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Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung

Patrick D. Schäfer Montag, den 27. Juni 2011 Folie: 1

Technische Universität KaiserslauternLehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung

Prof. Dr.-Ing. Martin EignerDipl.-Kfm. techn. Patrick D. Schäfer

Das Projekt ERMA amLehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung

- Abstimmung am 27.06.2011 mit Partnerlehrstühlen an der TU Kaiserslautern -



Technische Universität Kaiserslautern

Prof. Dr.-Ing. Martin EignerLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern

Prof. Dr.-Ing. Martin EignerLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern

Dipl.-Kfm. techn. Patrick D. SchäferLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern

Dipl.-Kfm. techn. Patrick D. SchäferLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern



Für Produkte und Prozesse von Morgen !

Das Projekt ERMA

amLehrstuhl für Virtuelle

Produktentwicklung

1 | Forschungsprofil

2 | Öko-Design von Produkten über den Lebenszyklus

…


3 | aktueller Stand und Ausblick



Forschung

Der Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung … stellt sich vor:

Dipl.-Kfm. techn.Patrick D. Schäfer wiss. Mitarbeiter

Prozessorientierte Planung und Optimierung von PLM Lösungen • Prozessanalyse- und Synthese

(Ist, Soll)• PLM-Funktionen und Nutzwertanalyse• PLM-Architektur

(Ist, Soll)• PLM-Management und -Controlling

Change Management(Human Factors)

PLM Future• Entscheidungsunterstützung/

Planungsunterstützung • Compliance Management (Produkt) • PLM-Backbone (integriertes Produkt-

und Prozessmodell)• Leichte Anpassbarkeit (Customizing)

Interdisziplinäre Prozesse• Konfigurationsmanagement• Entscheidungsprozesse/

Planungsprozesse• Interner/externer Datenaustausch

(Supply Chain)

Interdisziplinäre Produktmodellierung • Anforderungsstruktur• Funktionsstruktur• Entwicklungsstruktur• Fertigungs-/Montagestruktur

Engineering in Reverse • Konzept von Engineering Objects

Entwicklung nachhaltiger Produkte• Lebenszyklus-Kostenrechnung (LCC) • Ökobilanz (LCA)• produktbezogene Sozialbilanz (SLCA)

Methoden

Virtuelle Produktentwicklung

Mensch

Technik

Organisation(Aufbau & Ablauf)

Standards zur Informationsaufbereitung und -visualisierung

Engineering Networks

Flexible PDM Adaption

Arbeitsplatz der Zukunft

Forschungsgebiet:

Interdisziplinäre Produkt-

entwicklung

Forschungsgebiet:

ErweitertePLM

Methoden

Forschungsgebiet:

Informations- und Kommunikationstechnologie



Literaturtipp

Aktuelle Veröffentlichung:

Product Lifecycle Management: Ein Leitfaden für Product Development und Life Cycle Management

Kurzbeschreibung:Dieses Buch ist ein Leitfaden für die Einführung von Product Lifecycle Management Lösungen und bietet einen Überblick über neueste Software-Funktionen sowie Entscheidungshilfen für die Praxis.Umschlagtext:Aufgrund des heute verbreiteten teamorientierten Arbeitens wird der Ingenieur in Entwicklung und Konstruktion mehr und mehr in den Planungs-, Beschaffungs- und Produktionsprozess involviert. Zur Bewältigung dieser Aufgaben braucht er neue Methoden der Entscheidungsunterstützung und der Informationsbeschaffung, da die herkömmlichen Ansätze des Produktdatenmanagements nicht ausreichend sind. Die neu entwickelten PDM-Systeme für Produktentwicklung und Lifecycle Management enthalten als zusätzliche Funktionsumfänge das Electronic Engineering, das Supply Chain Management und das Konfigurationsmanagement. Das Buch unterstützt die Planung, Entscheidungsfindung und Einführung der geeigneten Software.

Eigner, M.; Stelzer, R.: "Product Lifecycle Management - Ein Leitfaden für Product Development und Lifecycle Management", 2. Aufl., Springer, Berlin, Heidelberg, 2009. - ISBN: 3540443738.

