Produktentwicklung

Andreas Mühlbauer,

Entscheidungen bei unvereinbaren Qualitätskriterien treffen

In der Zuliefer-Industrie ist die Ausführung beauftragter Entwicklungen komplex und kostengetrieben. Ein Tool des Fraunhofer IGD erleichtert Ingenieuren die Auswahl des optimalen Designs und verknüpft diese mit transparenten Preis-Leistungs-Vergleichen.

Die Visualisierung hilft bei der Auswahl der Produkteigenschaften. © Fraunhofer IGD

Entscheidungen trifft man selten leichtfertig, besonders wenn Kriterien in Konflikt stehen. Die Visualisierung der Alternativen hilft, die Gedanken zu ordnen. Ein Tool des Fraunhofer IGD erleichtert Ingenieuren die Auswahl des optimalen Designs eines beauftragten Produkts und schafft transparente und leicht verständliche Preis-Leistungs-Vergleiche, die zu kürzeren Abstimmungswegen führen.

Eine Ingenieurin entwickelt beispielsweise einen Elektromotor, der die vom Kunden beauftragten Nennwerte erfüllt. Ihre Vermutung, dass sich durch ein anderes Material oder eine Geometrieänderung die Motorleistung zusätzlich günstig beeinflussen lässt, bestätigt sich in den Simulationen. Aber wie berichtet sie das dem Kunden, der den damit einhergehenden höheren Kosten kritisch gegenübersteht?

Die Lösung ist eine übersichtliche Visualisierung der Alternativen, in der sich durch kombinierbare Filter schnell die bevorzugten Designkandidaten eingrenzen lassen. Erhöht man beispielsweise per Schieberegler die Kosten, die man bereit ist zu tragen, zeigt die Visualisierung die Auswirkungen auf die übrigen Eigenschaften des Motors nahtlos an. So lassen sich die Vor- und Nachteile bestimmter Modelle auf einen Blick erkennen – ohne tiefere Fachkenntnisse.

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Kunde und Ingenieur entscheiden hier je nach Einsatzgebiet. Ist beispielsweise der Wirkungsgrad weniger kritisch, darf es auch eine kostengünstigere Motorvariante sein. Durch die interaktiven Stellschrauben dieser Visualisierungs-Anwendung werden so Entscheidungsfindungen visuell leicht ersichtlich und Abstimmungswege bei multi-kriteriellen Kosten-Nutzen-Abwägungen wesentlich verkürzt.

Interaktive Visualisierung stellt den Entscheidungsträger in den Mittelpunkt

Damit eine Visualisierung einen menschlichen Analyseprozess wie den einer Entscheidungsfindung effektiv unterstützt, müssen die realen Einsatzbedingungen berücksichtigt werden. Dazu werden die konkrete Problemstellung, Arbeitsabläufe und Bedürfnisse der Domänenexperten analysiert und daraus Anforderungen an die Visualisierung abgeleitet. Erst dann lassen sich geeignete Visualisierungsansätze auswählen und auf die Domäne abstimmen.

Die beschriebene Visualisierung wurde in enger Abstimmung mit Ingenieuren des Linz Center of Mechatronics über einen Zeitraum von 1½ Jahren entwickelt. Durch die Zusammenarbeit konnte eine passgenaue Problemlösung entwickelt werden, die sich nahtlos in bestehende Arbeits- und Analyseabläufe einfügt. Wie dieser nutzerzentrierte Prozess erfolgreich umgesetzt wurde und was dabei beachtet werden muss, zeigen die Forscherinnen und Forscher in ihrer Design-Studie "PAVED: Pareto Front Visualization for Engineering Design".

Die Forschungsarbeit wurde durch das EU-Projekt CloudiFacturing gefördert. Ziel des Programms ist die Optimierung von Produktionsprozessen mit Hilfe von Cloud/HPC-basierter Modellierung und Simulation. Die rechenintensive Produktionstechnik und Simulation sowie Datenanalyse-Tools sollen als Cloud-Dienste bereitgestellt werden, um die Zugänglichkeit zu erleichtern und ihre Nutzung erschwinglicher zu machen.

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