Die Produktentstehung besteht aus der Produktentwicklung und der

Die Produktentstehung besteht aus der Produktentwicklung und der Produktherstel‐
lung und fasst diese unter Prozessgesichts‐
punkten als Wertschöpfungsprozess eines Unternehmens zusammen.
Tätigkeiten in der Produktentstehung teilen sich auf in: • Direkte Tätigkeiten: Entwerfen, Modellie‐
ren, Berechnen, Simulieren, Änderungen durchführen, Stücklisten erstellen. • Indirekte Tätigkeiten: Informationen suchen, Kommunikation, Dokumentation, Archivieren. Virtuelle Produktentstehung ist die durchgän‐
gig integrierte virtuelle Produktentwicklung, ‐
planung und ‐herstellung unter Anwendung digitaler und virtueller Modelle und Validie‐
rungsverfahren über Unternehmensgrenzen und ‐standorte hinweg. Durch die virtuelle Produktentstehung werden die drei Unter‐
nehmensprozesse Produktentwicklung, Produktherstellung und Ressourcenplanung eng miteinander verknüpft und stehen dadurch in jeder Phase in enger Verbindung zu den Kunden und Lieferanten. Entsprechend muss sich das Engineering neuen Anforderungen bezüglich: Produktkomplexität mit entsprechender Änderung der Industrieprodukte; Veränderung des Industrieumfeldes; Engineering Collabora‐
tion mit zugehöriger Veränderung des Produktentstehungsprozesses und Einbinden von Lieferanten; Kostendruck; Produktentwick‐
lungszeit; Globalisierung mit entsprechender Produkthaftung Produktkomplexität ‐ Produkte bestehen aus komplexen mechanischen, elektronischen, elektrischen und Softwarekomponenten, deren Zusammenspiel von großer Bedeutung ist. Der Produktentstehungsprozess muss sowohl der Anforderung des Zusammenspiels von Mechanik, Elektronik und Software, wie auch der Entwicklung eines Dienstleistungsbündels um das Produkt gerecht werden. Engineering Collaboration ‐ Die Komplexität von Produktentstehung und Produktion führt zur Notwendigkeit einer aktiven Integration von Lieferanten in den Produktentstehungs‐
prozess. Die Herausforderungen an den Produktent‐
stehungsprozess ergeben eine Reihe von Anforderungen: Senkung der Entwicklungskos‐
ten und –dauer; Qualitätsmanagement; Design für X; Cross Enterprise Engineering; Produktin‐
novationen; erhöhte Kreativität. Mögliche Lösungsmethoden sind: frühes Bereitstellen des Produktwissens; Frontloading; Weiterent‐
wicklung zu Cross Enterprise Engineering und virtuelle Produktentstehung mit virtual Engineering Methoden. Virtual Engineering (VE) ist die frühzeitige, kontinuierliche, vernetzte und integrierte Unterstützung des Produktentstehungsprozes‐
ses hinsichtlich Abstimmung, Bewertung und Konkretisierung der Entwicklungsergebnisse aller Partner mit Hilfe virtueller Prototypen.
VE begegnet den Herausforderungen an Zeit‐ und Kosteneffizienz durch das Bereitstellen von Methoden und Werkzeuge für das durchgängig virtuelle Entwickeln, Testen und Betreiben von Produkten und Fabriken. VE aus Systemsicht ist in fünf Ebenen unterteilbar: 1. Datenerzeugung 2. Product Lifecycle Management 3. Engineering Applikation 4. Engineering Organisation 5. Anwendungszugriff und Kommunikation. Datenerzeugung, Product Lifecycle Manage‐
ment und Engineering Application sind Teil der IT‐Infrastruktur. Engineering Organisation sowie Anwendungszugriff und Kommunikation gehören zur Prozess‐Infrastruktur. Die Geometriedatenerzeugung ist die Grundlage zur durchgängigen Weiterverarbei‐
tung der Information in allen nachfolgenden Arbeitsbereichen. Alle erzeugten CAx‐Daten werden in PLM ‐ Systeme gespeichert. Product Lifecycle Management ist System‐
rahmen für die Zuordnung von produktbe‐
schreibenden Dokumenten zu Artikeln und Produkten, unter Berücksichtigung aller im Produktentstehungsprozess beteiligten Anwender und Systeme. PLM ‐ Systeme speichern, verwalten und übermitteln die Daten und Informationen, die von generieren‐