Link: http://www.springerlink.de/content/p238k6/?p=501c419ad05e48aab63e314830c36c58&pi=0




Das Projekt ERMA


Produktentwicklung



…

3 | aktueller Stand und Ausblick




Ausgangssituation

Umweltbetrachtungen rücken immer mehr in den Fokus

Treiber für Veränderungen:- Endliche Ressourcenverfügbarkeit- Komplexere Produkte- Komplexere Prozesse- Komplexere Zulieferketten- Komplexere Vorschriften

Herausforderungen an eine ökologische Produktgestaltung

Richtlinienund

Compliance

Neue Rollevon

ZulieferernProzess-

komplexitätProdukt

komplexitätRessourcen-verfügbarkeit

Das Denken in Lebenszyklen spielt bei der Gestaltung und Bewertung, sowie bei der Optimierung von Produkten eine entscheidende Rolle.Die frühe Phase der Produktentwicklung nimmt eine Schlüsselrolle ein: In dieser Phase werden bis zu 80% der Kosten, der Umweltwirkungen und der sozialen Aspekte und eines Produktes festgelegt.



Ökobilanz als Bestandteil eines PLM Ansatzes - Begründung

Wesentlicher Einsatz von PLM im Produktentstehungsprozess:

Auswirkungen von „Design“-entscheidungen auf das Umweltprofil eines Produktes

Festlegung der Öko‐Effektivität Festlegung der Öko‐Effizienz

Kenntnisse der Umweltrelevanz

Einfluss auf die Umweltaspekte

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Exkurs: Product Lifecycle Management (PLM) Verständnis

Das durch Product Lifecycle Management verfolgte Ziel besteht in einer durchgehenden, d.h. integrierten, föderierten und interdisziplinären Unterstützung aller Produktdaten erzeugenden und -manipulierenden Prozesse.

Ökologische Nachhaltigkeitsbewertung: - vollständige Lebenszyklusanalyse von Produkten- Simulation von Umweltauswirkungen eines Produktes- vergleichende Umweltbewertung von Produktvarianten



EINE Begriffsdefinition

Definition „Product Lifecycle Management“ (PLM):

Product Lifecycle Management (PLM) bezeichnet das produktbezogene und unternehmensübergreifende Informationsmanagement und umfasst darüber hinaus die Planung, Steuerung und Organisation der zur Erzeugung und ganzheitlichen Verwaltung aller Daten, Dokumente und Ressourcen erforderlichen Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus. Dabei werden alle Personen, die gemeinsam zur Lösung von konkreten Aufgaben benötigt werden, unabhängig davon, wo sich diese Personen befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind, einbezogen.

- Unterstützung des gesamten Product Lifecycle, insbesondere die frühen Phasen des Engineering (Front Loading)

- Produktbezogenes und unternehmensübergreifendes Informationsmanagement- Verwaltung des Product Records (= alle relevanten Produktinformationen) über den

gesamten Product Lifecycle- Unterstützung des Cross Enterprise Engineering - Betrachtung der gesamten Planung, Steuerung,Organisation sowie der

erforderlichen Prozesse. - Einbeziehen aller Personen, die gemeinsam zur Lösung von konkreten Aufgaben

benötigt werden, unabhängig davon, wo sich diese Personen befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind.



Exkurs: Nachhaltigkeitsbewertung mit den IND

Bewertung der Nachhaltigkeit - auf einzelwirtschaftlicher Ebene

schwachsozial

ökologisch-ökonomisch

starkökologisch

starkökonomisch

sozial-ökonomisch

sozial-ökologisch

vorwiegend ökonomisch

vorwiegend ökologisch

vorwiegend sozial

starksozial

sozial-ökologisch-ökonomisch

teilssozial

sozial

Soziales

Quelle: vgl. „Perspektiven für RLP“ – Viertes lokales Agenda 21 Programm, (2007).



