CAD-samordning eller ”digital samordning”, används inte endast inom byggbranschen. Allastora projekt som görs med CAD-program inom produkttillverkning och produktutvecklingkräver maximal noggrannhet i mätdata. Teknologin tar jämna steg mot en programutvecklingsom blir alltmer komplex och kan i vissa fall upplevas som komplicerad och merproblematisk. Man behöver däremot inte stora kunskaper om CAD-användning för att förståatt en mer kontrollerad och strukturerad CAD-samordning som samordnar all CAD-relateradinformation efter rutiner och krav bidrar till tidsbesparingar. Alla projektörer arbetar däreftermed korrekta och enhetliga handlingar vid varje given tidpunkt. En del av de ritningar somanvänds idag finns enbart i pappersformat, en del i enklare CAD-format eller så finns ingaritningar alls. CAD-samordning inom byggbranschen kommer därför att vara minst lika viktigoch nödvändig i framtiden som den är idag.De flesta byggprojekt görs idag med 2D- och/eller 3D-teknik. Fastighetsägare/förvaltare harinsett hur viktigt det är med CAD-samordning och användandet av en CAD-kravspecifikation.Det krävs därför en klar gemensam målbild hos alla inblandade och intresserade parter inombyggbranschen.Samtidigt som programmen kan tänkas bli mer informationsbärande med tiden, har vissabyggprojekt börjat ta stora steg från vanlig CAD-projektering till BIM–projektering.Problemet är inte hur man ska tillämpa och använda dessa framtida projekteringsprogram,utan mer på hur man ska samordna den digitala informationen. BIM är ett sätt att hanteraobjektorienterad information på ett mer koncentrerat och kontrollerat sätt. Särskilt när mananvänder sig av parametrisk modellering. När ändringar görs på ett byggsegment i modellenoch resterande segment uppdateras automatiskt, medför att alla aktörer som medverkar ochberörs av särskilda ändringar alltid bör ha riktiga och uppdaterade handlingar. En CADsamordnaresom utvecklar och skaffar sig tidig erfarenhet kring denna arbetsprocess bordeklarar av att samordna information som ständigt uppdateras.För många projektörer är BIM relativt nytt men de är väldigt positiva och öppna för nyaprojekteringssätt. Det ser ut som om CAD-samordnaren i framtiden kommer att kallas för”BIM-samordnare”, vilket i sin tur skapar en utvecklingsmöjlighet för alla CAD-samordnare.CAD-samordning – en arbetsprocess mot en oundviklig evolution parallellt med teknologin4I flera fall är projektörer optimistiska när det gäller tidsplanering och kostnadsräkning, vilketkan undvikas då denna information kan tas fram med hjälp av 4D- och 5D-modellering.Beställaren får en översikt över hur mycket bygget kommer att kosta och hur mycket tid varjebyggdel kommer att kräva redan under projekteringsskedet. Entreprenörer kan göramängdberäkningar och utforma sina materiallistor. Entreprenörer vill även lägga fokus på attbeställa och hantera 3D-projektering, samordning i 3D och kalkyl i 3D. På så sätt kanentreprenörer uppnå högre engagemang, ökad produktivitet och färre revideringar.Förvaltarna kan få ut stora förtjänster med att få in ritningar och handlingar av god kvalitésom de kan använda sig av under hela byggnadens livscykel. De kan spara pengar och tid dåde slipper bekosta sig för efterbearbete. De har dessutom möjlighet att med hjälp av rättinformation i modellerna, snabbare hämta den information som en hyresgäst eller kundbehöver, vilket ger flera nöjda kunder.Att ändra på arbetssättet som man är van vid är aldrig lätt och att förespråka för BIM är ettstort steg för vissa parter, även om 5-10 % av byggprojekten idag görs i BIM. Nya och relativtstora projekt bör därför göras med 4D- eller 5D-teknik. Renodlad BIM-projektering är ganskaoprövad men fördelarna inom parametrisk modellering bör nå fram till projektörer ochsamordnare som vill utvecklas som ett steg mot framtiden och BIM. / CAD coordination or ”digital Coordination” does not mean that it is only used in theconstruction industry. All major projects are made with CAD-software in productmanufacturing and product development, requiring the utmost precision in the measurementdata. The technology takes pace against a program that is becoming increasingly complex andmay be seen as complicated and more problematic. You do not need much knowledge aboutCAD-use to understand that a more controlled and structured CAD-coordination, whichcoordinates all CAD-related information following procedures and requirements contribute totime savings. All planners are working then with the correct and consistent documents at anygiven time. Some of the drawings used today only exist on paper, some in simple CADformat,or there are no drawings at all. CAD-coordination in the construction industry will beat least as important and necessary in the future as it is today.Most construction is done today with 2D- and/or 3D-technology. Property owners/managershave realized the importance of CAD-coordination and use of a CAD-specification. Thisrequires a clear and shared goals of all involved and interested parties in the constructionindustry.While the programs might