07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik
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Item Open Access Aufbau von produktionsnahen Teaminformationsportalen bei kundenindividueller Produktion mittels Entwurfsmustersprachen(2010) Gerlach, Stefan; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. )Die fortschreitende Informatisierung der Wertschöpfungskette überwindet die Trennung von massenhafter und individueller Fertigung im Konzept der kostenneutralen, kundenindividuellen Produktion (KIP). KIP ist eine hybride Produktionsstrategie, die sich zwischen den Alternativen der Kostenführerschaft und Differenzierung ansiedelt und eine möglichst individuelle Ausführung einzelner Produktexemplare bei lediglich moderaten Preisaufschlägen realisiert. Dabei erhalten Informationen über die Ausführungsoptionen der kundenindividuellen Produkte den Rang elementarer Produktionsfaktoren, die nicht substituierbar sind und einer permanenten Nutzung unterliegen. Variantenbildende Arbeitsgänge „verarbeiten“ Information wie Material, die Präsenz beider Arten von Ressourcen ist für jedes zu fertigende Produktexemplar zwingend erforderlich. Die Bereitstellung von Information ist daher sorgfältig zu gestalten und am Informationsbedarf zu orientieren, der an jedem Arbeitsplatz tatsächlich vorliegt. Generalisierte Informationsüberangebote aus den Originalquellen der ERP-Applikationen sind nicht geeignet. Sie sind universell einsetzbar und decken einen unspezifizierten Informationsbedarf. In einem kundenindividuellen Umfeld mit seiner hohen Nutzungsintensität führen sie zu erheblichem Mehraufwand für die Beschaffung und Sichtung der Informationen. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel einer effizienten Informationsversorgung bei KIP. Ein entsprechendes, schlankes Informationsangebot ist im Kern auf absolut notwendige, essenzielle Informationen über die kundenindividuellen Auftragsspezifikationen zu beschränken, übersichtlich und auf einen Blick erfassbar zu präsentieren sowie frei zu halten von unnötigen, Zeit verschwendenden Interaktionen. Offensichtlich ist es auf jeden Arbeitsplatz auszurichten. Darüber hinaus hat es variierende Informationsstände der Mitarbeiter zu berücksichtigen, die infolge der notwendigen Flexibilität einer KIP häufig ihre Arbeitsplätze wechseln. Eine effiziente und bedarfsgerechte Informationsversorgung bei KIP ist somit arbeitsplatzspezifisch und mitarbeiterspezifisch auszuführen. Ein probates Medium zur bedarfsgerechten und personalisierten Informationsversorgung sind Portale. Allerdings werden sie selten als Auftragsinformationssysteme für die Produktion genutzt. Es mangelt somit an Erfahrungen über die systematische Gestaltung und den Aufbau produktionsnaher Informationsportale. Eine unterstützende Methode muss sowohl problemorientierte Konzepte als auch deren Implementierung in einem Portal berücksichtigen. Zur Lösung des Defizits wurde eine Methode auf Basis einer neuen Entwurfsmustersprache für produktionsnahe Informationsportale entwickelt. Sie zeigt umfassend die anstehenden Entwicklungsaufgaben für Informationsportale, bietet über 200 Entwurfsmuster hierfür, vermittelt Wechselwirkungen und Kooperationsbeziehungen zwischen Mustern und fasst sie in Aufgabensequenzen zusammen, die eine zielgerichtete und systematische Musterauswahl ermöglichen. Den Schwerpunkt der Entwurfsmuster bilden Lösungskonzepte für durchgängige und anforderungsgerechte Informationsangebote, die intuitiv zu bedienen, flexibel und den Bedürfnissen der Mitarbeiter anzupassen sind. Mittels der Entwurfsmustersprache konzipierte Portalseiten realisieren eine Folge von angewandten Mustern. Die so gefundenen Mustersequenzen lassen sich für weitere Informationsangebote und Portalseiten nutzen. Sie tragen bei zur Vereinheitlichung der Implementierung und des technischen Aufbaus eines Portals. Vor allem sorgen sie für konsistente und damit für den Benutzer erwartungskonforme und benutzbare Informationsangebote. Bei konsequenter Umsetzung der Entwurfsmustersprache ist die Realisierung von produktionsnahen Informationsportalen mit schlanken, arbeitsplatz- und mitarbeiterspezifischen Informationsangeboten möglich, die die Ansprüche an eine effiziente Informationsversorgung bei KIP erfüllen. Das erforderliche Nutzenpotenzial für ein derart aufwendig und sorgfältig gestaltetes Informationsangebot ist in einer kundenindividuellen Produktion, mit ihrer hohen Nutzungsintensität der Informationen, in vielen Fällen gegeben.Item Open Access Beitrag zur Beschreibung und Analyse von Wissensarbeit(2005) Hube, Gerhard; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing.)„Wissen“ und „Wissensmanagement“ gehören inzwischen zu häufig verwendeten Begriffen und sind Gegenstand vieler Diskussionen in Literatur und Praxis. Weniger intensiv dagegen wird „Wissensarbeit“ als Tätigkeit in einer wissensintensiven Arbeitswelt betrachtet und analysiert. Gerade hier ist aber der Ansatzpunkt für eine Steigerung der Leistung für wissensintensive Prozesse gegeben. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine Definition von Wissensarbeit aufgestellt, die die Struktur und den Prozess von Wissensarbeit beschreibt, eine Verwendbarkeit für arbeitswissenschaftliche Fragen erlaubt und den individuellen und subjektiven Charakter von Wissensarbeit berücksichtigt. Diese Definition ist einer der Bausteine für die Entwicklung eines Systems zur ganzheitlichen Beschreibung und Beurteilung von Wissensarbeit. Im Zentrum des Systems steht der exemplarische Prozess der Wissensarbeit. An dessen Anfang stößt eine Zielsetzung als Input den Prozess an, der anschließend bis zur Erstellung eines Arbeitsergebnisses als Output des Prozesses läuft. Dieser Prozess wird dabei von einer Reihe von Faktoren beeinflusst und über mehrere Leistungsdimensionen ebenso wie die Zielsetzung und das Arbeitsergebnis beurteilt. Durch die Beschreibung von geistiger Arbeit in einem zweifachen Handlungsfeld liefert die Handlungsregulationstheorie eine gute Grundlage für einen exemplarischen Prozess von Wissensarbeit. Die Unterteilung in ein faktisches Handlungsfeld und ein Referenzhandlungsfeld erlaubt eine situationsspezifische Analyse der Einflussfaktoren und eine Beurteilung der Leistung entlang des Prozesses. In Anlehnung an die Elemente des Arbeitssystems lassen sich die Einflussfaktoren auf den Prozess von Wissensarbeit in die Gruppen „Wissensmanagement“, „Prozessorganisation/Personalführung“ „Arbeitsperson/Team“, „Gestaltung der Arbeitsumgebung“ und „IuK-Technologie“ unterteilen. Im Rahmen einer empirischen Untersuchung („Wissensarbeitsanalyse 2004“) wurden diese Einflussfaktoren auf den Prozess analysiert. Das Ergebnis der Studie zeigt, dass die Arbeitsperson und das Arbeitsteam die Schlüsselfaktoren für erfolgreiche Wissensarbeit sind. Die Entfaltung persönlicher Fähigkeiten wie Kreativität, Denk- und Urteilsvermögen und Kommunikation sind wichtige Voraussetzung für eine gute Leistung. Die Studie zeigt auch, dass die Qualität der organisatorischen Rahmenbedingungen eine entscheidende Rolle spielt. Dazu zählt auch die Schaffung einer Kultur, in der Wissen möglichst ungehindert sowohl horizontal als auch vertikal „fließen“ kann und kontinuierliches Lernen gefördert wird. Die Unterstützung der Arbeitspersonen durch eine tätigkeitsindividuelle Gestaltung der Arbeitsumgebung und die Zurverfügungstellung geeigneter IuK-Technologien lassen sich in der Studie ebenfalls als wichtige Einflussfaktoren für eine gute Leistung identifizieren. Mit den Ergebnissen der Studie und weiteren Quellen können die Einflussfaktorengruppen konkretisiert werden. Für die Beurteilung der Leistung von Wissensarbeit muss der enge Rahmen einer reinen Produktivitätsbetrachtung weiter gefasst werden. Leistung wird entlang des gesamten Prozesses von Wissensarbeit in verschiedenen Dimensionen beurteilt. Dazu zählen die Dimensionen „Effektivität“, „Effizienz“, „inhaltliche und formale Qualität“ sowie die „Brauchbarkeit“ des Arbeitsergebnisses bezogen auf die Zielsetzung, um eine nachhaltige Prüfung zielgerichteter Arbeitsergebnisse zu ermöglichen. Die „Wissensarbeitsanalyse 2004“ bestätigt, dass für die Beurteilung der Leistung von Wissensarbeit ein mehrdimensionaler Ansatz, der sowohl „Effektivität“ als auch „Effizienz“ und „Qualität“ beinhaltet, sehr wichtig ist. Auf der Basis des ausgearbeiteten Systems von Wissensarbeit wurde eine Methodik abgeleitet, die eine Analyse und Beurteilung von Wissensarbeit erlaubt und Handlungsfelder für eine Verbesserung der Leistung aufzeigt. Diese Methodik analysiert die Wissensarbeit für eine zu untersuchende Abteilung oder Unternehmenseinheit in Form einer schriftlichen Befragung im Ist und im Soll. Die Auswertungen erlauben zum einen eine Einschätzung zu der Art von Wissensarbeit, die verrichtet wird als auch eine Beurteilung der Einflussfaktoren auf den Prozess der Wissensarbeit und die Leistung. In einer exemplarischen Anwendung wurde gezeigt, dass die Methodik effizient und konsistent eingesetzt werden kann. Mithilfe der Methodik können Handlungsfelder zur Verbesserung der Leistung von Wissensarbeit ermittelt werden und deren Wirksamkeit überprüft werden.Item Open Access Beitrag zur Gestaltung von Arbeitsumgebungen für die Wissensarbeit(2011) Rieck, Alexander; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing.)