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Grundlagen der Industriellen Informationstechnik - Industrielle ...

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Fakultät für Verkehrs- und Maschinensysteme (Fakultät V)<br />

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb<br />

Fachgebiet <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Prof. Dr.-Ing. R. Stark<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Einführungsveranstaltung


Glie<strong>der</strong>ung<br />

► Vorwort<br />

2<br />

Einführung in die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Auszug <strong>der</strong> Themenkomplexe<br />

Organisatorisches<br />

Schlussbemerkung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark<br />

3<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

� Studium des Maschinenbaus an <strong>der</strong> Ruhr-Universität<br />

Bochum<br />

� Integriertes einjähriges Studium an <strong>der</strong> Texas A&M<br />

University, USA, im Bereich Mechanical Engineering<br />

� Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für<br />

Konstruktionstechnik/ CAD an <strong>der</strong> Technischen Fakultät <strong>der</strong><br />

Universität des Saarlandes<br />

� System-Ingenieur Karosserieentwicklung <strong>der</strong> Ford Werke in<br />

Köln<br />

� (Senior) Technischer Spezialist CAD, Produktmodellierung<br />

und Product Information Management in Ford Europa<br />

� Technischer Leiter / Europäischer Manager "Virtuelle<br />

Produktentstehung & Methoden“ in <strong>der</strong> Ford Motor<br />

Company<br />

� Leiter des Fachgebiets <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong> an<br />

<strong>der</strong> Technischen Universität (TU) Berlin und Direktor des<br />

Geschäftsfeldes Virtuelle Produktentstehung des<br />

Fraunhofer Instituts für Produktionsanlagen und<br />

Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin


Die Multidisziplinarität <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

4<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Definition und Fachgebiet an <strong>der</strong> TU Berlin<br />

Die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong> ist eine multidisziplinäre Disziplin und<br />

bezeichnet die Anwendungen von Methoden <strong>der</strong> Informatik zur Lösung<br />

ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen in <strong>der</strong> industriellen<br />

Konstruktion, Fertigung und Montage, sowie zur Erfassung von Prozessen<br />

entlang <strong>der</strong> gesamten virtuellen Produktentstehung in <strong>der</strong> Industrie.<br />

Fachgebiet <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong> an <strong>der</strong> TU Berlin<br />

5<br />

► Ist eingebettet in <strong>der</strong> Fakultät für Verkehrs- und Maschinensysteme, sowie<br />

in das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb<br />

► Beschäftigt sich mit <strong>der</strong> Weiterentwicklung <strong>der</strong> digitalen Lösungen zur<br />

Verbesserung und Erweiterung <strong>der</strong> Ingenieurtätigkeiten im gesamten<br />

Ablauf <strong>der</strong> virtuellen Produktentstehung von <strong>der</strong> Produktidee und -<br />

planung, <strong>der</strong> Produktentwicklung bis zur Planung und Anlaufabsicherung<br />

<strong>der</strong> Produktion.<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Lehrangebot<br />

6<br />

Einführung in die <strong>Informationstechnik</strong> für<br />

Ingenieure<br />

<strong>Grundlagen</strong> und Anwendungen <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

Technologien <strong>der</strong> Virtuellen Produktentstehung<br />

Entwicklung und Management digitaler<br />

Produktentstehungsprozesse<br />

Informationstechnische Prozesse für den<br />

digitalen Fabrikbetrieb<br />

Virtual Engineering in Industry<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Ergebnisse projektorientierter Übung aus<br />

Anwendungen <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong> (beispielhaft)


Lernziel und Inhalte dieser Lehrveranstaltung<br />

Lernziel<br />

Inhalte<br />

7<br />

� Studierende sollen lernen, die Potenziale und Techniken<br />

informationstechnischer Lösungen im industriellen Umfeld einzuschätzen<br />

und zielorientiert benutzen zu können<br />

� Überblick über anwendungsspezifische Einsatzmöglichkeiten<br />

grundlegen<strong>der</strong> Techniken <strong>der</strong> Datenverarbeitung zur Lösung<br />

ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen<br />

� Vermitteln von theoretischen und praxisnahen Kenntnissen zur<br />

unternehmensweiten Integration von Prozessen entlang <strong>der</strong><br />

Wertschöpfungskette<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Themenüberblick: Vorlesungen<br />

1. Einführungsveranstaltung<br />

2. Projektmanagement<br />

3. Entwicklungsmethodik<br />

4. CAx Techniken<br />

5. Datenbanken<br />

6. Produktdatenmanagement (PDM/PLM): Einführung<br />

7. PDM/PLM: Produktstruktur, Stückliste, Kosten- und Gewichtsmanagement<br />

8. Enterprise Resource Planning (ERP)<br />

9. Enterprise Application Integration (EAI)<br />

10. Netzwerke<br />

11. Kommunikationstechnik<br />

12. Wissensmanagement<br />

8<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Themenüberblick: Übungen<br />

9<br />

� Folgende Systeme werden Sie in den Übungen kennenlernen und anwenden:<br />

Projektmanagement:<br />

Microsoft Project<br />

CAD-Modellierung:<br />

Spaceclaim<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Produktdatenmanagement:<br />

Teamcenter<br />

Enterprise Resource Planning:<br />

Semiramis


Glie<strong>der</strong>ung<br />

10<br />

Vorwort<br />

► Einführung in die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Auszug <strong>der</strong> Themenkomplexe<br />

Organisatorisches<br />

Schlussbemerkung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Sichtweisen des Produktlebenszyklus<br />

� Produktlebenszyklus ist ein theoretisches, abstrahierendes Modell zur<br />

zeitlichen Einteilung <strong>der</strong> Lebensphasen von Produkten<br />

� Ziel <strong>der</strong> Modelldarstellung ist ein besseres Verständnis über den Nutzen eines<br />

Produktes über die einzelnen Lebensphasen, um daraus Entscheidungen<br />

hinsichtlich <strong>der</strong> Produktentwicklung treffen zu können<br />

Vier Hauptbetrachtungen des Produktlebenszyklus (nach Pahl/Beitz):<br />

11<br />

1. Betriebswirtschaftliche Betrachtung: Untersuchung betriebswirtschaftlicher<br />

Kenngrößen wie Umsatz, Gewinn o<strong>der</strong> Verlust über das Produktleben<br />

2. Technologische Betrachtung: Beurteilung <strong>der</strong> Leistungsfähigkeit von<br />

Technologien über die Zeit<br />

3. Ökologische Betrachtung: Genauere Betrachtung von Materialflüssen, die<br />

während des Produktlebens auftreten<br />

4. Technische Betrachtung: Aufglie<strong>der</strong>ung des Produktlebenszyklus in<br />

Phasen, die das Produkt „durchlebt“ wie z.B. Entwicklung/Konstruktion<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Betriebswirtschaftliche Betrachtung des Produktlebenszyklus<br />

12<br />

Technologische Leistungsfähigkeit<br />

ENTSTEHUNG EINFÜHRUNG WACHSTUM REIFE SÄTTIGUNG DEGENERATION<br />

Produktentstehung<br />

Entwicklung<br />

Konstruktion<br />

Unternehmenserfolg<br />

Produktionsplanung<br />

Markteinführung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Einführung Wachstum Reife Sättigung Degeneration<br />

Wird das Produkt durch ein neues Produkt ersetzt, ist<br />

<strong>der</strong> Kreislauf (Zyklus) geschlossen.<br />

Umsatz bzw.<br />

Investitionen<br />

Gewinn bzw.<br />

Verlust<br />

Zeit<br />

Quelle: nach ILTIS GmbH<br />

www.4managers.de<br />

Quelle: Porter, M. E. / Back-Hock, A.