get more information-bearing, over time, some constructionprojects begun to take steps from simple CAD-design to the BIM-design.The problem is not how to apply and use these future designprograms, but more on how tocoordinate the digital information. BIM is a way to manage object-oriented information in amore focused and controlled way. Especially when we use the parametric modeling. Whenchanges are made to a construction segment in the model and the remaining segments getsupdated automatically, implies that all actors involved and affected by specific changesshould always have correct and updated documents. A CAD-coordinator who develop andacquire early experience of this process should be able to coordinate information which isconstantly updated.For many planners BIM is relatively new, but they are very positive and open to newdesignways. It seems that the CAD-coordinator will in future be known as "BIMcoordinator",which in turn creates a development opportunity for all CAD-coordinators.In several cases, planners are optimistic about the timing and cost benefits, which could beavoided since this information can be obtained by means of 4D- and 5D-modeling. Thecustomer may get an overview of how much the construction will cost and how much timeCAD-samordning – en arbetsprocess mot en oundviklig evolution parallellt med teknologin6each construction segment will require during the design stage. Entrepreneurs can makevolume calculations and organize their material lists. They also want to focus on ordering andmanaging 3D-design, coordination in 3D and calculatio in 3D. This allows contractors toachieve greater commitment, increased productivity and fewer revisions.Managers can get great benefit with drawings and documents of good quality that they canmake use of throughout the buildings lifecycle. They can save money and time when they donot need to pay for post processing work. They also have the option of using the rightinformation in the models by downloading the information that a tenant or customer needs,resulting in more satisfied customers.Changing the approach that is used is never easy and to advocate for BIM is a big step forsome parties, although 5-10 % of construction projects today are made in BIM. New andrelatively large projects should therefore be done with 4D- or 5D-technology. Pure BIMdesignis relatively untested, but the benefits of parametric modeling should reach theplanners and coordinators who want to develop as a step towards the future and BIM.

Sverige är ett av de länder med högst återvinnings- och skräphanteringsratio. Mängden deponi har minskat mer och mer under de senaste åren och ersatts med fler återvinningsmetoder samt energiåtervinning. Dock så är en hög andel av det material som förbränns och hamnar på deponi fortfarande användingsbart vid återvinning. Därför finns det ett behov att hitta en mer effektiv lösning för materialåtervinning. Rapporten täcker arbetet med att utveckla och visualisera ett koncept för en single-stream återvinningsanläggning som skall kunna appliceras i Sverige. Material och skräptyper har studerats och evaluerats. Detta gav sju olika fraktioner: blandat papper, PE, PP, HDPE, järnhaltiga metaller, icke järnhaltiga metaller samt trä. För dessa fraktioner har sedan maskiner valts ut och sedan 3D-modellerats. Omgivande komponenter som t.ex. trappor och ställningar har även modellerats för att ge ett verkligt intryck av återvinningsanläggningen. För exteriören av anläggningen har fotogrammetri använts för att återskapa en topografi för att sedan integrara byggnaden i topografin. Animationer har gjorts för både exteriören och interiören för att visa hur skräpet kommer till anläggningen, behandlas, och sedan transporteras iväg. Eftersom arbetet har varit på ett konceptuell nivå ges rekommendationer och tips på fortsatt arbete för att kunna verkställa en sådan anläggning i Sverige. / Sweden is one of the countries with the highest recycling and waste processes rates. Over the years the landfill has been reduced and replaced by better recycling and waste-to-energy through combustion. However, a large amount of the waste that goes to to combustion and landfill are still useable if recycled. Therefore there is a demand of finding a more efficient solution for recycling material. The report covers development and visualisation of a concept for a single stream recycling plant that could be applied on waste in Sweden. Materials and waste has been studied and evaluated to find seven fractions to recycle from a mixed waste stream: mixed paper, PE, PP, HDPE, ferrous metals, non ferrous metals, and wood. Machines were selected and 3D modelled. Photogrammetry was used to recreate a topography of the surroundings to put the plant in. Animations were made of the exterior and interior demonstrating how the waste arrives to the plant, gets sorted, and finally transported away. Since the work is on a conceptual level the report provides recommendations and future work for how to further develop the plant, and finally build it in Sweden.