„Wohlfühlen“ und „Arbeit“ sind Begriffe, die in der Vergangenheit gegensätzlich genutzt wurden. „Arbeit“ war verbunden mit körperlicher und geistiger Anstrengung und Leiden. „Wohlfühlen“ und das wissenschaftliche Synonym „Wohlbefinden“ standen für Freude, Erholung und Glück. Mit dem Wandel von der Industrie- zu einer postmateriellen Wissensgesellschaft ist das „Wohlbefinden“ ein sehr erstrebenswertes Gut geworden, steht es doch auch in einem engen Zusammenhang zur Gesundheit. Gesund ist, wer ein physisches, psychisches und soziales „Wohlbefinden“ hat. Mit der Veränderung der Arbeitswelt wachsen auch die Anforderungen an die Mitar-beiter. Der Wissensarbeiter von heute muss schnell, flexibel, kommunikativ und kreativ sein. Eine Arbeitsumgebung, welche diese Eigenschaften fördert, sollte daher die geistige Anforderung des Menschen an diese Umgebung berücksichtigen. Dabei spielt das „Wohlbefinden“ in den Arbeitsräumen eine zentrale Rolle. Der Zusammenhang von „Wohlbefinden“ und Arbeitsumgebung ist in der Fachliteratur nur unzureichend beschrieben. So wird zwar die zentrale Bedeutung von „Wohlbefinden“ oft hervorgehoben, es werden aber keine Hinweise gegeben, wie dies in der Planung von Arbeitsumgebungen zu berücksichtigen ist. Deshalb wurden in der vorliegenden Ar-beit zunächst einmal die Begriffe definiert und von verwandten Begrifflichkeiten ge-trennt, um sie arbeitswissenschaftlichen Fragen zugänglich zu machen. In einem weiteren Schritt dient diese Definition als Baustein für die Entwicklung eines fundierten Wirkmodells, welches die Zusammenhänge und Mechanismen von Raum und „Wohlbefinden“ beschreibt. Darauf aufbauend werden die Faktoren ermittelt, welche in der räumlichen Arbeitsumgebung für das „Wohlbefinden“ verantwortlich sind. Die sogenannten Raumfaktoren „Raumgeometrien und Proportion“, „Luft und Geruch“, „Blickbeziehungen“, „Abwechslung und Individualisierung“, „Corporate Culture“, „Technikintegration“, „Materialität“, „Licht“, „Akustik“ und „Sicherheit“ bilden die Grundlage für eine breit angelegte arbeitswissenschaftliche Empirie, in welcher die Relevanz dieser Faktoren ermittelt und bewertet wird. Die Studie liefert dabei Erkenntnisse über die Zusammensetzung der einzelnen Raum-faktoren, wie z. B. welche Materialien dem „Wohlbefinden“ zuträglich sind, als auch die Gewichtung der Raumfaktoren zueinander. In einem weiteren Schritt der Arbeit werden diese Ergebnisse als wesentliche Grund-lage für eine Bewertungssystematik für das „Wohlbefinden“ in Arbeitsumgebungen genutzt. Mit Hilfe dieser Bewertungssystematik („PAWO“) kann ein Experte eine ob-jektivierte Beschreibung einer Arbeitsumgebung durchführen und diese im Hinblick auf das „Wohlbefinden“ bewerten. Dabei können sowohl einzelne Arbeitsplätze als auch gesamte Räume untersucht werden. Diese Untersuchung kann sowohl in der gebauten Umgebung oder anhand des vorliegenden Datenmaterials auch schon in der Planung einer Arbeitsumgebung eingesetzt werdende. Durch die Bewertung er-hält der Experte Hinweise auf Stärken und Schwächen der Planung und kann somit Handlungsfelder ableiten. Ein Objekt kann mehrmals untersucht werden, um in einem iterativen Prozess zu einer optimierten Planung zu gelangen. Zudem können die Daten gespeichert werden, um sie in einem Benchmark mit anderen Objekten zu ver-gleichen. In einem exemplarischen Fallbeispiel wird die Wirksamkeit der Bewertungssystematik nachgewiesen. Die vorgeschlagene Arbeitsumgebung wird bewertet und anhand der erhaltenen Daten neu geplant. Diese Planung wird erneut einer Bewertung unterzo-gen, um die positive Entwicklung der Neuplanung zu überprüfen. Diese letzte Bewertung beweist die Wirksamkeit der Bewertungssystematik und damit die entwickelten und beschriebenen Zusammenhänge von „Wohlbefinden“ und Ar-beitsumgebung.Item Open Access Eine bewertungsbasierte Vorgehensweise zur Tauglichkeitsprüfung von Technologiekonzepten in der Technologieentwicklung(2014) Rummel, Silvia; Spath, Dieter (Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c.)Wirtschaftsunternehmen in Deutschland sehen sich heute vielfältigen Herausforderungen ausgesetzt: Schnell wechselnde Marktanforderungen, ständig steigender Kostendruck und Forderungen nach innovativen Lösungen für qualitativ hochwertige Produkte. Eine Differenzierung oder gar ein Wettbewerbsvorsprung können oft nur erreicht werden, wenn frühzeitig auf die Entwicklung erfolgsversprechender Technologien gesetzt und technologische Innovationen mit vielversprechenden Funktionalitäten auf neuen Märkten platziert werden. Der Wettbewerb um Marktanteile beginnt für Unternehmen in Deutschland somit nicht erst mit der Einführung neuer Produkte. Bereits in einem viel früheren Stadium der Technologieentwicklung gilt es herauszufinden, welche Technologien langfristige Erfolgspotenziale sichern und durch gesteigerte Funktionalitäten wie auch Wirtschaftlichkeit eine Wettbewerbsdifferenzierung ermöglichen. In der vorliegenden Dissertation wird eine bewertungsbasierte Vorgehensweise zur Tauglichkeitsprüfung von Technologiekonzepten entwickelt, um Unternehmen bei der Entscheidungsfindung im technologischen Entwicklungsverlauf zu unterstützen und ihnen quantifizierbare Aussagen zur Einsatzfähigkeit zu liefern. Die Tauglichkeitsprüfung wurde in der vorliegenden Arbeit als eine objektbezogene Bewertungsform zur Überprüfung des Erfüllungsgrades vorgegebener Zielstellungen als auch zur Beurteilung der Einsatzfähigkeit von Technologiekonzepten aufgefasst. Die Überprüfung der Tauglichkeit wurde dafür in einen systematisch wiederkehrenden Bewertungsprozess eingegliedert, mit einem mehrperspektivischen und formalisierten Kennzahlsystem ausgestattet und auf die Ableitung entwicklungsbezogener Maßnahmen ausgerichtet. Das Ziel einer quantifizierbaren Bewertung zur Ermittlung von Einsatzfähigkeit und Reife technologischer Entwicklungen war bisher in der Unternehmenspraxis jedoch nur wenig zufriedenstellend gelöst, was entweder auf die geringe Praxistauglichkeit bisheriger Ansätze oder auf die bislang nur ungenügende Abdeckung solcher Bewertungsinstrumente für die Technologieentwicklung zurückzuführen ist. Dieser Sachverhalt zeigte sich insbesondere bei der Betrachtung zentraler Wissenschaftsbereiche wie der prozessbasierten Technologieentwicklung und Technologiebewertung als auch bei vorliegenden Reifegradmodellen. Diese kommen bei kritischer Betrachtung den Forderungen der Praxis für eine Tauglichkeitsprüfung nur ungenügend nach. Insbesondere bei Technologieentwicklungsprozessen konnte gezeigt werden, dass im Hinblick auf eine objektbezogene Bewertung wesentliche Defizite vorliegen. Ebenso zeigten sich bei den Methoden und Verfahren der Technologiebewertung signifikante Defizite hinsichtlich Bewertungsvielfalt und Bewertungszeitpunkt als auch repräsentativer Kennzahlen zur Evaluation von Technologieentwicklungen. Nicht zuletzt führte auch die kritische Betrachtung von Reifegradmodellen zu Unzulänglichkeiten hinsichtlich deren Durchgängigkeit in der Bewertung und Maßnahmenableitung, wodurch der Bedarf nach einem flexiblen bewertungsbasierten Vorgehen zur Tauglichkeitsprüfung in der Technologieentwicklung nur bestärkt werden konnte. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelte Vorgehensweise ist auf die Tauglichkeitsprüfung von Produkttechnologien in produzierenden Unternehmen ausgerichtet und beinhaltet die wesentlichen Phasen einer systematischen Bewertung. Die Zielbestimmung wird durch kategorisierende als auch tauglichkeitsbezogene Leitlinien unterstützt. Zur Entwicklung des Vorhabens findet ein Stage-Gate-Prozess Einsatz, indem eine oder mehrere Entwicklungsphasen nacheinander durchlaufen werden können. Für die projektbezogene Tauglichkeitsbewertung liegen entwicklungsbezogene Checklisten bereit. Die objektbezogene Bewertung wird durch eine mehrperspektivische Betrachtung – analog einer Technologie-Scorecard – realisiert. Dabei wird das House of Technology (HoT) als Basiselement eingesetzt. In Ergänzung zum HoT finden mehrere qualitative wie auch quantitative Analyse- und Bewertungsmethoden zur Tauglichkeitsprüfung Einsatz. Die Ableitung von Maßnahmen wird schließlich durch ein weiterentwickeltes Reifegrad-Aufwands-Portfolio als auch durch eine Perspektivenanalyse ermöglicht. Für die Ergebnisinterpretation der bewerteten Perspektiven stehen Maßnahmenkataloge bereit. Die Anwendbarkeit wurde an einem Unternehmen aus dem Bereich der Automatisierungsindustrie demonstriert. Im Anwendungsfall konnte gezeigt werden, dass eine gezielte Kombination und der Einsatz von qualitativen als auch quantitativen Bewertungsmethoden zur Ermittlung der Perspektiven zweckmäßig und zur objektiven Ergebnisdarstellung erforderlich ist und neben Entwicklungsteams auch Schnittstellenbereiche wie ein Kostenmanagement oder die Fertigung für eine ergebnisorientierte Tauglichkeitsprüfung eingebunden werden können.Item Open Access An empirical multivariate examination of the performance impact of open and collaborative innovation strategies(2011) Brunswicker, Sabine; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Open innovation has vitalized firms’ interest to tap into external innovation sources. Prominent case studies of well-known multinationals such as Procter & Gamble, Philips or IBM demonstrate that firms from different sectors have discovered the value to be gained from searching for new ideas outside of their firm’s boundaries. While existing literature indicates that “openness” has become highly influential in firms’ innovation strategies, it does not sufficiently explain whether and how different open styles of innovation affect a firm’s innovation performance and growth. This dissertation opens the black box of different “open styles” of innovation strategies and overcomes major limitations in existing research. It empirically examines multivariate causal relationships between different types of open and collaborative innovation strategies and innovation-based value creation. It is the first quantitative empirical research that statistically infers these causal relationships and is based on 1,489 firm level data of European small and medium-sized enterprises (SMEs). A rigid quantitative observational research design and solid multivariate regression modelling allow making such causal claims which can hardly be made in case study or action research. Departing from a structured review of existing empirical research, this research introduces a theoretically grounded framework detailing multivariate causal relationships between open and collaborative innovation strategies and firm’s innovation success, innovation performance and income growth. It is unique as it takes into consideration both external factors, which may constrain a firm’s strategic choice, and internal factors, which may facilitate open and collaborative innovation strategies. Indeed, openness may challenge the way firms manage innovation internally. The conceptualization of five types of organizational practices and their integration as “mediators” is a differentiating factor of the developed framework and its directional hypotheses. In preparation of the discussion of causal relationships this research presents an empirical exploration of six types of external search strategies revealing that SMEs engage in open and collaborative innovation. In addition, five dimensions of organizational innovation practices were statistically composed. By doing this, this dissertation makes a major step forward towards an empirically validated framework for identifying and measuring organizational practices for innovation. The empirical