Technologischer Produktlebenszyklus<br />

13<br />

Technologische Leistungsfähigkeit<br />

Technologische Weiterentwicklung bzw. F&E Aufwand<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Einführung Wachstum Stagnation<br />

Hat die Technologie die Grenze ihrer<br />

Leistungsfähigkeit erreicht, wird eine neue Technologie eingeführt<br />

Der erste Ottomotor (1876)<br />

Quelle: Helmut Hütten, "Motoren", Motorbuchverlag<br />

http://www.benzgarage.de/m110/m110-cut.jpg<br />

Saugmotor mit<br />

Benzindirekteinspritzung<br />

(1968)<br />

http://www.7-forum.com/news/news2004/6zyl/bmw_6zyl_reihen_motor_p0014626-c.jpg<br />

Ottomotor mit Abgasturboaufladung<br />

und variablem Ventiltrieb (2004)<br />

[Quelle: Pahl&Beitz: Konstruktionslehre]


Ökologische Betrachtung des Produktlebenszyklus<br />

14<br />

Definieren<br />

von Prozessen<br />

Werkstoffherstellung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Aufgabe Klären<br />

Konzipieren<br />

Entwerfen<br />

Ausarbeiten<br />

Herstellung Nutzung<br />

Produktlebenslauf<br />

Umweltauswirkungen<br />

CO 2-Ausstoß, Recycling, Wie<strong>der</strong>verwendung …<br />

Produktentwicklung<br />

Services<br />

Antizipieren<br />

von Prozessen<br />

Recycling/<br />

Entsorgung<br />

Materialfluss


Technische Betrachtung des Produktlebenszyklus (1/5)<br />

Der Produktlebenszyklus setzt sich aus den Hauptprozessphasen <strong>der</strong><br />

15<br />

� Produktentstehung (Planung, Entwicklung, Arbeitsvorbereitung), <strong>der</strong><br />

� Produktherstellung (operative Produktion) und des<br />

� realen Produktlebenslauf (Nutzung und Entsorgung/Recycling) zusammen.<br />

� Hauptprozessphasen werden durch Begleitprozesse, wie Marketing,<br />

Beschaffung/Einkauf und Vertrieb, ergänzt<br />

Planung<br />

Begleitprozesse<br />

Marketing Beschaffung/Einkauf<br />

Produktentstehung<br />

Entwicklung<br />

(Konstruktion, Erprobung)<br />

Informationsfluss<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Hersteller Kunden<br />

Arbeitsvorbereitung<br />

Iterationen<br />

Vertrieb<br />

Produktherstellung<br />

operative<br />

Produktion<br />

Reales<br />

Produkt<br />

Realer Produktlebenslauf<br />

Nutzung<br />

Entsorgung<br />

&<br />

Recycling


Technische Betrachtung des Produktlebenszyklus (2/5)<br />

16<br />

Folgende Phasen/Begleitprozesse lassen sich definieren:<br />

� Produktplanung (Spezifikation, Konzept)<br />

Festlegung und Beschreibung neuer Produktideen<br />

und -konzepte<br />

� Marketing: Marktforschung, Festlegung gewünschter<br />

Produkteigenschaften, Kundensegmentierung, Definition<br />

einer Markteinttrittsstrategie, Ausarbeitung<br />

Marketing Mix etc.<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle: http://www.radisson.com/rad/images/hotels/TAHITI/meeting2%20(450%20x%20291).jpg<br />

http://bligoo.com/media/users/0/40867/images/marketing-strategy-win-new-clients.jpg<br />

Quelle: nach Prof. Ovtcharova, Universität Karlsruhe (TH)


Technische Betrachtung des Produktlebenszyklus (3/5)<br />

� Entwicklung (technisch-planerische Phase):Konstruktionstätigkeiten,<br />

Validierungstätigkeiten zur Informationsbeschaffung<br />

und vollständige Beschreibung des<br />

zukünftigen Produktes<br />

� Einkauf: Allokation von Ressourcen als Inputfaktoren für<br />

die operative Produktion, sowie zur Unterstützung von<br />

Produktentstehungsprozessen wie z.B. Kauf von<br />

Entwicklungssoftware<br />

17<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle:http://www.deskeng.com/pics/0408/SpaceClaim1turbofan.jpg<br />

