Model-Based Systems Engineering (MBSE) gewinnt bei der Entwicklung komplexer mechatronischer Produkte zunehmend an Bedeutung. Zur effizienten Wiederverwendung von vorhandenem Wissen in der Entwicklung können MBSE-Modelle mit Wissensrepräsentationen, wie z.B. Wissensgraphen, gekoppelt werden. Dazu müssen Informationen zwischen den MBSE-Modellen und den Wissensrepräsentationen ausgetauscht werden. Für eine kollaborative Entwicklung müssen die Informationen in den MBSE-Modellen über die eigenen Unternehmensgrenzen hinweg ausgetauscht werden. Im Rahmen des Beitrags wird hierfür die Nutzung von Dataspaces diskutiert. Der Beitrag diskutiert Anforderungen, Konzepte und prototypische Implementierungen sowie anschauliche Anwendungsbeispiele.

In vielen Industriebereichen steigt die Bedeutung digitaler Daten und Services stark an, und die Notwendigkeit diese bei der Maschinenbedienung zu berücksichtigen wächst. Die Zunahme an Daten (Komplexität) und die Veränderung deren Natur (z.B. Prozessabläufe, virtuelle Zwillinge) bringt herkömmliche Display-basierte Benutzerschnittstellen an ihre Grenzen. Neue Interaktionskonzepte und -technologien werden benötigt, um den Zugang zu komplexen Informationen während der Maschinenbedienung zu erleichtern. Multimodale Bediensysteme und Extended Reality (XR) eröffnen neue Gestaltungsmöglichkeiten, um wichtige Informationen effektiver in die Bedienumgebung zu integrieren. Dies ist besonders wichtig für Einsatzszenarien mobiler Arbeitsmaschinen, in denen ein hohes Maß an Situationsbewusstsein und Kontrolle nötig ist. Diese neuen Gestaltungsmöglichkeiten gehen unter Umständen weit über die herkömmlichen Bedienkonzepte hinaus und Erfahrungen hinsichtlich deren effektiver Gestaltung und Wirkungsweise bei der Informationswahrnehmung und -verarbeitung fehlen. Um die Einbeziehung neuer Modalitäten zu vereinfachen, Gestaltungsräume aufzuzeigen und deren Diskussion im Rahmen von Entwicklungsprojekten zu fördern, haben wir ein Kartenset entwickelt. Dieses soll HMI-Designern helfen, den Gestaltungsspielraum multimodaler Informationsvisualisierung und Interaktion auszuloten, indem es verschiedene Modalitäten vorstellt und deren Gestaltungsparameter zusammenträgt. Wir zielen darauf ab, ein Werkzeug bereitzustellen, um zielgerichtet multimodal zu denken und damit Lösungen entstehen zu lassen, die den zukünftigen Anforderungen an Qualität und Quantität der Daten in vernetzten und KI-unterstützen Systemen gerecht werden. Die Karten ermöglichen das Entwickeln von „Information-Mappings“, die beschreiben, wie sich einzelne Informationen auf verschiedenen Modalitäten kodieren lassen.

Die frühen Phasen der Produktentwicklung spielen eine entscheidende Rolle für den Markterfolg eines Produktes, da sie die grundlegenden Voraussetzungen für den gesamten Lebenszyklus schaffen. In diesem Zusammenhang gewinnt das Konzept des Robust Designs (RD) zunehmend an Bedeutung, da es darauf abzielt, Produkte so zu gestalten, dass sie trotz der Variabilität von Einflussfaktoren – sei es in der Produktion, während der Nutzung oder unter verschiedenen Umgebungsbedingungen – möglichst reproduzierbare und zuverlässige Leistungsmerkmale aufweisen. Der Fokus dieses Beitrags liegt auf der Darstellung von Strategien und Methoden für eine fehlertolerante Produktgestaltung in den frühen Phasen der Entwicklung.

Bei der Erstellung der Produktdokumentation nach dem ISO GPS-Normensystem sind die Normen ISO 22081 und DIN 2769 bezüglich der Angabe von Allgemeintoleranzen anzuwenden. Beide Normen erreichen in der Anwendung noch nicht die Akzeptanz der Vorläufernormen ISO 2768, Teile 1 und 2. Dies gilt insbesondere, wenn auf die Erstellung einer Zeichnung verzichtet wird und die geometrische Spezifikation ausschließlich im 3DCAD-Modell und dem zugeordneten Datensatz erstellt wird. Gründe sind neben ungenügendem Wissen in der Anwendung der GPS-Normen auch Limitierungen der in den Normen angegebenen Regeln für die Anwendbarkeit von Allgemeintoleranzen. Darüber hinaus bestehen begriffliche Unklarheiten innerhalb des GPS-Normensystems sowie zwischen dem GPS-Normensystem und den Normen zur Technischen Produktdokumentation. Im Interesse einer aufwandsarmen Erstellung der Produktdefinition ist die weitreichende Anwendung von Allgemeintoleranzen erstrebenswert, da sie die Anzahl der erforderlichen individuellen Toleranzspezifikationen teils deutlich reduziert. Der Beitrag identifiziert einige normative Festlegungen, die das einschränken bzw. dem Entwickler derzeit wenig Hilfe bei der Festlegung der Allgemeintoleranzen geben. Ansätze für die Verbesserung werden vorgeschlagen.

