Universität Stuttgart
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Item Open Access Entwicklung einer Methode zur Analyse der Tätigkeitsverteilung in Laborumgebungen der Lebenswissenschaften(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2022) Castor, Jörg; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Laborarbeit der Lebenswissenschaften verändert sich. Wichtige Treiber sind dabei die Informatisierung und Automatisierung von Laborarbeit, die fachübergreifende Zusammenarbeit und Kommunikation sowie der steigende Anteil an wissensbasierter, theoretischer Arbeit. Die Auseinandersetzung mit Forschung und Praxis der Laborarbeit in den Lebenswissenschaften zeigte einen Mangel an wissenschaftlichen Erkenntnissen und Untersuchungen zu diesem Thema. Es existiert kein wissenschaftlicher Ansatz tätigkeitsbezogene Aspekte der lebenswissenschaftlichen Forschung und ihren Arbeitsorten systematisch zu untersuchen, um ein besseres Lagebild zur Arbeit in lebenswissenschaftlichen Laborumgebungen zu erhalten. Eine fundierte gestalterische Auseinandersetzung mit den prognostizierten und wahrnehmbaren Veränderungen von Laborarbeit kann so kaum erfolgen. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist daher die Entwicklung einer wissenschaftlichen Methode zur Analyse der Tätigkeitsverteilung in Laborumgebungen der Lebenswissenschaften, um Anhaltspunkte für mögliche Fehlnutzungen, Verdrängungseffekte und andere Wirkungen im Spannungsfeld von Raum und Tätigkeiten zu bekommen. Die Methode ermöglicht zudem Aussagen zur Flächeneffizienz von Laborumgebungen. Der Begriff Laborumgebung beschreibt in der Arbeit den räumlichen Zusammenhang von Laboren mit Laborbänken, Laborabzügen, Schreib-/Auswerteplätzen, Sonderlaboren, Laborlagern sowie Büros und Kommunikationsflächen. Für die Anwendung der Methode werden jeweils nass-präparative Tätigkeiten, Schreib-, Lese- und Auswertetätigkeiten sowie Kommunikationstätigkeiten gebündelt. Kommunikationstätigkeiten werden eine besondere Relevanz in der modernen Forschungsarbeit zugeschrieben. Sie sind zudem die einzigen Tätigkeiten, die an allen Arbeitsorten in Laborumgebungen vorkommen. Als weitere Anwendung lässt die Methode daher eine Beurteilung der Qualität des raumbezogenen Informationsflusses und der tätigkeitsadäquaten Nutzung der Arbeitsorte in der Laborumgebung mittels eigener Qualitätsparameter für Kommunikation zu. In der praktischen Anwendung der Methode wird deutlich, dass die wissenschaftliche Herangehensweise gerade bei Einzeluntersuchungen einen gewissen Aufwand erfordert. Die Methode zeigte aber einen guten Praxisnutzen - insbesondere bei einer vergleichenden Untersuchung wie im Anwendungsbeispiel. So wurden durch die Vergleichsmöglichkeit im Anwendungsbeispiel sowohl Vorteile der effizienten Flächennutzung einer modernen »Multi-Space« Laborumgebung sichtbar, als auch die dadurch bedingten Schwierigkeiten hinsichtlich der Verdrängung raumtypischer Arbeitsweisen in dichteren räumlichen Funktionszusammenhängen.Item Open Access Ein Modell zur Auslegung und multikriteriellen Bewertung von Energiesystemen zur nachhaltigen Integration der Elektromobilität(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2024) Göhler, Georg; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Die Vernetzung des Strom- und Mobilitätssektors stellt zukünftig vor allem für die Stromnetze eine große Herausforderung dar. Die Forschungslücke im Kontext dieser Arbeit liegt in der Einbindung der Elektromobilität als flexiblen Verbraucher in Energiesysteme bei gleichzeitiger Bewertung von Wirtschaftlichkeit und Ökologie. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein flexibles und modulares Simulationsmodell zur Planung von Energiesystemen in der frühen Phase entwickelt, das die Integration von Elektrofahrzeugen in besonderem Maße berücksichtigt. Die Validierung bestätigt, dass die Simulationsergebnisse bei einer 1-minütigen Zeitschrittweite ausreichend genau und für diesen Planungsprozess geeignet sind. Durch das hier entwickelte Modell können in kurzer Zeit viele verschiedene Energiesystemvarianten, Betriebsstrategien und innovative Energiekonzepte berechnet und miteinander verglichen werden. Besonderes Augenmerk wurde auf die Anpassungsfähigkeit und potenzielle Erweiterungen gelegt: Das Modell bietet die Schnittstellen und die Flexibilität für Weiterentwicklungen, um zukünftige Entwicklungen im Technologiebereich zu berücksichtigen.Item Open Access Entwicklung einer Methode der Displaybeleuchtung zur Unterstützung des menschlichen zirkadianen Systems(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2019) Proß, Achim; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)LED-Displays mit hohem Blaulichtanteil wirken nachweislich negativ auf den Tag-Nacht-Rhythmus. Diese Dissertation behandelt die kombinierte