http://www.noris-blattgold.de/Einkaufswagen.jpg


Technische Betrachtung des Produktlebenszyklus (4/5)<br />

18<br />

� Erprobung: Durchführung und Auswertung virtueller<br />

(z.B. Simulationen) und realer Produkttests<br />

� Arbeitsvorbereitung (Fertigungsplanung): Arbeitsplanung<br />

und -steuerung mit Schwerpunkt auf<br />

Fertigungs-, Montage- und Qualitätsplanung<br />

� Produktherstellung (Produktion): Vorliegende<br />

Informationen über Produkte werden mittels Material<br />

und Energie in reale Produkte umgewandelt<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle:http://www.medtech.tu-berlin.de/uploads/pics/Pylon_Weiss_Bd16_FEM_02.jpg<br />

Quelle: http://www.west-gmbh.de/top_solid/gross/cam_4.gif<br />

Quelle: http://www.deutsche-mechatronics.de/data/leistungen/Spanabhebende_Fertigung_1176206098.jpg


Technische Betrachtung des Produktlebenszyklus (5/5)<br />

19<br />

� Produktvertrieb (Verkauf): Transport, Lagerung,<br />

Verteilung, Kosten und Termine<br />

� Produktnutzung (Nutzung, Service und Wartung):<br />

Nutzung, Wartung, Pflege, Reparatur, Austausch<br />

und Modifikation des Produktes<br />

� Produktrecycling und Wie<strong>der</strong>verwendung:<br />

Umweltgerechte Entsorgung und Recycling<br />

o<strong>der</strong> Wie<strong>der</strong>aufarbeitung des Produktes<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle: http://www.combigmbh.eu/images/logistik.jpg<br />

Quelle: http://www.n24.de/media/import/afp/afp_20080627_15/photo_1214572764917-1-0.jpg<br />

Quelle: http://www.bcrcsolidwaste.com/recycling_cellphone.jpg


Product Lifecycle - Phasen<br />

Zusammenarbeit mit digitalen Modellen<br />

KONSTRUKTION<br />

KONZEPT<br />

FERTIGUNGS-<br />

PLANUNG<br />

ENTWICKLUNG<br />

PODUKTPLANUNG<br />

UND MARKETING<br />

Quelle: Berliner Kreis, Technology Monitoring, ITM, Bochum<br />

20<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

PRODUKTION<br />

PRODUKTION<br />

Produktdatenmanagement<br />

SPEZIFIKATION<br />

VERKAUF<br />

VERKAUF UND<br />

NUTZUNG<br />

RECYCLING /<br />

WIEDERVER-<br />

WERTUNG<br />

NUTZUNG<br />

SERVICE &<br />

WARTUNG


Der Ingenieur bei <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />

Produktentwicklung …<br />

� … bezeichnet den Vorgang, den<br />

eine Idee bis zu einem fertigen<br />

Produkt durchläuft<br />

� … stellt die Phase des<br />

technischen Produktlebenszyklus<br />

dar, an <strong>der</strong>en Ende eine<br />

vollständige Produktdefinition<br />

bestehend aus Produktstruktur,<br />

Stückliste, Dokumentation und<br />

Konfiguration vorliegt<br />

21<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle: Prof. Lindemann, TU München


Tätigkeiten im Produktentstehungsprozess<br />

� Die Produktentstehung umfasst die Produktplanung, die Produktentwicklung<br />

und die Arbeitsvorbereitung <strong>der</strong> Produktion bis zum Produktionsanlauf.<br />

� Die operative Serienfabrikation („das Produzieren“) hingegen wird<br />

Produktherstellung genannt.<br />

� Unter Prozessgesichtspunkten werden alle Wertschöpfungsprozesse eines<br />

Unternehmens zusammengefasst<br />

22<br />

Tätigkeiten in <strong>der</strong> Produktentstehung teilen sich auf in:<br />

Direkte Tätigkeiten Indirekte Tätigkeiten<br />

� Entwerfen<br />

� Modellieren<br />

� Berechnen<br />

� Simulieren<br />

� Än<strong>der</strong>ungen<br />

durchführen<br />

� Stücklisten erstellen<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

� Informationen und<br />

Kommunikation<br />

� Dokumentation und<br />

Archivierung


Herausfor<strong>der</strong>ungen an die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Sicherstellen von:<br />