Anlagen sind kundenspezifische Produkte, die in Auftragsprojekten (Engineer to Order, ETO) entwickelt und gebaut werden. Bei jedem Projekt besteht ein Zielkonflikt zwischen dem Erfüllen der Kundenanforderungen auf der einen, und der Wirtschaftlichkeit der Anlagenentwicklung auf der anderen Seite. Ein zentrales Instrument für die Wirtschaftlichkeit ist die Verwendung von Wiederholkomponenten. Diese müssen zunächst im Bestand gefunden werden, wozu verschiedene Ansätze bekannt sind. Allerdings genügt das im Anlagenbau nicht, da bislang nicht gezeigt wurde, wie Suchvorgänge in das Gesamtvorgehen zu integrieren sind, auf welchen Strukturen sie aufsetzen müssen und wo Wiederholentscheidungen getroffen werden. Dieser Beitrag unterbreitet daher den Vorschlag, ein Entscheidungsframework zur Auswahl von Wiederholkomponenten aufzustellen. Es werden grundlegende Aspekte hierzu diskutiert und die Bedeutung von Suchen hervorgehoben.

Mit der Teilnahme an der EEE2024-Tagung gibt die Abteilung Innovation und Technologie der Handwerkskammer Dresden zum Thema Integration von KI-Tools im Entwurf im Handwerk einen praktischen Einblick in die Zusammenarbeit mit Handwerksbetrieben, angehenden Meister:innen und Ausbilder:innen im Handwerk. Es werden handwerksrelevante Designmethoden unter Nutzung von KI-Tools vorgestellt und so eine mittel- und längerfristige Perspektive der handwerklichen Entwurfsarbeit in Hinblick auf die Themen Individualisierung, Entwurf und Beratung vorgestellt.

Personae are fictional, specific and archetypal characters that are applied as prototypical representatives of specific user and target groups. They help companies to further develop their products by enabling them to better reflect the needs, goals and expectations of customers. Personae are thus used to ensure that the company's products are aligned with the needs and expectations of its customers. In the current context of the emerging sustainability discourse in society, further potential of the method becomes apparent: in the context of the orientation for product development, which focuses on the sustainability of the development. This article is intended to serve as a basis for further work to the targeted integration of sustainability aspects into the persona method.

The development of climate-friendly products is a growing challenge for manufacturing companies facing increasingly serious concerns about global warming and the importance of environmental protection. Design engineers have a shared responsibility to realize sustainable products with the minimum environmental impact as possible. To address this challenge, the engineering perspective was analyzed and described using a systematic methodological approach. This approach is demonstrated in this paper by means of a workshop and a persona description. The outcome enables user-centered analysis and proposed solutions specifically focusing on information perspectives in design engineering.

Für die Entwicklung zukünftiger Produkte müssen die Bedürfnisse von Kunden im künftigen Umfeld antizipiert werden. Anhand von Szenarien können relevante Eigenschaften für zukünftige Produkte abgeleitet und in Produktprofile überführt werden. Eine Veränderung der Zukunft gegenüber der erwarteten Zukunft und der daran angelehnten strategischen Ausrichtung, die zu Beginn getroffen wurde, bedingt die Notwendigkeit von Änderungen an den Produkten und der Anpassung der Planungen. Eine entsprechende Methodik zum kontinuierlichen Abgleich von geplanten Produkteigenschaften und -profilen gegenüber der Zukunftsentwicklung besteht bislang nicht. In einem ersten Schritt soll daher in der vorliegenden Arbeit ein Konzept für ein Beschreibungsmodell zur Verortung von Produktprofilen im zukünftigen Umfeld entwickelt werden. Dabei werden morphologiebasiert erstellte Szenarien auf Basis von Schlüsselfaktoren und Projektionen in die Zukunft zugrunde gelegt. Für das Produktprofil wird ein äquivalentes Szenario erstellt und die Übereinstimmung mit den vorliegenden Szenarien überprüft. Experten bewerten und wählen hierzu die am besten übereinstimmende Projektion je Schlüsselfaktor im aus. Die Verortung und Bewertung von Produktprofilen im Zukunftsraum ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Abweichungen gegenüber der strategischen Ausrichtung, was Anpassungen am Produktprofil oder der strategischen Ausrichtung rechtfertigen kann. Im Rahmen eines studentischen Entwicklungsprojekts wurde das Konzept erfolgreich angewendet. Anschließende Forschungsvorhaben befassen sich mit der Weiterentwicklung des vorgestellten Beschreibungsmodells.

In diesem Paper wird die Weiterentwicklung eines auf einer Ontologie basierten Demonstrators für die Konfiguration des Produktmodells einer Brennstoffzelle diskutiert. Der Demonstrator ist Teil eines aufzubauenden resilienten Produktionsdatenraums, der Abhängigkeiten zwischen Produktentwicklungs- und Produktionsdomänen abbildet und auf Änderungen in diesen Domänen funktional reagiert. Das Produktmodell des Produktkonfigurators wurde als Ontologie vorbereitet und eine Informations- und Servicearchitektur um ihn herum entwickelt, um das konfigurierte Produkt als Datenraum-Asset vorzubereiten. Der Fokus der Untersuchung liegt auf der Erweiterung der Ontologien des Produktmodells durch Integration von Servicebeschreibungen in einer Meta-Ontologie. Die entwickelten Ontologie-Modelle dienen zur Validierung der Konsistenz instanziierter Assets und der generalisierten Definition von Services zur Interaktion mit der Konfiguration. Der vorgestellte Anwendungsfall dient der Untersuchung, ob und wie eine Meta-Modellierung geeignet ist, Beschreibungen von Assets in einen generischen Kontext zu bringen, um Datenkonsistenz sowie funktionale Abhängigkeiten zu prüfen und sicherzustellen. Es wird gezeigt, wie Ontologie-Modelle für die Integration von Assets verwendet werden können, um sie mit auf sie angewendeten Services zu verknüpfen. Die Untersuchung führte zur Identifikation benötigter Basisdienste für eine solche Integration und zu weiteren Schritten für die Aufbereitung des Demonstrators als Produktzwilling für die Verwendung in auf semantischen Technologien fußenden Datenräumen.