Det här projektet har gått ut på att med hjälp av FEdatorprogram analysera hållfastheten hos ett ställdon utvecklat av företaget Cascade Drives. Ställdonet ska användas för att driva en vattenpump som utsätts för laster på upp till 30 ton. Det består av ett växelhus, en elmotor och ett kuggstång-pinionsystem. Motorn sitter direkt på växelhuset med ett motorfäste. De egenskaper som skulle studeras var dels växelhusets deformation och vilka spänningar som uppstod i detta, samt dess egenfrekvenser. Dessutom skulle motorfästes egenfrekvenser och egensvängningar undersökas speciellt för att säkerställa att ingen av de frekvenser som kunde tänkas exciteras vid drift skulle kunna få motorfästet i egensvängning. Motorfästet skulle också modelleras som både aluminium och stål, för att bestämma vilket materialval som var bäst lämpat.  Alla delarna utom kuggstången och dess bussningar erhölls som CADmodeller från Cascade Drives, och analysen gjordes i FEprogrammet Ansys Academic Teaching Mechanical and CFD, 2020 R1, med modulerna Static Structural och Modal. Då licensen begränsade antalet noder som kunde användas i meshen för lösningen till max 256 000 noder, var en del av delarnas geometri tvungna att förenklas genom att ta bort hål, avrundningar och inre ihåligheter. Motorns inre geometri visade sig vara så komplicerad att en helt ny simplifierad modell av den togs fram. Likaså utvecklades enkla modeller av kuggstången och dess bussningar. Allt CADarbete utfördes i programmet Solid Edge 2019.  För att spara noder modellerades inte rullagren eller stängerna som CADmodeller, utan ersattes av joints respektive beam connections i Ansys. Lagerkrafterna som förs över från axlarna till lagersätena modellerades som bearing forces i radiell led. Lagrens och kugghjulens massor simulerades som punktmassor. Inspänningsrandvillkoren sattes på flänsarnas undersidor för att simulera att ställdonet stod på en stålställning. Remote displacement, frictionless support och elastic support användes för detta.  Resultaten visade att växelhuset med god marginal håller för påfrestningarna, och att ingen av dess egenfrekvenser direkt överlappar med excitationsfrekvenserna. Motorfästet görs med fördel av stål, då motorfästets resonansfrekvenser hamnade relativt nära motorfrekvenserna och stålfästets resonansfrekvenser låg högre i spektrumet än frekvenserna för fästet gjort i aluminium. / The purpose of this project was to use FE computer software to analyse the durability of an actuator developed by the company Cascade Drives. The actuator will be used to drive a water pump subjected to loads of up to 30 tonnes. It consists of a gearbox, an electric motor and a rack and pinion system. The motor is directly mounted to the gear housing. The characteristics studied were the deformation of the gearbox, the generated stresses as well as its natural frequencies. Furthermore, the eigenfrequencies of the motor mount were to be investigated to ensure that none of the frequencies excited in the gear housing by the gears and motor risked inducing self-oscillation.  The mount was also to be analysed as if made from steel or aluminium, in order to decide the most appropriate material. All parts except the rack and the bushings were obtained as CAD models from Cascade Drives. The analysis was done in the FE program Ansys Academic Teaching Mechanical and CFD, 2020 R1, with the modules Static Structural and Modal. As the license only allowed a maximum of 256 000 nodes in the mesh, some of the part’s geometries had to be simplified by removing holes, fillets, and cavities. The motor’s geometry was especially complex, and a completely new, simplified model was created, as well as a simple rack and bushing models. All CAD work was done in the software Solid Edge 2019 To further decrease the number of nodes used neither the bearings nor the bars were modelled as CAD models, but rather as joints and beam connections in Ansys. The feature ‘bearing forces’ was used to model the forces from the shafts on the bearing seats. The weight of the gears and bearings were simulated as point masses. In order to simulate the actuator as being mounted on a steel frame, the boundary conditions ‘remote displacement’, ‘frictionless support’ and ‘elastic support’ were added to the bottom of the flanges.  The results showed that the gear housing can withstand the stresses with a good margin, and that none of the eigenfrequencies matched those excited. It also showed that the best material for the mount is steel, as the eigenfrequencies of the steel mount were higher than those of the aluminium mount, which is preferable since they then are further from the motor’s frequency.

