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Rechnerunterstützte Modellierung und Optimierung des Produktentwicklungsprozesses
Projektbearbeiter:
Dr.-Ing. Michael Schabacker, Konstantin Kittel
Finanzierung:
Ziel des Projekts ist die Gestaltung eines integrierten und intelligenten Systems, welches die Handhabung komplexer Planungsprozesse auf dem Forschungs- und Entwicklungsgebiet ermöglicht. Hauptziel der Konstruktionsprozessoptimierung ist die Senkung der Prozesszeiten und der damit verbundenen Kosten. Dabei gilt es besonders, die optimale Abfolge der einzelnen Prozessschritte zu realisieren, die zur Konstruktion der Bauteile eines Produkts benötigt werden. Durch Anwendung entsprechender Methoden, Prozeduren und Werkzeuge soll ein möglichst hoher Parallelisierungsgrad erreicht werden.Die grundlegende Aufgabe besteht darin, die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Bauteilen des Produkts zu untersuchen und diese Zusammenhänge in einer allgemeinen Weise zu formulieren. Die Beschreibung von Prozess und Zusammenhängen in einer Design Structure Matrix (DSM) ermöglicht deren einfache und transparente Darstellung und Handhabung. Weiterhin erlaubt diese Darstellungsform die Abbildung von Zyklen sowie der für die Planung angesetzten Kosten und Zeiten. Das allgemeine Ablaufmodell kann durch einen Parameter ergänzt werden, der den Typ des jeweiligen Bauteils innerhalb des Konstruktionsprozesses darstellt. Dabei kann zwischen Neu-, Varianten- und Anpassungskonstruktionen unterschieden werden. Die drei verschiedenen Konstruktionsmodelle werden entsprechend VDI 2221 abgebildet.Zur Ermittlung der optimalen Konstruktionsreihenfolge soll ein auf genetischen Algorithmen basierendes Optimierungsverfahren eingesetzt werden, welches in der Lage ist, die Vielzahl an Parametern zu handhaben. Um eine Unterstützung des Konstrukteurs zu gewährleisten, muss das System verschiedene Funktionalitäten bieten. Das System muss in der Lage sein, Prozesse zu modellieren, ablaufen zu lassen, dynamisch auf Änderungen zu reagieren und einzelne Aktivitäten entsprechend der gegebenen (und sich möglicherweise ändernden) Anforderungen, Kosten- und Zeitrahmen zu bewerten. Ziel ist ein unterstützendes System, welches dem Nutzer an jedem Entscheidungspunkt verschiedene bewertete Alternativen anbietet und dabei stets die aktuelle Ressourcensituation, die gegenwärtigen Randbedingungen sowie sonstige Einschränkungen berücksichtigt. Zusätzlich sollte ein solches System Engstellen und Ressourcenkonflikte erkennen und dem Nutzer zu den betroffenen Prozessschritten entsprechendes Wissen, benötigte Methoden, Prozeduren und Werkzeuge zur Vermeidung anbieten.

Schlagworte

Genetische Algorithmen, Prozessmodellierung, Prozessoptimierung, Simultaneous Engineering
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