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Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung
Patrick D. Schäfer Montag, den 27. Juni 2011 Folie: 1
Technische Universität KaiserslauternLehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung
Prof. Dr.-Ing. Martin EignerDipl.-Kfm. techn. Patrick D. Schäfer
Das Projekt ERMA amLehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung
- Abstimmung am 27.06.2011 mit Partnerlehrstühlen an der TU Kaiserslautern -
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Technische Universität Kaiserslautern
Prof. Dr.-Ing. Martin EignerLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern
Prof. Dr.-Ing. Martin EignerLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern
Dipl.-Kfm. techn. Patrick D. SchäferLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern
Dipl.-Kfm. techn. Patrick D. SchäferLehrstuhl für Virtuelle ProduktentwicklungTechnische Universität Kaiserslautern
Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung
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Für Produkte und Prozesse von Morgen !
Das Projekt ERMA
amLehrstuhl für Virtuelle
Produktentwicklung
1 | Forschungsprofil
2 | Öko-Design von Produkten über den Lebenszyklus
…
1 | Forschungsprofil
3 | aktueller Stand und Ausblick
Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung
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Forschung
Der Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung … stellt sich vor:
Dipl.-Kfm. techn.Patrick D. Schäfer wiss. Mitarbeiter
Prozessorientierte Planung und Optimierung von PLM Lösungen • Prozessanalyse- und Synthese
(Ist, Soll)• PLM-Funktionen und Nutzwertanalyse• PLM-Architektur
(Ist, Soll)• PLM-Management und -Controlling
Change Management(Human Factors)
PLM Future• Entscheidungsunterstützung/
Planungsunterstützung • Compliance Management (Produkt) • PLM-Backbone (integriertes Produkt-
und Prozessmodell)• Leichte Anpassbarkeit (Customizing)
Interdisziplinäre Prozesse• Konfigurationsmanagement• Entscheidungsprozesse/
Planungsprozesse• Interner/externer Datenaustausch
(Supply Chain)
Interdisziplinäre Produktmodellierung • Anforderungsstruktur• Funktionsstruktur• Entwicklungsstruktur• Fertigungs-/Montagestruktur
Engineering in Reverse • Konzept von Engineering Objects
Entwicklung nachhaltiger Produkte• Lebenszyklus-Kostenrechnung (LCC) • Ökobilanz (LCA)• produktbezogene Sozialbilanz (SLCA)
Methoden
Virtuelle Produktentwicklung
Mensch
Technik
Organisation(Aufbau & Ablauf)
Standards zur Informationsaufbereitung und -visualisierung
Engineering Networks
Flexible PDM Adaption
Arbeitsplatz der Zukunft
Forschungsgebiet:
Interdisziplinäre Produkt-
entwicklung
Forschungsgebiet:
ErweitertePLM
Methoden
Forschungsgebiet:
Informations- und Kommunikationstechnologie
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Literaturtipp
Aktuelle Veröffentlichung:
Product Lifecycle Management: Ein Leitfaden für Product Development und Life Cycle Management
Kurzbeschreibung:Dieses Buch ist ein Leitfaden für die Einführung von Product Lifecycle Management Lösungen und bietet einen Überblick über neueste Software-Funktionen sowie Entscheidungshilfen für die Praxis.Umschlagtext:Aufgrund des heute verbreiteten teamorientierten Arbeitens wird der Ingenieur in Entwicklung und Konstruktion mehr und mehr in den Planungs-, Beschaffungs- und Produktionsprozess involviert. Zur Bewältigung dieser Aufgaben braucht er neue Methoden der Entscheidungsunterstützung und der Informationsbeschaffung, da die herkömmlichen Ansätze des Produktdatenmanagements nicht ausreichend sind. Die neu entwickelten PDM-Systeme für Produktentwicklung und Lifecycle Management enthalten als zusätzliche Funktionsumfänge das Electronic Engineering, das Supply Chain Management und das Konfigurationsmanagement. Das Buch unterstützt die Planung, Entscheidungsfindung und Einführung der geeigneten Software.
Eigner, M.; Stelzer, R.: "Product Lifecycle Management - Ein Leitfaden für Product Development und Lifecycle Management", 2. Aufl., Springer, Berlin, Heidelberg, 2009. - ISBN: 3540443738.