Anwender

Digitales Produkt-und Prozessmodell

Integrationsplattform Integrationsplattform

„Product Lifecycle Management“ in der Entwicklung

Produkt-planung Entwicklung Prozess-

planung

Produktentwicklungsprozess

IT Methoden und IT Werkzeuge

Produktbeschreibungswerkzeuge

- Modellierungswerkzeuge(CAS, CAD, CAP)

- Berechnungs- und Simulationswerkzeuge(CAE) mit Visualisierung(DMU, VR, AR)

Infrastrukturwerkzeuge

- Product Lifecycle Management(PLM)

- Enterprise Ressource Planing(ERP)

Eigesetzte Systeme:UNIGRAPHICS NX 7.5

CATIA V5UNIGRAPHICS NX 7.5

Eigesetzte Systeme:SAP PLMSAP ERPAras Innovator PLMPTC Windchill PLM



ÖkonomieÖkologieSoziales

Stückliste aus dem Materialmanagement / ProduktionsplanungArbeitsplan aus der Produktionsplanung und -steuerung

Herstellkosten aus der Produktionskosten-kalkulation

Pflichtenheft

Inte

rn (U

nter

nehm

en)

Kunde

Entsorger

Zulieferer

Ext

ern

Festlegung des Ziels und des UntersuchungsrahmensDef

initi

on

Rechnerunterstützte Wirkungsabschätzung

Wirk

ungs

absc

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Rechnerunterstützte Sachbilanzierung

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Visu

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er E

rgeb

niss

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Konzept einer ökologisch-ökonomischen Produktbilanzierung im Kontext der Nachhaltigkeits-betrachtung

Information und Daten Ökobilanzierung nach ISO 14040 integriert in ein PLM Konzept

Konzept einer ökologisch-ökonomischen Produktbilanzierung

Ökobilanzierung nach ISO 14040 integriert in einen PLM Ansatz

Sachbilanz-datenbank

Sachbilanz-datenbank

Umweltdaten-banken

Quelle: DIN EN ISO 14040; vgl. auch: Feikert, S. (2007): Ökologisches Product Lifecycle Management , Shaker, Aachen.




Das Projekt ERMA


Produktentwicklung



…

3 | aktueller Stand und Ausblick3 | aktueller Stand und Ausblick



- Gesperrt: vertraulich -



ERMA … stellt sich vor!

Forschungsprojekt – ERMA:- Energie- und Ressourceneffiziente Mobile Arbeitsmaschinen

Ableitung und Entwicklung von prozessorientierten Methoden und Konzepten zur lebenszyklusweiten Erfassung und Bewertung des Energie- und Ressourcenbedarfs von mobilen Arbeitsmaschinen.

Gefördert durch die „Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation“ Förderzeitraum: 01.02.2011 bis 31.01.2014

Forschergruppe Produktentwicklung am ZNT:

Prof. Dr.-Ing. M. EignerLehrstuhl für VirtuelleProduktentwicklung (VPE)FB Maschinenbau und [email protected]

Prof. Dr.-Ing. C. SchindlerLehrstuhl für Konstruktion imMaschinen- u. Apparatebau(KIMA)FB Maschinenbau und [email protected]/KIMA

Prof. Dr.-Ing. B. SauerLehrstuhl für Maschinen-elemente und Getriebe-technik (MEGT)FB Maschinenbau und [email protected]

Prof. Dr.-Ing. S. MüllerLehrstuhl für Mechatronikiin Maschinenbau undFahrzeugtechnik (MEC)FB Maschinenbau und [email protected]/mec



Die Teilprojekte zu ERMA

Die Teilprojekte zu ERMA:

- TP 1: Ableitung und Entwicklung von prozessorientierten Methoden und Konzepten zur lebenszyklusweiten Erfassung und Bewertung des Energie- und Ressourcenbedarfs.

- TP 2: Leichtbaupotentiale und ihre Wirkung auf den Leistungsbedarfeiner Mobilen Arbeitsmaschine.

- TP 3: Antriebsstrang und Nebenantriebe, Wirkungsgraderhöhung von Lager- und Wellenabdichtungen

- TP 4: Entwicklung hybrider Antriebskonzepte, Elektrifizierung von Fahrwerkkomponenten, Nebenaggregaten und Arbeitsmaschinen.

Alle Teilprojekte werden in enger Zusammenarbeit durchgeführt.



Vielen Dank für Ihr Interesse!

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