Detta projekts mål var att konstruera ett lyftverktyg som kan användas av Husmuttern, för att lyfta deras väggelement. Syftet med detta lyftverktyg är att underlätta byggprocessen i Husmutterns microfabrik och förutsätta säkra lyftningar av väggelementen. Väggelementen kan förekomma i olika varianter - ett med en panel, ett med ett fönster och ett med en dörr. Dessa varianter har olika tyngdpunkter och därmed var Husmuttern i behov av ett lyftverktyg som kan justeras utefter dessa olika varianter. Väggelementen förekommer även i två olika längder samt i två olika djup, vilket lyftverktyget också ska kunna justeras efter. Dessa justeringar ingår i kravspecifikationen. Lyftningen sker med både truck och travers, vilket verktyget ska vara anpassat till. Projektet utfördes enligt fyra faser; förstudier, planering, genomförande samt slutfas. I förstudierna studerades bl.a. tidigare förslag på lyftverktyg. Husmuttern hade en grundidé till ett lyftverktyg som projektgruppen skulle utgå ifrån i första hand. Som utgångspunkt för konceptgenereringen, gjordes analyser såsom funktionsanalys och QFD. Med brainstorming som metod, genererade gruppen fram flera koncept. Efter val av koncept med hjälp av diskussioner och beslutsmatriser, gjordes CAD-modell av lyftverktyget för att visualisera det färdiga förslaget. Förslaget som togs fram av gruppen på ett lyftverktyg, består av totalt fem komponenter - två U-liknande komponenter, två stödkomponenter och ett lyftrör. Gruppens förslag är en utveckling på Husmutterns grundidé. Justering efter tyngdpunkt sker med hjälp av stödkomponenten på U-komponenten. Lyftröret har olika öglor för de olika längderna på väggelementet. Justering efter djup görs genom att ha två olika U-komponenter, som har olika djup. / The goal of this project was to construct a lifting accessory that can be used by Husmuttern, to lift their wall elements. The purpose of this lifting accessory is to facilitate the construction process in Husmuttern:s microfactory and safe lifts of the wall elements. The wall elements come in different types - one with a panel, one with a window and one with a door. These different types of wall elements vary in their centre of gravity, thus Husmuttern was in need of a lifting accessory that can adjust to these varieties. The wall elements come also in two different lengths and two different depths, which the lifting accessory also should be able to adjust to. These adjustments are included in the requirements specification. The lifting is done with both a forklift truck and a traverser, which the lifting accessory should be adapted to. The project was done according to four phases; feasibility studies, planning, executing and finish. In the phase of feasibility studies, the project group studied inter alia previous suggestion on a lifting accessory. Husmuttern did have an idea of a lifting accessory, that the project group would start with first and foremost. As a starting point for the generation of concepts, analyses such as functions analysis and QFD was conducted. With brainstorming as a method, several concepts were genererated within the group. After choosing an eventual concept by means of discussions and decision matrices, a CAD-model was done of the lifting accessory in order to visualize the suggestion. The group’s suggestion of a lifting accessory consists of five components in total - two U-components, two support-components and one pipe. The group’s suggestion is a development of Husmuttern:s idea. Adjustment to the centre of gravity, is done by adjusting the support-component on the U-component. The pipe has different coils for the different lengths of the wall-element. Adjustment to the different depths is done by having two different U-components, which have different depths.