Link: http://www.springerlink.de/content/p238k6/?p=501c419ad05e48aab63e314830c36c58&pi=0
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Für Produkte und Prozesse von Morgen !
Das Projekt ERMA
amLehrstuhl für Virtuelle
Produktentwicklung
1 | Forschungsprofil
2 | Öko-Design von Produkten über den Lebenszyklus
…
3 | aktueller Stand und Ausblick
2 | Öko-Design von Produkten über den Lebenszyklus
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Ausgangssituation
Umweltbetrachtungen rücken immer mehr in den Fokus
Treiber für Veränderungen:- Endliche Ressourcenverfügbarkeit- Komplexere Produkte- Komplexere Prozesse- Komplexere Zulieferketten- Komplexere Vorschriften
Herausforderungen an eine ökologische Produktgestaltung
Richtlinienund
Compliance
Neue Rollevon
ZulieferernProzess-
komplexitätProdukt
komplexitätRessourcen-verfügbarkeit
Das Denken in Lebenszyklen spielt bei der Gestaltung und Bewertung, sowie bei der Optimierung von Produkten eine entscheidende Rolle.Die frühe Phase der Produktentwicklung nimmt eine Schlüsselrolle ein: In dieser Phase werden bis zu 80% der Kosten, der Umweltwirkungen und der sozialen Aspekte und eines Produktes festgelegt.
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Ökobilanz als Bestandteil eines PLM Ansatzes - Begründung
Wesentlicher Einsatz von PLM im Produktentstehungsprozess:
Auswirkungen von „Design“-entscheidungen auf das Umweltprofil eines Produktes
Festlegung der Öko‐Effektivität Festlegung der Öko‐Effizienz
Kenntnisse der Umweltrelevanz
Einfluss auf die Umweltaspekte
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Exkurs: Product Lifecycle Management (PLM) Verständnis
Das durch Product Lifecycle Management verfolgte Ziel besteht in einer durchgehenden, d.h. integrierten, föderierten und interdisziplinären Unterstützung aller Produktdaten erzeugenden und -manipulierenden Prozesse.
Ökologische Nachhaltigkeitsbewertung: - vollständige Lebenszyklusanalyse von Produkten- Simulation von Umweltauswirkungen eines Produktes- vergleichende Umweltbewertung von Produktvarianten
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EINE Begriffsdefinition
Definition „Product Lifecycle Management“ (PLM):
Product Lifecycle Management (PLM) bezeichnet das produktbezogene und unternehmensübergreifende Informationsmanagement und umfasst darüber hinaus die Planung, Steuerung und Organisation der zur Erzeugung und ganzheitlichen Verwaltung aller Daten, Dokumente und Ressourcen erforderlichen Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus. Dabei werden alle Personen, die gemeinsam zur Lösung von konkreten Aufgaben benötigt werden, unabhängig davon, wo sich diese Personen befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind, einbezogen.
- Unterstützung des gesamten Product Lifecycle, insbesondere die frühen Phasen des Engineering (Front Loading)
- Produktbezogenes und unternehmensübergreifendes Informationsmanagement- Verwaltung des Product Records (= alle relevanten Produktinformationen) über den
gesamten Product Lifecycle- Unterstützung des Cross Enterprise Engineering - Betrachtung der gesamten Planung, Steuerung,Organisation sowie der
erforderlichen Prozesse. - Einbeziehen aller Personen, die gemeinsam zur Lösung von konkreten Aufgaben
benötigt werden, unabhängig davon, wo sich diese Personen befinden und für welches Unternehmen sie tätig sind.
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Exkurs: Nachhaltigkeitsbewertung mit den IND
Bewertung der Nachhaltigkeit - auf einzelwirtschaftlicher Ebene
schwachsozial
ökologisch-ökonomisch
starkökologisch
starkökonomisch
sozial-ökonomisch
sozial-ökologisch
vorwiegend ökonomisch
vorwiegend ökologisch
vorwiegend sozial
starksozial
sozial-ökologisch-ökonomisch
teilssozial
sozial
Soziales
Quelle: vgl. „Perspektiven für RLP“ – Viertes lokales Agenda 21 Programm, (2007).
