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EIPPM : the Executable Integrative Product-Production Model
(2021) Schopper, Dominik; Kübler, Karl; Rudolph, Stephan; Riedel, Oliver
In this paper, a combination of graph-based design and simulation-based engineering (SBE) into a new concept called Executable Integrative Product-Production Model (EIPPM) is elaborated. Today, the first collaborative process in engineering for all mechatronic disciplines is the virtual commissioning phase. The authors see a hitherto untapped potential for the earlier, integrated and iterative use of SBE for the development of production systems (PS). Seamless generation of and exchange between Model-, Software- and Hardware-in-the-Loop simulations is necessary. Feedback from simulation results will go into the design decisions after each iteration. The presented approach combines knowledge of the domain “PSs” together with the knowledge of the corresponding “product” using a so called Graph-based Design Language (GBDL). Its central data model, which represents the entire life cycle of product and PS, results of an automatic translation step in a compiler. Since the execution of the GBDL can be repeated as often as desired with modified boundary conditions (e.g., through feedback), a design of experiment is made possible, whereby unconventional solutions are also considered. The novel concept aims at the following advantages: Consistent linking of all mechatronic disciplines through a data model (graph) from the project start, automatic design cycles exploring multiple variants for optimized product-PS combinations, automatic generation of simulation models starting with the planning phase and feedback from simulation-based optimization back into the data model.
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Fehlertolerante Sicherheitssteuerung aus der Cloud : Softwarebasierte Sicherheitssteuerungen
(2023) Fischer, Marc; Walker, Moritz; Lechler, Armin; Riedel, Oliver; Verl, Alexander
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IDEA - towards an interactive tool that supports creativity sessions in automotive product development
(2023) Kaschub, Verena Lisa; Wechner, Reto; Krautmacher, Lara; Diers, Daniel; Bues, Matthias; Lossack, Ralf; Kloos, Uwe; Riedel, Oliver
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Kompensation fehlender Komponenten in der Simulation : Konzept KI-basierte Assistenzsysteme zum beschleunigten Einstieg in die virtuelle Inbetriebnahme
(2023) Tinsel, Erik-Felix; Lechler, Armin; Riedel, Oliver
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OPC UA Tests im Kontext einer Dateninfrastruktur : Aussagekraft von OPC UA Testfällen für die innerbetriebliche Dateninfrastruktur
(2023) Heinemann, Tonja; Ajdinović, Samed; Lechler, Armin; Riedel, Oliver
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A process-planning framework for sustainable manufacturing
(2021) Reiff, Colin; Buser, Matthias; Betten, Thomas; Onuseit, Volkher; Hoßfeld, Max; Wehner, Daniel; Riedel, Oliver
Process planning in manufacturing today focuses on optimizing the conflicting targets of cost, quality, and time. Due to increasing social awareness and subsequent governmental regulation, environmental impact becomes a fourth major aspect. Eventually, sustainability in manufacturing ensures future competitiveness. In this paper, a framework for the planning of sustainable manufacturing is proposed. It is based on the abstraction and generalization of manufacturing resources and part descriptions, which are matched and ranked using a multi-criteria decision analysis method. Manufacturing resources provide values for cost, quality, time and environmental impacts, which multiply with their usage within a manufacturing task for a specific part. The framework is validated with a detailed modeling of a laser machine as a resource revealing benefits and optimization potential of the underlying data model. Finally, the framework is applied to a use case of a flange part with two different manufacturing strategies, i.e., laser metal-wire deposition and conventional milling. The most influential parameters regarding the environmental impacts are the raw material input, the manufacturing energy consumption and the machine production itself. In general, the framework enabled the identification of non-predetermined manufacturing possibilities and the comprehensive comparison of production resources.
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Reinforcement learning methods based on GPU accelerated industrial control hardware
(2021) Schmidt, Alexander; Schellroth, Florian; Fischer, Marc; Allimant, Lukas; Riedel, Oliver
Reinforcement learning is a promising approach for manufacturing processes. Process knowledge can be gained automatically, and autonomous tuning of control is possible. However, the use of reinforcement learning in a production environment imposes specific requirements that must be met for a successful application. This article defines those requirements and evaluates three reinforcement learning methods to explore their applicability. The results show that convolutional neural networks are computationally heavy and violate the real-time execution requirements. A new architecture is presented and validated that allows using GPU-based hardware acceleration while meeting the real-time execution requirements.