examination of the causal framework is the major contribution of this research. It is implemented via multiple regression models. To make proper causal claims, logit and tobit regression models take into consideration the specific nature of measures. Empirical analyses concentrating on the external perspective thoroughly examine the impact of different open styles of innovation. Results strongly suggest that open styles of innovation do shape a firm’s performance both in a positive and negative way. However, “openness” is not a dichotomic concept – open versus closed – but should be considered as multidimensional interactions with different types of innovation partners and a firm’s co-development relationships. It matters how firms open up their innovation processes, with whom and how they interact when searching for new ideas and whether they engage in dense co-development partnerships. Some innovation sources positively affect a firm’s innovation performance, whilst others do not. Furthermore, it makes a difference how firms involve various innovation partners simultaneously. A major implication of the examination of moderating effects is that openness goes beyond a firm’s strategic choice as the industry clockspeed and the appropriability conditions confine whether firms can benefit from open styles of innovation. Empirical analyses taking an internal perspective reveal the role of internal innovation practices and assets as “facilitators” of open and collaborative innovation. Most importantly, mediating regression analyses clarify that a firm’s internal organizational practices for innovation enable a firm to realize the impact to be gained from open and collaborative innovation strategies. They represent organizational antecedents of a firm’s ability to successfully search, transform and exploit external innovation inputs. To create value from openness operational proficiency in managing innovation internally is not sufficient. Strategic coordination, financial dedication towards innovation, and a culture for innovation should be successfully in place. In summary, this dissertation makes significant contributions not only in a theoretical but also a pragmatic way. Results represent managerial prescriptions and guide managerial actions to develop and implement open innovation strategies and organizational practices for innovation with a high impact on innovation performance and firm growth.Item Open Access Engineering multimedialer Online-Services für den Maschinenbau(2005) Specht, Thomas; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)IT-basierte Dienstleistungen, zu denen auch die in der vorliegenden Arbeit näher betrachteten multimedialen Online-Dienste gehören, werden bislang weitgehend in Form von Einzelprojekten konzipiert und realisiert. Durch den Mangel an geeigneten integrierten Service- und Software-Entwicklungsprozessen und fehlende Plattformstrategien zur Entwicklung ganzer Dienstleistungsbündel erfolgt die Entwicklung solcher IT-Dienste häufig ineffizient und teilweise am Anwenderbedarf vorbei. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Definition und Ausarbeitung einer integrierten Entwicklungsmethodik für Services und Software, die in enger Interaktion mit den Anwendern und unter weitgehender Wiederverwendung bestehender Softwarekomponenten die Effizienz bei der Entwicklung solcher Online-Dienste erheblich steigert. Diese umfasst neben der Definition eines geeigneten Entwicklungsprozesses mit entsprechender Werkzeugunterstützung die Entwicklung eines Anwendungsframeworks, auf dem sich solche Dienste schnell und effizient realisieren lassen. Zunächst wurden aktuelle Software- und Serviceentwicklungsprozesse auf ihre Eignung für eine solche integrierte Entwicklungsmethodik untersucht und miteinander verglichen. Dabei hat sich gezeigt, dass für die Entwicklung eines komplexen Anwendungsframeworks, der schrittweise erweitert und für eine Vielzahl von Anwendungsdiensten eingesetzt werden soll, ein schwergewichtiger iterativer Entwicklungsprozess notwendig ist, der eine langfristig tragfähige und stabile Systemarchitektur liefert. Andererseits müssen bereits beim Design des Frameworks die Anforderungen der auf ihm zu realisierenden Dienste frühzeitig berücksichtigt werden, damit das Framework die für die Anwendungsdienste benötigten Funktionalitäten bereit stellt. Aus diesem Grunde fiel die Entscheidung auf ein zweiphasiges Verfahren. In der ersten Phase wurde ein typischer Vertreter multimedialer Online-Dienste, ein internetfähiger Business TV-Dienst, ausgewählt und simultan mit dem Framework als Pilot-Service modelliert und implementiert. Als Modellierungssprache wurde die in der objektorientierten Softwareentwicklung als De-facto-Standard geltende Unified Modeling Language (UML) zugrunde gelegt, die durch kommerzielle und freie Modellierungswerkzeuge gut unterstützt wird. Die in dieser Arbeit verwendeten Ansätze und Konzepte des Service Engineerings wurden im Sinne einer einheitlichen Notation ebenfalls in die UML transformiert. Dazu gehören insbesondere die Erstellung des Produkt- und Prozessmodells sowie des Technik- und Ressourcenkonzeptes und die Einführung von Sichtbarkeits- und Interaktionslinien. Auf die Erstellung eines eigenen Modellierungswerkzeugs konnte so verzichtet werden. Der Entwicklungsprozess dieser ersten Phase hat sich weitgehend am Unified Software Development Process nach Jacobsen, Booch und Rumbaugh orientiert. Ergebnis der ersten Phase waren eine erste Version des Anwendungsframeworks, der realisierte Pilot-Service und außerdem eine Reihe generischer Service-Templates für das Produkt- und Prozessmodell sowie das Ressourcen- und Technikkonzept. In der nachfolgenden zweiten Phase für die Modellierung weiterer Framework-basierter Services dienten diese Templates als Schablone und vereinfachten und beschleunigten somit deren Entwicklung erheblich. Im Sinne einer engen Interaktion mit den späteren Nutzern und zur Vermeidung des hohen Overheads schwergewichtiger Entwicklungsprozesse folgte diese zweite Phase der Entwicklungsmethodik weitgehend den Ideen des Extreme Programmings nach Kent Beck. Mit seinen zwölf Kernaussagen setzt er auf „Einfachkeit, Kommunikation, Rückkopplung und Mut zu ungewöhnlichen Ansätzen und Lösungen“ und steht damit deutlich im Kontrast zu anderen, teilweise stark formalisierten Entwicklungsprozessen. Da sämtliche Service-Templates in der Unified Modeling Language erstellt sind, wurde die UML-Notation auch in dieser zweiten Phase verwendet. Anhand des Pilot-Services Business TV sowie des Services Wissensdatenbank im Maschinenbau wurden die Entwicklungsmethodik und das Framework erfolgreich erprobt und evaluiert. Weitere multimediale Online-Dienste, wie z.B. die Unterstützung des elektronischen Einkaufs vom Komponenten und Ersatzteilen anhand multimedial aufbereiteter elektronischer Kataloge (e-Procurement) oder der Aufbau elektronischer personalisierter Schulungssysteme können so effizient und systematisch konzipiert und realisiert werden. Allerdings muss darauf geachtet werden, dass das Framework nicht durch die Integration selten benötigter Spezialfunktionalitäten für Randgebiete verwässert wird. Prinzipiell ist die vorgestellte Entwicklungsmethodik auf beliebige Klassen von IT-Services übertragbar. Eine entscheidende Rolle spielt die Auswahl eines möglichst typischen Vertreters dieser Klasse als Pilot-Service sowie das weitsichtige Design des entsprechenden Frameworks. Bei komplexen Frameworks mit eher heterogenen funktionalen Anforderungen durch die zu realisierenden Dienste wäre zu prüfen, ob mehrere statt einem einzelnen Pilot-Service simultan mit dem Framework entwickelt werden sollten.Item Open Access Entwicklung eines Systems zur immersiven Arbeitssystemgestaltung mit CAD-Schnittstelle(2009) Schirra, Roman; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Neue Systeme der Virtuellen Realität bekommen in der industriellen Praxis immer größere Bedeutung. Besonders im Bereich der Arbeitssystemgestaltung besteht ein großes Potential, die vorhandenen Probleme des hohen Aufwands für dynamische Menschmodellsimulationen oder der vielen Iterationen in der Layoutgestaltung durch die VR-Technologie zu lösen. Aus diesen Gründen wird für diese Arbeit ein neuer Ansatz gewählt, welcher einen Planungsprozess für Arbeitssysteme nahezu vollständig mit einer VR-Anwendung ermöglicht. Dazu werden die Systemanforderungen, bestehend aus den Anforderungen der Anwendergruppe sowie den systemtechnischen Anforderungen, dargestellt. Die Planungssystematik für Arbeitssysteme liefert einen Baustein zur Entwicklung eines VR-Planungsprozesses sowie zur Gestaltung zusätzlicher Funktionen der VR-Anwendung. Die Einheiten Produkt, Prozess und Ressource bilden einen weiteren Baustein der Konzeption. Ein zusätzlicher Baustein sieht die parallele Datenhaltung von Arbeitssystemkomponenten vor. Für die Umsetzung wurde zunächst die Systemarchitektur aufgestellt. Basierend darauf wurden verschiedene VR-Module und CAD-System-Module entwickelt. Das Datenmodell wird durch die Erweiterung bestehender Dateien um bestimmte Einheiten realisiert. Die Umsetzung der parallelen Datenhaltung sieht vor, jede Arbeitssystemkomponente sowohl als VR-Datei als auch als CAD-Datei vorzuhalten. Durch die Entwicklung eines VB-Servers können parametrisierte Arbeitssystemkomponenten immersiv verändert und eingeladen werden. In der Groblayoutplanung wurden Vorgehensweisen entwickelt, um Stationen, Linien bis hin zu Fabrikstrukturen in groben Abmaßen festzulegen. Die Feinlayoutplanung wurde für die Detaillierung des Layouts durch Bibliothekskomponenten realisiert. Für die ergonomischen Analysen wurde die Idee umgesetzt, Bewegungsabläufe vom Anwender direkt auf ein Menschmodell zu übertragen. Zusätzlich wurde eine Positionierungsmethodik entwickelt, um Objekte und Menschmodelle interaktiv zu verschieben und auszurichten. Ein Projektnavigator wurde zur Verwaltung der Planungsprojekte umgesetzt. Darüber hinaus wurde ein VR-Konverter für den Austausch entsprechender Planungsdaten verwirklicht. Im Rahmen einer Anwenderstudie erfolgte die Evaluierung des Gesamtsystems. Dabei wurden zunächst die Testpersonen ins System eingewiesen, danach erfolgte die Durchführung der Tests und im Anschluss wurde das System bewertet. Insgesamt bewerteten die Anwender das entwickelte System positiv.Item Open Access Experimentelle Untersuchung von Maßnahmen gegen Schläfrigkeit beim Führen von