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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. Potenzialanalyse zur Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme

verfasst von : Peter Iwanek, Jürgen Gausemeier, Roman Dumitrescu

Erschienen in: Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Die absehbaren Entwicklungen der Informations- und Kommunikationstechnik ermöglichen zunehmend die Entwicklung von technischen Systemen mit inhärenter Teilintelligenz. Diese Systeme können als Intelligente Technische Systeme bezeichnet werden. Schlagworte, die in diesem Kontext stets genannt werden sind: „Cyber-Physical Systems“, „Industrie 4.0“ oder „Selbstoptimierung“. Die Ansätze in den Bereichen weisen hohes Potenzial zur Weiterentwicklung bestehender mechatronischer Systeme auf, jedoch werden diese von den Unternehmen nicht systematisch berücksichtigt. Es bedarf einer Potenzialanalyse, mit der die Intelligenz mechatronischer Systeme gesteigert werden kann. Vor diesem Hintergrund werden zunächst die Herausforderungen bei der Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme aufgezeigt. Nachfolgend wird ein Stufenmodell vorgestellt, welches die Möglichkeiten zur Weiterentwicklung mechatronischer Systeme adressiert. Der Einsatz des Stufenmodells erfolgt im Rahmen einer Potenzialanalyse, die ebenfalls Gegenstand dieses Kapitels ist. Die Anwendung der Potenzialanalyse wird zudem beispielhaft an einem System aus dem Bereich der Lackiertechnik gezeigt.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bertsche, B., Lechner, G.: Zuverlässigkeit in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik: Ermittlung von Bauteil- und System-Zuverlässigkeiten. Springer, Berlin (2004) Bertsche, B., Lechner, G.: Zuverlässigkeit in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik: Ermittlung von Bauteil- und System-Zuverlässigkeiten. Springer, Berlin (2004)
2.
Zurück zum Zitat Böhringer, J., Bühler, P., Schlaich, P.: Kompendium der Mediengestaltung.Springer, Berlin, Heidelberg (2011) Böhringer, J., Bühler, P., Schlaich, P.: Kompendium der Mediengestaltung.Springer, Berlin, Heidelberg (2011)
3.
Zurück zum Zitat Czichos, H.: Mechatronik: Grundlagen und Anwendungen technischer Systeme.Springer Fachmedien, Wiesbaden (2015) Czichos, H.: Mechatronik: Grundlagen und Anwendungen technischer Systeme.Springer Fachmedien, Wiesbaden (2015)
4.
Zurück zum Zitat Deutsches Institut für Normung e. V. (Hrsg.): Fehlzustandsbaumanalyse (IEC 61025:2006): Deutsche Fassung EN 61025:2007. Beuth, Berlin (2007) Deutsches Institut für Normung e. V. (Hrsg.): Fehlzustandsbaumanalyse (IEC 61025:2006): Deutsche Fassung EN 61025:2007. Beuth, Berlin (2007)
5.
Zurück zum Zitat Dorociak, R.: Systematik zur frühzeitigen Absicherung der Sicherheit und Zuverlässigkeit fortschrittlicher mechatronischer Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Band 340, Paderborn (2015) Dorociak, R.: Systematik zur frühzeitigen Absicherung der Sicherheit und Zuverlässigkeit fortschrittlicher mechatronischer Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Band 340, Paderborn (2015)
6.
Zurück zum Zitat Dorociak, R., Dumitrescu, R., Gausemeier, J., Iwanek, P.: Specification Technique CONSENS for the Description of Self-optimizing Systems. In: J. Gausemeier, F. Rammig, W. Schäfer (Hrsg.) Design Methodology for Intelligent Technical Systems, S. 119–127. Springer, Berlin (2014) Dorociak, R., Dumitrescu, R., Gausemeier, J., Iwanek, P.: Specification Technique CONSENS for the Description of Self-optimizing Systems. In: J. Gausemeier, F. Rammig, W. Schäfer (Hrsg.) Design Methodology for Intelligent Technical Systems, S. 119–127. Springer, Berlin (2014)
7.
