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Product development is characterised by numerous synthesis and analysis loops. Analysis provides information on the fulfillment of the required properties of the system under development. Analysis results therefore are an important basis for further synthesis steps. In the context of Model-Based Systems Engineering (MBSE), different types of simulation models play an important role. The overall system (product) can be broken down to system elements. For each system element a set of models has to be established, that provides the required degrees of fidelity, representations of system properties, flows, etc. reflecting the variety of modelling purposes. These models have to be integrated horizontally (same system level along the relevant flows of material, energy, and information) and vertically (aggregation from subsystem level to the overall system level, refinement in the opposite direction) to create a holistic model-based system representation. An important and challenging task is to identify and shape relevant subsystem models. In order to define an appropriate structure of these models, model developers may utilize criteria like selected properties of system elements and interrelations, their degree of detail or modelling assumptions. The relevant criteria have to be made transparent. For this purpose, the paper discusses the concept of model signatures that contain relevant meta information about each single model of all system elements, subsystems up to models of the overall system. This standardized meta information enables an identification and selection of those models and the decision on the necessary model integration. The concept is discussed on the basis of a roller bearing as an example out of an electro-mechanical drivetrain. A potential analysis provides information about the possible usage of the model signatures concept.

In dieser Arbeit wurden 24 Prinzipien aus der deutschen Literatur und 24 weitere Prinzipien aus der sowjetischen Literatur gesammelt und analysiert. Die Kriterien für die Systematisierung dieser Prinzipien wurden ausgewählt. Es wurde festgelegt, welche Prinzen zur Erfüllung welcher Kriterien beitragen. Die Kriterien wurden als bekannte und allgemein anerkannte Anforderungen an jedes technische Produkt, das auf den Markt kommt, gewählt. Alle Prinzipien wurden systematisiert. Es ist anerkannt, dass die Hierarchie von den Randbedingungen und Anforderungen abhängt, die an das System gestellt werden. Eine Hierarchie von Prinzipien wurde im Hinblick auf die wichtigste Anforderung für den Konstrukteur, die Funktionsfähigkeit, erstellt. Das heißt, diese Prinzipien haben die größte Bedeutung für die technische Bedeutung dieses oder jenes Produkts. Die Anforderungen an Mindestgewicht und Mindestvolumen wurden als Begleitkriterien akzeptiert. Einen besonderen Platz nahm die Entwicklung einer Hierarchie von Prinzipien ein, die vom Grad der Interaktion des jeweiligen Prinzips mit den anderen abhängt. Und als Folge des Einflusses auf diese Prinzipien. In diesem Fall haben sich diese Faktoren durchgesetzt. Wie viele Prinzipien beeinflussen ein bestimmtes Prinzip, wie viele Prinzipien beeinflusst es selbst, wie wichtig sind die Prinzipien, mit denen es in Wechselwirkung steht. Zur Beantwortung dieser Fragen sowie zur Erreichung der Ziele dieser Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen den Prinzipien und die Art dieser Wechselwirkungen ermittelt. Es war besonders wichtig zu verstehen, welche Prinzipien werden durch die Anwendung eines Prinzips impliziert. Welche Prinzipien können nicht angewendet werden, wenn das eine oder das andere Prinzip angewendet wird. Es wurde ermittelt, welche Prinzipien die automatische Anwendung der begleitenden Prinzipien nach sich ziehen und welche außerdem selbst eine Voraussetzung für die anderen sind. Auf diese Weise wurden vier verschiedene Systeme einer Hierarchie von Prinzipien geschaffen. Und jede unterscheidet sich von der anderen. Damit wurde die These, dass die Hierarchie von den Randbedingungen abhängt, entlarvt. Jedes Mal führte die Änderung einer Randbedingung zu einer Umstrukturierung der gesamten Hierarchie. Auch der Begriff der Abstraktionsebene wurde in die Arbeit eingeführt. Das heißt, in welchem Stadium der Entwicklung kann das eine oder andere Prinzip zur Anwendung kommen. Die Prinzipien aus der sowjetischen Literatur wurden mit den Prinzipien aus der deutschen Literatur verglichen. Es wurden gleiche, ähnliche und unähnliche gefunden. Nach einer gewissen Abstraktion von der Bezeichnung der Grundsätze und einer Erläuterung des Grundsatzes durch seinen Verfasser wurde festgestellt, welche Prinzipien zusätzlich mit den deutschen verglichen werden können. Es stellte sich heraus, dass ein Teil der sowjetischen Grundsätze