den Grundfunktionen des PDM-Systems wie Datei-, Element-, Ablauf- und Privilegienverwaltung wurde auf diese Weise auch die alltägliche Kommunikation mit räumlich getrennten Vorgesetzten, Kollegen, Kunden und Projektpartnern vermittelt. Das durch dieses Rollenspiel beinahe nebensächliche Erlernen des Erstellens und Änderns eines Projektplanes und einer Produktstruktur sowie von Produktkonfigurationen im PDM- System wurde von den Studenten als sehr positiv bewertet. 30

31 Tutorium: Nutzung von 3D-Objekten in der technischen Produktdokumentation Allgemeines Im Tutorium Nutzung von 3D-Objekten in der Technischen Produktdokumentation wird den Studierenden die Erzeugung einer einfachen Produktdokumentation mit 3D-Geometriedaten Schritt für Schritt erläutert. Die Teilnehmer haben die Möglichkeit, die Inhalte in ihrem individuellen Lerntempo zu erfassen und können sie beliebig oft wiederholen. Im Anschluss daran soll das Gelernte anhand eines Praxisbeispiels angewendet werden. Dazu werden bereits bestehende Geometriedaten in eine 3D- Beispiel zur Technischen Produktdokumentation, generiert von Produktdokumentation mit einem Teilnehmer Animationen überführt. Ansprechpartner: MSc. Joselito R. Henriques URL: de/lehre_1/tutorien/tpd/tpd. de.jsp Lernziele des Kurses Vermitteln des Basiswissens der Technischen Produktdokumentation Praktische Schulung in einem modernen Softwareprodukt zur Erstellung von Technischen Dokumenten mit eingebetteten 3D-Objekten Aufzeigen der neuen Möglichkeiten der TPD mit eingebetteten 3D-Objekten Erstellung von intelligenten, interaktiven Technischen Dokumenten mit Informationen aus verschiedenen unternehmensinternen Datenquellen (z. B. CAD-Daten aus der Produktentwicklung) mit Adobe Acrobat 3D Erstellung zielgerichteter digitaler Dokumente (z. B. Wartungsanweisungen für den Service während der Nutzung des Produkts) 31

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33 Advanced Design Project: Collaborative Engineering Allgemeines Ziel des im Wintersemester 2008/2009 durchgeführten Advanced Design Projects war die konstruktive und marktspezifische Erweiterung eines Concept Cars unter Anwendung grundlegender Methoden des Collaborative Engineering in internationalen Teams. Das Advanced Design Project wurde in internationaler Zusammenarbeit mit den Universitäten Virginia Tech (USA), Howard University (USA), ITESM Monterrey (Mexiko) und Shanghai Jiao Tong University (China) sowie mit Unterstützung der General Motors Corporation durchgeführt. Dabei übernahmen die Studenten von Virginia Tech, Original Modell von General Motors zur Nutzung im Rahmen des ADP Howard University, ITESM Monterrey und Jiao Tong University die Rolle als Projektpartner der Technischen Universität Darmstadt, während die General Motors Corporation die benötigten CA-Daten zur Verfügung stellte. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Marc Bierwerth URL: de/lehre_1/advanced_desig n_projects/collaborative_ engineering_1/collaborative engineering.de.jsp Lernziele des Kurses In räumlich und zeitlich verteilten Teams nutzten die Studenten an den fünf Standorten Methoden und Tools des Projektmanagements und Collaborative Engineerings, um z. B. die Kooperation und den Datenaustausch zwischen den verteilten Standorten zu gewährleisten. Als Ergebnis der internationalen Zusammenarbeit präsentierte jedes Projektteam eine marktspezifische Erweiterung des Concept Cars. 33

34 Advanced Design Project: Evaluation von Adobe Acrobat Pro Extended 9 und des Adobe 3D-Reviewer Allgemeines Ansprechpartner: MSc. Joselito R. Henriques henriques@ Thema des im Wintersemester 2008 durchgeführten Advanced Design Projects war die Evaluation des neuen Adobe Acrobat Pro Extended 9 und Adobe 3D Reviewe in Zusammenarbeit mit der Firma PROSTEP AG. Das Ziel des ADP war die Durchführung einer Analyse neuer Features und Tools der Software in ihrer Betaversion sowie damit verbunden die Aufdeckung möglicher enthaltener Fehler. Hierbei wurde insbesondere auf folgende sechs Punkte geachtet: Digital Mock-Up Project Review Product Manufacturing Information Data Exchange Animation Die Aufgaben wurden von einem Team mit 6 Studenten gelöst. Das Team hatte einen Bericht während des Projekts zu schreiben und die Ergebnisse abschließend zu präsentieren. Die Studenten wurden aufgefordert, Vorschläge für Verbesserungen zu machen. Analysierte Bereiche in Adobe Acrobat Pro Extended 9 und Adobe 3D Reviewer 34

