Überprüfung eines CAD-Modelles in einer 3D-Visualisierung. So kann ohne die zeitaufwändige Erstellung von Prototypen ein Modell überprüft werden.                                                                                (Foto: IAT)

„Immer mehr neue Produkte in immer kürzerer Zeit“ heißt die Devise in vielen Zweigen der Wirtschaft. Der Wettbewerbsdruck zwingt die Unternehmen, schneller neue Herstellungsverfahren einzuführen und in verkürzter Zeit Prototypen zu entwickeln. Die Herausforderungen reichen weit über die rein technischen Fragestellungen hinaus. So führten hoch spezialisierte Arbeitssysteme zu tief gegliederten Hierarchien, die durch lange Entscheidungswege eine schnelle Umsetzung der Markerfordernisse erschweren. Zudem hängen Entwicklungsdauer und Reifegrad eines Produktes davon ab, wie schnell Rechenmodelle, Computersimulationen und physische Prototypen zur Verfügung stehen.

  Vor diesem Hintergrund behandelten die Wissenschaftler im SFB 374 sowohl grundlegende arbeitswissenschaftliche Fragestellungen als auch Bewertungsinstrumente für Kosten, Zeit und Qualität des Produktentwicklungsprozesses sowie für dessen Produkte. Bei der Prototypenherstellung erstreckten sich die Arbeiten sowohl auf das physische wie auch auf das virtuelle Prototyping und bezogen auch Mischformen (hybrides Prototyping) mit ein. Wichtige Impulse gaben Diskussionen mit Praktikern, insbesondere aus dem Automobilkonzern DaimlerChrysler.

	Das Wissensmanagement in interdisziplinären Teams ist eines der Teilprojekte des neuen Transferbereichs.               (Grafik: IAT)

  Das dabei entstandene Konzept des Rapid Produkt Development (RPD) umspannt fünf eng vernetzte Themenfelder. So zielten die Forschungsarbeiten im Bereich „Grundlagen der Organisation und Planung“ auf eine Planung, die von dynamischer Kompetenz getriebenen wird. Der Bereich „Vernetztes Wissen für die interaktive Entwicklung von Prototypen“ forschte auf den Gebieten Konstruktion, Kostenmanagement und Qualitätssicherung. Der Bereich „Wissensrepräsentation und Kommunikation“ untersuchte die informationstechnische Infrastruktur und legte den Grundstein für das so genannte „Aktive semantische Netz“ (ASN). Hinter der Abkürzung verbirgt sich ein Netz aus intelligent miteinander verknüpften Informationen, das bei bestimmten Änderungen regelgesteuert weitere Änderungen vornimmt. Zusammen mit der Middleware ist es in der Lage, auch komplexe Ereignisse zu verarbeiten. Der weit gefasste Bereich „Erstellung virtueller und physischer Prototypen“ schließlich befasste sich mit der Visualisierung von Simulationsergebnissen und der Konstruktion mittels Virtual Reality sowie Augmented Reality-Techniken. Auch die Erstellung physischer Prototypen mit modernen Herstellverfahren stand hier im Fokus.

  „Entscheidend für Innovationen in Entwicklungsprozessen sind nicht nur Optimierungen einzelner Schritte, sondern die Optimierung des ganzheitlichen Ansatzes. Dazu ist eine Betrachtung aller beteiligten Bereiche notwendig, wie es im SFB 374 getan wurde“, resümiert Prof. Bernd Bertsche vom Institut für Maschinenelemente der Uni Stuttgart, der sowohl dem bisherigen SFB wie auch dem neuen Transferbereich als Sprecher vorsteht. „Insbesondere konnten die Schnittstellen sowie die Kommunikation und der Datenaustausch entscheidend verbessert werden.“ Die dabei gewonnenen neuen Verfahren erweitern die Palette des Rapid Prototyping hin in Richtung des Rapid Manufacturing. „Wir sind stolz auf die Ergebnisse des SFB 374“, betont Bertsche.

	Miniaturteil aus dem Kunststoff PEEK, das im Rahmen des SFB 374 entstanden ist. Die Figuren zum Vergleich sind acht Millimeter hoch.                (Foto: IKP)

Neue Aufgabenfelder

Während im SFB Grundlagenforschung betrieben wurde, widmet sich der neue TFB 65 mit zwei Teilprojekten dem Ergebnistransfer in die Industrie. Dabei geht es zum einen darum, die Erkenntnisse aus der Entwicklung des Aktiven Semantischen Netzes bei dem Maschinenbauunternehmen Wittenstein AG in die Praxis umzusetzen. Dies soll die optimale Bewältigung von Entwicklungsaufgaben fördern. Kürzere Entwicklungszyklen, geringere Kosten und höhere Produktqualität sind das Ziel. Gleichzeitig sollen Kommunikation, Koordination und Dokumentation verbessert werden. Für die nötige Transparenz sorgt ein im Rahmen des SFB entwickelter Softwareprototyp. Er verringert den Zeitaufwand für die Produktentwicklung und hilft durch eine frühzeitige Zuverlässigkeits- und Kostenanalyse, teure Fehler zu vermeiden.

  Wie aber gelingt es, das vielfältige Expertenwissen in einem interdisziplinären Team für ein gemeinsames Ziel zu nutzen? Mit dieser Frage beschäftigt sich das zweite Teilprojekt, das sich in Kooperation mit dem Energiekonzern EnBW mit den typischen Barrieren der Wissensintegration auseinandersetzt. Dabei wird in einem ersten Schritt analysiert, welche Wissensträger an der Produktentwicklung beteiligt sind, welche Wissenstransferprozesse es gibt und wie die Anforderungen an die Wissensintegration aussehen. Auf dieser Basis werden die im SFB entwickelten Strategien, Methoden und Handlungsempfehlungen getestet. Schließlich wenden die Teams prototypische Wissenstransfer- und Trainingsmodule an, die anschließend evaluiert werden. Die Instrumente sollen dazu beitragen, die Effizienz, die Erlebnisqualität und den Innovationsgrad von Produktentwicklungsteams nachhaltig zu steigern. „Die Förderung unserer Forschungen im TFB 65 bietet sowohl für die beteiligten Institute, als auch für die Industriepartner Vorteile“, glaubt Bertsche. Die engere Verzahnung von Industrie und Forschung ermögliche es, die Ergebnisse des SFB in realitätsnahen Szenarien unter Beweis zu stellen und die Anpassungsfähigkeit auf die speziellen Bedürfnisse der Industriepartner zu demonstrieren. Die Firmen wiederum holen sich den „Stand der Forschung“ direkt ins Haus. „Ich bin überaus zuversichtlich, dass wir diesen Transferbereich genauso erfolgreich abschließen werden, wie bereits den vorangegangenen TFB 41“, betont Bertsche. „Jeder geförderte TFB ist überdies eine Bestätigung unserer Forschung im SFB.“

Heiko Graf/amg