23<br />

� Integrierten, parallelisierten und flexiblen Arbeitsabläufen und <strong>der</strong>en Organisation<br />

� Verteilten Arbeitsschritten und Kernkompetenzen auf externe Partner und interne<br />

Abteilungen<br />

� Verkürzten Entwicklungszyklen<br />

Herausfor<strong>der</strong>ungen aus Produktsicht:<br />

� Zunehmende Variantenvielfalt<br />

� Steigende Produktkomplexität und –vielseitigkeit<br />

� Wachsen<strong>der</strong> Anteil mechatronischer Produkte<br />

� Erhöhung <strong>der</strong> Sicherheit und Umweltfreundlichkeit<br />

Herausfor<strong>der</strong>ungen aus Prozesssicht:<br />

� Kürzere Entwicklungs- und Produktionszeiten<br />

� Unternehmensübergreifende, simultane und verteilte Arbeitsabläufe<br />

� Stärkerer Einsatz interdisziplinärer und innovativer Technologien und IT-Lösungen<br />

� Zunehmende Globalisierung (Zeitzonen, Ausbildung, Kulturen, Traditionen, etc.)<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle: Ehrlenspiel / Ben<strong>der</strong>


Glie<strong>der</strong>ung<br />

24<br />

Vorwort<br />

Einführung in die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

► Auszug <strong>der</strong> Themenkomplexe<br />

Organisatorisches<br />

Schlussbemerkung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


CAx-Techniken: Modellierung eines Bauteils<br />

25<br />

Bohrung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Grobgestalt als Block<br />

definieren<br />

Feingestalt<br />

Fase


Beispiel: Modellieren mit SpaceClaim<br />

26<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


C3P Next Generation: Produktdatenmanagement<br />

27<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Beispiel Kommunikationstechnik: Audio-/Video-Konferenzen<br />

� Synchroner Austausch von Ton und Video<br />

� Vergleichbar mit herkömmlichen Telefon<br />

� Vorteile<br />

� Leicht zu bedienen<br />

� Geringer Einführungsaufwand<br />

� Nachteile<br />

� Viele heterogene Systeme verfügbar<br />

� Einige Systeme sind in Firmennetzwerken aufgrund<br />

<strong>der</strong> hohen Sicherheitsanfor<strong>der</strong>ungen nicht einsetzbar<br />

� Einführungsaufwand<br />

� Installation <strong>der</strong> Clientanwendungen<br />

� Eventuell Firewall konfigurieren<br />

� Einsatzmöglichkeiten<br />

� Je<strong>der</strong>zeit, sobald Kontaktinformationen ausgetauscht wurden<br />

� Ersatz für herkömmliche Telefongespräche<br />

28<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Quelle: Skype


Eine Auswahl an IT-gestützten Wissensmanagement-Werkzeugen<br />

Suchmaschinen<br />

Groupware Foren<br />

29<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Dokumenten-Management-<br />

Systeme<br />

Versionsverwaltungs-<br />

Systeme<br />

Online-Nachschlagewerke


Regeln und Randbedingungen zur fertigungsgerechten Konstruktion<br />

von Karosseriesystemen im Automobilbau<br />

30<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Welche Radien sind herstellbar?