35 Advanced Design Project: Rechnerunterstützte Entwicklung ergonomie- und designorientierter Produkte Allgemeines Das ADP wird von den Fachgebieten DiK, IAD und pmd des Maschinenbaus sowie der Arbeitsgruppe Arbeits-, Betriebsund Organisationspsychologie des Fachbereichs Humanwissenschaften der TU Darmstadt und dem Fachbereich Gestaltung der Hochschule Darmstadt gemeinsam durchgeführt. Während der Bearbeitung sollen dabei insbesondere folgende charakteristischen Arbeitsmittel Methoden, Werkzeuge, Medien und Prozesse entsprechend der Schwerpunkte der beteiligten Disziplinen berücksichtigt und angewandt werden. Dabei sollen rechnerunterstützte Arbeitsmittel der virtuellen Produktentwicklung im Vordergrund stehen. Die Aufgabenstellung des ADPs besteht in der Durchführung, Analyse und Beschreibung des Prozesses einer rechnerunterstützten Produktentwicklung von der Idee bis zum Prototypen unter besonderer Berücksichtigung funktionaler, ergonomischer und ästhetischer Aspekte. Dabei sollen angewandte Vorgehensweisen ebenso wie Schnittstellen und auftretende Zielkonflikte zwischen den beteiligten Fächern Entwickeltes Produkt aus dem Wintersemester 07/08 und deren Lösung während des gesamten Prozesses erfasst und beschrieben werden. Der Fokus liegt somit insbesondere auf der Reflexion und Dokumentation des Prozesses sowie der Informations- und Datenflüsse. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Jens Malzacher URL: 35

36 Lernziele des Kurses Entwickeltes Produkt aus dem Wintersemester 07/08 Die Aufgabenstellung soll in Teamarbeit bearbeitet werden. Einzelne Teammitglieder sollen im Verlauf des gesamten Projektes die Rollen von Vertretern der beteiligten Disziplinen übernehmen. Ein Produkt sowie einschränkende Kriterien zu diesem Produkt werden vorgegeben. Der Schwerpunkt des Projekts liegt in der Gestaltung des Produktentwicklungsprozesses sowie dem Einsatz von Methoden zur formal-abstrakten und geometrisch-gegenständlichen Produktbeschreibung. Die Studenten werden dazu ermutigt, gegebenenfalls Methoden und Werkzeuge zu variieren und Vorschläge zur Verbesserung zu machen. 36

37 Exkursion zu Continental Teves AG & Co ohg Allgemeines Das DiK und die Continental Teves AG & Co ohg luden am 11. November 2008 interessierte Studenten zu einer Exkursion im Werk Frankfurt a. M. der Continental Teves AG & Co ohg ein. Studenten aus den Richtungen des Maschinenbaus, Wirtschaftsingenieurwesens, Computational Engineerings, der Materialwissenschaften und der Elektrotechnik hatten an diesem Tag Gelegenheit, sich das Werk Frankfurt aus eigener Perspektive anzuschauen und verschiedene Abteilungen näher kennenzulernen. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Lucia Kobza Die Werksbesichtigung umfasste viele anschauliche Demonstrationen aus den Gebieten der Produktentwicklung und Fertigung. Als sehr interessant und praxisnah erwiesen sich die Besichtigung des dynamischen Prüffeldes von Radbremsen, die Besichtigung des Fahrzeugversuchs für Elektronische Bremsensysteme und die Führung durch die werkseigene Montagestraße zur Herstellung von ABS- und ESP-Systemen. Neben der Werkbesichtigung standen Vorträge zum Thema Collaborative Simulation und Funktionsentwicklung von der Idee bis zur Serienentwicklung im Vordergrund. Im Rahmen dieser Vorträge konnten die Teilnehmer von anregenden Erfahrungsberichten profitieren und in einer Diskussion mit Fach- und Führungskräften wertvolle Eindrücke und Einblicke gewinnen. Ein weiterer wichtiger Tagespunkt befasste sich mit den Einstiegsmöglichkeiten im Unternehmen sowie mögliche Praktika, Studien- und Diplomarbeiten. Hier konnten die Interessenten wichtige Kontakte knüpfen und Informationen für ihre weiteren Pläne sammeln. Die Resonanz der Teilnehmer war durchweg äußerst positiv und eine Wiederholung dieser Exkursion ist schon in Planung. 37

