Aus der Einleitung: "In der Entwicklung technischer Produkte sind die Entwickler mit einer zunehmenden Komplexität der Produkte konfrontiert. Die Komplexität hat unterschiedliche Ursachen, wie bspw. eine höhere Anzahl an Anforderungen, eine steigende Anzahl an unterschiedlichen beteiligten Domänen oder eine kürzere Entwicklungszeit. Zusätzlich muss bereits während der Entwicklung der gesamte Lebenszyklus des Produkts bis zur Entsorgung beachtet werden. ..."

Zunächst wird ein Überblick über berufliche Herausforderungen für Menschen in der modernen Produktentwicklung (-> Industrie 4.0) gegeben. Anschließend wird ein allgemeines Rahmenmodell beschrieben, in dem (nicht nur) psychologische Faktoren dargestellt werden, die menschliches Fühlen, Denken und Handeln beeinflussen. Im dritten Abschnitt wird ein Blick über den Tellerrand geworfen: In der Luftfahrt sind sogenannte Crew Resource Management Seminare für Besatzungen von Verkehrsflugzeugen gesetzlich verpflichtender Teil der Personalentwicklung und Weiterbildung. Es wird der Frage nachgegangen, in wieweit Zielsetzung und Inhalte dieser Seminare auf das Setting und die Bedürfnisse eines in der modernen Produktentwicklung tätigen Menschen übertragen werden können. Diese Überlegungen münden in den Ansatz des sogenannten Personal Resource Management, der den in der Produktentwicklung tätigen Menschen dabei unterstützen kann, sich der ihm zur Verfügung stehenden Ressourcen bewusst zu werden und Wege zu finden, diese Ressourcen in einem komplexen Umfeld zielorientiert abzurufen und ntsprechende Leistungen zu erbringen und gesund zu bleiben.

Aus der Einleitung: "Dem steigenden globalen Wettbewerb begegnen produzierende Unternehmen durch schnellere Innovationsfolgen (und damit kürzeren Produktlebenszyklen), durch Funktionserweiterungen (und damit komplexeren Produkte), durch variantenreichere Angebote sowie durch höhere Produktzuverlässigkeit und Robustheit. Um den daraus resultierenden Herausforderungen an die Produktentwicklung zu begegnen, werden in immer größerem Umfang digitale Modelle und Methoden eingesetzt (Virtuelle Produktentwicklung) (Weber and Husung, 2011). Diese dienen dazu, das Produktverhalten möglichst frühzeitig auf Basis virtueller Prototypen ermitteln und absichern zu können. Eine Anforderung, die in den letzten Jahren verstärkt dazugekommen ist, ist den Produktentwicklern frühzeitig detaillierte Informationen über das Produkt, sein Verhalten und seine Wechselwirkungen in möglichst allen Produktlebensphasen zur Verfügung zu stellen. Um diese Informationen in heterogenen Entwicklerteams anschaulich und schnell zugänglich zu machen, werden zunehmend Technologien wie die Virtual Reality (VR) eingesetzt. ..."