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Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP 2019 : Stuttgart, 16. Mai 2019, Wissenschaftliche Konferenz
(Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, 2019) Binz, Hansgeorg; Bertsche, Bernd; Bauer, Wilhelm; Riedel, Oliver; Spath, Dieter; Roth, Daniel
Mit dem Ziel, nationale und internationale Fachleute unterschiedlicher Disziplinen der Produktentwicklung aus Industrie und Wissenschaft in den Dialog zu bringen, organisiert der Verein zur Förderung produktionstechnischer Forschung e.V., das Fraunhofer IAO gemeinsam mit dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design IKTD, dem Institut für Maschinenelemente IMA und dem Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP. Am 15. und 16. Mai 2019 findet das SSP zum fünften Mal im Zentrum für Virtuelles Engineering des Fraunhofer IAO statt. Am Forumstag steht die industrielle Anwendung im Fokus, am zweiten Tag die wissenschaftliche Konferenz. Die Konferenz bietet Wissenschaftlern eine Plattform zur Präsentation und Diskussion ihrer neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Produktentwicklung und fördert so den interdisziplinären Wissenstransfer. Aufgerufen waren in der SSP 2019 Beiträge aus folgenden Kategorien: • Agile Produktentwicklung • Bionische Produktentwicklung / Biologisierung • Digital Engineering • Geschäftsmodelle moderner Produktentwicklung • Industrie 4.0 / Cyber-Physical Products • Innovations- und Technologiemanagement • Konstruktionsmethodiken • Leichtbau in der Produktentwicklung • Nachhaltige Produktentwicklung • Nutzerzentriertes Design • Wissensmanagement in der Produktentwicklung • Zuverlässige Produktentwicklung In den drei Tracks mit je drei Sessions werden 27 Beiträge präsentiert. Der Abstract der Keynote sowie die 27 Volltexte sind mit deutschen und englischen Abstracts sind in diesem Band zusammengefasst.
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Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP 2023 : Tagungsband zur Konferenz, Stuttgart, 25. Mai 2023
(Stuttgart : Fraunhofer IAO, 2023) Hölzle, Katharina; Kreimeyer, Matthias; Roth, Daniel; Maier, Thomas; Riedel, Oliver
Mit dem Ziel, nationale und internationale Fachleute unterschiedlicher Disziplinen der Produktentwicklung aus Industrie und Wissenschaft in den Dialog zu bringen, organisiert der Verein zur Förderung produktionstechnischer Forschung e.V. und das Fraunhofer IAO gemeinsam mit dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design IKTD, dem Institut für Maschinenelemente IMA und dem Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP. Am 25. Mai 2023 findet das SSP zum siebten Mal statt. Die Konferenz bietet Wissenschaftlern eine Plattform zur Präsentation und Diskussion ihrer neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Produktentwicklung und fördert so den interdisziplinären Wissenstransfer. Aufgerufen waren in der SSP 2021 Beiträge aus folgenden Kategorien: • Adaptive Bedienung für automatisiertes Fahren • Advanced Systems Engineering (ASE) / Model-Based Systems Engineering • Agile Produktentwicklung • Design-Technik-Konvergenz • Digital Engineering • Innovations- und Technologiemanagement • Konstruktionsmethodiken • Leichtbau in der Produktentwicklung • Nachhaltige Produktentwicklung • Nutzerzentriertes Design •Produktkomplexität • Wissensmanagement in der Produktentwicklung • Zuverlässige Produktentwicklung Im Plenum und vier Tracks mit jeweils drei Sessions werden 41 Beiträge präsentiert. Der Abstract der Keynote sowie die 40 Volltexte mit deutschen und englischen Abstracts sind in diesem Band zusammengefasst.
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Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP 2025 : Tagungsband zur Konferenz, Stuttgart, 22. Mai 2025
(Stuttgart : Fraunhofer IAO, 2025) Hölzle, Katharina; Kreimeyer, Matthias; Roth, Daniel; Maier, Thomas; Riedel, Oliver
Mit dem Ziel, nationale und internationale Fachleute unterschiedlicher Disziplinen der Produktentwicklung aus Industrie und Wissenschaft in den Dialog zu bringen, organisiert der Verein zur Förderung produktionstechnischer Forschung e.V. und das Fraunhofer IAO gemeinsam mit dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design IKTD, dem Institut für Maschinenelemente IMA und dem Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP. Am 22. Mai 2025 findet das SSP zum achten Mal statt. Die Konferenz bietet Wissenschaftlern eine Plattform zur Präsentation und Diskussion ihrer neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Produktentwicklung und fördert so den interdisziplinären Wissenstransfer. Aufgerufen waren in der SSP 2025 Beiträge aus folgenden Kategorien: • Adaptive Bedienung für automatisiertes Fahren • Advanced Systems Engineering (ASE) / Model-Based Systems Engineering • Agile Produktentwicklung • Design-Technik-Konvergenz • Digital Engineering • Innovations- und Technologiemanagement • Konstruktionsmethodiken • Leichtbau in der Produktentwicklung • Nachhaltige Produktentwicklung • Nutzerzentriertes Design •Produktkomplexität • Wissensmanagement in der Produktentwicklung • Zuverlässige Produktentwicklung Im Plenum und vier Tracks mit jeweils drei Sessions werden 38 Beiträge präsentiert. Der Abstract der Keynote sowie die 38 Volltexte mit deutschen und englischen Abstracts sind in diesem Band zusammengefasst.
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Updating the Linux TAPRIO scheduler in deterministic time
(2022) Arnim, Christian von; Gessner, Gernot; Jarwitz, Michael; Lechler, Armin; Riedel, Oliver
In flexible production systems with distributed control systems which communicate with each other via a real time network, changes in the requirements for real time communication during operation must not lead to a temporary failure of the deterministic communication. Rather, the changes of the network configuration must become active at exactly predictable times in order to guarantee the functionality of the deterministic communication all the time. This paper shows a realization of how the configuration of a real time network schedule under Linux can be adjusted at predetermined times without interrupting the communication. For this purpose, the real time scheduler TAPRIO is integrated into the library libnl, and the performance of this extension is evaluated in a test case. It is shown that the modification of the network configuration is reliably possible in several successive communication cycles.