mit den deutschen Richtlinien verglichen werden konnte und deren Ähnlichkeit festzustellen war. So wurde festgestellt, dass die sowjetischen Prinzipien den deutschen sehr ähnlich sind. Es gibt jedoch einige Unterschiede, die auf die verschiedenen Anforderungen der Kunden und die unterschiedlichen Produktionsbedingungen zurückzuführen sind. Mehrere sowjetische Prinzipien wurden ebenfalls nach dem zuvor festgelegten Formular für die deutschen Prinzipien bewertet. Das heißt, ihre Systematisierung wurde durchgeführt, Hierarchisierung in Bezug auf die Hauptkriterien, Identifizierung der Interaktion mit den deutschen Prinzipien. Das Ergebnis der Arbeit ist eine Systematisierung der 24 drei wichtigsten deutschen Prinzipien. Definition ihrer Interaktionen untereinander. Das Ergebnis ist eine umfassende Tabelle. Aufbau einer einheitlichen Hierarchie auf der Grundlage der verschiedenen Kriterien. Daraus ergibt sich ein Hierarchiebaum von Prinzipien. Bestimmung des Grades der Ähnlichkeit zwischen dem sowjetischen und dem deutschen Prinzip. Prüfung, ob das sowjetische Prinzip nach den anerkannten Normen für die deutschen Prinzipien systematisiert werden kann. In dieser Arbeit wurden nur die Prinzipien der Gestaltung berücksichtigt. Neben den Gestaltungsprinzipien gibt es aber auch Erfahrungswerte wie Methoden und Empfehlungen. Diese wurden in dieser Arbeit nicht berücksichtigt. Darüber hinaus gibt es weitere Prinzipien, die aus anderen Quellen bekannt sind. Dieser Arbeit zeigt, dass es möglich ist, eine begrenzte Anzahl von Prinzipien zu analysieren und zu systematisieren. Ein weiterer Schritt in diese Richtung könnte darin bestehen, andere Prinzipien aus der deutschen Literatur zu berücksichtigen. Außerdem wurde eine Einführung in die Analyse von Prinzipien aus der ausländischen Literatur gegeben. Die englischsprachigen Quellen wurden im Rahmen der Arbeit nicht berücksichtigt, wohl aber die englischen und amerikanischen Gestaltungsschulen. In Zukunft wäre es ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Analyse und Anwendung von Konstruktionsprinzipien, die vom chinesischen technischen Denken angewandten Prinzipien zu bewerten. Die Berücksichtigung chinesischer Prinzipien ist eine Angelegenheit für das nächste Jahrzehnt, wenn die chinesische Schule zusätzliche eigene Erfahrungen sammeln wird, die nur indirekt mit europäischen oder amerikanischen Erfahrungen zusammenhängen. Umso wichtiger wäre es, die Richtlinien und Methoden zu analysieren, die in der deutschen Literatur existieren. Sie könnten in gleicher Weise wie die Prinzipien analysiert und systematisiert werden. Oder es müssen spezielle Analyse- und Systematisierungsmethoden entwickelt werden, die den Richtlinien und Methoden besser entsprechen. Zusätzliche Möglichkeiten für die Analyse von Prinzipien, Methodologie und Empfehlungen. Es gibt auch ein Potenzial für die Computertechnologie, die für die weitere Arbeit mit den Gestaltungsprinzipien genutzt werden könnte.

Die Festoxidbrennstoffzellen oder Solid Oxid Fuel Cells (SOFC) sind sehr empfindliche Geräte, die mit teuren und komplexen Komponenten ausgestattet sind. Eine fachgerechte Verpackung für den Transport ist deswegen für das innovative Produkt der Robert Bosch GmbH unabdingbar und ein wesentlicher Punkt, der im Hinblick auf die künftige Serienfertigung solcher Geräte zu berücksichtigen ist. Das Ziel in der vorliegenden Arbeit ist es, ein Verpackungs- sowie Transportkonzept für die neue Generation der stationären Bosch Brennstoffzellen (FCS07) zu entwickeln. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Wie kann das Gerät unversehrt und sicher an dessen Zielort transportiert werden? Wichtig zu beachten ist, dass der Fokus dieser Arbeit sich auf die Landfracht mit dem LKW auf dem Europäischen Markt konzentriert. Um die Frage zu beantworten, wurde eine Studie zu den funktionalen und nicht funktionalen Anforderungen an ein solches Konzept durchgeführt. Die Anforderungen hinsichtlich der Kräfte beim Transport und der gesicherten Geräte wurden besonders betrachtet und quantifiziert, um letztendlich die beste Art der Ladungssicherung festzulegen. Alle gesammelten Anforderungen wurden durch einen zweifachen Ansatz gewichtet und priorisiert, und drei unterschiedliche Lösungsvarianten wurden vorgestellt. Durch eine Bewertungsmatrix wurde die finale Variante ausgewählt. Die drei untersuchten Varianten wurden in Form von Explosionszeichnungen und technischen Skizzen dargestellt. Die finale Variante wurde im Detail weiterentwickelt. Für diese wurde eine technische Zeichnung sowie eine zusätzliche Explosionszeichnung erstellt. Für die zukünftige Forschung über dieses Thema wird empfohlen, die Anforderungen quantitativ zu formulieren und den paarweisen Vergleich im Team durchzuführen, um ein möglichst objektives Lösungskonzept erarbeiten zu können.