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Anwender
Digitales Produkt-und Prozessmodell
Integrationsplattform Integrationsplattform
„Product Lifecycle Management“ in der Entwicklung
Produkt-planung Entwicklung Prozess-
planung
Produktentwicklungsprozess
IT Methoden und IT Werkzeuge
Produktbeschreibungswerkzeuge
- Modellierungswerkzeuge(CAS, CAD, CAP)
- Berechnungs- und Simulationswerkzeuge(CAE) mit Visualisierung(DMU, VR, AR)
Infrastrukturwerkzeuge
- Product Lifecycle Management(PLM)
- Enterprise Ressource Planing(ERP)
Eigesetzte Systeme:UNIGRAPHICS NX 7.5
CATIA V5UNIGRAPHICS NX 7.5
Eigesetzte Systeme:SAP PLMSAP ERPAras Innovator PLMPTC Windchill PLM
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ÖkonomieÖkologieSoziales
Stückliste aus dem Materialmanagement / ProduktionsplanungArbeitsplan aus der Produktionsplanung und -steuerung
Herstellkosten aus der Produktionskosten-kalkulation
Pflichtenheft
Inte
rn (U
nter
nehm
en)
Kunde
Entsorger
Zulieferer
Ext
ern
Festlegung des Ziels und des UntersuchungsrahmensDef
initi
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Rechnerunterstützte Wirkungsabschätzung
Wirk
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absc
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Rechnerunterstützte Sachbilanzierung
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Konzept einer ökologisch-ökonomischen Produktbilanzierung im Kontext der Nachhaltigkeits-betrachtung
Information und Daten Ökobilanzierung nach ISO 14040 integriert in ein PLM Konzept
Konzept einer ökologisch-ökonomischen Produktbilanzierung
Ökobilanzierung nach ISO 14040 integriert in einen PLM Ansatz
Sachbilanz-datenbank
Sachbilanz-datenbank
Umweltdaten-banken
Quelle: DIN EN ISO 14040; vgl. auch: Feikert, S. (2007): Ökologisches Product Lifecycle Management , Shaker, Aachen.
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Für Produkte und Prozesse von Morgen !
Das Projekt ERMA
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Produktentwicklung
1 | Forschungsprofil
2 | Öko-Design von Produkten über den Lebenszyklus
…
3 | aktueller Stand und Ausblick3 | aktueller Stand und Ausblick
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- Gesperrt: vertraulich -
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ERMA … stellt sich vor!
Forschungsprojekt – ERMA:- Energie- und Ressourceneffiziente Mobile Arbeitsmaschinen
Ableitung und Entwicklung von prozessorientierten Methoden und Konzepten zur lebenszyklusweiten Erfassung und Bewertung des Energie- und Ressourcenbedarfs von mobilen Arbeitsmaschinen.
Gefördert durch die „Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation“ Förderzeitraum: 01.02.2011 bis 31.01.2014
Forschergruppe Produktentwicklung am ZNT:
Prof. Dr.-Ing. M. EignerLehrstuhl für VirtuelleProduktentwicklung (VPE)FB Maschinenbau und [email protected]
Prof. Dr.-Ing. C. SchindlerLehrstuhl für Konstruktion imMaschinen- u. Apparatebau(KIMA)FB Maschinenbau und [email protected]/KIMA
Prof. Dr.-Ing. B. SauerLehrstuhl für Maschinen-elemente und Getriebe-technik (MEGT)FB Maschinenbau und [email protected]
Prof. Dr.-Ing. S. MüllerLehrstuhl für Mechatronikiin Maschinenbau undFahrzeugtechnik (MEC)FB Maschinenbau und [email protected]/mec
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Die Teilprojekte zu ERMA
Die Teilprojekte zu ERMA:
- TP 1: Ableitung und Entwicklung von prozessorientierten Methoden und Konzepten zur lebenszyklusweiten Erfassung und Bewertung des Energie- und Ressourcenbedarfs.
- TP 2: Leichtbaupotentiale und ihre Wirkung auf den Leistungsbedarfeiner Mobilen Arbeitsmaschine.
- TP 3: Antriebsstrang und Nebenantriebe, Wirkungsgraderhöhung von Lager- und Wellenabdichtungen
- TP 4: Entwicklung hybrider Antriebskonzepte, Elektrifizierung von Fahrwerkkomponenten, Nebenaggregaten und Arbeitsmaschinen.
Alle Teilprojekte werden in enger Zusammenarbeit durchgeführt.
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Vielen Dank für Ihr Interesse!