Einleitung Die Entwicklung von Produkten erfolgt heutzutage vermehrt in interdisziplinären Teams. Dadurch können die Belange der beteiligten Abteilungen frühzeitig im Entwicklungsprozess berücksichtigt werden. Unter Leitung eines Projektmanagers können diese Teams weitgehend selbstständig agieren, wodurch Informations- und Entscheidungswege deutlich verkürzt werden können (Pahl et al. 2013). Neben der Interdisziplinarität zeichnen sich Entwicklungsteams ebenfalls dadurch aus, dass deren Mitglieder oftmals global verteilt arbeiten und in mehreren Projekten gleichzeitig eingesetzt werden. Um den Herausforderungen bei der standortübergreifenden Produktentwicklung zu begegnen, setzen beispielsweise große Automobilzulieferer auf das durch Informations- und Kommunikations-technologie gestützte Virtual Obeya-Konzept. Dieses Konzept basiert auf dem aus der schlanken Produktentwicklung bekannten Werkzeug "Obeya". Mit Hilfe moderner Technik können die wesentlichen Elemente traditioneller Obeya-Räume digitalisiert werden. Die Vernetzung der Virtual Obeya-Räume an verschiedenen Standorten ermöglicht es außerdem, dass die Akteure zeitgleich auf die zugrunde liegenden Informationen zugreifen können, sie manipulieren können und sich darüber austauschen können. Um die standortübergreifende Teamarbeit in der Produktentwicklung auch über große Distanzen hinweg nachhaltig zu unterstützen und zu fördern, ist daher die Errichtung solcher Räume an mehreren Standorten sowie deren organisatorische Integration im Unternehmen notwendig. Darüber hinaus muss der Akzeptanz bei den Anwendern des Konzepts große Beachtung geschenkt werden. Basierend auf den Erkenntnissen der Kooperation mit einem namhaften Automobilzulieferer wird in dem vorliegenden Beitrag ein allgemeingültiges Konzept vorgestellt, welches die erforderlichen Schritte und Maßnahmen zur internationalen Einführung von Virtual Obeya in anderen Unternehmen beschreibt.

Management Summary Die Orthopädie- und Rehatechnik Dresden GmbH ist ein innovatives Unternehmen der Orthopädietechnik in Dresden und der kompetente Partner für Gesundheit, Wohlbefinden und Mobilität. Ein Schwerpunkt liegt bei der Fertigung orthopädischer Hilfsmittel. Dabei wird die gesamte Bandbreite möglicher Versorgungen abgedeckt. Diese sind: — Bein- und Armprothesen, — Bein- und Armorthesen, — Korsetts zur Behandlung von Wirbelsäulendeformationen, — Sitzschalen für Rollstühle, — Orthopädische Maßschuhe. Mit hoher handwerklicher Präzision werden die Hilfsmittel in der eigenen Werkstatt individuell für jeden Kunden gefertigt. Die Wertschöpfungskette besteht abhängig von der Versorgungsart aus unterschiedlichen Bestandteilen. Allgemeingültig für alle Versorgungen sind: — Maßnahme beim Kunden, — Modellierung und Erstellung von Positivmodellen, — Herstellung der Hilfsmittel bis zur Anprobe, — Anprobe und Anpassung der Hilfsmittel, — Endmontage und Fertigstellung der Hilfsmittel, — Einweisung in den Gebrauch sowie Auslieferung. Sinkende Vergütungen durch die Krankenkassen, stark zunehmende Versorgungszahlen und die immer schwieriger werdende Gewinnung von Fachpersonal erfordern eine Straffung der Wertschöpfungskette. Erreichbar ist diese Straffung nur über eine Umgestaltung der zugrundeliegenden Produktionsprozesse. Die Geschäftsführung entschied, innerhalbeines Projektes zu prüfen, ob der Einsatz digitaler Datenerfassungs- und Bearbeitungstechniken einen wirtschaftlichen Vorteil für die künftige Unternehmensentwicklung darstellt. Dabei sollen künftig die betroffenen Körperbereiche der Kunden individuell durch geeignete 3D-Digitalisiertechnik erfasst, aufbereitet, modifiziert und archiviert und schließlich als Modellvorlagen in einem CAD/CAM-Verfahren durch CNC-Fräsen hergestellt werden. Für die Orthopädie- und Rehatechnik Dresden GmbH als stark handwerklich geprägtes KMU ist dieses Projekt ein Meilenstein für die weitere Entwicklung, sowohl hinsichtlich des Investitionsbedarfes als auch der Projektorganisation und der Kommunikation der Änderungen im Unternehmen. Bedingt durch die Art der angebotenen Produkte und Dienstleistungen finden sich im Unternehmen Mitarbeiter, die über hochspezialisiertes Wissens und individuelle Fähigkeiten verfügen. Die hohe Mitarbeiterzahl im den Bereichen Orthopädie-technik und Orthopädieschuhtechnik erlaubt eine Spezialisierung von Mitarbeitern auf einzelne Produktgruppen. Diese ist der entscheidende Wettbewerbsvorteil in einem von starkem Wettbewerbsdruck geprägten Markt. Sie ist sowohl notwendig für den wirtschaftlichen Erfolg als auch für die erfolgreiche Umsetzung der Veränderungsprozesse. Eine Umgestaltung der Produktion wie Sie im Rahmen dieses Projektes angestrebt wird bedeutet eine tiefgreifende Veränderung des bisherigen Arbeitsumfeldes. Es entstehen neue, spezialisierte Aufgaben, Verschiebungen von Arbeitsinhalten sowie die Notwendigkeit, vermehrt Aufgaben zu delegieren.

