Forschungsziel:
Das Forschungsprojekt FuPEP entwickelt und validiert ein Assistenzsystem mit Fokus auf die Zielgruppe KMU, das die strukturelle Produkt- und Prozesskomplexität sicht- und beherrschbar macht. Hierbei visualisiert das Assistenzsystem Zusammenhänge zwischen den Bauteilfunktionen, insbesondere den Softwarefunktionen sowie den erforderlichen Produktionsprozessen, um Maßnahmen für die Komplexitätsreduzierung abzuleiten. Um das volle Potenzial des Assistenzsystems nutzen zu können, werden Empfehlungen für eine agile Aufbau- und Ablauforganisation konzipiert und ein Lehr- und Lernkonzept für das betriebliche Komplexitätsmanagement bereitgestellt.
Pflichtveröffentlichung: Nach Abschluss des Projekts finden Sie unter Angabe der oben genannten Förderkennzeichen (FKZ) oder unter Angabe des Projektakronyms unter www.tib.eu/de die detaillierte Pflichtveröffentlichung.
Detaillierte Projektbeschreibung
Problemstellung
In der Entwicklung und Produktion eines Produktes sind heute eine Vielzahl an Akteuren zeitgleich involviert. Aufgrund komplexer werdender Produktstrukturen sind den Akteuren aber die Wirkbeziehungen zwischen den Bauteilen sowie zwischen den Bauteilen und den erforderlichen Produktionsprozessen oftmals nicht mehr hinreichend bekannt. Nicht abgestimmte Entscheidungen und Handlungen sind die Folge, die zu erhöhten Entwicklungskosten und Terminüberschreitungen führen. Vor allem KMU benötigen ein Assistenzsystem, das die Analyse und die Beherrschung von Komplexität in der Produktentstehung im Systems Engineering aufgreifen kann und mit wirtschaftlichem Aufwand die Effizienz im Produktentstehungsprozess deutlich erhöht.
Projektziele
Das Forschungsprojekt FuPEP entwickelt und validiert ein Assistenzsystem mit Fokus auf die Zielgruppe KMU, das die strukturelle Produkt- und Prozesskomplexität sicht- und beherrschbar macht. Hierbei visualisiert das Assistenzsystem Zusammenhänge zwischen den Bauteilfunktionen, insbesondere den Softwarefunktionen sowie den erforderlichen Produktionsprozessen, um Maßnahmen für die Komplexitätsreduzierung abzuleiten. Um das volle Potenzial des Assistenzsystems nutzen zu können, werden Empfehlungen für eine agile Aufbau- und Ablauforganisation konzipiert und ein Lehr- und Lernkonzept für das betriebliche Komplexitätsmanagement bereitgestellt.
Vorgehensweise
Um Informationsflüsse und Abhängigkeiten zwischen zeitlich veränderlichen Systemelementen mathematisch zu beschreiben und zu simulieren, werden sogenannte Design-Structure-Matrix-Ansätze angewandt. Darauf basierend wird FuPEP Wirkbeziehungen in komplexen Produkten analysieren, modellieren, simulieren und durch Visualisierung allen Akteuren zeitparallel als Entscheidungsgrundlage für Optimierungen im kooperativen Engineering zur Verfügung stellen. Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI) dient als Grundlage, um neben Informationen zu Bauteilen und Produktionsprozessen erstmals auch Softwarekomponenten und -funktionen in die Komplexitätsbewertung einzubeziehen. Entwickelte Lösungsbausteine werden als Demonstrator-Assistenzsystem aufgebaut und in repräsentativen Anwendungsfällen und speziell auf die Bedürfnisse von KMU validiert.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Ergebnisse befähigen vor allem KMU, leistungsfähige Lösungen für das Engineering komplexer mechatronischer Produkte zu entwickeln und zu vermarkten. Hierzu wird ein Schulungskonzept aufgebaut, welches den Transfer in Unternehmen gewährleistet. Der Einsatz der entwickelten Lösungen führt bei Unternehmen neben einer reduzierteren Entwicklungs- und Produktionsdauer zu einer geringeren Fehleranfälligkeit, da allen Akteuren die Abhängigkeiten zwischen den Bauteilen, Softwarefunktionen und Prozessen zu jedem Zeitpunkt im Produktentstehungsprozess bekannt sind. Durch die Einbindung der Region OWL über das Spitzencluster it’s OWL sowie von überregionalen Unternehmen ist ein branchenübergreifender Transfer der Ergebnisse über die Projektlaufzeit hinaus sichergestellt.
Projektpartner
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Leichtwerk Research GmbH
LMtec Service GmbH
MSF-Vathauer Antriebstechnik GmbH & Co. KG
Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe
Publikationen
Titel:
Innovationspotenziale im Komplexitätsmanagement - Assistenzsysteme
Mit der steigenden Komplexität der Entwicklung mechatronischer Produkte sind den beteiligten Akteuren die Wirkbeziehungen zwischen den Bauteilen sowie zwischen den Bauteilen und den erforderlichen Produktionsprozessen oft nicht mehr hinreichend bekannt. Nicht abgestimmte Entscheidungen und Handlungen sind die Folge, die zu Kosten- und Terminüberschreitungen führen. Dieser Beitrag zeigt mögliche Innovationspotenziale auf, die ein Assistenzsystem für das Komplexitätsmanagement bieten kann.