Kraftfahrzeugen(2011) Greschner, Uwe; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Die Schläfrigkeit von Kraftfahrzeugführern stellt im Straßenverkehr ein ernstes Problem dar. Fahrer von PKW, LKW und Omnibussen verursachen durch Schläfrigkeit häufig schwere Verkehrsunfälle. Dabei tritt ein Sekundenschlaf ein und der Fahrer verliert die Kontrolle über das Fahrzeug. Wird ein Kraftfahrer während des Fahrens schläfrig, so sollte er anhalten und ausruhen. Da es auf Autobahnen und Bundesstraßen einige Zeit dauern kann, bis der nächste Parkplatz erreicht wird, wären Maßnahmen gegen Schläfrigkeit angebracht. Diese sollten den Fahrer vorübergehend wachhalten. Die heute in einigen Fahrzeugen installierten Systeme erkennen Schläfrigkeit und warnen den Fahrer. Sie wirken der Schläfrigkeit jedoch nicht gezielt entgegen. In dieser Arbeit wurde eine systematische Analyse von potenziellen Maßnahmen gegen Schläfrigkeit beim Autofahren durchgeführt. Diese Maßnahmen sollen die Schläfrigkeit von Fahrern befristet reduzieren. Es wurden sowohl technische wie auch nichttechnische Lösungen in Betracht gezogen. Vier Erfolg versprechende Maßnahmen wurden experimentell untersucht: • ein Telefongespräch während der Fahrt • Radio hören • regelmäßiges Drücken einer Taste am Lenkrad • Vibrationen des Sicherheitsgurts Die Maßnahmen wurden in einem Fahrsimulator an schläfrigen Probanden unter monotonen Fahrbedingungen erprobt. Als Indikatoren für Schläfrigkeit wurden drei Zielgrößen ausgewertet. Es wurde nachgewiesen, dass Telefongespräche die Schläfrigkeit sehr signifikant reduzieren. Vibrationen des Sicherheitsgurts bewirken signifikante Verbesserungen. Bei den anderen beiden untersuchten Maßnahmen konnte keine signifikante Reduzierung der Schläfrigkeit nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde experimentell nachgewiesen, dass sich Schläfrigkeit beim Autofahren durch ausgewählte technische Maßnahmen reduzieren lässt. Die Wirksamkeit von Telefonaten gegen Schläfrigkeit wurde bislang an keiner anderen Stelle erforscht. Die Maßnahme ist jedoch differenziert zu betrachten, da Telefonate bei hohem Verkehrsaufkommen auch zu Ablenkung und Unfällen führen können.Item Open Access Eine funktionsbasierte Analyse der Technologierelevanz von Nanotechnologie in der Produktplanung(2009) Heubach, Daniel; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing.)Die Nanotechnologie bietet ein großes Innovationspotenzial durch die Schaffung neuer Funktionalitäten von Materialien und Strukturen durch deren gezielte und spezifische Gestaltung im nm-Bereich. Aufgrund der Universalität und Kombinationsmöglichkeit der funktionalen Nanomaterialien eröffnen sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. In der Praxis kann jedoch eine Lücke zwischen Nanotechnologie und den möglichen Anwendung identifiziert werden. Nanotechnologische Lösungsansätze sind auf Anwendungsseite nahezu unbekannt. Unternehmen müssen deshalb systematisch an die Nanotechnologie herangeführt werden. Bereits bei der Ideenfindung in der Produktplanung müssen Lösungsansätze der Nanotechnologie berücksichtigt und deren Innovationspotenzial bewertet werden. Allerdings sind in diesen frühen Phasen der Ideenfindung die Produktplanungs- und Technologiesicht noch nicht gekoppelt, um neueste technologische Lösungsansätze in die Produktfindung einfließen lassen zu können. Beide Domänen müssen hierfür zusammengeführt werden. Mit dem entwickelten Ansatz wird ein Verfahren vorgestellt, das Unternehmen bei der funktionsbasierten Analyse der Relevanz der Nanotechnologie im Rahmen der Produktfindung in der Produktplanung unterstützt. Der Schwerpunkt in der Nanotechnologie wird auf Nanomaterialien und funktionalisierte Oberflächen gelegt. Es werden relevante unternehmens-spezifische Anwendungsfelder in Produkten identifiziert und ausgewählt sowie korrespondierende Lösungsansätze der Nanotechnologie analysiert und bewertet. Das Verfahren baut auf einer Terminologie, basierend auf den Ansätzen der Konstruktion auf, um den Zugang zur Nanotechnologie zu operationalisieren. Methodische Ansätze wie De-komposition, House of Technology oder Portfolioanalyse werden angepasst. Im Zentrum des Verfahrens steht die Funktion als Abstraktion zwischen Nutzeranforderungen und den Lösungspotenzialen der Nanotechnologie sowie als Relevanzkriterium. Wirkprinzipen der Nanotechnologie liegen der Identifikation von Problemideen als Bedarf für den Einsatz der Nanotechnologie zugrunde. Die Relevanz wird in Bezug auf Nutzen und Lösungserfüllung qualitativ bewertet und es werden Maßnahmen abgeleitet. Das Unternehmen erhält so Ansatzpunkte für Innovationen durch die Nanotechnologie. Das Ziel ist es, u.a. den Mehrwert zu erhöhen, die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern, die Ressourceneffizienz zu optimieren oder einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen, indem ein neues Lösungsprinzip angewandt wird. Die Umsetzung des Verfahrens und seine Eignung wird am Beispiel von zwei Unternehmen der Investitions- und Gebrauchsgüterindustrie gezeigt. Es handelt sich um einen Hersteller von Füll- und Verpackungsmaschinen und einen Hersteller von Sanitärarmaturen. Aus einer Vielzahl an Kombinationen von anwendungsseitigen Problemen und nanotechnologischen Lösungskonzepten wurden dort sukzessiv relevante Anwendungen ausgewählt und somit Produktideen eingegrenzt. Deren Innovationspotenzial wurde hinsichtlich der Nutzenerfüllung und dem Lösungsbeitrag bewertet und Maßnahmen für die Umsetzung oder die weitere Verfolgung der Produktideen definiert. Einfache Analyse- und Bewertungsme-thoden sorgten für ein transparentes Vorgehen und die Anpassbarkeit des Methodeneinsatzes. Für die Recherche von Lösungsansätzen der Nanotechnologie wurde implizites Fachwissen genutzt.Item Open Access Integration der Six Sigma Methodik in ein reifes Vorgehensmodell zur Konfiguration eines Lean Production Systems(2013) Nad, Thomas; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Das Lean Production System findet heutzutage in vielen Branchen und Bereichen Anwendung. Das große Interesse an diesem System wird durch die beachtlichen Erfolge, die einige Vorzeigeunternehmen wie Toyota und Porsche erzielen gestärkt. Gleichzeitig zeigen allerdings mehrere Studien, dass zahlreiche Unternehmen bei der Konfiguration ihres eigenen Lean Production Systems Probleme haben. Im Rahmen der Arbeit wird mittels eines Reifegradmodells festgestellt, dass das Vorgehensmodell des Lean Production Systems noch nicht ausgereift ist und sich auf der Stufe der „Improvisation“ befindet. Im Vergleich dazu erreicht die Six Sigma Methodik, die für eine systematische Prozessverbesserung konzipiert wurde, einen wesentlich höheren Reifegrad. Als Ursache für die fehlende Reife des Lean Production Systems lassen sich Schwächen im Bereich des Vorgehens und der Methoden identifizieren. Ausgehend von diesen Erkenntnissen werden in der Arbeit Methoden aus der Six Sigma Methodik gezielt ausgewählt und für die Anwendung im Lean Production System weiterentwickelt. Diese Methoden werden in das Vorgehensmodell integriert, wobei folgende Elemente maßgeblich zur Systematik beitragen: • Systematische und durchgängige Vorgehensstruktur in Form des DMAIC-Zyklus: Der fünfstufige Aufbau des DMAIC-Zyklus trägt maßgeblich dazu bei, dass Lean Projekte damit systematisch bearbeitet werden können. Die durchgängige Anwendbarkeit der Vorgehensstruktur ermöglicht es, dass in strategischen (z. B. Konfiguration des gesamten Produktionssystems) und operativen (z. B. Roadmaps) Projekten einheitlich vorgegangen werden kann. • Standardisierung der Planungsmethoden in den Projektphasen: Eine Detaillierung erfährt die Vorgehensstruktur durch das Zuordnen der notwendigen Lean- und Six Sigma Methoden zu den einzelnen Projektphasen. Als Ergebnis steht für die Bearbeiter eine standardisierte Vorgehensbeschreibung in allen Projektphasen zur Verfügung. • Systematische Lean-Methodenauswahl durch das entwickelte House-of-Lean-Quality:. Die Entwicklung des House-of-Lean-Quality trägt maßgeblich dazu bei, dass die Zusammenhänge der Lean-Methoden strukturiert und visualisiert werden und eine systematische Auswahl der individuell notwendigen Methoden erfolgen kann. Damit findet für alle Beteiligten die Auswahl der richtigen Lean-Methoden mit dem größten Verbesserungspotenzial auf transparente und logisch nachvollziehbare Weise statt. • Bewertung des Lean-Zielsystems durch den Einsatz der Six Sigma Statistik: Durch die Übertragung der Six Sigma Statistik gelingt es, das bisher nur qualitative Lean-Zielsystem, das in der „Vermeidung von Verschwendung“ bestand, messbar zu machen. Für jede Verschwendungsart wurde eine Berechnungsformel entworfen, mit Hilfe derer sich das σ-Niveau auf mathematisch eindeutige, einheitliche und vergleichbare Weise errechnen lässt. Über die statistische Bewertung hinaus wird der tatsächlich Umsetzungsstand der einzelnen Lean-Methoden im betrachteten Unternehmen anhand eines praxisnahen Bewertungskatalogs systematisch bewertet Durch die entwickelten Erweiterungen gelingt es, den Reifegrad der „sicheren Prozesse“ für das Vorgehensmodell zur Konfiguration eines Lean Production Systems zu erzielen.Item Open Access Eine integrative, prognosebasierte Vorgehensweise zur strategischen Technologieplanung für Produkte(2007) Gomeringer, Axel; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing.)Unternehmen sehen sich einem stark veränderten Markt- und Technologieumfeld gegenüber, in dem sie sich kontinuierlich durch Innovationen vom Wettbewerb differenzieren müssen. Das Markt- und Technologieumfeld ist insbesondere geprägt durch beschleunigten Wandel, Diskontinuitäten, zunehmende Dynamik und Komplexität sowie das Zusammenwachsen von Technologien und verkürzte Produktlebenszyklen. In diesem von radikalen Veränderungen geprägten Umfeld kommt der strategischen Technologieplanung zunehmende Bedeutung zu. Das Ziel der Arbeit ist es, eine integrative, prognosebasierte Vorgehensweise für die strategische Technologieplanung für Produkte zu entwickeln, mit methodischen Handlungsempfehlungen zu modellieren und zu evaluieren, welche es Unternehmen ermöglicht, ihre Investitionen in Produkttechnologien effektiv einzusetzen und die Voraussetzung für technologische Innovationen zu schaffen. Dabei sollen zukünftige Entwicklungen des Markt- und Technologieumfelds prognostiziert und berücksichtigt, das gesamte Produkttechnologiespektrum geplant, einzelne Technologierichtungsentscheidungen