38 Exkursion zur TAKATA-PETRI AG Allgemeines Ansprechpartner: Dipl.-Wirtsch.-Ing. Thomas Rollmann Am 26. November 2008 organisierte das DiK für interessierte Studenten des Maschinenbaus, Wirtschaftsingenieurwesens, Computational Engineerings, der Materialwissenschaften und der Elektrotechnik sowie für wissenschaftliche Mitarbeiter der entsprechenden Fachbereiche eine Exkursion zur Takata-Petri AG nach Aschaffenburg. Takata KK ist ein international tätiges Unternehmen, das Insassenschutzsysteme für Fahrzeuge herstellt. In Europa ist die Takata Corporation seit der Übernahme der Petri AG im Jahr 2000 unter dem Namen Takata-Petri AG vertreten. Das Werk in Aschaffenburg ist Europazentrale der Takata KK. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt unterhält das Unternehmen weltweit 23 Fertigungsstätten und sieben F&E-Zentren. Von den ca Mitarbeitern sind etwa allein in Europa beschäftigt. Neben einer ausführlichen Werksbesichtigung, insbesondere der Produktentwicklung sowie der Fertigung von Airbags und Lenkrädern konnten die Teilnehmer auch im direkten Dialog mit Fach- und Führungskräften wertvolle Eindrücke gewinnen. Über die Einstiegsmöglichkeiten im Unternehmen sowie mögliche Praktika, Studien- und Diplomarbeiten referierte Personalreferent Stefan Braun. Das Feedback der Teilnehmer der Exkursion war äußerst positiv, eine Wiederholung der Veranstaltung in der Zukunft ist geplant. Gruppenfoto der Teilnehmer 38

39 Exkursion zur ProSTEP AG Allgemeines Aufgrund der guten Beziehungen zur ProSTEP AG war es uns auch in diesem Jahr wieder möglich eine externe Vorlesung der Reihe Virtuelle Produktentwicklung C vor Ort ab zu halten. Mitarbeiter der ProSTEP AG stellten den Studenten zunächst die verschiedenen Arbeitsfelder vor, und nahmen sich dann die Zeit die Themen 3D PDF, PDM-Integration sowie den Datenaustausch mittels STEP vertieft zu erläutern. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Tim Jagenberg jagenberg@ Für diesen interessanten, praxisnahen Einblick bedanken wir uns herzlich bei der ProSTEP AG und ihren Mitarbeitern und freuen uns auf weitere erfolgreiche Kooperationen. Transformation von CAD-Dokumenten 39

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41 Forschung Allgemeines Hinter der heute eher konservativ anmutenden Fachgebietsbezeichnung Datenverarbeitung in der Konstruktion verbirgt sich ein oft auf den ersten Blick nicht in seinem vollen Umfang erkennbares Wissenschaftsgebiet, welches sich heute mit einem großen Spektrum vielfältiger Forschungsaufgaben rund um die rechnergestützte Produktentwicklung befasst. Dabei schließt der Aspekt der Datenverarbeitung sowohl die Generierung, Speicherung und Archivierung von Produktdaten ein wie auch den Datenaustausch und -abgleich dieser; und dies stets mit dem Ziel, alle jemals entstehenden Produktdaten eines Produkts durch den geschickten Einsatz elektronischer Datenverarbeitungsmethoden entlang seines gesamten Lebenszyklus von seiner Idee bis hin zu seinem Recycling zu erfassen und zu verarbeiten. Der Begriff der Konstruktion im Maschinenbau steht ferner heute für den Gesamtprozess der virtuellen Produktschöpfung, nicht nur mehr für das zeichnerische norm- und funktionsgerechte Abbilden der angestrebten Produktgestalt auf Papier, da es die modernen CAx- Technologien heute erlauben, durchgängig rechnergestützt Produkte von ihrem ersten Formgebungsvorschlag bis hin zu ihrem rechnergestützt getesteten virtuellen serienreifen Prototyp zu entwickeln. Aus dieser Sichtweise heraus haben sich in den vergangenen Jahren drei Forschungsschwerpunkte am DiK ergeben: Die Informationsmodellierung mit der Blickrichtung 41