Glie<strong>der</strong>ung<br />

31<br />

Vorwort<br />

Einführung in die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Auszug <strong>der</strong> Themenkomplexe<br />

► Organisatorisches<br />

Schlussbemerkung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Termin und Ort <strong>der</strong> Vorlesung<br />

So finden Sie uns:<br />

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb<br />

Pascalstr. 8-9<br />

10587 Berlin<br />

32<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

► Hörsaal: PTZ 001 (kleiner Hörsaal)<br />

► Mittwochs: 14:00 bis 16:00 Uhr


Bachelor an <strong>der</strong> Fakultät V<br />

Modul <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Modulinhalte • Vorlesung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

• Übung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Leistungspunkte • 6 LP<br />

Prüfungen • Schriftliche Prüfung über Vorlesungsinhalte (7 von 10<br />

Themen)<br />

• Vortrag über eine wissenschaftliche Veröffentlichung,<br />

Bearbeitung <strong>der</strong> Aufgaben in den Übungen<br />

Anmeldung im<br />

Prüfungsamt<br />

33<br />

• Fachprüfung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Master an <strong>der</strong> Fakultät V<br />

Modul <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Modulinhalte • Vorlesung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

• Übung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Leistungspunkte • 6 LP<br />

Prüfungen • Mündliche Prüfung (30min) über alle Vorlesungsinhalte<br />

• Vortrag über eine wissenschaftliche Veröffentlichung,<br />

Bearbeitung <strong>der</strong> Aufgaben in den Übungen<br />

Anmeldung im<br />

Prüfungsamt<br />

34<br />

• Fachprüfung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Diplom an <strong>der</strong> Fakultät V<br />

35<br />

Fach (Vorlesung) <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

Inhalte • Vorlesung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

Semesterwochenstunden • 2 SWS<br />

Prüfungen • Mündliche Prüfung über alle<br />

Vorlesungsinhalte (30 min)<br />

Anmeldung im Prüfungsamt • Fachprüfung<br />

Fach (Übung) <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

Inhalte • Übung <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

Semesterwochenstunden • 2 SWS (analytisch o<strong>der</strong> konstruktiv)<br />

Prüfungen • Vortrag über eine wissenschaftliche<br />

Veröffentlichung, Bearbeitung <strong>der</strong><br />

Aufgaben in den Übungen<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Diplom an <strong>der</strong> Fakultät V<br />

36<br />

Fach (Vorlesung) <strong>Grundlagen</strong> und Anwendungen <strong>der</strong><br />

<strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Inhalte • Vorlesung <strong>Grundlagen</strong> und Anwendungen<br />

<strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Semesterwochenstunden • 4 SWS<br />

Prüfungen • Mündliche Prüfung über alle<br />

Vorlesungsinhalte (40 min)<br />

Anmeldung im Prüfungsamt • Fachprüfung<br />

Fach (Übung) <strong>Grundlagen</strong> und Anwendungen <strong>der</strong><br />

<strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Inhalte • Übung <strong>Grundlagen</strong> und Anwendungen<br />

<strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Semesterwochenstunden • 4 SWS<br />

Prüfungen • Vortrag über eine wissenschaftliche<br />

Veröffentlichung, Bearbeitung <strong>der</strong><br />

Aufgaben in den Übungen, Bearbeitung<br />

des Projekts in Anwendungen IIT<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Bachelor an <strong>der</strong> Fakultät VII (Wirtschaftsingenieurwesen)<br />

o<strong>der</strong><br />

o<strong>der</strong><br />

37<br />

Lehrveranstaltung LV-Art LP P/WP/W Semester<br />

Einführung Fabrikbetrieb IV 2 P Wintersemester<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong><br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

IV 2 P Sommersemester<br />

Methoden des Fabrikbetriebs 1A IV 2 WP Wintersemester<br />

Methoden <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong> (Übung zu<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong>)<br />

<strong>Grundlagen</strong> Methods-Time<br />

Measurement<br />

IV 2 WP Sommersemester<br />

IV 2 WP Wintersemester<br />

Prof. Seliger<br />

Prof. Stark<br />

Prof. Seliger<br />

Prof. Stark<br />

Prof. Seliger


Bachelor an <strong>der</strong> Fakultät VII (Wirtschaftsingenieurwesen)<br />

Modul Fabrikbetrieb und <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Modulinhalte Pflicht<br />