getroffen und zu einer Technologiestrategie zusammengefasst sowie der gesamte Technologieplanungsprozess mit den Schnittstellen zu angrenzenden Prozessen abgedeckt werden. Auf der Grundlage einer Analyse existierender Ansätze für strategische Technologieplanungsprozesse, von Technology Intelligence Ansätzen sowie von szenariobasierten, portfoliobasierten und roadmappingbasierten Technologieplanungsansätzen, den daraus resultierenden Defiziten sowie ermittelten Anforderungen, wird in der Arbeit die integrative, progno-sebasierte Vorgehensweise für die strategische Technologieplanung für Produkte entwickelt. Die Vorgehensweise basiert auf sechs identifizierten Aufgaben strategischer Technologieplanungsprozesse und ordnet diesen Methoden zu. Die Informationssammlung erfolgt dabei unterstützt durch Kreativitätstechniken. Zur Analyse von Markt und Umfeld kommen Marktportfolios zum Einsatz, während die Technologieanalyse durch die Wertkettenanalyse, die Systemanalyse, die Technologiefeldbildung und die Market-Pull/Technology-Push-Analyse unterstützt wird. Die Prognose des Umfelds erfolgt mit Hilfe eines intuitiven Szenarioansatzes und die Technologieprognose mittels informationsgenerierender Technologieprognosemethoden in einem diskontinuierlichen Technology Intelligence Prozess. Zur Optionsgenerierung werden vorwiegend Kreativitätstechniken verwendet und mit Workshop- und Moderationstechniken unterstützt. Da die Bewertungsaufgabe sehr vielfältig ist, wurden zur Bewertung der Technologien mehrere Technologieportfolios entwickelt und für die Ziele eine prognostische Bewertung sowie die Nutzwertanalyse verwendet. Die Umsetzungsplanung und Entscheidungsfindung wurde schließlich mit Projektportfolios unterstützt. Die einzelnen Methoden wurden dabei problemspezifisch angepasst und miteinander verknüpft. Die Struktu-rierung der Vorgehensweise orientiert sich an typischen Planungsprozessen, umfasst fünf Phasen und folgt einem vier Ebenen-Modell welches eine Gegenstromplanung ermöglicht und neben der Zielebene die Ebenen technologisches Betätigungsfeld, Technologiefelder und Forschungs- und Technologieentwicklungsaktivitäten umfasst. Die Vorgehensweise wurde mit der SADT-Methodik modelliert, um deren einfache Implementierung im Unternehmen zu ermöglichen und Wechselwirkungen zwischen einzelnen Schritten aufzuzeigen. Die Evaluierung des Vorgehensmodells erfolgte durch seine Anwendung in einem produzierenden Unternehmen aus der Kältetechnikbranche sowie durch die Bewertung der Anwendung anhand formulierter Kriterien. Die Anwendung der Vorgehensweise ermöglichte es dem Unternehmen Investitionen in Produkttechnologien in der Inventionsphase integrativ und prognosebasiert zu planen. Insbesondere konnte die Prognose von Umfeld- und Technolo-gieentwicklungen mit dem notwendigen Detaillierungsgrad bei der Planung integriert werden. Die durchgeführte strategische Technologieplanung ermöglichte eine Gesamtanalyse des Produkttechnologiespektrums und die integrative Gestaltung des Planungsergebnisses indem eine schrittweise Deduktion von Zielen, Wegen und Umsetzungsmaßnahmen für Technologien erfolgte und einzelne Technologierichtungsentscheidungen zu einer Technologiestrategie integriert wurden.Item Open Access Ein integriertes Verfahren zur robusten statistischen Auswertung von Simulationsergebnissen in der Produktion(2013) Wagner, Frank; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Ein erfolgreiches Unternehmen muss seine Produkte und Dienstleistungen schnell und kostengünstig auf internationalen Märkten anbieten sowie flexibel auf veränderte Anforderungen reagieren können. Die Simulationstechnik als eine Schlüsseltechnologie zur frühen und schnellen Planung, Entwicklung und Bewertung von Produkten, Dienstleistungen und Produktionsprozessen ist dabei von entscheidender Bedeutung. Allerdings sind bei der aufwändigen und komplexen statistischen Auswertung der Ergebnisse von ereignisdiskreten stochastischen Simulationen noch große Defizite vorhanden. Daher muss diese Aufgabe für industrielle Anwender methodisch unterstützt, verbessert und vereinfacht werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein integriertes Verfahren zur robusten statistischen Auswertung von Simulationsergebnissen in der Produktion zu entwickeln, das Simulationsanwender ohne vertiefte Statistikkenntnisse bei der korrekten Auswertung ihrer Simulationsergebnisse unterstützt und damit besser abgesicherte Entscheidungen ermöglicht. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde auf Grundlage der Simulationstechnik im industriellen Einsatz der Stand von Forschung, kommerziellen Werkzeugen und Praxis analysiert. Aus den erkannten Defiziten in den drei wesentlichen Bereichen Robustheit, Plausibilität und Integration wurde ein entsprechendes Anforderungsprofil für das zu entwickelnde integrierte und robuste Verfahren zur statistischen Auswertung der Simulationsergebnisse in der Produktion abgeleitet. Bei der Konzeption des integrierten Vorgehensmodells wurde anhand des Anforderungsprofils sowohl die Einbindung in die Simulationsmethodik und des Anwenders als auch der strukturierte Auswertungsprozess gestaltet. Dazu wurden, teilweise mit Unterstützung von Monte-Carlo-Studien, die geeigneten statistische Methoden und Prozeduren ausgewählt und integriert. Auf Grundlage dieses Konzepts wurde für statistische Auswertung eines Simulationsmodells das detaillierte integrierte Verfahren entwickelt. Der Anwender wird eingebunden und dabei unterstützt, Kennzahlen einer Produktionssimulation mit einem Konfidenzintervall korrekt schätzen und damit auch die Qualität der Schätzung richtig beurteilen zu können. Für den Vergleich der Ergebnisse von mehreren Simulationsmodellen hinsichtlich signifikanter Unterschiede wurden auf Basis einer Klassifikation der Beobachtungen die geeigneten Verfahren der Multiplen Mittelwertvergleiche in eine robuste Vorgehensweise integriert. Das entwickelte integrierte und mehrstufig adaptive Verfahren wurde bei zwei industriellen Simulationsstudien in der Bau- und Schuhindustrie angewendet. Die Evaluation des entwickelten Verfahrens bei der Simulation von unterschiedlichen Produktionssystemen, einer mobiler Fabrik für Fertigbauteile sowie einer flexiblen Schuhproduktion, bestätigte den Nutzen, die Anwendbarkeit sowie die Übertragbarkeit. Dabei wurde auch die Erreichung der Zielsetzung und die Erfüllung des Anforderungsprofils überprüft und bestätigt. Eine abschließende Diskussion des entwickelten integrierten robusten Verfahrens zeigt ein großes Potenzial bei der Übertragbarkeit für die Auswertung anderer Anwendungsbereiche von stochastischen Simulationen sowie die Möglichkeiten für weitere zukünftige Erweiterungen.Item Open Access Konzept eines wandlungsfähigen und modularen Produktionssystems für Franchising-Modelle(2013) Rauch, Erwin; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es ein Konzept zur systematischen Gestaltung eines franchisefähigen Produktionssystems mit geographisch verteilten Produktionseinheiten zu entwickeln, welches sowohl wandlungsfähig, skalierbar, als auch replizierbar ist. Das Konzept soll zudem sicherstellen, dass das gestaltete Produktionssystem erprobt, anschließend umgesetzt und im Sinne der Wandlungsfähigkeit laufend adaptiert wird. Es gibt bereits viele Ansätze in der Forschung, welche behandeln, wie wandlungsfähige Systeme bzw. Produktionssysteme an die sich verändernden Wandlungstreiber angepasst werden können. Diese Ansätze haben jedoch meist einen sehr universellen und allgemeingültigen Charakter ohne auf spezifische Eigenschaften oder Anforderungen bestimmter Produktionsbranchen oder Organisationsformen näher einzugehen. Diese Arbeit widmet sich einer spezifischen Organisationsform, nämlich jener des Franchising mit geographisch verteilten Produktionsstätten und versucht mit dem erarbeiteten Konzept, ein für dieses Geschäftsmodell maßgeschneidertes Produktionssystem zu entwickeln. Das Thema der erarbeiteten Dissertation ist von besonderer Relevanz, da es dem Trend hin zu flexiblen und kundenorientierten sowie dezentralen Produktionen und deren Vernetzung folgt. Gleichzeitig verfolgt die Arbeit das Ziel zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit von Produktionseinheiten durch Modularität und Skalierbarkeit des Produktionssystems. Franchising als Organisationsform gewinnt in den letzten Jahren und Jahrzehnten immer mehr an Bedeutung und wächst deutlich stärker als die Gesamtwirtschaft. In den vergangenen Jahrzehnten wurde im Themenbereich Franchising fast ausschließlich Forschung auf betriebswirtschaftlicher und juristischer Seite betrieben – es fehlte gänzlich an einem Leitfaden zur Planung, Gestaltung und Umsetzung von Produktionssystemen innerhalb von Franchise-Netzwerken. Durch diese Arbeit soll diese Lücke in der Forschung geschlossen werden. Die Inhalte der Arbeit sind daher: • Stand der Technik und Lösungsansätze aus der Forschung: Aktuelle Trends, Identifikation und Vergleich bestehender bzw. bereits erprobter Ansätze aus der Forschung. • Anforderungen an die Produktionssystemgestaltung: Systematische Ermittlung und Ableitung der Entwurfsparameter zur Gestaltung von Produktionssystemen für Franchising-Modelle mittels Systemtheorie (Axiomatic Design). • Konzeptentwicklung: Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts zur Gestaltung, Planung und Einführung eines wandlungsfähigen und modular erweiterbaren Franchise-Produktionssystems. • Erprobung und Validierung: Gewährleistung der praktischen Anwendbarkeit durch Validierung mittels einer Fallstudie und Validierung des Konzepts. Kurzbeschreibung des erarbeiteten Konzepts: Das Konzept basiert auf einem 3-Ebenen-Modell zur Gestaltung, Planung und Umsetzung von Produktionssystemen im Franchising: • Gestaltungsebene: Normative Ebene mit fünf Gestaltungsfeldern und 50 Gestaltungsbausteinen zur Modellierung des Produktionssystems: o Gestaltungsfeld 1 – Sortiment o Gestaltungsfeld 2 – Franchise-Modell o Gestaltungsfeld 3 – Produktionseinheit o Gestaltungsfeld 4 – Versorgung o Gestaltungsfeld 5 – Prozesse • Planungsebene: Planung der Pilotproduktion, Konsolidierung Pilotproduktion und Planung des Roll-Out der Franchise-Produktionseinheiten • Ausführungsebene: Operative Umsetzung und Betriebsführung Weitere Kerninhalte des erarbeiteten Konzepts sind die Ableitung einer umfassenden Sammlung an Gestaltungsparametern für Produktionssysteme, die Schaffung einer regelmäßigen Rückkopplung zur