The main aim of this master thesis is to improve the performance of the Research Concept Vehicle (RCV). The RCV is an electric over-actuated vehicle developed at Integrated Transport Research Lab (ITRL) at KTH Royal Institute of Technology. The vehicle steer, camber, drive, and brake on each wheel of the vehicle. The RCV also has various operation modes such as 2WD, 4WD, 2WS and 4WS. The RCV is used as a research platform to implement, validate, and demonstrate results of various research projects.  The RCV was developed in the year 2012. There is now a requirement to improve the performance of the vehicle to create a more dynamically capable platform to do more dynamic tests with. The main aim of this thesis is to explore the possibility of upgrading the suspension system with integrated wheel hub motor, electric steering actuator and electric camber actuator. It also involves packaging of the new battery pack system and reinforcing the chassis to reduce the flex during operation.  Steps followed involves analysis of the current electric steering and electric camber actuator systems using MBD method to test the performance. With this as the base, requirements are decided as to what must be done to improve the performance by creating another MBD model to obtain the new performance figures. Also, the new battery pack is to be positioned on the base plate of the vehicle and this is achieved by placing the new battery pack onto the existing CAD model. The chassis is to be reinforced with the help of cross members, also designed on CAD software. The damper unit needs to be repositioned to accommodate the battery pack. Based on the changes in the vehicle, new hardpoints are decided for the new steering system, camber system and suspension system.  Based on the new performance figures obtained from MBD, the requirements of the new electric steering and camber actuator systems are presented. The strength in the new frame is tested using FEM method. The new position of the damper unit is tested for performance using an MBD software.  With the end of this thesis, the requirements to develop the new and improved RCV was obtained, thereby allowing for more dynamic testing to be done with the electric vehicle. / Huvudsyftet med detta examensarbete är att förbättra prestanda för Research Concept Vehicle (RCV). RCV är ett elektriskt överaktuerat fordon utvecklat vid Integrated Transport Research Lab (ITRL) vid KTH Royal Institute of Technology. Fordonet styr, reglerar cambervinkeln, kör och bromsar med varje hjul i fordonet. RCV har också olika driftlägen som 2WD, 4WD, 2WS och 4WS. RCV används som en forskningsplattform för att implementera, validera och demonstrera resultat från olika forskningsprojekt.  RCV utvecklades år 2012. Nu är det nu ett krav att förbättra fordonets prestanda för att skapa en mer dynamiskt kapabel plattform att göra mer dynamiska tester med. Huvudsyftet med denna avhandling är att undersöka möjligheten att uppgradera upphängningssystemet med integrerad hjulnavmotor, elektrisk styrmanöverdon och elektrisk cambermanöverdon. Det handlar också om förpackning av det nya batteripaketet och förstärkning av chassit för att minska flex under drift.  Stegen som följs innefattar analys av de nuvarande elektriska styrsystemen och de elektriska camber-ställdonssystemen med MBD-metoden för att testa prestandan. Med detta som bas bestäms krav på vad som måste göras för att förbättra prestandan genom att skapa en annan MBD-modell för att erhålla de nya prestandasiffrorna. Det nya batteripaketet ska också placeras på fordonets bottenplatta med hjälp av CAD-programvara. Chassit ska förstärkas med hjälp av tvärbalkar, även utformade på CAD-programvara. Spjällenheten måste placeras om för att rymma batteripaketet. Baserat på förändringarna i fordonet bestäms nya hårda punkter för det nya styrsystemet, camber-systemet och upphängningssystemet.  Baserat på de nya prestandasiffrorna som erhållits från MBD presenteras kraven för de nya elektriska styr- och camber-ställdonssystemen. Styrkan i den nya ramen testas med FEM-metoden. Spjällenhetens nya position testas för prestanda med hjälp av en MBD-programvara.  I slutet av denna avhandling erhölls kraven för att utveckla den nya och förbättrade RCV, vilket möjliggjorde en mer dynamisk testning med elfordonet.