In der Industrie gibt es für zahlreiche Produktionsschritte Erfordernisse zur Bearbeitung von Bauteiloberflächen, um unterschiedlichsten Anforderungen der Kunden bzgl. Unebenheiten, Sauberkeit, Glanz etc. gerecht zu werden. Dies gilt auch für metallische Stanzteile der Fa. psm protech GmbH & Co. KG, die, bevor diese ausgeliefert werden können, einer Oberflächenreinigung unterzogen werden müssen. Für das Bedienpersonal an der Gleitschleifreinigungsanlage ergeben sich durch die vor- und nachgelagerten Prozessschritte der Gleitschleifreinigung erhebliche körperliche Probleme. Die Arbeiter müssen 200 bis 500 Werkstückkisten pro Schicht mit einem Gesamtgewicht von ca. 20kg pro Kiste und Boxen mit den keramischen Schleifkörpern von mehr als 50kg hochheben und Transportieren, durch langfristig arbeiten wird Arbeitsbelastung immer erhöht. Solche Arbeitsumgebungen müssen verbessert werden, Im Einzelnen sind Aufgaben zu bearbeiten: Darstellen des Standes der Technik, Erarbeiten eines Gestaltentwurfs der optimalen Lösung und Bewerten mehrerer Lösungskonzepte

In dieser Arbeit wird eine nachgelagerte Anlage zur qualitativen Prozessoptimierung von Kunststoff-Spritzgießprozessen mit Vielfach-Kavitäten entworfen. Kunststoffspritzgussanlagen mit Vielfachkavitäten werden häufig vollautomatisiert mit nachgelagerter Peripherie betrieben. Im Sinne der Automatisierung, Autonomie und anschließenden qualitätssichernden Maßnahmen ist es im Interesse eines Herstellers, zu jedem Zeitpunkt des gesamten Fertigungsprozesses eines Produktes, Rückschlüsse auf einzelne Teilprozesse ziehen zu können. Dies erfordert eine gewisse Ordnung und Sortierung der einzelnen Bauteile über mehrere aneinanderreihende Prozessschritte. Um dies zu erreichen, werden sogenannte Separierer eingesetzt, welche Formteile sorten- und nestrein in Beutel verpacken. Waren diese in der Vergangenheit oft manuell betätigt, soll eine Weiterentwicklung in Bezug auf Autonomie und Automatisierung erfolgen. Zu Beginn der vorliegenden Arbeit werden eine bestehende, manuelle Vorrichtung zum Separieren und eine vorangegangene Machbarkeitsuntersuchung kritisch analysiert. Der Stand der Technik wird erfasst. Unter Verwendung des an der Technischen Universität gelehrten konstruktiven Entwicklungsprozesses und entsprechendem methodischen Vorgehen wird eine vollautomatisierte Separieranlage konzipieren. Das Produktionsergebnis einer Spritzgussmaschine wird anhand der Abwurfposition separiert. Für schnelles Wechseln der Speicherbereiche sorgt ein getakteter Rundtisch. Ein kartesisches Handling mit Greifer entleert einzelne Speichersegmente in eine Schlauchbeutelmaschine, welche Formteile verpackt für nachgelagerte Anwendungen ausgibt. Speichervolumina, Autonomie und Automatisierung werden erweitert. Ergebnis dieser Arbeit ist ein konkretisiertes Technisches Prinzip, welches mit der CAD-Software Inventor 2020 erstellt wurde.