den Systemen (z.B. CAx) geliefert werden und stellen sie in einer kontextsensitiven Umge‐
bung dar. Funktionen der PLM ‐ Systeme im Kontext des Virtual Engineering: Zeichnungsverwaltung, Änderungsmanagement, Konfigurationsmana‐
gement, unternehmensweites Dokumenten‐
management und Informationsmanagement, Wissensmanagement. Engineering Applikation Voraussetzung für das Virtual Engineering durch Datenintegration und Systembereitstellung. Die Datenintegrati‐
on befindet sich zurzeit noch im Soll‐Zustand. Engineering Organisation Grundlegende Eigenschaften aus der Sicht von VE: Kommuni‐
kationsintensive Abstimmungen; Quantitativ und qualitativ begrenzte Ressourcen; Unvoll‐
ständige und veränderliche Rahmenvorgaben und Einflussgrößen; Veränderung der Zielvor‐
gaben im Laufe des Projektes; Verteiltes Projektwissen. VE unterstützt die Prozesskette durch: Virtuelle Teams und eCollaboration; Übergang von vordefinierten zu dynamischen Workflows; Integriertes Engineering Workflow Management; Internetbasiertes Projektmana‐
gement; Fokussierung auf reifegradbasierter statt meilensteinbasierter Projektabwicklung; Simulationszentrierte Entwicklungsprozesse; Integration von Simulationen im Prozess unter Verwendung von VR‐Systemen zur Entwick‐
lungsabsicherung. Kommunikation kommt zustande durch unterschiedliche des CSCWs (Computer Supported Cooperative Working): verteiltes Projektmanagement, Application Sharing, Collaborative CAD, Videoconferencing, Groupware‐Lösungen. Anwendungszugriffe innerhalb der Prozess‐
kette sind: zu Simulationszwecken und für die Projektplanung Engineering Portale: Sichern die Kooperation innerhalb und zwischen Zulieferern und Kunden; Verbessern die Kommunikation zwischen Zulieferern und Kunden; Beziehen frühzeitig externe Engineering Partner ein; Integrieren das Wissen einer stetig wachsen‐
den Anzahl von externen Experten; Integrieren globale Netzwerke; Komplexitätsbeherrschungen in globalen Projekten; Unterstützen die Strategie der integrierten virtuellen Produktentstehung. VE aus Prozesssicht: Unterteilung des Produk‐
tentwicklungsprozess in 8 iterative Phasen: 1. Definierung oder Modifizierung des globalen Produktprogramms im PLM‐System: Die gesamte Menge der Bauteile und Bau‐
gruppen mit Varianten und Versionen wird im PLM‐System im globalen Produktprogramm erfasst. PLM erweitern dabei die Sicht des globalen Produktprogramms auf den gesamten Produktlebenszyklus. Dabei sind mehrere Sichten auf die Daten möglich: funktionale, geometrische und organisatorische Sicht. Die Positionierung und Orientierung der Bauteile im 3D‐Raum sowie Zusammenbau‐ und –
wirkregeln, die Entwicklungs‐history und die Boundary Representation sind in der geomet‐
rischen Sicht enthalten. Die funktionale Sicht enthält eine hierarchische Einordnung der Bauteile, ‐komponenten und –systeme nach deren Funktion. Die organisatorische Sicht ordnet die Bauteile, Baugruppen und Systeme nach der spezifischen Unternehmensstruktur. 2. Erstellung des spezifischen Produktmodells Ein spezifisches Produktmodell wird zusam‐
mengestellt und konfiguriert. Über die Schnittstelle werden die Daten an das CAx‐
System weitergegeben. Im CAx‐System werden die Teile modelliert, bzw., es werden Änderun‐
gen an schon vorhandenen Bauteilen und Baugruppen durchgeführt. 3. Digitale Validierung einzelner Bauteile und Baugruppen des spezifischen Produktmo‐
dells mit CAE‐Systemen Auf Basis der CAD‐Daten findet im CAE‐System eine spezifische Validierung an den Bauteilen und Baugruppen statt. Wegen der hohen Datenkomplexität können nur spezifische (auf eine bestimmte Anzahl Baugruppen be‐
schränkte) Validierungen stattfinden. Es finden Geometrieuntersuchungen, Kollisionsanalysen, Ein‐ und Ausbauuntersuchungen, Werkzeug‐