Zurück zum Zitat Feldhusen, J., Grote, K.H.: Pahl/Beitz Konstruktionslehre: Methoden und Anwendung erfolgreicher Produktentwicklung. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg (2013) Feldhusen, J., Grote, K.H.: Pahl/Beitz Konstruktionslehre: Methoden und Anwendung erfolgreicher Produktentwicklung. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg (2013)
8.
Zurück zum Zitat Föllinger, O., Dörrscheidt, F.: Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung. Studium. Hüthig, Heidelberg (2008) Föllinger, O., Dörrscheidt, F.: Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung. Studium. Hüthig, Heidelberg (2008)
9.
Zurück zum Zitat Frank, U.: Spezifikationstechnik zur Beschreibung der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 175, Paderborn (2006) Frank, U.: Spezifikationstechnik zur Beschreibung der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 175, Paderborn (2006)
10.
Zurück zum Zitat Friedenthal, S., Moore, A., Steiner, R.: A practical guide to SysML: Systems Model Language. Elsevier/Morgan Kaufmann, Burlington, Mass. (2008) Friedenthal, S., Moore, A., Steiner, R.: A practical guide to SysML: Systems Model Language. Elsevier/Morgan Kaufmann, Burlington, Mass. (2008)
11.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Frank, U., Donoth, J., Kahl, S.: Spezifikationstechnik zur Beschreibung der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme des Maschinenbaus (Teil 2). Konstruktion (9), 91–99, 108 (2008) Gausemeier, J., Frank, U., Donoth, J., Kahl, S.: Spezifikationstechnik zur Beschreibung der Prinziplösung selbstoptimierender Systeme des Maschinenbaus (Teil 2). Konstruktion (9), 91–99, 108 (2008)
12.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Frank, U., Donoth, J., Kahl, S.: Specification Technique for the Description of Self-Optimizing Mechatronic Systems. Research in Engineering Design 20 (4), 201–223 (2009) Gausemeier, J., Frank, U., Donoth, J., Kahl, S.: Specification Technique for the Description of Self-Optimizing Mechatronic Systems. Research in Engineering Design 20 (4), 201–223 (2009)
13.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Iwanek, P., Vaßholz, M., Reinhart, F.: Selbstoptimierung im Maschinen- und Anlagenbau: Durch Selbstoptimierung intelligente technische Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus entwickeln. Industriemanagement (6/2014), 55–58 (2014) Gausemeier, J., Iwanek, P., Vaßholz, M., Reinhart, F.: Selbstoptimierung im Maschinen- und Anlagenbau: Durch Selbstoptimierung intelligente technische Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus entwickeln. Industriemanagement (6/2014), 55–58 (2014)
14.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Kaiser, L., Pook, S.: FMEA von komplexen mechatronischen Systemen auf Basis der Spezifikation der Prinziplösung. ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 104(11), 1011–1017 (2009) Gausemeier, J., Kaiser, L., Pook, S.: FMEA von komplexen mechatronischen Systemen auf Basis der Spezifikation der Prinziplösung. ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 104(11), 1011–1017 (2009)
15.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Plass, C.: Zukunftsorientierte Unternehmensgestaltung: Strategien, Geschäftsprozesse und IT-Systeme für die Produktion von morgen. Carl Hanser, München (2014) Gausemeier, J., Plass, C.: Zukunftsorientierte Unternehmensgestaltung: Strategien, Geschäftsprozesse und IT-Systeme für die Produktion von morgen. Carl Hanser, München (2014)
16.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Rammig, F. J., Schäfer, W. (Hrsg.): Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus. Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 234, Paderborn (2009) Gausemeier, J., Rammig, F. J., Schäfer, W. (Hrsg.): Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus. Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 234, Paderborn (2009)
17.