Vor dem Hintergrund empirischer Befunde zur Nutzung von CAD-Systemen beim konstruktiven Entwerfen in der Ausbildung sowie der Berufspraxis wird in der vorliegenden Arbeit über eine Befragungsstudie sowie eine laborexperimentelle Studie zur Bewertung des Unterstützungspotentials verschiedenartiger Arbeitsmittel in den frühen Phasen des Entwerfens von technischen Gebilden berichtet. Zu den beim Entwerfen eingesetzten Arbeitsmitteln zählen neben einfachen, aufwandsarmen Werkzeugen wie Papier und Bleistift auch computerisierte Automaten wie z. B. CAD-Systeme. CAD-Systeme sind durch die bereitgestellten Funktionalitäten heutzutage ein wesentliches Arbeitsmittel für den Konstrukteur; die für die außerordentlich komplexen, kostenbestimmenden frühen Entwurfsphasen wichtigen Funktionen werden aber offenbar nur in unzureichendem Maße oder überhaupt nicht zur Verfügung gestellt. Dadurch notwendige Wechsel zwischen analogen und digitalen Arbeitsmitteln müssen bislang manuell durchgeführt werden und haben neben zeitlichen Einbußen in der Regel Fehler und Informationsverluste bei der Übertragung zur Folge. Mit dem LCD-Monitor mit integriertem Graphiktablett WACOM Cintiq 15X, dessen Bedienung sich an den Eigenschaften herkömmlicher Handskizzen orientiert, wird eine durchgängige Nutzung von CAD-Systemen angestrebt. Zunächst wurden diese drei Arbeitsmittel hinsichtlich Ihrer Anforderungen an den Nutzer bei einem Einsatz in den frühen Entwurfsphasen aus tätigkeitspsychologischer Sicht analysiert. In der experimentellen Hauptuntersuchung bearbeiteten drei Versuchsgruppen einer Stichprobe von 66 Studierenden einer ingenieurtechnischen Fakultät dasselbe wissensreiche, praxisnahe Entwurfsproblem unter den experimentellen Bedingungen der Entwurfsentwicklung durch Freihandskizzieren mit Papier und Bleistift, mit digitalem Graphiktablett oder mit Hilfe des Rechnerprogramms AutoCAD. Es erfolgte eine differenzierte Betrachtung des Einflusses dieser verschiedenartigen Arbeitsmittel auf unterschiedliche Variablen der Bereiche ?Ergebnisse?, ?Erleben? und ?Prozess?. Im Ergebnis der Analysen konnte weitestgehend hypothesenkonform gezeigt werden, dass Freihandskizzieren - unabhängig vom Arbeitsmittel - dem Entwerfen mittels CAD in allen betrachteten effektivitäts- und effizienzbestimmenden Kriterien überlegen war. Prozessorientierte Analysen des äußeren Handlungsablaufes sowie handlungsbegleitender mentaler Prozesse gaben erste Hinweise auf mögliche Ursachen dieser Befunde aus handlungspsychologischer Sicht. Dazu war eine Untersuchungsmethodik entwickelt worden, die es erlaubt, begründet auf den ?inneren Verlauf? des Entwerfens zu schließen. Die Ergebnisse konnten in einem weiteren Schritt an einer Problemstellung mit vergleichbarem Schwierigkeitsgrad weitgehend repliziert werden. Aus den Analysen und Resultaten wurden Schlussfolgerungen für die Konstruktionsausbildung und die Gestaltung digitaler Unterstützungssysteme abgeleitet. / Due to its economic importance, engineering design as a demanding and complex problem-solving activity has been the subject of interdisciplinary research of both psychologists and design scientists for several years. In particular, the early stages of problem clarification and conceptual design are of significant interest. The design process can be supported in several different ways, e. g. with simple low-expenditure sketches. Today, high-performance digital tools (e. g. CAD) have become indispensable in product development. But their characteristics hypothetically result in an additional workload of mental capacity and hinder the full and correct establishment of necessary mental problem representations. So design engineers often combine sketches and CAD. In order to avoid a loss of time and information when switching between the different media, the functions of sketches should be implemented into CAD. An approach to realise this is the interactive pen display WACOM Cintiq 15X, which claims to have the same characteristics as paper & pencil together with differing kinds of computer functionalities. Its effectiveness and efficiency has not yet been investigated. This study focuses on the comparison of the three media ?paper & pencil?, ?pen display? and ?AutoCAD? in the early stages of the design process. On the basis of the psychological demands on the user, support potential was analysed by recording variables concerning the results, the subjective experience and the process. The sample was composed of 66 students of the mechanical engineering graduate program at the Dresden University of Technology. Random sampling resulted in three subsamples of 22 subjects each. The research was carried out in a laboratory experimental study, where people work alone on a given design scenario. No significant differences could be found between the two groups designing by freehandsketching with paper & pencil and with pen display. This speaks well for comparable demands of these two media on the user. Subjects who designed with AutoCAD produced solutions with a significant lower quality and communication of the technical information content. They needed significantly more time to develop the solution. These results can be regarded as evidence of the hypothetically discussed demands on the user: current CAD-systems do not take cognitive abilities and limitations into consideration sufficiently as well as ways of intuitive and effort-saving externalisation. Results could be replicated extensively in a study with a design problem of equally difficult requirement structure. Finally, hints for education of engineering design students and essential requirements for digital support tools in the early stages of the design process were derived.

