@PhdThesis{duepublico_mods_00014895,
  author = 	{Lobeck Priv. Doz. Dr.-Ing., Frank},
  title = 	{Konzept zur Optimierung von Produktentwicklungsprozessen einschlie{\ss}lich Simulation und Rapid Prototyping unter Verwendung eines neuen PLM-CAD-Integrationsmoduls},
  year = 	{2014},
  month = 	{Feb},
  day = 	{14},
  keywords = 	{Produktentwicklung; PLM; CAD; Rapid Prototyping; CAD-PDM Integration},
  abstract = 	{Die vorliegende Arbeit zeigt die Entwicklung und Umsetzung eines Konzeptes zur Optimierung von Produktentwicklungsprozessen unter besonderer Beachtung der Integration von Rapid Prototyping. Einleitend wird der Produktentwicklungsprozess vor dem Hintergrund der gesamten Wertsch{\"o}pfungskette eines produzierenden Unternehmens betrachtet. Hier zeigt sich, dass auf Grund des versch{\"a}rften Wettbewerbs eine Verk{\"u}rzung der Produktentwicklungszeiten anzustreben ist, wobei jedoch gleichzeitig eine effektive Entwicklung von innovativen und qualitativ hochwertigen Produkten sichergestellt werden muss. Wenn auch eine vollst{\"a}ndig rechnerintegrierte Entwicklung und Verifizierung von Produkten w{\"u}nschenswert erscheint, so sind durch die Begrenzungen der heutigen Hard- und Software f{\"u}r die {\"u}berwiegende Zahl der Produkte immer noch physikalische Modelle erforderlich, um die Produkteigenschaften hinreichend testen und bewerten zu k{\"o}nnen. Aus diesem Grunde werden die unterschiedlichen Rapid Prototyping-Verfahren vorgestellt, die eine automatisierte Fertigung von Modellen an Hand von CAD-Daten erlauben. Zusammenfassend zeigen alle Verfahren noch deutliche Schwachstellen, die in den erzielbaren Material- oder Oberfl{\"a}cheneigenschaften der Prototypen liegen, oder in den Herstellungsverfahren selbst. Die meisten der g{\"a}ngigen Verfahren erfordern {\"u}berdies die Anschaffung kostspieliger Maschinen, wodurch ein Einsatz dieser Technologie besonders f{\"u}r mittelst{\"a}ndische Unternehmen erschwert wird. Eine zentrale Anforderung an das Konzept ist demnach ein einheitliches System, welches unter Einbeziehung der CAD-Systeme eine umfassende Unterst{\"u}tzung des gesamten Entwicklungsprozesses gestattet. Dieses umfassende System soll ebenfalls die Herstellung von Prototypen mit herk{\"o}mmlichen NC-Maschinen beinhalten. Da mit den heute verf{\"u}gbaren PLM-Systemen bereits eine funktionale Basis f{\"u}r einen Teilbereich der hier aufgestellten Anforderungen existiert, wird die Architektur des Gesamtsystems als Kombination von Standardkomponenten, wie CAD- und PLM-Systeme, und neu zu entwickelnden Softwarekomponenten festgelegt. Nachdem im Rahmen einer vergleichenden Betrachtung geeignete Standardkomponenten sowohl aus der Kategorie der PLM-Sytsteme wie auch der CAD-Systeme ausgew{\"a}hlt worden sind, erfolgt die Beschreibung des Konzeptes. Dieses besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten. W{\"a}hrend mit einem Intergrationsmodul eine Einbindung des CAD-Systems in das PLM-System realisiert wird, stellt ein zweites Modul die Funktionen bereit, welche ein gegebenes CAD-Modell in eine f{\"u}r die Prototypenfertigung geeignete Form {\"u}berf{\"u}hren. Die Einbindung des CAD-Systems in das PLM-System erfolgt dabei in einer Weise, dass neben der herk{\"o}mmlichen Verwaltung von CAD-Dateien in der Datenbank des PLM-Systems auch die weiter fortgeschrittenen M{\"o}glichkeiten der Parametrik, welche die charakteristischen Merkmale der modernen 3D-CAD-Systeme darstellen, in das PLM-System {\"u}bertragen werden. Dadurch wird ein gro{\ss}er Teil des Wissens {\"u}ber ein Produkt, welches innerhalb eines CAD-Modells vorhanden ist, auf die {\"u}bergeordnete Ebene des PLM {\"u}bertragen. F{\"u}r die rechnergest{\"u}tzte Prototypenfertigung gen{\"u}gen NC-Daten, die von einem Standard NC-System generiert werden. Im Rahmen dieses Konzeptes wurde der Fokus auf das Fertigungsverfahren Fr{\"a}sen gelegt. Das hier entwickelte Konzept stellt dazu Funktionen bereit, um die CAD-Daten eines Modells in eine f{\"u}r das NC-Modul verwertbare Form zu bringen. Dazu wird die Geometrie der CAD-Modelle analysiert und das Modell erforderlichenfalls in mehrere Teilmodelle zerlegt, welche hinterschneidungsfrei sind, und die automatisierte Erstellung von NC-Programmen erlauben. Das gew{\"a}hlte Rapid Prototyping-Verfahren erfordert im Anschluss an die Fertigung der Teilk{\"o}rper einen Montagevorgang, in welchem die einzelnen Schichten des Prototypen verbunden werden. Dazu m{\"u}ssen im Rahmen der Modellaufbereitung Verbindungselemente hergestellt werden, die eine passgenaue Montage gestatten. Die Funktionen f{\"u}r die Verwaltung und Verwendung solcher Verbindungselemente sind innerhalb des Integrationsmoduls vorhanden. Die G{\"u}ltigkeit des Konzeptes wird abschlie{\ss}end an einem konkreten Beispiel demonstriert, indem das CAD-Modell einer Miniaturturbine in das System eingef{\"u}gt wird. Die entwickelten Funktionen zur Erstellung der erforderlichen Fertigungsinformationen werden ausgef{\"u}hrt und zeigen deutlich, dass mit Hilfe des hier erstellten Softwaresystems das beschriebene Rapid Prototyping-Verfahren angewendet werden kann.},
  note = 	{Universit{\"a}t Duisburg-Essen, Habilitationsschrift, Mai 2004},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00014895},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00016249/Lobeck_Habil.pdf:PDF},
  language = 	{de}
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