Der weltweit steigende Bedarf an Energie und natürlichen Ressourcen, insbesondere an fossilen Brennstoffen und seltenen Metallen, sowie die angestrebte Reduktion des CO2-Ausstoßes führen zu steigenden Preisen für Energie und Rohstoffe. Der Energie- und Ressourcenbedarf muss daher neben der Funktionalität und den Kosten eines technischen Produkts in Planungs- und Entwicklungsprozesse einbezogen werden. Für eine Minimierung des Energie- und Ressourcenbedarfs sind insbesondere die frühen Phasen der Produktentwicklung von großem Interesse, da in diesen Phasen die wesentlichen Eigenschaften eines Produkts für den gesamten Lebenszyklus zu großen Teilen festgelegt werden. Durch die Forderung nach kürzeren Markteinführungszeiten bei gleichzeitigem Anstieg der Komplexität technischer Produkte ist der Einsatz von Softwaresystemen zur Unterstützung der Planungs- und Entwicklungsprozesse unabdingbar. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung von Methoden und Verfahren zur softwaretechnischen Unterstützung ausgewählter Abläufe der Produktentwicklung. Die gewählten Abläufe sind die Ausarbeitung von Anforderungsspezifikationen für technische Produkte, die Priorisierung von Anforderungen sowie die Analyse und Bewertung des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen. Der Schwerpunkt der Methoden und Verfahren liegt einerseits auf der Strukturierung und Koordinierung der Zusammenarbeit von Domänenexperten in den ausgewählten Abläufen der Produktentwicklung und andererseits auf der Erweiterung der Abläufe um Energie- und Ressourcenbetrachtungen. Die softwaretechnische Unterstützung der gewählten Abläufe ermöglicht es, die Komplexität der zu entwickelnden Produkte beherrschbar zu machen und den manuellen Aufwand der Domänenexperten in den Abläufen zu verringern.

Der breite Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen kann einen nachhaltigen Beitrag zur Minderung des Ausstoßes klima- und gesundheitsschädlicher Emissionen leisten. Allerdings ist der Erfolg dieser wie anderer neuer Technologien maßgeblich von der Akzeptanz durch zukünftige Nutzer abhängig. Daher sollten bei der Technologieentwicklung und -implementierung unbedingt Nutzenvorteile bei Kostenneutralität oder sogar Kostenvorteile gegenüber bestehenden Technologien angestrebt werden. Mit dem Konzept der integrierten Geschäftsmodell- und Technologieentwicklung findet eine Verknüpfung der technologischen Entwicklung mit der Herbeiführung einer ökonomischen Verwertbarkeit statt. Bereits während der Technologieentwicklung werden, eng mit dieser verzahnt, Geschäftsmodelle entwickelt, die eine erfolgreiche Verwertung ermöglichen sollen. Aus den Geschäftsmodell(ide)en resultierende ökonomische Steuerungsimpulse sollen zur Auswahl alternativer Technologie- bzw. Systemvarianten genutzt und in Anforderungen umgesetzt werden, um die Technologieentwicklung gezielt so früh wie möglich auf Anwenderbedürfnisse und wirtschaftliche Kriterien ausrichten, Risiken verringern und eine erfolgreiche Verwertung herbeiführen zu können. Ein Element des Konzepts stellt eine Integrierte Technologie-, Anwender- und Marktanalyse dar, mit deren Hilfe Szenarien erarbeitet werden können, die eine Basis für die Technologie- und Geschäftsmodellentwicklung (einschließlich der Ableitung von Anforderungen) darstellen. Hinzu kommt eine Bewertungsmethodik für Geschäftsmodelle, die monetäre und nicht-monetäre (ökonomische, soziale und ökologische) Zielkriterien einbezieht. Des Weiteren sollen mittels Kostenanalysen und -prognosen sowie der Ableitung von Zielkosten für Komponenten und Fertigungsprozesse Steuerungsimpulse erzeugt werden, die eine effektive, auf den Geschäftsmodellerfolg gerichtete Technologie(weiter)entwicklung erlauben.

Der weltweit steigende Bedarf an Energie und natürlichen Ressourcen, insbesondere an fossilen Brennstoffen und seltenen Metallen, sowie die angestrebte Reduktion des CO2-Ausstoßes führen zu steigenden Preisen für Energie und Rohstoffe. Der Energie- und Ressourcenbedarf muss daher neben der Funktionalität und den Kosten eines technischen Produkts in Planungs- und Entwicklungsprozesse einbezogen werden. Für eine Minimierung des Energie- und Ressourcenbedarfs sind insbesondere die frühen Phasen der Produktentwicklung von großem Interesse, da in diesen Phasen die wesentlichen Eigenschaften eines Produkts für den gesamten Lebenszyklus zu großen Teilen festgelegt werden. Durch die Forderung nach kürzeren Markteinführungszeiten bei gleichzeitigem Anstieg der Komplexität technischer Produkte ist der Einsatz von Softwaresystemen zur Unterstützung der Planungs- und Entwicklungsprozesse unabdingbar. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung von Methoden und Verfahren zur softwaretechnischen Unterstützung ausgewählter Abläufe der Produktentwicklung. Die gewählten Abläufe sind die Ausarbeitung von Anforderungsspezifikationen für technische Produkte, die Priorisierung von Anforderungen sowie die Analyse und Bewertung des Energiebedarfs von Werkzeugmaschinen. Der Schwerpunkt der Methoden und Verfahren liegt einerseits auf der Strukturierung und Koordinierung der Zusammenarbeit von Domänenexperten in den ausgewählten Abläufen der Produktentwicklung und andererseits auf der Erweiterung der Abläufe um Energie- und Ressourcenbetrachtungen. Die softwaretechnische Unterstützung der gewählten Abläufe ermöglicht es, die Komplexität der zu entwickelnden Produkte beherrschbar zu machen und den manuellen Aufwand der Domänenexperten in den Abläufen zu verringern.