systematischen Anpassung des Produktionssystems und damit zur Gewährleistung der Wandlungsfähigkeit des Produktionssystems, die Berücksichtigung der Skalierbarkeit und Replizierbarkeit des Produktionssystems anhand eines modularen Ausbaustufenkonzepts sowie eine Szenarioplanung und Roll-Out-Planung der dezentralen Produktionseinheiten im Franchising-Netzwerk.Item Open Access Konzeption und Entwicklung eines synchronen Kommunikationssystems für die verteilte Produktentwicklung(2009) Tippmann, Volker; Bullinger, Hans-Jörg (Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. e.h. mult. Dr. h.c. mult.)Ziel dieser Arbeit war es, auf der Grundlage einer detaillierten Anforderungserhebung ein synchrones Kommunikations- und Kooperationssystem zu entwickeln, das erweiterbare Basistechnologien zur Verfügung stellt. Dabei wurden für die Zusammenarbeit in der Produktentwicklung spezifische Werkzeuge prototypisch implementiert und unter Gesichtspunkten der Benutzerfreundlichkeit evaluiert. Die in der Forschung zum Thema Collaborative Virtual Environments (CVE) häufig verwendete Raummetapher wurde für die Entwicklung der synchronen Kommunikationstechnologien übernommen und in Form eines dreidimensionalen virtuellen Arbeitsraums umgesetzt. Aufgrund des hohen Kommunikations- und Koordinationsbedarfs im RPD lagen neben Arbeiten zur Unterstützung der Gruppenwahrnehmung (Awareness) die Schwerpunkte auf der Entwicklung verteilter Präsentations-, Moderations- und Visualisierungswerkzeuge. Diese Werkzeuge dienen der Kommunikationsstrukturierung und der Veranschaulichung von Sachverhalten, beides wichtige Vorraussetzungen für eine gelungene Kommunikation und Wissensintegration in multidisziplinären Teams. Es wurde ein 3D Multi-User-System entwickelt, das es verteilt arbeitenden Teams erlaubt, sich an einem virtuellen Arbeitsplatz zu treffen, multimodal zu kommunizieren und Besprechungen zu strukturieren. Von entscheidender Bedeutung im iterativen Prozess des RPD ist die Präsentation von Modellen und virtuellen Prototypen. Daher bietet die virtuelle Umgebung die Möglichkeit, virtuelle Prototypen zu visualisieren und in begrenztem Umfang zu editieren bzw. zu modellieren. Für den Austausch der Interaktionsdaten wurde ein XML-basiertes Protokoll entwickelt, das als Schnittstelle zu anderen Applikationen bzw. Endgeräten dient. Es wurde mit dem hier entwickelten Prototypen die Grundlage für ein leistungsfähiges Kooperationssystem geschaffen. In Zukunft gilt es, die Basisfunktionalitäten des Systems zu erweitern und es verstärkt in Zusammenarbeit mit der Industrie in Anwendungsszenarien weiterzuentwickeln. Das System wurde verschiedenen Industriepartnern vorgestellt, und es besteht das Interesse, es gemeinsam zur Produktreife zu bringen. Neben der Erarbeitung von neuen Modulen (z.B. HTML Browser, Video, verbesserte Textbearbeitung) stehen hier die Entwicklungen von alternativen Repräsentationen der Benutzer und der Räume an. Hier sollten zusätzlich zu den CUA Methoden auch verstärkt vergleichende Methoden zum Einsatz kommen. Die Anbindung an Datenmanagementsysteme ist auf das ASN beschränkt. Hier sollten Schnittstellen zu gängigen Systemen (PDM/EDM) geschaffen werden. Da es sich um ein webbasiertes System handelt, das zudem Schnittstellen für die Anmeldung von Nutzern bietet, ist es ohne großen Aufwand möglich, das System in bestehende Groupware-Umgebungen einzubinden. Es wäre möglich, das System mit anderen Virtual Reality Umgebungen, wie z.B. CAVEs oder Powerwalls zu integrieren. Das XML-Protokoll für den Datenaustausch bietet hierzu die Grundlage.Item Open Access Eine Methode zur Einführung von Vertriebsunterstützungssystemen in der Investitionsgüterindustrie(2005) Schulz-Klein, Erne; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Heutige Vertriebsunterstützungssysteme (VUS) bieten eine Vielzahl an Funktionalitäten für die kundennahen Bereiche Marketing, Vertrieb und Service und können den Informationsfluss zwischen Kunde und Unternehmen lückenlos abbilden. Die Investitionsgüter (IG-) Industrie hat die Potenziale dieser Systeme erkannt, dennoch ist im Vergleich zu anderen Branchen die Verbreitung von VUS gering. Als wesentliche Ursache für diese zögerliche Nutzung kann die derzeitige VUS-Einführungspraxis angesehen werden. Der hohe Aufwand und die lange Dauer der Einführungsprojekte bilden deutliche Barrieren für eine vom Mittelstand geprägte Branche. Vor diesem Hintergrund erscheint es zwingend notwendig, neue methodische Ansätze zur VUS-Einführung zu entwickeln, um der IG-Industrie zu ermöglichen diese Systeme zu nutzen und von deren Potenzialen zu profitieren. In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst der IG-Vertrieb und die Rahmenbedingungen für VUS-Einführungen in der IG-Industrie näher untersucht. IG sind in der Regel komplexe und beratungsintensive Produkte. Im Vordergrund des IG-Vertriebs stehen eine hohe Flexibilität an der Kundenschnittstelle und der persönliche Kontakt bei der Kundenbetreuung. In VUS-Einführungsprojekten in der IG-Industrie sind die Anforderungsprofile dadurch oftmals individuell, zudem können die Anforderungen zu Beginn nicht klar festgelegt werden. Der Komplexität der Projekte steht ein eingeschränkter finanzieller Spielraum gegenüber. In einem nächsten Schritt wurden die verfügbaren VUS-Einführungsmethoden analysiert. Als grundsätzliches Problem der Methoden erwies sich die Unvereinbarkeit zwischen der Erzielung von Kosten- und Zeitvorteilen auf der einen Seite und der umfassenden Berücksichtigung individueller Anforderungen auf der anderen Seite. Die parallel dazu durchgeführte Analyse von Methoden des Software Engineerings identifizierte dagegen Ansätze zur Lösung des Problems im Bereich der evolutionären Vorgehensmodelle. Ziel der Arbeit war die systematische Entwicklung und Umsetzung eines neuen organisatorischen und technischen Konzepts für die Einführung von VUS in der IG-Industrie. Zur Unterstützung der Methode, insbesondere zur weiteren Ausschöpfung von Effizienzpotenzialen in der Projektabwicklung, sollte zudem ein Software-Werkzeug implementiert werden. Auf Grundlage einer empirischen Befragung in der IG-Industrie zur Vorgehensweise in VUS-Einführungsprojekten wurden ein Anforderungskatalog an die Methode zusammengestellt. Der Katalog gliedert sich in die Bereiche Anwendbarkeit der Methode, Integration gängiger Erfolgsfaktoren sowie Anforderungen an die Flexibilität und Effizienz der Methode. Basierend auf diesen Anforderungen wurde eine Methode zur Einführung von VUS in der IG-Industrie (MEVUS) erarbeitet. MEVUS weist eine iterative und inkrementelle Vorgehensweise als Grundprinzip auf und unterteilt eine VUS-Einführung in mehrere Zyklen, entlang derer die Funktionalität schrittweise eingeführt wird. In den einzelnen Zyklen spielen Reviews zwischen der Berater- und der Anwenderorganisation bei der Erörterung möglicher Probleme und bei der Entscheidungsfindung eine wichtige Rolle. Aufbauend auf einem Metamodell, das den Ergebnisraum der Methode in Form von Dokumenten und Softwaresystemen abbildet, definiert MEVUS die einzusetzenden Dokumente, Werkzeuge und Rollen sowie die durchzuführenden Aktivitäten. Ein detailliertes Prozessmodell führt die einzelnen konstituierenden Elemente zusammen und modelliert den idealtypische Ablauf eines MEVUS-Projekts. Zur konkreten Unterstützung von VUS-Einführungen in der IG-Industrie wurde der Prototyp eines Implementierungsportals entwickelt, welches speziell auf die Abwicklung von MEVUS-Projekten ausgerichtet ist. Neben allgemeinen Projektmanagement- und Groupwarefunktionen bildet das Portal daher die wesentlichen Strukturelemente der Methode wie Rollenmodell, Prozessmodell und Dokumentvorlagen ab. Dabei kann das Portal als Web-Service gemeinsam von Berater- und Anwenderorganisation benutzt werden. Die Anwendung von MEVUS in der Projektpraxis erfolgte im Rahmen von VUS-Einführungen in der IG-Industrie. Die Methode erwies sich in den Projekten als sehr gut anwendbar und erfüllte alle Punkte des zuvor definierten Anforderungskatalogs. Die vielschichtige Verwendung methodischer Elemente wie die iterative und inkrementelle Vorgehensweise, ein Power User-Konzept und der „Planning Game“-Ansatz bewährte sich in der Projektpraxis und löste zudem die gewünschten Effekte hinsichtlich einer Flexibilitäts- und Effizienzsteigerung der Projekte aus. Es lässt sich festhalten, dass die in MEVUS abgebildete methodische Unterstützung eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zur derzeit vorherrschenden Projektpraxis darstellt und zudem mit Hilfe der Methode eine deutliche Verbesserung der Projektperformanz erzielt werden konnte. Weiterer Forschungsbedarf ergab sich aus der Fragestellung der Vertragsgestaltung in Softwareprojekten mit unscharfen Anforderungen.Item Open Access Eine Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung(2014) Vidackovic, Kresimir; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Die vorliegende Arbeit behandelt die Konzeption und Umsetzung einer Methode zur Modellierung und Ausführung dynamischer Geschäftsprozesse basierend auf Konzepten der Ereignisverarbeitung. Die noch junge Disziplin der Ereignisverarbeitung, englisch Complex Event Processing (CEP), liefert ein geeignetes Konzept zur Dynamisierung von Geschäftsprozessen. Im Kern realisiert diese die Echtzeitverarbeitung von auftretenden Ereignissen, um bedeutsame Beziehungen innerhalb einer Vielzahl von Ereignissen zu identifizieren und unmittelbar darauf zu reagieren. Hierfür werden die Ereignisverarbeitungsregeln derart definiert, dass alle eingehenden Ereignisse in Echtzeit nach sogenannten Ereignismustern analysiert werden, welche jeweils relevante Situationen repräsentieren und die Generierung weiterer Ereignisse als unmittelbare Reaktion auslösen. Somit können Geschäftsprozessmodelle mit dynamischen Eigenschaften ausgestattet werden, indem sie mit Ereignisverarbeitung angereichert werden. Für diesen kombinierten Fachbereich hat sich im englischen Sprachgebrauch der Begriff Event-Driven Business Process Management (EDBPM) etabliert. Trotz einiger existierender Ansätze in diesem Umfeld steht bisher allerdings keine umfassende Methode zur Verfügung, die eine modellbasierte Entwicklung von dynamischen Geschäftsprozessen auf Grundlage von Konzepten der Ereignisverarbeitung bis hin zu deren automatisierter Ausführung ermöglicht. Ziel dieser Arbeit ist daher die Konzeption und Umsetzung einer solchen Methode, wobei in erster Linie