Zurück zum Zitat Gausemeier, J., Rammig, F. J., Schäfer, W. (Hrsg.): Design Methodology for Intelligent Technical Systems. Springer, Berlin, Heidelberg (2013) Gausemeier, J., Rammig, F. J., Schäfer, W. (Hrsg.): Design Methodology for Intelligent Technical Systems. Springer, Berlin, Heidelberg (2013)
18.
Zurück zum Zitat Geschka, H.: Kreativitätstechniken und Methoden der Ideenbewertung. In: T. Sommerlatte (Hrsg.) Innovationskultur und Ideenmanagement. Symposion, Düsseldorf (2006) Geschka, H.: Kreativitätstechniken und Methoden der Ideenbewertung. In: T. Sommerlatte (Hrsg.) Innovationskultur und Ideenmanagement. Symposion, Düsseldorf (2006)
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Zurück zum Zitat Homolka, S.U.: Funktionsweise aktiver Ionisatoren: HAUG Ionisation (Juni 2005) Homolka, S.U.: Funktionsweise aktiver Ionisatoren: HAUG Ionisation (Juni 2005)
20.
Zurück zum Zitat Isermann, R.: Mechatronische Systeme: Grundlagen. Springer, Berlin, Heidelberg (2008) Isermann, R.: Mechatronische Systeme: Grundlagen. Springer, Berlin, Heidelberg (2008)
21.
Zurück zum Zitat Iwanek, P.: Systematik zur Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme im Maschinen- und Anlagenbau. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 366, Paderborn (2017) Iwanek, P.: Systematik zur Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme im Maschinen- und Anlagenbau. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 366, Paderborn (2017)
22.
Zurück zum Zitat Iwanek, P., Dumitrescu, R., Gausemeier, J.: Identifikation von Potentialen zur Integration von Lösungen im Kontext der Selbstoptimierung für technische Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus. Tagungsband der VDI Mechatroniktagung 2015, 12.-13. März 2015, Dortmund S. 185–190 (2015) Iwanek, P., Dumitrescu, R., Gausemeier, J.: Identifikation von Potentialen zur Integration von Lösungen im Kontext der Selbstoptimierung für technische Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus. Tagungsband der VDI Mechatroniktagung 2015, 12.-13. März 2015, Dortmund S. 185–190 (2015)
23.
Zurück zum Zitat Iwanek, P., Gausemeier, J., Bansmann, M., Dumitrescu, R.: Integration of Intelligent Features by Model-Based Systems Engineering. Proceedings of the ISERD, 15. Nov. 2015, Tokyo, Japan S. 31–38 (2015) Iwanek, P., Gausemeier, J., Bansmann, M., Dumitrescu, R.: Integration of Intelligent Features by Model-Based Systems Engineering. Proceedings of the ISERD, 15. Nov. 2015, Tokyo, Japan S. 31–38 (2015)
24.
Zurück zum Zitat Iwanek, P., Kaiser, L., Dumitrescu, R., Nyßen, A.: Fachdisziplinübergreifende Systemmodellierung mechatronischer Systeme mit SysML und CONSENS. Tag des Systems Engineering 2013, Carl Hanser, München (2013) Iwanek, P., Kaiser, L., Dumitrescu, R., Nyßen, A.: Fachdisziplinübergreifende Systemmodellierung mechatronischer Systeme mit SysML und CONSENS. Tag des Systems Engineering 2013, Carl Hanser, München (2013)
25.
Zurück zum Zitat Iwanek, P., Kühn, A.: Die sich selbst optimierende Lackieranlage. JOT Journal für Oberflächentechnik 56(3) S. 28–31 (2016) Iwanek, P., Kühn, A.: Die sich selbst optimierende Lackieranlage. JOT Journal für Oberflächentechnik 56(3) S. 28–31 (2016)
26.
