Forschungsabteilung Produktentstehung

Intelligente Technische Systeme und Industrie 4.0 fangen bei der Produktentstehung an und basieren auf exzellenter Ingenieurleistung. Produktentstehung ist für uns ein ganzheitlicher Prozess von der Potentialfindung über innovative Produktideen bis zum Serienlauf, und das unter Berücksichtigung des gesamten Produktlebenszyklus. Unternehmen stehen dabei im Spannungsfeld zwischen Innovation und Effizienz. Unser Anspruch ist es, überzeugende Lösungswege zu finden.

Die Basis dafür bildet die interdisziplinäre Ingenieurarbeit. Der Komplexität der Entwicklungsprozesse begegnen wir mit Methodenkompetenz von der Problemanalyse über erfolgversprechende Lösungskonzepte bis zur Umsetzung. Darüber hinaus kennen wir die Bedeutung der Faktoren Mensch und Organisation. Projekt- und Anforderungsmanagement perfektionieren wir mit entsprechenden Softwarelösungen.

Unsere Forschungsfelder sind:

Systems Engineering für technische Systeme

Wir sind Experten im Model-Based Systems Engineering (MBSE). Dabei berücksichtigen wir alle involvierten Stakeholder, von den Fachabteilungen bis hin zum Service und Vertrieb, um ein ganzheitliches Systemmodell zu erstellen.

Hierzu nutzen wir unsere eigene Technik CONSENS, beherrschen aber auch gängige Standards wie SysML und verfügen über sehr gute Kenntnisse im Umgang mit den am Markt erhältlichen IT-Systemen.

Technologien für Industrie 4.0

Schlüsseltechnologien der Digitalisierung der Wirtschaft finden mit uns industrielle Anwendung. Zu unserem Technologieportfolio zählen u.a. Augmented Reality, Mensch-Maschine-Interaktion, maschinelles Lernen, Molded Interconnect Devices und Location Based Services.

Wir erforschen auf Basis dieser Technologien innovative Lösungen und erschließen somit neue Märkte für unsere Partner.

Arbeiten in der Industrie 4.0 (Arbeit 4.0)

Die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Arbeitswelt erforschen wir in interdisziplinären Kooperationsprojekten. Wir berücksichtigen dabei nicht nur die Veränderung der Arbeit der Produktion, sondern haben genauso weitere Unternehmensprozesse im Blick. Insbesondere die Veränderung der Entwicklungsarbeit durch die fortschreitende Digitalisierung ist einer unserer Forschungsschwerpunkte.

Wir erforschen auf Basis dieser Technologien innovative Lösungen und erschließen somit neue Märkte für unsere Partner.

 

Wissens- und Technologietransfer

Unternehmen profitieren von unserer anwendungsbezogenen Forschung, etwa in Transferprojekten des Spitzenclusters it's OWL, im Projekt Industrie 4.0 für den Mittelstand (NRW.RegioCall) und im vom BMWi initiierten Kompetenzzentrum Mittelstand 4.0.

Wir untersuchen die Mechanismen, um Unternehmen mit unseren Lösungen nachhaltig zu befähigen. Die Ergebnisse fließen in unser Beratungs- und Schulungsangebot.

Unsere Kompetenzen lassen sich verorten:

Systems Engineering LIVE LAB

Im Systems Engineering LIVE LAB erproben wir gemeinsam mit der Industrie neueste Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung der technischen Systeme von morgen.

HD-Center

Unser HD-Center macht die virtuelle Produktentstehung lebendig. Kunden navigieren sich lange vor Inbetriebnahme durch ein virtuelles Modell ihrer Produktionsanlage und reduzieren damit Kosten und Projektrisiken.

MIDLab

In unserem MIDLab entwickeln wir innovative Prototypen für integrierte mechatronische Produkte auf Basis der Technologie MID. Für Kunden können wir auch Kleinstserien herstellen.

Nicht zuletzt bringen wir unsere Neugier und Visionen mit ein. Welche Potenziale technische Systeme in Zukunft bieten, das steht für uns nicht in den Sternen, sondern in einer guten Roadmap.

Unser Angebot

Welche Systeme sind erfolgversprechend?

Produktplanung

Die digitale Transformation und ihre Schlagworte Industrie 4.0 und Internet of Things and Services versprechen erhebliches Innovations- und Marktpotential. Gleichzeitig stellt es Unternehmen vor Herausforderungen:

  • Welche Technologien eignen sich für die Realisierung innovativer Produktfeature?
  • Was sind erfolgversprechende Kundenapplikationen?

Aber nicht nur das Produkt, sondern auch die gesamte Wertschöpfung und das etablierte Geschäft befinden sich im Wandel:

  • Wie können Prozesse im Engineering, in der Produktion und in der Logistik im Sinne der Industrie 4.0 durchgängig digitalisiert und vernetzt werden?
  • Welche Gestaltungsoptionen bestehen für innovative Geschäftsmodelle?

 

 

  • Wie kann das Unternehmen durch die zunehmende Serviceorientierung und sogenannte Smart Services profitieren?

Wir unterstützen und begleiten Unternehmen dabei, die digitale Transformation systematisch und erfolgreich zu gestalten. Grundlage hierfür sind effektive Strategien und Pläne zu Produkten, zur Produktion und zum Geschäft.