wege‐optimierungen, Topologieuntersuchungen, Kinematik‐ und Mehrkörpersimulationen, Elastizitäts‐, Verformungs‐ und Belastungsanalysen statt. 4. Fertigungs‐ und Montageplanung der Bauteile und Baugruppen des spezifischen Produktmodells mit CAM‐Systemen Die Fertigungs‐ und Montageplanung über‐
prüft die Herstellbarkeit und Montage‐ und Demontagemöglichkeiten der modellierten Bauteile. 5. Immersive Visualisierung des gesamten Produktes Durch verschiedene Verfahren werden die CAD‐Daten stark reduziert, nur die für die Visualisierung wesentlichen Informationen werden beibehalten. Der Virtual Mock‐Up (VMU) eines spezifischen oder gesamten Produktmodells zu einem bestimmten Entwicklungszeitpunkt wird erstellt. Die immersive Visualisierung wird hauptsächlich für Design‐ und Ergonomieuntersuchungen eingesetzt. 6. Validierung des gesamten Produktmodells Die immersive Validierung wird am Datensatz des VMU ‐ Produktmodells durchgeführt. Der VMU besteht aus der Produktstruktur, der Positionierung und Ausrichtung der Bauteile und der vereinfachten Geometrie der Bauteile. Statische „Virtual Mock‐Ups“ können für komplexe geometrische Untersuchungen im Kontext des gesamten virtuellen Produktmo‐
dells eingesetzt werden. Die reduzierten Datensätze können auch für komplexe thermische, schwingungs‐ und strömungs‐
technische Untersuchungen sowie für Crash‐
test im Kontext des gesamten Produktes genutzt werden. Für die immersive Visualisie‐
rung kommen VR‐Systeme zum Einsatz. Der „Dynamic Virtual Mock‐Ups“ (DVMU) ermöglichen komplexe Untersuchungen des dynamischen Bewegungsraums starrer Bauteile und Baugruppen. „Functional Virtual Mock‐Ups“ (FVMU) erweitern den VMU um logische, physikali‐
sche, mechanische, elektrische und elektroni‐
sche Eigenschaften und Restriktionen. Die Erweiterung des FVMUs ist der „virtuelle Prototyp“, bzw. das „virtuelle Produkt“, das Verknüpfungen zwischen den mechanischen, physikalischen, elektrischen, elektronischen und logischen Eigenschaften im Kontext des gesamten Produktes betrachtet. Virtuelle Prototypen können für die Simulation des gesamten Produktverhaltens auf virtuellen Prüfständen benutzt werden, dadurch werden die virtuellen Prototypen äquivalenten Versuchsreihen wie reale Prototypen unterzo‐
gen. 7. Übernahme der Änderungen. Man ist bestrebt, die notwendigen Änderun‐
gen direkt am VMU und in der VR‐Umgebung durchzuführen. Die Ergebnisse und Erkenntnis‐
se werden in der globalen Produktstruktur übernommen. Konzepte der virtuellen Produktentstehung: Entwicklungsstufen der virtuellen Produktent‐
stehung: • 2D/3D‐CAD‐Modellierung • Virtualisierung und Virtuelle Validierung mit Virtual Mock‐Up • Virtuelle Prototypen und Produkte • Virtuelle Fabrik Das virtuelle Produkt baut auf der Gesamtheit der Informationen auf, die während der Produktentstehung entstehen und erweitert diese um Verknüpfungen zwischen den mechanischen, physikalischen, elektrischen, elektronischen und logischen Eigenschaften im Kontext des gesamten Produktes. Nutzen von VMU ß Technologie: Durch virtuelle Prototypen und virtuelle Prüfstände können die Versuchsreihen für das fertige Produkt in die Entwicklungsphase vorverlagert werden (Frontloading). Dadurch ergibt sich eine erhebliche Verkürzung der Dauer der Produktentstehung. Nutzen von VE: • Verkürzung der Entwicklungszeit. • Mehr Freiheitsgrade für die Entwicklung durch eine längere Konzept‐ und Design‐
phase. • Zeit‐ und Kostenersparnis gegenüber der Entwicklung mit realen Prototypen. • Konsequente Reduzierung der durch Fehler erzeugten Kosten. • Vorverlegung von Werkzeugbau und von Planung und Simulation der Fertigung in der frühen Phase der Entwicklung (Frontloading). • Einbindung von Lieferanten und Kunden in den Produktentstehungsprozess. Der Produktlebenszyklus ist ein theoretisches und abstrahierendes Konzept zur Betrachtung der zeitlichen Entwicklung von Produkten. Ziel dieser Betrachtung ist ein besseres Verständnis über den Nutzen des Produktes, um daraus Entscheidungen hinsichtlich Änderungen, Ableitung von Varianten oder Neuentwicklungen treffen zu können. Der Produktlebenszyklus besteht aus den Haupt‐
