Den Überblick behalten E-Book

Jan-Phillip Herrmann

• Herausgeber: LOG_X
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 47

Veröffentlichungsjahr: 2024

Beschreibung

Den Knoten entwirren Alles hängt mit allem zusammen. Was sich anhört wie eine Binsenweisheit, ist in der Industrie tägliche Praxis geworden. Komplexität und "Verschränktheit" der Prozesse in Entwicklung und Produktion wachsen vielen Unternehmen über den Kopf. Der Durchblick geht verloren, die Kosten laufen davon. Das muss nicht so sein. Wie man der grassierenden Komplexität mit Methode zu Leibe rückt, zeigt dieses elektronische Buch. Denn darum geht es in der Praxis: Trotz vermeintlich intelligenter Systeme im Unternehmen den Überblick behalten und die Komplexität beherrschen. Mittel zum Zweck ist ein Assistenzsystem, das im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickelt wurde und jetzt für den Einsatz bereitsteht. Damit das System nicht übergestülpt, sondern schrittweise erlernt und wirklich gelebt werden kann, wird ein flankierendes Konzept zur Befähigung präsentiert. Das Team um Herausgeber Andreas Deuter, seines Zeichens Professor an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (THOWL), hat ein kompaktes und verständliches Buch verfasst. Ein echtes LOGiBit eben.

Leseprobe

Herausgeber: Andreas Deuter

Den Überblick behalten

Strukturelle Produkt- und Prozesskomplexität beherrschen

vonJan-Phillip Herrmann, Sebastian Imort,Carolin Pankrath und Christoph Trojanowski

LOGiBit

Der Inhalt

Geleitwort

Vorwort

1.Den Überblick behalten

1.1Die Weichen sind neu gestellt

1.2Produkte im Zeitalter der Komplexität entwickeln

Produkte sind intelligente technische Systeme

Produktlebenszyklen werden immer kürzer

1.3Merkmale von Komplexität

Vernetztheit

Dynamik

2.Im Reich der Beziehungen

2.1Von Artefakten und Wirkbeziehungen

Wirkbeziehungen bekannt?

Wirkbeziehungen modellieren – kein einfaches Unterfangen

2.2„Achtung, Änderung!“

Auswirkungen einer Änderung analysieren

Simultaneous Engineering … und die Folgen

3.Komplexität beherrschen: Das Assistenzsystem

3.1Funktionale Zusammenhänge modellieren: Matrizen

Komplexität abbilden: Die Design Structure Matrix

Die „eine“ DSM gibt es nicht

3.2Die standardisierte Datenbasis

Die Verwaltungsschale

Daten migrieren

3.3Durch die Artefakte navigieren

Geleitete Führung

Neue Wege der Usability: Der 3D-Raum

Wenn der Endnutzer „vergessen“ wird

Die 3D-basierte Benutzeroberfläche

3.4Exkurs: Fehler und Fehlentscheidungen

3.5Ein kurzes Fazit

4.Kompetenzen systemorientiert entwickeln

4.1Lerntheorien

Behaviorismus: Durch Konditionierung lernen

Kognitivismus: Informationen kombinieren

Konstruktivismus: Aktiv Wissen konstruieren

4.2Vom Wissen zum Können

Das Kompetenzstrukturmodell

Lernziele definieren: Die Taxonomie von Bloom

4.3Teil I: Die Grundlagen legen

Was ein Restaurantbesuch mit Komplexität zu tun hat

4.4Teil II: Jetzt geht es um die Anwendung

Ein Beispiel

Kurzer Ausblick: Wohin geht die Reise?

Portraits

Literatur

Bibliografische Angaben und Impressum

Geleitwort

Liebe Leserinnen und Leser,

wir blicken zurück auf drei erfolgreiche Jahre Forschungs- und Innovationsarbeit zur Leitfrage: Wie gestalten wir die Systeme von morgen?

Die technischen Systeme der Zukunft sind wahre Wunderwerke: Sie sind vernetzt, lernen selbstständig und handeln autonom. Und sie sind ein wichtiger Faktor für eine nachhaltige Wirtschaft und Gesellschaft. Doch wie können Unternehmen diese Systeme erfolgreich und wettbewerbsfähig entwickeln? Und welche Rolle spielt dabei der Mensch?

Unsere Antwort: Advanced Systems Engineering

Die Antwort auf diese Fragen liegt in einem komplexen Zusammenspiel von Organisationsgestaltung, technologischem Know-how und der richtigen Methodik. Das Advanced Systems Engineering (ASE) kombiniert die nötigen Ansätze und gibt Industrieunternehmen das erforderliche Instrumentarium für die erfolgreiche Gestaltung innovativer Produkte, Dienstleistungen und Produkt-Service-Systeme an die Hand. Neun Verbundprojekte haben in den letzten Jahren neuestes Wissen aus der Forschung in konkreten Anwendungsfällen in die Industrie gebracht. Sie sind überzeugende Beispiele, welche Potenziale ASE für Unternehmen bereithält.