Bei CAD-Systemen mit integriertem MKS ist der Schritt zur Simulation von Kurvenschrittgetrieben vermeintlich kurz, da alle zugehörigen Bauteile inkl. der Massen und Trägheiten vorhanden sind, jedoch müssen Bewegungsprofile meist mit einer zusätzlichen Software gestaltet werden. Außerdem sind oft Änderungen an den Geometrien für ein lauffähiges Simulationsmodell notwendig und dynamische Aspekte können nur begrenzt abgebildet werden. Der Einsatz von Spezialsoftware wie MOCAD liefert schnell Ergebnisse und ermöglicht einfache Parametervariationen, wobei meist nur kinetostatische Analysekennwerte auf Grundlage analytischer Berechnungsvorschriften betrachtet werden. Dynamische Effekte und genaue Kontaktanalysen in den Kurvengelenken übersteigen meist den Funktionsumfang solcher Programme. Der Aufbau eigener Simulationsmodelle mit Hilfe von CAS-Systemen ermöglicht exakte Simulationsmodelle bei sehr hohem Programmier- und Debugg-Aufwand. Der hohe Komplexitätsgrad macht diese Tools nur für Spezialisten anwendbar.

Vor dem Hintergrund empirischer Befunde zur Nutzung von CAD-Systemen beim konstruktiven Entwerfen in der Ausbildung sowie der Berufspraxis wird in der vorliegenden Arbeit über eine Befragungsstudie sowie eine laborexperimentelle Studie zur Bewertung des Unterstützungspotentials verschiedenartiger Arbeitsmittel in den frühen Phasen des Entwerfens von technischen Gebilden berichtet. Zu den beim Entwerfen eingesetzten Arbeitsmitteln zählen neben einfachen, aufwandsarmen Werkzeugen wie Papier und Bleistift auch computerisierte Automaten wie z. B. CAD-Systeme. CAD-Systeme sind durch die bereitgestellten Funktionalitäten heutzutage ein wesentliches Arbeitsmittel für den Konstrukteur; die für die außerordentlich komplexen, kostenbestimmenden frühen Entwurfsphasen wichtigen Funktionen werden aber offenbar nur in unzureichendem Maße oder überhaupt nicht zur Verfügung gestellt. Dadurch notwendige Wechsel zwischen analogen und digitalen Arbeitsmitteln müssen bislang manuell durchgeführt werden und haben neben zeitlichen Einbußen in der Regel Fehler und Informationsverluste bei der Übertragung zur Folge. Mit dem LCD-Monitor mit integriertem Graphiktablett WACOM Cintiq 15X, dessen Bedienung sich an den Eigenschaften herkömmlicher Handskizzen orientiert, wird eine durchgängige Nutzung von CAD-Systemen angestrebt. Zunächst wurden diese drei Arbeitsmittel hinsichtlich Ihrer Anforderungen an den Nutzer bei einem Einsatz in den frühen Entwurfsphasen aus tätigkeitspsychologischer Sicht analysiert. In der experimentellen Hauptuntersuchung bearbeiteten drei Versuchsgruppen einer Stichprobe von 66 Studierenden einer ingenieurtechnischen Fakultät dasselbe wissensreiche, praxisnahe Entwurfsproblem unter den experimentellen Bedingungen der Entwurfsentwicklung durch Freihandskizzieren mit Papier und Bleistift, mit digitalem Graphiktablett oder mit Hilfe des Rechnerprogramms AutoCAD. Es erfolgte eine differenzierte Betrachtung des Einflusses dieser verschiedenartigen Arbeitsmittel auf unterschiedliche Variablen der Bereiche ?Ergebnisse?, ?Erleben? und ?Prozess?. Im Ergebnis der Analysen konnte weitestgehend hypothesenkonform gezeigt werden, dass Freihandskizzieren - unabhängig vom Arbeitsmittel - dem Entwerfen mittels CAD in allen betrachteten effektivitäts- und effizienzbestimmenden Kriterien überlegen war. Prozessorientierte Analysen des äußeren Handlungsablaufes sowie handlungsbegleitender mentaler Prozesse gaben erste Hinweise auf mögliche Ursachen dieser Befunde aus handlungspsychologischer Sicht. Dazu war eine Untersuchungsmethodik entwickelt worden, die es erlaubt, begründet auf den ?inneren Verlauf? des Entwerfens zu schließen. Die Ergebnisse konnten in einem weiteren Schritt an einer Problemstellung mit vergleichbarem Schwierigkeitsgrad weitgehend repliziert werden. Aus den Analysen und Resultaten wurden Schlussfolgerungen für die Konstruktionsausbildung und die Gestaltung digitaler Unterstützungssysteme abgeleitet. / Due to its economic importance, engineering design as a demanding and complex problem-solving activity has been the subject of interdisciplinary research of both psychologists and design scientists for several years. In particular, the early stages of problem clarification and conceptual design are of significant interest. The design process can be supported in several different ways, e. g. with simple low-expenditure sketches. Today, high-performance digital tools (e. g. CAD) have become indispensable in product development. But their characteristics hypothetically result in an additional workload of mental capacity and hinder the full and correct establishment of necessary mental problem representations. So design engineers often combine sketches and CAD. In order to avoid a loss of time and information when switching between the different media, the functions of sketches