Aus der Einführung: "Eine systematische Vorgehensweise entsprechend der Konstruktionsmethodik gilt als zielführender Ansatz bei der Findung von technischen Lösungen und der Entwicklung von Produkten. In der Literatur finden sich dazu zahlreiche Veröffentlichungen z. B. Feldhusen & Grote 2013; Ehrlenspiel 2014; Ehrlenspiel 2009; Roth 1994 und Livotov 2013. Die VDI Richtlinie 2221 „Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte“ (VDI 1993) beschreibt ebenfalls allgemeingültige Regeln bei der systematischen Lösungsfindung. Iterativ wird in mehreren Teilschritten eine zuvor definierte Aufgabe in eine Lösung überführt. Dabei werden die Phasen der Planung, der Konzeption, des Entwurfes und der Ausarbeitung durchschritten. In der Literatur und den Richtlinien ist jedoch keine explizite Rückkopplung mit dem Nutzer gefordert oder angedacht. Gerade vor dem Hintergrund der voranschreitenden Individualisierung der Produkte und kann hierin ein entscheidender Vorteil liegen. Entwicklungszyklen und die Zeit bis zur Markteinführung von Produkten können reduziert werden. Zudem ist von einer höheren Akzeptanz durch den Kunden auszugehen. ..."

Einleitung Bei Zahnverlust ist das Setzen eines Implantates eine gängige und etablierte Behandlungsmethode. Zahnimplantate bieten für den Patienten viele Vorteile. Im Vergleich zum Einsatz einer klassischen Brücke müssen keine Nachbarzähne beschliffen werden. Gesunde Zahnsubstanz bleibt erhalten. Der künstliche Zahn sitzt fest und sicher im Kiefer und bietet Schutz vor Knochenverlust. Ein Implantat leitet die beim Kauen entstehenden Kräfte gleichmäßig in den Kieferknochen. Ein weiterer Vorteil ist die Sicherstellung der natürlichen Funktionen wie Kauen, Sprechen oder Lachen. Somit trägt implantatgetragener Zahnersatz erheblich zur Verbesserung der Lebensqualität bei. Zur Planung des chirurgischen Eingriffs und dem eigentlichen Setzen des Implantates sind die Zahnärzte und Zahntechniker auf Softwarelösungen angewiesen, welche nicht nur die Möglichkeit der Befundung, Analyse und Diagnostik bieten, sondern gleichermaßen die Informationen liefern, die erforderlich sind, um mit Hilfe eines Computers die Fertigung einer Bohrschablone zu planen (CAM-System) und mittels CNC-Fertigung herzustellen.