Strategieentwicklung für ASE

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert ein begleitendes wissenschaftliches Projekt mit der Aufgabe, dem Advanced System Engineering einen fundierten zukunftsfähigen Rahmen zu geben. Dafür haben wir im Jahr 2021 in einer Leistungsstanderhebung den Status Quo des Engineerings in Deutschland entwickelt. Wir haben die Akteurinnen und Akteure der Verbundprojekte mit ihren unterschiedlichen Themen vernetzt, Erkenntnisse diskutiert und neue Handlungsfelder identifiziert. Aufbauend auf diesen Ergebnissen entstand in 2022 die Advanced Systems Engineering Strategie – Eine Leitinitiative zur Zukunft des Engineering- und Innovationsstandorts Deutschland. Sie zeigt auf, wo wir in den nächsten Jahren ansetzen müssen, um den Innovations- und Produktionsstandort Deutschland wettbewerbsfähig zu halten.

Jetzt die Weichen für die Zukunft stellen!

Die in den Abschlussberichten präsentierten Erkenntnisse und Innovationen sind Meilensteine auf dem recht neuen Gebiet des Advanced Systems Engineering. Dafür möchte ich mich bei allen Beteiligten, den Projektpartnern, Forscherinnen und Forschern und allen Industriepartnern bedanken. Gemeinsam sind wir neue Wege gegangen – und haben wichtige Weichen für die Zukunft gestellt.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre, neue Erkenntnisse und viele Aha-Momente rund um das Engineering der Zukunft.

Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik

Mechatronik IEM, Paderborn im Mai 2024

Vorwort

Wir haben es heute nicht mehr nur mit mechanischen Produkten zu tun, sondern mit Produkten, die mit Software angereichert sind. Sie tragen die Nutzer- und Verwendungsperspektive in sich und transportieren letztlich auch ein Geschäftsmodell. Die Folge: Diese Produkte werden heterogene Systeme und sind von Haus aus extrem komplex. Letzteres trifft auch auf die Prozesse zu, die zu ihrer Entstehung beitragen.

Der springende Punkt: Innerhalb dieser komplexen Produkte und Prozesse existieren Abhängigkeiten (in den folgenden Kapiteln als Wirkzusammenhänge bezeichnet), die schwer zu erkennen sind.

Weder die Produktentwicklung noch die Produktion haben diese Abhängigkeiten systematisch vor Augen. Fehlende Kenntnisse über Abhängigkeiten führen zu Fehleinschätzungen der Auswirkungen technischer Änderungen, nicht abgestimmte Entscheidungen und Handlungen zu erhöhten Kosten und Terminüberschreitungen.

Wer dieser Komplexität Herr werden möchte, muss an diesen Abhängigkeiten ansetzen. „Normales“ Komplexitätsmanagement genügt dafür nicht mehr. Die Herausforderung besteht darin, die Abhängigkeiten systematisch sichtbar und beherrschbar zu machen.

Genau an diesem Punkt setzt das Forschungsprojekt „Funktionsorientiertes Komplexitätsmanagement in allen Phasen der Produktentstehung“ (FuPEP) an. In den folgenden Kapiteln wird ein auf der Design Structure Matrix basierendes Assistenzsystem, das Abhängigkeiten mittels einer dreidimensionalen graphbasierten Benutzungsoberfläche darstellt, skizziert. Und das dafür sorgt, dass sich auch komplexe Produkte wirtschaftlich erfolgreich entwickeln und produzieren lassen.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen.

Prof. Dr. Andreas Deuter, Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Lemgo im Mai 2024

1.Den Überblick behalten

1.1Die Weichen sind neu gestellt

Produkte der Zukunft sind mehr als reine Hardware mit Softwarekomponenten. Bereits heute ist ein Auto ein vernetztes, intelligentes System, das mit anderen Systemen interagiert. Im Kontext neuer Mobilitätskonzepte soll es sich auch mit anderen Mobilitätsformen verbinden können. Ein entscheidendes Element, um das Auto in zukünftige Verkehrssysteme einzubinden, ist die Elektronik. Bereits heute sind Fahrzeuge vollgepackt mit so genannten Electronic Control Units, kurz ECU, die inzwischen auch sicherheitskritische Bereiche wie Motor, Schaltung, Gas oder Bremsen überwachen. Grob gesagt, arbeiten zwischen 30 und 150 dieser Einheiten in einem modernen Fahrzeug zusammen.

Schwenk. Nicht nur in der Automobilindustrie ist Bewegung. Auch ein Blick in die Elektroindustrie macht deutlich: Hier trifft die Entwicklung aufwändiger Hardwarekomponenten auf die Programmierung von smarter Software. Dabei entstehen komplexe Systeme, die ganze Märkte revolutionieren können. Ob es nun darum geht, autonome Fertigungsstrecken der Industrie 4.0 umzusetzen oder beispielsweise neue Anwendungen im Smart Home zu entwickeln: Im Zentrum steht immer die Automatisierung durch autonome, intelligente und miteinander vernetzte Systeme.