Fragestellung, wie spektrale Veränderungen der Displaybeleuchtung die nicht-visuelle Lichtwirkung und die Farbwahrnehmung des Menschen beeinflussen. Es wird eine Methode zur Displaybeleuchtung durch Verschiebung der Peak-Wellenlängen entwickelt, prototypisch realisiert und in zwei Probandenstudien evaluiert.Item Open Access EIPPM : the Executable Integrative Product-Production Model(2021) Schopper, Dominik; Kübler, Karl; Rudolph, Stephan; Riedel, OliverIn 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.Item Open Access Ein Verfahren zur Bestimmung des Wertschöpfungsumfangs bei neuen Produkten(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2015) Herrmann, Florian; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c.)Die Identifikation und Bewertung neuer Wertschöpfungsumfänge stellt für Unternehmen eine essentielle Aufgabe dar. Im Kontext neuer Produkte werden hierfür Informationen auf der Produkt-, Prozess- und Ressourcenebene benötigt. Im Rahmen der Arbeit wird ein Verfahren entwickelt mit Hilfe dessen neue Wertschöpfungsalternativen generiert und durch Einsatz eines integrierten Portfolioansatzes bewertet werden können.Item Open Access 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, DanielMit 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.Item Open Access Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP 2017 : Stuttgart, 29. Juni 2017, Wissenschaftliche Konferenz(Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, 2017) Binz, Hansgeorg; Bertsche, Bernd; Bauer, Wilhelm; Spath, Dieter; Roth, DanielVeränderte Anforderungen in internationalen Märkten erfordern hohe Anstrengungen, um Prozesse in Innovation und Produktentwicklung zu optimieren. Das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung (SSP) ermöglicht die Diskussion der an Produktgestaltung und -entwicklung beteiligten Disziplinen aus Industrie und Wissenschaft. Das SSP zeigt, wie erfolgreiche Produkte effizient gestaltet und entwickelt werden. Neueste Forschungsergebnisse zu Methoden, Strategien und Werkzeugen werden vorgestellt, um Prozesse zu verbessern und die Digitalisierung zu unterstützen. Mit dem Ziel, nationale und internationale Fachleute unterschiedlicher Disziplinen der Produktentwicklung aus Industrie und Wissenschaft in den Dialog zu bringen, veranstaltet 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 28. und 29. Juni 2017 fand das SSP bereits zum vierten Mal im Zentrum für Virtuelles Engineering des Fraunhofer IAO statt, nachdem die Symposien 2011, 2013 und 2015 mit jeweils über 200 Besuchern aus Wissenschaft und Wirtschaft großen Zuspruch gefunden hatten. Am Forumstag stand wie immer die Industrie 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 2017 Beiträge aus folgenden Kategorien: • Wissensmanagement in der Produktentwicklung • Nachhaltige Produktentwicklung • Altersgerechte Produktentwicklung • Zuverlässige Produktentwicklung • Industrie 4.0/Cyber-Physical Products • Konstruktionsmethodiken • Leichtbau in der Produktentwicklung • Nutzerzentriertes Design • Innovations- und Technologiemanagement • Digital Engineering • Lean Development. Eingereicht wurden Beiträge zu Methoden, Strategien und Verfahren, die es ermöglichen, Produktentwicklungsprozesse zu vernetzen, digitale Werkzeuge zu integrieren und die Potenziale neuer Technologien und Werkstoffe optimal auszuschöpfen.Item Open Access Verfahren zur Bestimmung kundennutzenrelevanter Attribute bei komplexen Produkten(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2016) Voigt, Simon; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c.)Die Quality Function Deployment (QFD) ist ein vorteilhaftes Mittel zur systematischen Kundenorientierung. Als Weiterentwicklung hierzu beschreibt die vorliegende Arbeit ein Verfahren zur Ermittlung und Beurteilung von Produktattributen, welche eine hohe Relevanz für den Kundennutzen aufweisen. Dies ermöglicht ein frühes Erkennen der Attribute, welche aus Sicht des Kunden wichtig sind und ein rechtzeitiges Ausrichtung von Entwicklungsressourcen.Item Open Access Ein Verfahren zur Formulierung von Suchstrategien für die Identifikation neuer Technologien(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2017) Schmitz, Michael; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c.)Diese Arbeit zeigt ein Vorgehen zur systematischen Identifikation von neuen, insbesondere branchenfremden Technologien aus einer exponentiell wachsenden Informationsgrundlage. Im Fokus stehen dabei einerseits die Entwicklung einer Funktions-Ontologie zur Überwindung von sprachlichen Barrieren und damit zur effektiven Formulierung von Suchstrategien. Anderseits hilft die Anwendung von Text-Mining-Werkzeugen eine möglichst effiziente Recherche in großen Textmengen durchzuführen.Item Open Access 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