Zurück zum Zitat Iwanek, P., Reinhart, F., Dumitrescu, R., Brandis, R.: Expertensystem zur Steigerung der Effizienz im Bereich der Produktion: Verbesserte Prozessteuerung durch das Extrahieren von Wissen aus den Daten in der Produktion. Productivity (4), 57–59 (2015) Iwanek, P., Reinhart, F., Dumitrescu, R., Brandis, R.: Expertensystem zur Steigerung der Effizienz im Bereich der Produktion: Verbesserte Prozessteuerung durch das Extrahieren von Wissen aus den Daten in der Produktion. Productivity (4), 57–59 (2015)
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Zurück zum Zitat Kreimeier, N.: Digitalisierung spaltet die Wirtschaft. Capital (04/2015) (2015) Kreimeier, N.: Digitalisierung spaltet die Wirtschaft. Capital (04/2015) (2015)
28.
Zurück zum Zitat Kühn, A.: Systematik des Ideenmanagements im Produktentstehungsprozess. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 130, Paderborn (2003) Kühn, A.: Systematik des Ideenmanagements im Produktentstehungsprozess. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 130, Paderborn (2003)
29.
Zurück zum Zitat Lake, M. (Hrsg.): Oberflächentechnik in der Kunststoffverarbeitung: Vorbehandeln, Beschichten, Funktionalisieren und Kennzeichnen von Kunststoffoberflächen. Carl Hanser, München (2009) Lake, M. (Hrsg.): Oberflächentechnik in der Kunststoffverarbeitung: Vorbehandeln, Beschichten, Funktionalisieren und Kennzeichnen von Kunststoffoberflächen. Carl Hanser, München (2009)
30.
Zurück zum Zitat Metzler, T.: Models and Methods for the Systematic Integration of Cognitive Functions into Product Concepts. Dissertation, Produktentwicklung, TU München, München (2016) Metzler, T.: Models and Methods for the Systematic Integration of Cognitive Functions into Product Concepts. Dissertation, Produktentwicklung, TU München, München (2016)
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Zurück zum Zitat Michels, J.S.: Integrative Spezifikation von Produkt- und Produktionssystemkonzeptionen. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 196, Paderborn (2006) Michels, J.S.: Integrative Spezifikation von Produkt- und Produktionssystemkonzeptionen. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 196, Paderborn (2006)
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Zurück zum Zitat Pook, S.: Eine Methode zum Entwurf von Zielsystemen selbstoptimierender mechatronischer Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 296, Paderborn (2011) Pook, S.: Eine Methode zum Entwurf von Zielsystemen selbstoptimierender mechatronischer Systeme. Dissertation, Fakultät für Maschinenbau, Universität Paderborn, HNI-Verlagsschriftenreihe, Bd. 296, Paderborn (2011)
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Zurück zum Zitat Verein Deutscher Ingenieure (VDI): VDI 2206 – Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme. Beuth, Berlin (2004) Verein Deutscher Ingenieure (VDI): VDI 2206 – Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme. Beuth, Berlin (2004)
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Zurück zum Zitat Weilkiens, T.: Systems Engineering mit SysML-UML. dpunkt, Heidelberg (2006) Weilkiens, T.: Systems Engineering mit SysML-UML. dpunkt, Heidelberg (2006)
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Zurück zum Zitat Zangemeister, C.: Nutzwertanalyse in der Systemtechnik: Eine Methodik zur multidimensionalen Bewertung u. Auswahl von Projektalternativen. Dissertation, Fakultät für Maschinenwesen, TU Berlin, Berlin (1970) Zangemeister, C.: Nutzwertanalyse in der Systemtechnik: Eine Methodik zur multidimensionalen Bewertung u. Auswahl von Projektalternativen. Dissertation, Fakultät für Maschinenwesen, TU Berlin, Berlin (1970)
Metadaten
Titel
Potenzialanalyse zur Steigerung der Intelligenz mechatronischer Systeme
verfasst von
Peter Iwanek
Jürgen Gausemeier
Roman Dumitrescu
Copyright-Jahr
2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-56392-2_3

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