Kontakt

Roman Dumitrescu

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Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Direktor Forschungsbereich Produktentstehung

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-124

Fax +49 5251 5465-102

Arno Kühn

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Dr.-Ing. Arno Kühn

Abteilungsleiter Produkt- und Produktionsmanagement

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-323

Fax +49 5251 5465-102

Wie werden Systeme effizient entwickelt?

Produktentwicklung

Der Wandel von mechatronischen zu intelligenten technischen Systemen bietet vielfältige Innovationspotentiale, führt gleichzeitig jedoch zu einer hohen Komplexität in der Systementwicklung. Die Komplexität steigt durch die Einbindung verschiedener Fachdisziplinen und die zunehmende Vernetzung der Systeme.

Systems Engineering (SE) ist ein geeigneter Lösungsansatz zur Beherrschung der Komplexität. Es handelt sich um einen durchgängigen fachdisziplinübergreifenden Ansatz, der das zu entwickelnde System einschließlich des dazugehörigen Projekts adressiert. Ob Systemanalyse, modulare Architekturgestaltung oder die Identifizierung und Konzipierung innovativer Produktverbesserungen – fachdisziplinübergreifendes Denken und Handeln ohne Befindlichkeiten und Berührungsängste ist die essentielle Grundlage für den Erfolg von morgen.

Hierzu erarbeiten wir Methoden und Ausdrucksmittel, um Experten zusammenzubringen, den Austausch zu forcieren und interdisziplinäre Innovationen hervorzubringen.

Kontakt

Roman Dumitrescu

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Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Direktor Forschungsbereich Produktentstehung

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-124

Fax +49 5251 5465-102

Harald Anacker

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Dr.-Ing. Harald Anacker

Abteilungsleiter Produktentwicklung

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-324

Fax +49 5251 5465-102

Wie sieht das passende Produktionssystem aus?

Produktionssystem- planung

Die technologischen und funktionalen Möglichkeiten der Produktentwicklung hängen maßgeblich von den zur Verfügung stehenden Fertigungsressourcen ab. Die Produktionssystemplanung muss daher parallel zur Entwicklung des Produkts erfolgen. Dies gilt insbesondere für komplexe Erzeugnisse.

Bei der Entwicklung von integrierten mechatronischen Systemen, wie Molded Interconnect Devices (MID), verstärkt sich dieser Abhängigkeits-Effekt zusätzlich durch die Integration von mechanischen und elektronischen Funktionen unter der Prämisse der Miniaturisierung. Die Restriktionen eines jeden Fertigungs- und Montageprozesses müssen daher in der Produktentwicklung berücksichtigt werden, insbesondere beim Übergang von der Konzeption in den domänenspezifischen Entwurf.

Die Produktionssystemplanung berücksichtigt die vier Hauptaspekte Arbeitsablaufplanung, Arbeitsstättenplanung, Arbeitsmittelplanung und Produktionslogistik. Wir unterstützen Unternehmen dabei, das entsprechende Produktionssystem bereits im Produktentstehungsprozess mit zu entwerfen.

Kontakt

Roman Dumitrescu

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Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Direktor Forschungsbereich Produktentstehung

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-124

Fax +49 5251 5465-102

Christoph Jürgenhake

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Dipl.-Ing. Christoph Jürgenhake

Gruppenleiter Integrierte Mechatronische Systeme

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-118

Fax +49 5251 5465-102

Wie setzen Unternehmen Systems Engineering nachhaltig um?

Entwicklungs- management

Die Technologien der Industrie 4.0 ermöglichen faszinierende Perspektiven für die Produkte von morgen. Aber wie lässt sich analog zur Produktstrategie die geeignete Engineering-Strategie und die dazugehörige Arbeitsumgebung entwickeln? Wie können die Prozesse einzelner Unternehmensbereiche, ihre Arbeitsweisen, Interessen und Fähigkeiten unter einen Hut gebracht werden?

Systems Engineering (SE) bietet hierfür zwar das Rüstzeug an Denkweisen, Prozessen, Methoden und Werkzeugen, aber erst das Model-Based Systems Engineering (MBSE) erschließt das Potential für eine nahezu vollständige Virtualisierung aller Engineering-Aktivitäten inkl. einer Anbindung an das PDM/PLM-System.

Auf Basis digitaler Informationen über Produkt, Prozess und Organisation wird so die Zusammenarbeit im Unternehmen und in Innovations- und Entwicklungsnetzwerken verbessert.

So kann bspw. das Marketing digital an das Engineering angebunden werden, Produktinformationen schon früh im Projekt kommuniziert werden und ein transparentes Bild über das Projekt erzeugt werden.

Durch unsere Expertise im MBSE, im Product-Lifecycle-Management (PLM) und in den Technologien der Digitalisierung (Industrie 4.0 und Arbeit 4.0) bringen wir wirksame Kollaborations- und Arbeitsformen und die entsprechenden Kompetenzen in den Unternehmensalltag und helfen, für das Spannungsfeld aus Mensch-Organisation-Technik zu jedem Zeitpunkt ein Optimum zu erreichen.

Kontakt

Roman Dumitrescu

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Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Direktor Forschungsbereich Produktentstehung

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-124

Fax +49 5251 5465-102

Christian Tschirner

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Dr.-Ing. Christian Tschirner

Abteilungsleiter Digital Engineering and Collaboration

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-334

Fax +49 5251 5465-102