Formalisierte Wissensrepräsentation zur Unterstützung des methodischen Konstruierens von und mit hybriden intelligenten Konstruktionselementen und Systemen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des Teilprojekts (TP) A1 der Forschergruppe 981 konnten Beiträge zur Unterstützung des Konstruierens „von“ und „mit“ HIKE erarbeitet werden. Hierbei stellte die Erfassung, Speicherung und Bereitstellung der Informationen bzw. des Wissens über HIKE den zentralen Aspekt des TPs dar. Hierzu zählten Erkenntnisse hinsichtlich der Entwicklung „von“ HIKE im Rahmen der Definition eines Entwicklungsprozesses für HIKE. Zusätzlich wurden Merkmale und Eigenschaften von HIKE gesammelt und innerhalb einer Informations-/Wissensbasis gespeichert, sodass ein Beitrag zur interdisziplinären Entwicklung der HIKE sowie technischer Systeme unter Verwendung von HIKE erfolgen kann. Als weiterer Punkt wurden die bisherigen Erfahrungen aus der Entwicklung der HIKE unter Beachtung der verschiedenen Produktlebenszyklusphasen in Form von Gestaltungsrichtlinien archiviert. Im Projekt konnte ein generischer Entwicklungsprozess für die Entwicklung „von“ HIKE erarbeitet werden. Hierfür wurden die Entwicklungsprozesse der einzelnen HIKE aus beiden Förderphasen erfasst, Gemeinsamkeiten identifiziert und abschließend der generische Entwicklungsprozess definiert. Die detaillierte Form dieses generischen Entwicklungsprozesses besitzt mehr als 150 Entscheidungen und Aktivitäten sowie deren zugehörige Inputs und Outputs. Der generische Entwicklungsprozess konnte in Form von Diskussionen mit den HIKE-Entwicklern sowie eines Mitarbeiters, der nicht in das Verbundprojekt involviert war, evaluiert werden. Für die Erfassung, Speicherung und Bereitstellung der Informationen bzw. des Wissens über HIKE wurde ein Datenbanksystem entwickelt, das die interdisziplinäre Entwicklung der HIKE sowie ihre Verwendung in übergeordneten Systemen unterstützt. Basierend auf dem konstruktionsmethodischen Ansatz des Characteristics-Properties-Modelling (CPM) erlaubt die entwickelte Informations-/Wissensbasis einen lesenden sowie einen schreibenden Zugriff auf die Merkmale und Eigenschaften der HIKE. Auch können aufgrund des gewählten Strukturierungsansatzes (CPM) die Auswirkungen von Produktänderungen qualitativ ermittelt und Entwickler von HIKE so unterstützt werden. Da die verschiedenen an der HIKE-Entwicklung beteiligten Fachbereiche unterschiedliche Visualisierungsformen für die Informationen bzw. das Wissen wünschten, findet eine automatisierte Aufbereitung der Informationen beziehungsweise des Wissens über HIKE statt, sodass bspw. Konstruktionskataloge oder Blockdiagramme direkt aus der Informations-/Wissensbasis abgeleitet werden können. Das entwickelte System wurde im Rahmen des Projekts evaluiert. Der dritte zentrale Aspekt der Arbeiten des TP A1 beinhaltete die Erfassung der wesentlichen Erfahrungen und Erkenntnisse der verschiedenen HIKE-Entwickler. Darauf aufbauend wurden anhand von Interviews Gestaltungsrichtlinien erfasst, formalisiert und abschließend evaluiert. Dabei konnten ca. 100 Gestaltungsrichtlinien für das Sandwichelement, das nachspannende Hebelelement sowie den pneumatischen textilen Aktor erhoben und formalisiert werden. Des Weiteren wurde innerhalb der Forschergruppe eine erweiterte Definition hinsichtlich der Intelligenz der HIKE auf Basis bestehender Definitionen erarbeitet. Zusätzlich wurde gemeinsam mit dem ILEK an möglichen Sicherheitskonzepten für adaptive Bauwerke gearbeitet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Concept for modelling a control system using the Characteristics-Properties Modelling (CPM). In: Marjanovic, D. ; Storga, M. ; Pavkovic, N. ; Bojcetic, N (ed.): Proceedings of the DESIGN 2014 - 13th International Design Conference. Dubrovnik, 2014, S. 1261-1270 - ISSN 1847-9073
Crostack, A. ; Heidingsfeld, M. ; Binz, H. ; Sawodny, O. ; Roth, D.
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Concept of modeling the Failure Mode Effects Analysis (FMEA) on the base of Characteristics-Properties Modelling (CPM). In: Scharf, P. ; Weber, C. (Hrsg.): 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Shaping the Future by Engineering, Proceedings. Ilmenau (Germany), 2014
Crostack, A. ; Binz, H. ; Roth, D.
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Hybride Intelligente Konstruktionselemente (HIKE). In: Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung e.V. (Hrsg.): WiGeP News 2/2014. 2. Ausgabe. Stuttgart, S. 6-7. - ISSN 1613-5504
Binz, H. ; Crostack, A.
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Capture of actual development processes of Hybrid Intelligent Design Elements in order to define a target development process. In: Weber, C. et al. (Hrsg.): Proceedings of the 20th International Conference on Engineering Design 2015 (ICED15). Mailand, 2015, S. 1-10
Crostack, A. ; Binz, H. ; Roth, D.
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Entwicklung einer eigenschaftsbasierten Informationsbasis am Beispiel der Entwicklung von und mit Hybriden Intelligenten Konstruktionselementen (HIKE). In: Binz, H. ; Bertsche, B. ; Bauer, W. ; Roth, D. (Hrsg.): Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2015. Stuttgart, 2015, S. 1-10 - ISSN 2364-4885
Crostack, A. ; Binz, H. ; Roth, D.
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Konzept eines erweiterten Produktbeschreibungsansatzes basierend auf dem Vergleich des Characteristics-Properties-Modelling und der matrixbasierten Produktbe-schreibung. In: Binz, H. ; Bertsche, B. ; Bauer, W. ; Roth, D. (Hrsg.): Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2015. Stuttgart, 2015, S. 1-10 - ISSN 2364-4885
Crostack, A. ; Luft, T. ; Binz, H. ; Wartzack, S. ; Roth, D.
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Formalisierte Wissensrepräsentation zur Unterstützung des methodischen Konstruierens von und mit hybriden intelligenten Konstruktionselementen (HIKE) und Systemen. In: Binz, H. (Hrsg.): Hybride Intelligente Konstruktionselemente – Abschlusskolloquium der DFG-Forschergruppe 981. Institutsbericht 643. Stuttgart: Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design, 2016, S. 9-12, 52-65. – ISBN 978-3-922823-92-6
Crostack, A. ; Binz, H.
