Computergestützte Produktentwicklung

Der Einsatz computergestützter Werkzeuge ist seit Jahren in der Produktentwicklung etabliert. Mit Hilfe moderner Konstruktions- und Simulationsprogramme können komplexe Produkte erstellt, berechnet und verwaltet werden. Der wachsende Funktionsumfang dieser so genannten CAx-Programme (Computer Aided X) stellt die Produktentwickler jedoch vor neue Herausforderungen. Es fehlt an Vorgehensmodellen und Handlungsempfehlungen, um die Werkzeuge zweckdienlich miteinander zu verknüpfen. Die Folgen sind oft ungenaue Ergebnisse, erhöhter personeller Zeitaufwand und letztlich die Unwirtschaftlichkeit der Verfahren. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, erhält daher die effiziente Kopplung von Methoden und Werkzeugen einen immer größeren Stellenwert. In der vorliegenden Arbeit werden Vorgehensweisen und -modelle untersucht, die die Erstellung und Durchführung computergestützter Prozessketten im Rahmen der Bauteilabsicherung ermöglichen. Geeignete Workflowschemata und situationsgerechte Anleitungen helfen, verzögerte Abläufe und unnötige Rekursionen zu vermeiden, mit dem langfristigen Ziel, dass durch geschicktes Frontloading einfache Simulationen vom Konstrukteur direkt, ohne Inanspruchnahme einer separaten Berechnungsabteilung, ausgeführt werden können. Eine Untersuchung der Einflussgrößen und der erforderlichen Ein- und Ausgangsdaten erschließt eine systematische Herangehensweise beim Aufbau von virtuellen Prototypen. Unterstützt wird die Vorgehensweise durch die Bereitstellung situationsgerechter Handlungsempfehlungen. Basis bildet hierbei die ICROS-Methode (Intelligent CROss-linked Simulations), die um eine generische Erstellung von Prozessketten erweitert wird. Diese Prozessketten werden anhand von Simulationsbeispielen erläutert und mit Hilfe praktischer Versuche untermauert. Da die Softwareentwicklung dieser CAx-Programme meist von ingenieurfachfremden Programmierern durchgeführt wird, ist ein anwendergerechtes, auf die Bedürfnisse einer Ingenieursanwendung zugeschnittenes Vorgehen oft nur untergeordnet berücksichtigt. Daher werden ferner Konzepte für die Weiterentwicklung der Benutzerunterstützung des am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth entwickelten Finite-Elemente-Programms Z88Aurora vorgestellt. Der entwickelte Ansatz vereint die Kopplung von Konstruktionsmethodik und CAx-Werkzeugen mit Prozessführung und situationsgerechter Hilfestellung zur sogenannten CUSToM-Methode (Context User Support for Tools and Methods), welche ein methodisches, effizientes Arbeiten im Rahmen der computergestützten Produktentwicklung ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind im Rahmen des bayerischen Forschungsclusters FORFLOW in die Integrationsplattform „Prozessnavigator“ eingeflossen.