Methods and Tools for the Development of Structured Mechatronic Products

Kurzbeschreibung:

Bei mechatronischen Produkten stehen Funktionen und Interdisziplinarität des Lösungsfeldes im Vordergrund. Diesem Umstand muss der Entwicklungsprozess Rechnung tragen. Die Vorlesung behandelt daher Werkzeuge und Methoden zur erfolgreichen Entwicklung komplexer mechatronischer Systeme aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Sie deckt dabei die ganze Prozesskette bzw. den Lebenszyklus vom Marketing über Entwicklung, Produktion bis zur Betriebsphase und Entsorgung ab. Die Studierenden sollen Methoden kennen und anwenden lernen, die Best Practices für die marktgerechte Gestaltung komplexer integrierter Produkte darstellen. Sie sollen insbesondere die Sprache beherrschen, um die verschiedenen beteiligten Disziplinen in ihrem Beitrag zu verstehen und zu steuern. Sie sollen zudem auch erkennen, welche Funktionen und Eigenschaften hierbei die Maschinen und Anlagen heute abzubilden haben.

Lehrziel:

Der Student soll in die Lage versetzt werden Entwicklungsprojekte auf der Basis des Konzeptes eines "Digitalen Produktes" zu strukturieren und zu managen. Die Vorteile und Anwendungen verschiedener Methoden und Werkzeuge sollen bekannt sein und vom Studenten eingeordnet werden können. Zudem soll er auch in der Lage sein, die einzelnen Methoden und Tools unabhängig vom Gesamtprozess ganzheitlich für Neuentwicklungen von mechatronischen Produkten zu verwenden.

Inhalt:

Die Vorlesung thematisiert den gesamten Produkt Entwicklungsprozess für mechatronische Produkte sowie die Verknüpfung zu nachfolgenden Prozessen wie z.B. Verkauf, Montage, Schulung, Service, etc. Die neue VDI 2206 Richtlinie liefert eine Grundlage zur Entwicklung mechatronischer Produkte. Hierauf aufbauend wird ein Konzept aufgezeigt, wie ein Concurrent Engineering für mechatronische Produkte realisiert werden kann. In einem weitere Schritt werden die theoretischen und methodischen Grundlagen über die Produktstrukturierung vermittelt. Die Vorgehensweisen zur Strukturierung neuer und bestehender Produkte werden vorgestellt. Im Weiteren wird, ausgehend von der Produktstrukturierung, das für die Konfigurierung von Produkten benötigte Wissen aufgezeigt und behandelt.
Den Stundenten wird eine Übersicht über den aktuellen Stand der Technik bezüglich Methoden und Werkzeugen gegeben und die Anforderungen an die verschiedenen Domänen hervorgehoben. Anhand verschiedener Beispiele wird ein vertiefter Einblick in die verschiedenen Methoden und Werkzeugen gegeben. Weiterführend wird die Verwendung von Simulationen für ein mechatronisches System während des Entwicklungsprozesses mittels virtueller Prototypen gezeigt. Die hierzu verfügbaren Stand der Technik Werkzeuge werden präsentiert und von den Studenten an praktischen Beispielen angewandt.
Das Konzept einer Virtuellen Maschine zur Umsetzung einer virtuellen Maschineninbetriebnahme wird beschrieben und die Wiederverwendung der virtuellen Modelle für nachgelagerte Prozesse wie z.B. Montage, Verkauf, Training aufgezeigt. Anhand der Umsetzung verschiedener Beispiele soll der Student die unterschiedlichen Sichten auf ein Produkt nachvollziehen und die entsprechenden Produkt Instruktionen erstellen können.

Lehrmodule / Unterlagen:

Die Lehrveranstaltung setzt sich aus Vorlesungen und Übungen zusammen. Es werden jeweils Handouts ausgegeben. Der Unkostenbeitrag für diese Dokumentation beträgt 30.- CHF.
Die Handouts sind in englischer Sprache verfasst, die Vorlesungen werden in Deutsch oder Englisch gehalten.

Literatur:

• Systemkopplung zur komponentenorientierten Simulation digitaler Produkte / von Stefan Dierssen. - Düsseldorf : VDI Verlag, 2002. (Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 20, Rechnerunterstützte Verfahren ; Nr. 358) [004449420]

• Entwicklungsmethodik für SPS-gesteuerte mechatronische Systeme von Jens Bathelt -- Düsseldorf : VDI Verlag, 2007

• Informationstechnologien im digitalen Produkt Elektronische Daten E. Zwicker, R. Montau -- Zürich : ETH, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, [Zentrum für Produktentwicklung], 2006

• Die Konfigurations- & Verträglichkeitsmatrix als Beitrag zur Darstellung konfigurationsrelevanter Aspekte im Produktentstehungsprozess Luca Bongulielmi --Düsseldorf : VDI Verlag, 2003

Voraussetzungen:

Obligatorisch: CAD Grundkenntnisse

Testat / Kreditbedingungen:

- Erfolgreiches absolvieren der Übungen

Ort / Zeit:

Donnerstags, 13.00 - 17.00 Uhr CLA F22

Geeignet für:

Maschineningenieurwissenschaften Master

Kreditpunkte:

4