Einleitung 2015 belegte die Implantation einer Endoprothese am Hüftgelenk mit 219.325 Operationen Platz 8 der 50 häufigsten Operationen der vollstationären Patienten in Krankenhäusern (DRG-Statistik 2015). Bei diesen Eingriffen kommt eine Vielzahl von verschiedenen Prothesenmodellen zum Einsatz (Kirschner 2005). Aktuell geht der Trend in Richtung zementfreie Verankerung, Verkleinerung der Implantate und den Erhalt von möglichst viel Knochensubstanz (Jerosch 2013). So werden in den letzten Jahren immer häufiger Kurzschaftendoprothesen implantiert (Jerosch 2013). Sie stellen ein knochensparendes System dar und erlauben gleichzeitig verschiedene Gleitpaarungen (Jerosch 2013). Allerdings liegen für die meisten Kurzschaftendoprothesentypen noch keine Langzeittestergebnisse vor (Jerosch 2011), so dass das Langzeitverhalten dieser Prothesen nicht vorhergesagt werden kann. Speziell bei Kurzschaftendoprothesen ist der Einfluss der verkürzten Schaftlänge auf das Einwachsverhalten und die Lebensdauer des Implantats noch nicht ausreichend geklärt. Am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth finden deshalb Untersuchungen zur computergestützten Analyse von Kurzschaftendoprothesen statt. Ziel hierbei ist es, durch eine Variation der Schaftlänge eine Prothesenform mit optimalen Spannungsverläufen und einer verbesserten Krafteinleitung in den Knochen zu entwickeln.

Aus der Einleitung: "Aufgrund der wachsenden Produktanforderungen bei gleichzeitig immer kürzeren Entwicklungszeiten gewinnen computergestützte Simulationsverfahren, wie die Finite-Elemente-Analyse (FEA), in der Produktentwicklung zunehmend an Bedeutung [Müller 2009]. Für eine effiziente Nutzung der FEA muss diese jedoch frühzeitig in der Produktentwicklung angewendet werden. Darüber hinaus wird für einen erfolgreichen Einsatz umfangreiches Expertenwissen vorausgesetzt. Dieses Wissen konzentriert sich in den Unternehmen hauptsächlich auf erfahrene Berechnungsingenieure, die aufgrund zeitlicher Engpässe Simulationen meist nur zur Nachrechnung bereits ausdetaillierter Produktmodelle durchführen. Konstruktionsbegleitende Simulationen werden hingegen zu selten eingesetzt oder sind nicht aussagekräftig genug, wenn diese nicht von Berechnungsexperten erstellt werden. Um den steigenden Anforderungen an die Produktentwicklung gerecht zu werden, muss das erforderliche Simulationswissen daher auch weniger erfahrenen Benutzergruppen, wie Konstruktionsingenieuren, zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus müssen wiederkehrende Arbeitsschritte für den Simulationsaufbau standardisiert und automatisiert werden, um die Qualität der Berechnungsergebnisse abzusichern und diese Prozesse zu beschleunigen. ..."

Zusammenfassung "Prozessgebundene Berechnungs-Baugruppen bieten Konstrukteuren die Möglichkeit, ihre zum Teil mehrstufigen Berechnungen durch den Einsatz modularer Funktionsbausteine ablauforientiert, verbindlich, nachvollziehbar und vor allem zeitsparender zu gestalten. Die Grundlage dieser neuen Methode bilden Ansätze, die sich bereits in der Informationstechnik und in der Konstruktionsmethodik bewährt haben. Vom Anforderungsmanagement bis zur Validierung kann dabei auf eine Bibliothek modularer Berechnungsobjekte in Form von Prozess-Bausteinen zugegriffen werden, deren Schnittstellen und Datenstrukturen ausnahmslos einheitlichen Definitionen entsprechen. Gemeinsam mit der in Anlehnung an den eCl@ss - Standard entwickelten Merkmalsstruktur der Prozess-Bausteine wird so eine hohe Wiederverwendbarkeit in unterschiedlichen Berechnungskonfigurationen erzielt. Ihre Klassifizierung orientiert sich an konstruktionssystematischen Gesichtspunkten. Die Methode wird beispielhaft an Berechnungen für Getriebekomponenten erläutert."