should be implemented into CAD. An approach to realise this is the interactive pen display WACOM Cintiq 15X, which claims to have the same characteristics as paper & pencil together with differing kinds of computer functionalities. Its effectiveness and efficiency has not yet been investigated. This study focuses on the comparison of the three media ?paper & pencil?, ?pen display? and ?AutoCAD? in the early stages of the design process. On the basis of the psychological demands on the user, support potential was analysed by recording variables concerning the results, the subjective experience and the process. The sample was composed of 66 students of the mechanical engineering graduate program at the Dresden University of Technology. Random sampling resulted in three subsamples of 22 subjects each. The research was carried out in a laboratory experimental study, where people work alone on a given design scenario. No significant differences could be found between the two groups designing by freehandsketching with paper & pencil and with pen display. This speaks well for comparable demands of these two media on the user. Subjects who designed with AutoCAD produced solutions with a significant lower quality and communication of the technical information content. They needed significantly more time to develop the solution. These results can be regarded as evidence of the hypothetically discussed demands on the user: current CAD-systems do not take cognitive abilities and limitations into consideration sufficiently as well as ways of intuitive and effort-saving externalisation. Results could be replicated extensively in a study with a design problem of equally difficult requirement structure. Finally, hints for education of engineering design students and essential requirements for digital support tools in the early stages of the design process were derived.

The challenge of interoperability is to retain model integrity when different software applications exchange and interpret model data. Transferring CAD data between heterogeneous CAD systems is a challenge because of differences in feature representation. A study by the National Institute for Standards and Technology (NIST) performed in 1999 made a conservative estimate that inadequate interoperability in the automotive industry costs them $1 billion per year. One critical part of eliminating the high costs due to poor interoperability is a neutral format between heterogeneous CAD systems. An effective neutral CAD format should include a current-state data store, be associative, include the union of CAD features across an arbitrary number of CAD systems, maintain design history, maintain referential integrity, and support multi-user collaboration. This research has focused on extending an existing synchronous collaborative CAD software tool to allow for a neutral, current-state data store. This has been accomplished by creating a Neutral Parametric Canonical Form (NPCF) which defines the neutral data structure for many basic CAD features to enable translation between heterogeneous CAD systems. The initial architecture developed begins to define a new standard for storing CAD features neutrally. The NPCF's for many features have been implemented in a multi-user interoperability program and work between NX and CATIA CAD systems. The 2D point, 2D line, 2D arc, 2D circle, 2D spline, 3D point, extrude, and revolve NPCF's will be specifically defined. Complex models have successfully been modeled and exchanged in real time and have validated the NPCF approach. Multiple users can be in the same part at the same time in different CAD systems and create and update models in real time.

During the conceptual design stage several concepts are generated, and a few are selected for detailed analyses. CAD models from conceptual design often follow the "over-the-wall" approach for downstream analyses such as FEA, CFD, heat transfer, and vibrations. A CAD-centric approach will be applied to the CAD-to-CFD process to help industry in an ongoing quest to shorten the design cycle time. The CAD-centric approach consists of using the CAD model as a source of data for downstream applications such as mesh generation, and CFD setup. The CAD model used in the CAD-centric approach contains the geometry to be analyzed and non-geometric data required to solve the CFD problem in the form of attributes. Attributes can be associated to entities of the geometry such as the faces, edges, and volumes. Any operations changing geometry require the CAD-centric model be reworked. One class of topology alterations is the discrete feature problem that is encountered when an array of features change in number. A method is proposed, developed and reported on that adapts the CAD-centric approach to account for discrete feature changes that occur during preliminary design.