prozessphasen: Produktentstehung und Realer Produktlebenslauf. Es gibt drei Sichten auf den Produktlebenszyklus: • Betriebswirtschaftliche Sicht: Die betriebs‐
wirtschaftliche Sicht verwendet den Pro‐
duktlebenszyklus als analytische Methode zur Planung und Kontrolle der Produkte in ihrem Umfeld, insbesondere bezüglich des Zusammenhang zwischen Produkt, Markt und Unternehmenserfolg zur Prognostizie‐
rung der Umsatz‐ und Gewinnentwicklung. Die betriebswirtschaftliche Sicht unterteilt sich in die Phasen Produktentstehung, Einführung, Wachstum, Reife, Sättigung und Degeneration. Die Phase der Produktent‐
stehung bezieht sich auf Entwicklung, Vali‐
dierung und Produktionsplanung. Es wer‐
den Investitionen benötigt, es entsteht kein Gewinn. In der Einführungsphase ist die Stückzahl gering, die Produktion wird hoch‐
gefahren und die Vertriebskanäle werden aufgebaut. In der Wachstumsphase steigen Bekanntheit des Produktes, Umsatz und Gewinn, es erscheinen auch die ersten Wettbewerber. Die Reifephase kennzeich‐
net sich durch Kampf der Wettbewerber um Marktanteile und steigendem Umsatz. In der Sättigungsphase sinken die Gewinne •
•
trotz steigendem Umsatz. In der Degenera‐
tionsphase sinken Umsatz und Gewinne, das Produkt wird vom Markt genommen und durch ein Nachfolgeprodukt ersetzt. Ökologische Sicht: In der ökologischen Sicht wird nach Informations‐ und Materialfluss unterschieden. Der Informationsfluss um‐
fasst Produktplanung, Entwicklung, Kon‐
struktion und Arbeitsvorbereitung. Der Materialfluss umfasst Werkstoffherstellung, Produktion, Nutzung und Recycling, bzw. Entsorgung. Durch die ökologische Sicht sollen aus den Phasen des Materialflusses Informationen für den Produktentste‐
hungsprozess abgeleitet werden, so dass die Produkte umweltgerecht entwickelt werden können. Informationstechnische Sicht: Durch die informationstechnische Sicht werden In‐
formationen über das Produkt aus allen Phasen des Produktlebenszyklus gewonnen. Man unterscheidet zwischen: o Produktplanung (Spezifikation, Mar‐
keting, Konzept): ist die Festlegung und Beschreibung neuer Felder der Produktentwicklung, woraus Entwick‐
lungs‐ und Konstruktionsaufträge re‐
sultieren o Konstruktion: ist eine technisch‐
planerische Phase, die sowohl Ent‐
wicklungstätigkeiten, als auch Validie‐
rungstätigkeiten zur Informationsbe‐
schaffung beinhaltet und die vollstän‐
dige Beschreibung eines zukünftigen Produktes umfasst o Arbeitsvorbereitung (Fertigungspla‐
nung): ist die zweite technisch‐
planerische Phase und umfasst die Arbeitsplanung und ‐steuerung, mit Schwerpunkt auf Fertigungs‐, Monta‐
ge‐ und Prüfplanung o Produktherstellung (Produktion): hier werden digital vorliegende Informati‐
onen über technische Produkte mit‐
tels Material und Energie in reale Pro‐
dukte umgewandelt o Produktvertrieb (Verkauf): ist die Brü‐
cke zwischen Hersteller und Nutzer. Kennzeichnet sich durch Vertriebsas‐
pekte wie Transport, Lagerung, Ver‐
teilung, Kosten und Termine o Produktnutzung (Nutzung, Service und Wartung): enthält die vorgesehe‐
ne Nutzung des Produktes sowie War‐
tung und Pflege, Störungsbeseitigung und Reparatur o Produktrecycling und Entsorgung: hier werden Aspekte der umweltgerech‐
ten Entsorgung und des Recycling des Produktes betrachtet. От слайдовете не са взимани схеми, снимки и картини и други неща, тук има информация от къде какво не е копи‐
рано, ако някой прояви желание, да си ги сло‐
жи ;) 4, 6, 7 схема, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 53, 54, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 76, 78, 80, 81, 83, 84, 87, 88, 89, 90.

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