Titel:
Den Überblick behalten
Subtitel:
Strukturelle Produkt- und Prozesskomplexität beherrschen
Den Knoten entwirren
Alles hängt mit allem zusammen. Was sich anhört wie eine Binsenweisheit, ist in der Industrie tägliche Praxis geworden. Komplexität und "Verschränktheit" der Prozesse in Entwicklung und Produktion wachsen vielen Unternehmen über den Kopf. Der Durchblick geht verloren, die Kosten laufen davon.
Das muss nicht so sein. Wie man der grassierenden Komplexität mit Methode zu Leibe rückt, zeigt dieses elektronische Buch. Denn darum geht es in der Praxis: Trotz vermeintlich intelligenter Systeme im Unternehmen den Überblick behalten und die Komplexität beherrschen.
Mittel zum Zweck ist ein Assistenzsystem, das im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes entwickelt wurde und jetzt für den Einsatz bereitsteht. Damit das System nicht übergestülpt, sondern schrittweise erlernt und wirklich gelebt werden kann, wird ein flankierendes Konzept zur Befähigung präsentiert.
Titel:
Requirements Elicitation for an Assistance System for Complexity Management in Product Development of SMEs during COVID-19: A Case Study
Subtitel:
erschienen im Open Access Journal "Computers", 10 (11) / 2021, 149
Autor:
Herrmann, J.-P.; Imort, S.; Trojanowski, C.; Deuter, A.
Technological progress, upcoming cyber-physical systems, and limited resources confront small and medium-sized enterprises (SMEs) with the challenge of complexity management in product development projects spanning over the entire product lifecycle. SMEs require a solution for documenting and analyzing the functional relationships between multiple domains such as products, software, and processes. The German research project FuPEP “Funktionsorientiertes Komplexitätsmanagement in allen Phasen der Produktentstehung” aims to address this issue by developing an assistance system that supports product developers by visualizing functional relationships. This paper presents the methodology and results of the assistance system’s requirements elicitation with two SMEs. Conducting the elicitation during a global pandemic, we discuss its application using specific techniques in light of COVID-19. We model problems and their effects regarding complexity management in product development in a system dynamics model. The most important requirements and use cases elicited are presented, and the requirements elicitation methodology and results are discussed. Additionally, we present a multilayer software architecture design of the assistance system. Our case study suggests a relationship between fear of a missing project focus among project participants and the restriction of requirements elicitation techniques to those possible via web conferencing tools.
Titel:
Videos aus den Projekten "Advanced Systems Engineering"
Informieren Sie sich über Erkenntnisse aus den Verbundprojekten der Förderrichtlinie "Advanced Systems Engineering".
Die Kurzvideos aus den geförderten Verbundprojekten informieren über aktuelle Themen des "Advanced Systems Engineering".
Titel:
Strategie Advanced Systems Engineering
Subtitel:
Leitinitiative zur Zukunft des Engineering- und Innovationsstandorts Deutschland
Am Standort Deutschland müssen Unternehmen komplexe technische und soziotechnische Systeme professionell entwickeln und schnell zum nachhaltigen Markterfolg bringen können. Dazu braucht es eine strategische Neuausrichtung des Engineerings. In der Strategie wird gezeigt, wie diese Neuausrichtung von Politik, Unternehmen und Wissenschaft eingeleitet werden kann.
Titel:
Erfolgsgeschichten im Advanced Systems Engineering
Autor:
Steglich, S.; Tekaat, J. (Autoren) / Albers, A.; Dumitrescu, R.; Gausemeier, J.; Lindow, K.; Riedel, O. (Hrsg.)
Die Broschüre will interessierten Unternehmen die Einführung einiger Methoden und Werkzeuge für ASE nahebringen. Damit richtet sie sich insbesondere an Fachleute und Führungskräfte aus der Wirtschaft, die sich für ASE interessieren und sich zukünftig damit befassen möchten.
Sie enthält elf Erfolgsgeschichten von Unternehmen aus verschiedenen BMBF-geförderter Verbundprojekte der Fördermaßnahme "Beherrschung der Komplexität soziotechnischer Systeme – Ein Beitrag zum Advanced Systems Engineering für die Wertschöpfung von morgen".
Diese zeigen, welche Wege mit ASE beschritten worden sind und wie die, Unternehmen davon profitieren konnten.
Gemeinsam ist den Unternehmen, dass sie ihre Herangehensweise im Engineering deutlich verbessern und damit innovative Systeme mit einem zunehmenden Grad an Komplexität effizient entwickeln konnten. Einige Unternehmen konnten so erstmalig ein digitales Produkt- Service-System (beziehungsweise Advanced System) entwickeln.
Die Voraussetzungen der vorgestellten Unternehmen waren höchst unterschiedlich: Das Spektrum reicht vom Handwerksbetrieb ohne jede Digitalisierungserfahrung bis zum technologisch führenden Großunternehmen. Die einzelnen Praxisbeispiele zielen daher nicht auf die Darstellung eines vollumfassend umgesetzten ASE-Leitbilds oder eines vollständigen Engineering-Prozesses innovativer Marktleistungen ab. Vielmehr handelt es sich dabei um eine Auswahl, die zeigen soll, welche ASE-Methoden und Tools dazu beitragen können, das Engineering in verschiedenen Unternehmenstypen zu verbessern und was dabei zu beachten ist.
Ihre Favoriten
In der folgenden Liste sehen Sie Ihre ausgewählten Projekt-Favoriten.
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