fachlich orientierte Experten und nur in geringerer Priorisierung IT-Entwickler adressiert werden. Neben einem Vorgehen mit verantwortlichen Rollen behandelt diese Arbeit vornehmlich das zugrunde liegende Ereignisverarbeitungsmodell sowie dessen automatische Transformation in ausführbaren Code. Das Vorgehen zur Modellierung und Ausführung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung beruht auf einem Top-Down-Ansatz. Demnach werden zunächst im Geschäftsprozessmodell die Stellen mit den erforderlichen dynamischen Eigenschaften identifiziert, die auf Wirkungen von Ereignissen zur Laufzeit zurückzuführen sind, und als sogenannte Dynamikeinheiten modelliert. Anschließend werden die entsprechenden Ereignisverarbeitungsregeln und das zugehörige Ereignismodell spezifiziert. Mit der sogenannten EPMN (Event Processing Model and Notation) wird ein neuartiges Modell für die Echtzeitverarbeitung von Ereignissen und insbesondere von komplexen Beziehungen zwischen mehreren Ereignissen eingeführt. Für die EPMN wird ein Metamodell definiert, mit dem die verfügbaren Elemente sowie die Syntax ihrer Verknüpfungen zu Ereignisverarbeitungsregeln formal beschrieben werden. Das Metamodell basiert auf dem Eclipse Modeling Framework (EMF), das sich auf die plattformunabhängigen Technologien XML und Java stützt und eine umfassende Werkzeugkette für die modellbasierte Softwareentwicklung zur Verfügung stellt. Die EPMN enthält auch eine grafische Notation, mit der die Ereignisverarbeitungsregeln letztlich modelliert werden. Um eine möglichst nahtlose Integration mit dem Geschäftsprozessmodell zu gewährleisten, orientiert sich die Notation visuell an der BPMN (Business Process Model and Notation), die in der Version 2.0 als ausführbares Geschäftsprozessmodell eingesetzt werden kann. Zur Spezifizierung der Ereignisse, welche innerhalb der Ereignisverarbeitungsregeln zum Einsatz kommen, wird ein frei definierbares Ereignismodell basierend auf XML Schema vorgeschlagen. Die Entwicklung des Ereignismodells wird im Rahmen der konzipierten Methode dermaßen unterstützt, dass die in den Ereignisverarbeitungsregeln genutzten Ereignisattribute jeweils automatisch extrahiert werden und für die Definition des Ereignismodells zur Verfügung stehen. Der modellbasierten Entwicklung folgend kann das Ereignisverarbeitungsmodell, welches in EPMN plattformunabhängig definiert wird, in eine plattformspezifische Ereignisverarbeitungssprache transformiert werden, um als Code direkt in einer Ereignisverarbeitungsplattform ausführbar zu sein. Dies entspricht der Transformation eines plattformunabhängigen Modells in eine plattformspezifische Implementierung. Da in dieser Arbeit die frei verfügbare und weitverbreitete Ereignisverarbeitungsplattform Esper als Ausführungsumgebung vorgesehen ist, werden die erforderlichen Transformationsschablonen für deren spezifische Ereignisverarbeitungssprache definiert und umgesetzt. Das Vorgehen mit dem zugrunde liegenden Modell dynamischer Geschäftsprozesse wird durch prototypisch entwickelte Softwarewerkzeuge unterstützt. Hierbei handelt es sich einerseits um ein webbasiertes Modellierungswerkzeug und andererseits um eine Ausführungsumgebung. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden anhand eines Anwendungsfalls aus der Luftfahrt bewertet, indem die konzipierte Methode im Rahmen des Managements von Echtzeitversorgungsketten im Catering eingesetzt wird.Item Open Access Methode zur Systematisierung von Teilprozessen in der Produktentwicklung beim Einsatz von CAx-Technologien(2009) Potinecke, Thomas Wolfgang; Bullinger, Hans-Jörg (Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. mult. Dr. h.c. mult.)Das Ziel dieser Arbeit ist die Systematisierung von Teilprozessen der Produktentwicklung beim Einsatz von CAx-Technologien. Dabei werden folgende Teilziele verfolgt: Es soll eine ganzheitliche Methode entwickelt werden, die es erlaubt, Teilprozesse mit CAx-Technologien für eine digitale Produktentwicklung auszustatten. Die Methode soll Potenziale ermitteln und Gestaltungsansätze liefern, die in einem Teilprozess umgesetzt werden können. Die Methode soll eine Bewertung des Zustandes und der Auswirkungen durch einen Einsatz von CAx-Technologien im Prozess der Produktentwicklung bzw. die Entwicklung von Lösungsalternativen einer Prozessoptimierung unterstützen. Durch die Erkenntnisse aus den Bewertungen soll die Gestaltung und damit die Systematisierung von Teilprozessen für eine digitale Produktentwicklung unterstützt werden. Die entwickelte Methode unterscheidet sich von bestehenden Ansätzen durch die systematische Einbeziehung der Möglichkeiten eines Einsatzes von CAx-Technologien, um effizientere Teilprozesse in der Produktentwicklung zu erstellen. Die Methode bietet spezifische Werkzeuge zum Ableiten der Veränderungen durch CAx-Technologien an. Sie enthält zudem Anweisungen für das Anordnen, Strukturieren und Vernetzen von Teilprozessen der Produktentwicklung mit einem Einsatz von CAx-Technologien. Die Methode beinhaltet spezifisch entwickelte Bewertungsmethoden und Bewertungswerkzeuge, die zum Identifizieren und Analysieren von Potenzialen und zum Beurteilen der Prozessveränderung durch einen erweiterten Einsatz von CAx-Technologien beitragen. Die Methode ist folgendermaßen aufgebaut: Bei der Vorbereitung erfolgt die Aufnahme des relevanten Prozesses der Produktentwicklung, der in Teilprozesse unterteilt wird. Außerdem werden die Produktdaten erhoben. Innerhalb der Prozessanalyse wird dann der Ist-Zustand analysiert und Schwachstellen werden identifiziert. Zudem kann eine Lokalisierung der Anforderungen für eine Integration von prozessunterstützenden Tools und die Erarbeitung von Maßnahmen zur Prozessoptimierung erfolgen. Die Methode erfasst und identifiziert die vorhandenen CAx-Technologien und nimmt einen Abgleich gegenüber dem Einsatz neuer Applikationen vor. Die einzelnen Inhalte werden in Interviews und Fragebogenaktionen sowie in Form von Arbeits- und Abstimmungsworkshops mithilfe der neuen Werkzeuge erhoben. Zusätzlich zur Erhebung der Prozesse wird eine strukturierte Übersicht der eingesetzten CAx-Technologien erarbeitet. Der Ist-Zustand der Häufigkeit von CAx-Technologien wird bewertet und dient als Vergleichsgröße für weitere Schritte der Methode. Die Bewertung der erhobenen Daten und Ergebnisse erfolgt nach festgeschriebenen Zielen und speziellen Bewertungsfaktoren. Die Erkenntnisse der Analyse werden bei der Gestaltung eines Soll-Prozesses umgesetzt. Durch Eliminierung der unzureichenden CAx-Technologien und durch Ergänzung bzw. Erneuerung um neue CAx-Technologien werden neue Einsatzmöglichkeiten ermittelt. Zudem werden Erkenntnisse aus einer Diskussion der Zusammenhänge und den Auswirkungen von Veränderungen zwischen Informationstechnologie und Prozess berücksichtigt. Für die Neuausrichtung ist keine neue Modellierungskonvention entwickelt worden, sondern es werden Hinweise und Werkzeuge für eine informationstechnologische Systematisierung der Prozesse bereitgestellt. Auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches lässt sich abschätzen, welche Auswirkungen die Neuausrichtung mit sich bringt. Nach Bereitstellung der Basisinformationen und der Ermittlung der Optimierungspotenziale kann die Systematisierung eines Soll-Teilprozesses durchgeführt werden. Die Systematisierung eines Teilprozesses erfolgt dabei in einer festgeschriebenen Reihenfolge. Abschließend wird eine Bewertung der sich ergebenden Veränderungen anhand der einheitlichen Bewertungsgrößen vorgenommen. Die Eignung der Methode zur strategischen Ausrichtung und Bewertung und als Entscheidungsgrundlage für den CAx-Einsatz ergibt sich durch den systematischen und ganzheitlichen Ansatz. Die Anwendbarkeit konnte innerhalb der praktischen Anwendung aufgezeigt werden. Durch das strukturierte und systematische Vorgehen der Methode wurde die Gesamtheit gewahrt und die Komplexität von umfangreichen Prozesszusammenhängen konnte beherrscht werden. Somit können je nach Verwendung der Methode die Bewertungen und Planungen auf einer spezifischen Ebene mit unterschiedlichem Abstraktionsniveau erstellt werden. Die Allgemeingültigkeit und Flexibilität des Ansatzes konnte in der praktischen Anwendung durch den Einsatz bei mittelständischen Unternehmen aufgezeigt werden. Durch die Methode konnte die Grundlage für eine Verbesserung der Planung und Abschätzung des Informationstechnologieeinsatzes erarbeitet werden. Die einzelnen verwendeten Werkzeuge und Hilfsmittel konnten zur Erhebung, Analyse, Veränderung und Bewertung von Teilprozessen beitragen und unterstützen damit die Systematisierung von Teilprozessen mit CAx-Technologien.Item Open Access Methode zur Technologiebewertung für eine ergebnisorientierte Produktentwicklung(2007) Kröll, Markus; Bullinger, Hans-Jörg (Prof. Dr.-Ing. Prof. Dr.)Heutige Industrieunternehmen stehen den Herausforderungen eines harten Wettbewerbs auf globalen Märkten hinsichtlich hoher Kundenanforderungen nach kostengünstigen und qualitativ hochwertigen Produkten gegenüber. Die Realisierung von neuen und verbesserten Produktfunktionen erfordert häufig den Einsatz neuer Technologien. Damit die sich ergebenden Chancen und Risiken z. B. hinsichtlich Funktionalität, Zuverlässigkeit und Produzierbarkeit zuverlässig beurteilt werden können, und nur die Technologien in Produkten umgesetzt werden, die Vorteile für den Kunden und/oder das Unternehmen mit sich bringen und einen hinreichenden Reifegrad aufweisen, ist eine Bewertung von möglichen Technologiealternativen im Vorfeld einer Produktrealisierung unbedingt erforderlich. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine neuartige Methode entwickelt, die eine systematische, modellbasierte Entscheidungsunterstützung für die Technologieauswahl im Rahmen einer ergebnisorientierten Produktentwicklung ermöglicht. Über ein House of Technology (HOT) werden die Beziehungen zwischen Funktionen des Ziel-Produktes und Technologieelementen eines Technologieverbundes abgebildet und entsprechend gewichtet. Dabei wird den gegenseitigen Einflüssen einzelner Technologieelemente untereinander ebenfalls Rechnung getragen. Auf diese Weise können einem Produkt-Funktionsmodell verschiedene, alternative Technologieverbünde mit teilweise unterschiedlichen Technologieelementen zugeordnet werden. Die Technologieelemente werden hinsichtlich der Zielgrößen Kosten, Qualität, Flexibilität und technologischer Reifegrad bewertet, die für das Anwendungsfeld Elektrik-/Elektroniksysteme in Kraftfahrzeugen mit Einzelkriterien hinterlegt und in Kriterienbäumen geclustert wurden. Aufgrund der Unsicherheit, die in dieser frühen Entwicklungsphase für die Ausprägung der Technologieeigenschaften hinsichtlich der Einzelkriterien noch vorliegt, werden dafür Wahrscheinlichkeitsverteilungen eingesetzt. Mit Hilfe von Transformationsfunktionen werden die Verteilungen normiert, so dass sowohl quantitative als auch qualitative Beschreibungsmerkmale gewählt werden können. Die Aggregation der Bewertungszahlen zu den finalen Zielgrößen auf Ebene der Technologieelemente sowie anschließend unter Berücksichtigung der Zusammenhänge im House of Technology auf Ebene des jeweiligen Technologieverbundes erfolgt durch eine Monte Carlo Simulation. Die Berechnungsergebnisse werden für die Darstellung der Zielgrößen-Erreichung in Diagrammen für alternative Technologieverbünde aufbereitet. Damit steht eine systematische, modellbasierte Technologiebewertung für die Entscheidungsfindung in einer ergebnisorientierten Produktentwicklung zur Verfügung, in die neue Erkenntnisse jederzeit eingepflegt werden können. Abschließend wurde die Validierung der vorliegenden Methode anhand des Fallbeispiels eines Fensterhebers im Automobilbau erfolgreich durchgeführt. Prinzipiell lässt sich der beschriebene Ansatz auf andere Branchen, Produkte und Technologien übertragen.Item Open Access Modellbasierter Testprozess der akustischen Mensch-Maschine-Schnittstelle eines Infotainmentsystems im Kraftfahrzeug(2015) Lütze, Lars; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Die softwarebasierte Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) wurde in den vergangenen Jahren zu einem zentralen Bedienelemente im Kraftfahrzeug. Immer komplexere Infotainmentsysteme mit hoher Funktionsdichte erfordern eine stetige Erweiterung und Verbesserung der MMS hinsichtlich des Bedien-komforts und der Bediensicherheit. In diesem Kontext ist die akustische MMS zur Sprachbedienung der Infotainmentsysteme zunehmend in den Vorder-grund gerückt. Durch die sich verkürzenden Entwicklungszyklen, steigenden Kostendruck und die hohe Funktionsdichte neuer Systeme ist die funktionale Qualität der akustischen MMS mit den bisher angewandten Prozessen und Methoden schon heute nur schwer zu gewährleisten. Zur Lösung dieser Herausforderung ist eine These formuliert, nach welcher es möglich ist, die akustische MMS eines Infotainmentsystems im Kfz modell-basiert und automatisiert zu testen. Hierbei soll die MMS selbst als Test-schnittstelle Verwendung finden, wodurch ein „virtueller Tester“ entsteht. Für die Beweisführung stehen zunächst die Eigenschaften und Anforderungen des Modellbasierten Tests (MBT) im Vordergrund. Durch ein modellbasiertes Vorgehen können Testaktivitäten zu einem früheren Zeitpunkt beginnen und mögliche Fehler bereits in einer frühen Projektphase identifiziert werden. Die Gegenüberstellung der Prozesse zum manuellen-, automatischen- und MBT zeigt, dass eine Weiterentwicklung zum MBT auf nahezu alle Testaktivitäten Einfluss hat und das Verständnis zum Test ganzheitlich verändern kann. Um diese Veränderung zielorientiert umzusetzen, findet das Prozessmodell des „Test Process Improvement“ (TPI) Verwendung. Die vorhandenen Test-prozesse werden auf ihre Reife hin beurteilt und notwendige Verbesserungs-maßnahmen definiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die reale Prozessreife vorhandener Testprozesse auf einem zufriedenstellenden Niveau bewegt. Durch die Umsetzung der abgeleiteten, konkreten Verbesserungsvorschläge können vorhandene Defizite im Prozess abgestellt werden. Nach einer Analyse bestehender Möglichkeiten zur Modellierung, werden Anforderungen an das Modell formuliert. Auf deren Basis wird eine Model-lierungssyntax entwickelt, welche die formale Modellierung der akustischen MMS eines Infotainmentsystems ermöglicht. In der praktischen Anwendung des entwickelten Formalismus werden sowohl Herausforderungen in der Modellierung erkannt und gelöst, als auch Potenziale der Modellierung identi-fiziert. Es kann bewiesen werden, dass die Modellierung der akustischen MMS im Kraftfahrzeug als formales Zustandsdiagramm möglich ist. Damit ist die Basis geschaffen, um den MBT-Prozess einzuführen und den virtuellen Tester zu realisieren. Ergänzend wird geprüft, ob die entwickelte Modellierungs-syntax auf die haptische MMS übertragen werden kann. Im nächsten Schritt sind auf Basis des entwickelten Modells der akustischen MMS Testfälle zu generieren. Mit diesem Ziel werden verschiedene Werk-zeuge zur Testfallgenerierung evaluiert. Nach der Bestimmung relevanter Anforderungen werden die Werkzeuge einem Praxistests unterzogen. Daten-basis sind die bereits erstellten Testmodelle. Das Werkzeug „MBTsuite“ wird schließlich als jenes mit der höchsten Anforderungsüberdeckung identifiziert. In der Folge werden verschiedene Generierungsstrategien bewertet und Wege einer effizienten Vorgehensweise ausgearbeitet. Es kann bewiesen werden, dass durch Anpassungen der „MBTsuite“ neben der testmodellorien-tierten Vorgehensweise auch die Testfallgenerierung aus dem vorhandenen Systemmodell der akustischen MMS umgesetzt werden kann. Die zentralen Elemente des MBT sind damit realisiert. Die entwickelte Vorgehensweise zur Testfallgenerierung wird auch auf die haptische MMS übertragen. Individuelle Modellcharakteristika erfordern hier abweichende Teststrategien. Um die Effizienz der Testdurchführung zu steigern, wird schließlich eine Testumgebung zur automatischen Ausführung der generierten Testfälle umgesetzt. In diesem Kontext rückt die Verwendung einer expliziten Test-schnittstelle zur Ansteuerung des Infotainmentsystems in den Fokus. Vor- und Nachteile der Schnittstelle werden erörtert, wobei die Risiken in deren Verwendung schließlich überwiegen. Aus diesem Grund wird zunächst ein „einfacher“ Funktionstest des Sprachdialogsystems (SDS) in eine neue Test-umgebung transferiert und so ein automatischer Test ohne die Verwendung einer expliziten Testschnittstelle realisiert. Auf Basis der hierdurch erlangten Erkenntnisse wird schließlich der zum Ziel gesetzte automatische Dialogtest des SDS entwickelt. Hierfür wird die vorhandene Testumgebung um die Möglichkeit der akustischen Systemeingabe und der Erkennung von akustischen Systemausgaben erweitert. Abschließend findet eine Bewertung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der entwickelten Methodik statt. Es kann gezeigt werden, dass die Effizienz des Prozesses zum Test der akustischen MMS durch die entwickelte, modell-basierte Vorgehensweise gesteigert wird.Item Open Access Ein Multiagentensystem zur Verhandlungsautomatisierung in elektronischen Märkten(2006) Vetter, Michael; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Der elektronische Handel von Sachgütern über das Internet (E-Commerce) gewinnt für Unternehmen und Konsumenten immer mehr an Bedeutung. Für einen effektiven Ablauf sollten möglichst viele Phasen der Geschäftstransaktionen durch IT-Systeme unterstützt oder automatisiert werden. Heutzutage beinhalten jedoch nur wenige E-Commerce-Anwendungen die wichtige Verhandlungsphase. Es fehlt die Möglichkeit zu komplexen Verhandlungen über mehrere Vertragsattribute zwischen vielen Teilnehmern. Eine geeignete Automatisierungstechnologie sind intelligente Software-Agenten, die autonom nach den Vorgaben ihres Auftraggebers agieren. In der Arbeit wurde ein Multiagentensystem zur Automatisierung von komplexen, multilateralen Verhandlungen in offenen, elektronischen Märkten entworfen. Diese neue Komponente dient zur Verbesserung der Servicequalität von E-Commerce-Anwendungen und zur Steigerung der Transaktionszahlen. Zur Modellierung des Agentensystems wurde die agentenorientierte Software-Engineering-Methode Gaia um zusätzliche Modellen aus anderen Notationen ergänzt. Mit dieser neuen Verfahrensweise wurden Agententypen, ihre Beziehungen und Aufgaben beschrieben sowie eine Ontologie und Kommunikationsprotokolle entworfen. Die Agenten können sowohl an mehreren Auktionsarten als auch an multilateralen, integrativen Verhandlungen teilnehmen. Sie automatisieren somit die Phasen Händlerauswahl und Verhandlung. Wichtige Defizite im Bereich von automatisierten Verhandlungen wurden behoben. Die verbesserte Verhandlungsstrategie der Agenten entscheidet mit Hilfe mehrerer Taktiken, wie der Agent einem Verhandlungspartner entgegenkommt. Die Ressourcentaktiken zur Berücksichtigung der Marktsituation und die Vorgehensweise zur Entscheidung eines Agenten über das Verhandlungsende sind neu, da vor dem Abschluss eines Handels alle parallelen Verhandlungen und die Risikobereitschaft des Agenten mit einbezogen werden. Ein Zufallselement in der Strategie erschwert das Erkennen der angewandten Taktiken und das Ausnutzen durch die Verhandlungspartner. Die Verhandlungsstrategie der Agenten ist generisch und nicht auf spezielle Waren beschränkt. Außerdem kann sie das Verhandlungsergebnis durch Aufteilen des Auftrags in mehrere Teilmengen verbessern. Durch unterschiedliche Parametrisierung und Gewichtung der Taktiken ist ein weites Spektrum an Strategien möglich. Anwender können die Parameter an ihre aktuellen Bedürfnisse und die Marktlage anpassen, damit sich ihre Agenten besser gegen die Konkurrenz behaupten. Der entworfene effiziente Algorithmus dient der flexiblen Generierung von Angeboten und der Erzeugung mehrerer Angebotsalternativen. Der heuristische Algorithmus mit linearer Komplexität ermöglicht eine gute Skalierbarkeit und damit mehr Einsatzmöglichkeiten. Das System wurde mit verbreiteten, plattformunabhängigen, performanten, objektorientierten Technologien implementiert und kann mit seinen auf Standards beruhenden Schnittstellen in viele E-Commerce-Systeme integriert werden. Für spezielle Anforderungen und Strategien können auch externe Agenten mit den bereitgestellten internen Agenten verhandeln. Sicherheit in dem offenen System wird mit Verfahren wie Verschlüsselung gewährleistet. In der ersten Stufe der Evaluierung wurde eine Simulationssoftware konstruiert und zum Testen der Verhandlungsstrategien unter realistischen Bedingungen eingesetzt. In der zweiten Evaluierungsstufe wurde die praktische und breite Einsetzbarkeit des Agentensystems durch die Realisierung von unterschiedlichen Pilotanwendungen bewiesen. In vier europäischen Ländern wurden E-Commerce-Systeme im Business-to-Business und Business-to-Consumer Bereich mit agentenbasierten Auktionen und Verhandlungen erweitert.