42 gezielt auf die Produktdatenabbildung, das verteilte und kooperative Arbeiten mit Gewicht auf den Arbeitstechniken sowie die virtuelle Produktentwicklung in ihren Grundlagen, so z. B. den Betrachtungen zu Einsatz, Handhabung und Nutzen von Softwarewerkzeugen im Entwicklungsprozess. Themenfelder Informationsmodellierung: Prozessanalyse und Prozessmodellierung Objektorientierte Modellierung ISO Standard für Exchange of Product Model Data (STEP) Verteiltes und kooperatives Arbeiten: Verteilte Produktentwicklung Kooperative Arbeitstechniken Geschäftsprozessoptimierung und modellierung Verteiltes Prozess- und Produktmanagement Virtuelle Produktentwicklung: Computer Aided Design (CAD) Computer Aided Engineering/X (CAE/CAx) und Integration Produktdatenmanagement (PDM) 42

43 LOEWE-Zentrum AdRIA Adaptronik- Research, Innovation, Application Allgemeines LOEWE (Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz) ist ein neues hessisches Landesprogramm außerhalb bestehender Förderstrukturen zur gezielten Weiterentwicklung der hessischen Forschungslandschaft. Das Ziel des LOEWE-Zentrums AdRIA (Adaptronik Research, Innovation, Application) ist der Aufbau und die nachhaltige Implementierung eines international führenden Forschungszentrums für Adaptronik am Wissenschafts- Standort Darmstadt. Dazu werden die beim Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, bei der Technischen Universität Darmstadt und bei der Hochschule Darmstadt (FH) verteilt vorhandenen, komplementären Teilkompetenzen unter dem Aspekt der Adaptronik weiterentwickelt und zu einer ganzheitlichen Systemkompetenz zusammengeführt werden. Adaptronik beschreibt eine interdisziplinäre Technologie, mit der sich autonome Struktursysteme realisieren lassen, die sich selbständig an sich verändernde Randbedingungen anpassen. Diese so genannten adaptiven Strukturen benötigen strukturintegrierte Aktor- und Sensorsysteme auf Basis multifunktionaler Materialien sowie eine ebenfalls strukturintegrierte, echtzeitfähige und energieautarke Regelungstechnik. Als Anwendungsszenarien können alle die maschinenbaulichen Konstruktionen herangezogen werden, bei denen aktiv das Schwingungsverhalten, die Schallabstrahlung, die Kontur- und Geometrieeigenschaften bis hin zur Schadenstoleranz zu beeinflussen sind. Die Adaptronik ist damit anerkanntermaßen eine der zentralen Schlüsseltechnologien zur nachhaltigen Entwicklung von Produktinnovationen in den Marktfeldern Energie, Mobilität, Umwelt und Gesundheit. Der adaptronisch erschließbare Performancezuwachs ermöglicht dabei außergewöhnliche, schwer kopierbare Produkte im globalen Wettbewerb. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Jens Malzacher URL: de/forschung_2/projekte/ adria/adria.de.jsp 43

44 Die Rolle des DiK in AdRIA Adaptive Strukturtechnologie Das DiK ist in AdRIA Partner in den Technologiebereichen Simulation und Life Cycle Engineering. Schwerpunkt in ersterem Bereich ist die Weiterentwicklung der Simulationsmethoden für die Adaptronik, in letzterem Bereich liegt der Schwerpunkt in der Methodenentwicklung für Zuverlässigkeitsaussagen. Das DiK wird dabei eine integrierte Entwicklungsumgebung mit angepassten Funktionen aus dem PLM beisteuern. Das Land Hessen fördert durch das LOEWE- Programm zwei mal 3 Jahre Forschung zum nachhaltigen Aufbau der Kompetenz, hier für den Bereich der Adaptronik. Die erste Förderdauer läuft vom 01. Juli 2008 bis 30. Juni