(Vorlesungen)<br />

Leistungspunkte<br />

Anmeldung<br />

im<br />

Prüfungsamt<br />

Wahlpflicht<br />

(Übungen)<br />

• 6 LP<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

• <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

• Fabrikbetrieb<br />

• Methoden <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

• Methoden des Fabrikbetriebs<br />

• MTM: Methods-Time Measurement<br />

• Prüfungsäquivalente Studienleistung bis 6 Wochen nach<br />

Vorlesungsbeginn (bis 24.05.2010)<br />

• Anmeldung über QISPOS als Modul „Fabrikbetrieb und <strong>Industrielle</strong><br />

<strong>Informationstechnik</strong>“<br />

Prüfungen • Vorlesung: Kombiklausur mit Fabrikbetrieb; IIT-Teil 37,5 min<br />

Bearbeitungszeit � 5 Themengebiete (aus 10 kann gewählt werden)<br />

• Übung IIT: Vortrag über eine wissenschaftliche Veröffentlichung,<br />

Bearbeitung <strong>der</strong> Aufgaben in den Übungen<br />

38


Termin und Ort <strong>der</strong> Übungen<br />

So finden Sie uns:<br />

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb<br />

Pascalstr. 8-9<br />

10587 Berlin<br />

39<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

► Hörsaal: PTZ 511 (VELC 5. Etage)<br />

► Anmeldung im ISIS erfor<strong>der</strong>lich<br />

► Gruppeneinteilung und Kursmaterial<br />

über ISIS<br />

► Übungstermine werden im ISIS<br />

bekannt gegeben


Glie<strong>der</strong>ung<br />

40<br />

Vorwort<br />

Einführung in die <strong>Industrielle</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Auszug <strong>der</strong> Themenkomplexe<br />

Organisatorisches<br />

► Schlussbemerkung<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Nachhaltigkeit (1/3)<br />

Was bedeutet Nachhaltigkeit?<br />

� Zentrales Leitthema: Befriedigung <strong>der</strong> menschlichen Bedürfnisse von Heute<br />

ohne die Bedürfnisbefriedigung von künftigen Generationen zu gefährden<br />

� Für eine nachhaltige Entwicklung müssen drei Dimensionen berücksichtigt<br />

werden:<br />

1. Ökologie: Schutz <strong>der</strong> natürlichen<br />

Lebensgrundlagen des Menschen, wie Klima ,<br />

Boden, Wasser und Luft<br />

2. Ökonomie: Langfristige Sicherung bzw. Zunahme<br />

des Wohlstands einer Gesellschaft<br />

3. Soziales: For<strong>der</strong>ungen nach zukunftssichernden<br />

Lebensstilen und gerechten Verteilungssystemen<br />

41<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Bildquelle: http://www.intern.tu-darmstadt.de/media/dezernat_iv/d4_grafiken/sulen_nachhaltigkeit_255x0.png


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Nachhaltigkeit (2/3)<br />

Wie kann die Produktentstehung zu nachhaltigen Produkten beitragen?<br />

� Eigenschaften und Produktmerkmale werden in den frühen Phasen des<br />

Produktlebenszyklus, vor allem bei <strong>der</strong> Produktplanung und Entwicklung,<br />

festgelegt und damit auch das Verhalten des Produktes in nachgelagerten<br />

Lebensphasen weitgehend bestimmt<br />

42<br />

Marketing Konstruktion Rohstoff<br />

Bildquellen:<br />

www.spiegel.de<br />

http://green-your-life-blog.de<br />

www.theplastiki.com/<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Plastiki<br />

Katamaran aus<br />

Plastikflaschen<br />

Fertigung Erprobung Nutzung


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Nachhaltigkeit (3/3)<br />

� Ökologische Einflussmöglichkeiten: Bspw. Nutzung von recyclingfähigen o<strong>der</strong><br />

biologisch abbaubaren Werkstoffen, Effizienzsteigerung von<br />

Antriebstechnologien, Einsatz alternativer Energien etc.<br />

� Ökonomische Einflussmöglichkeiten: Bspw. Verstärkte Kundenorientierung bei<br />

<strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungsanalyse, Kostenprognosen schon in frühen Phasen <strong>der</strong><br />

Produktentstehung, Gegenüberstellung von Gewinn und Verlust mithilfe von<br />

Life Cycle Costing etc.<br />

� Soziale Einflussmöglichkeiten: Bspw. Sicherstellung von Akzeptanz bei<br />

Mitarbeitern und Kunden, Aufbau einer Produktphilosophie bzw. eines Images,<br />

erkennen von Trends etc.<br />

43<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Mechatronische Produkte (1/2)<br />

44<br />

Planetengetriebe<br />

(Bildquelle: www.rollstar.com)<br />

Lichtmaschine<br />

(Bildquelle: www.auto-technik.at)<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

� Für Entwicklung von rein mechanischen Produkten<br />

gibt es Methodiken und ausreichend Wissen<br />

(basierend auf Erfahrungen, Versuchen und<br />

Messungen)<br />

� Entwicklung von elektrischen Produkten ist komplexer,<br />

da Mechanik und Elektronik zusammen entwickelt<br />

werden müssen: Auch hier ist ausreichend Methodenund<br />

Produktwissen vorhanden


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Mechatronische Produkte (2/2)<br />

45<br />

ESP<br />

(Bildquelle: www.bosch.com)<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

� Neueste Entwicklungen hin zu mechatronischen<br />

Produkten: die Domänen Mechanik, Elektronik<br />

und Software müssen in <strong>der</strong> Entwicklung<br />

zusammengebracht und in ein Produkt integriert<br />

werden<br />

� Produktkomplexität steigt sprunghaft an und<br />

erfor<strong>der</strong>t spezielles Methoden- und Produktbzw.<br />

Domänenwissen<br />

� Methoden und Produktwissen steckt noch in<br />

den Kin<strong>der</strong>schuhen


Trends in <strong>der</strong> Produktentwicklung: Product Service Systems (PSS)<br />

Turbine + Power by the Hour<br />

(Bildquelle: www.rolls-royce.com)<br />

46<br />

+<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

� Geschäftsmodell, bei dem Sach- und Dienstleistungen<br />

als gleichwertige Leistungsbestandteile verstanden<br />

werden, um Kundenbedürfnisse zu sättigen<br />

� Verlagerung des Besitzrechtes eines Produkts vom<br />

Kunden zum Hersteller<br />

� Hersteller hat sicherzustellen, das das Produkt die<br />

vereinbarten Leistungen erfüllen kann (z.B. durch<br />

Wartung o<strong>der</strong> Reparatur)<br />

� PSS besitzen Potential, durch die Herstellung von<br />

Produkten entstehende ökologische Schäden<br />

einzugrenzen<br />

� Für den Hersteller ist es nützlicher, die Lebensdauer<br />

des Produktes zu erhöhen bzw. so viel wie möglich zu<br />

recyceln, um seinen Profit zu erhöhen


Ausblick auf diese Lehrveranstaltung<br />

47<br />

• Kontextbezogener Entwurf<br />

• Prototypbezogene<br />

Konfiguration<br />

• „High-end“ Visualisierung<br />

• Validierung<br />

• Feedback und Optimierung<br />

Team Kollaboration<br />

• CAx<br />

• PLM<br />

• VR/AR<br />

• Web-Portale<br />

• Telekommunikationsdienste<br />

Erfahrungswissen<br />

Informations- und<br />

Kommunikationstechnologien<br />

Virtuelles Produkt<br />

<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

Engineering Netzwerk<br />

Produktlebenszyklus<br />

Entwickler<br />

Lieferanten<br />

Hersteller<br />

Kunden<br />

• Iterative Arbeitsabläufe<br />

• „Workflow“ & „Workload“<br />

Management<br />

• Quality Gates<br />

• Deliverables & Progress<br />

Management<br />

Produktentstehungsprozess<br />

Quelle: Prof. Ovtcharova, Universität Karlsruhe (TH)


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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong><strong>Industrielle</strong>n</strong> <strong>Informationstechnik</strong>

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