Entwickeln für die Innovationen von morgen

„Die Digitalisierung wird nicht nur die Produkte von morgen verändern, sondern auch die Art und Weise, wie wir diese entwickeln. Intelligente Entwicklungsprozesse sind künftig ein wesentlicher Schlüssel für die Innovationskraft unserer Wirtschaft“, so Prof. Roman Dumitrescu (Direktor am Fraunhofer IEM und Geschäftsführer it’s OWL).

Diese Schlüsselrolle erfüllt Advanced Systems Engineering (ASE) mit einer fachübergreifenden, technologiegestützten Entwicklung, die den gesamten Innovationsprozess von der strategischen Planung bis hin zum Markterfolg im Blick hat.

Einen Einblick in die unterschiedlichen Aspekte des ASE geben das Fraunhofer IEM, Miele, Dassault Systèmes und der Lehrstuhl Advanced Systems Engineering der Universität Paderborn auf der Hannover Messe.

Motivation: Intelligente Produktinnovationen

Steigende Anforderungen an die Produktfunktionalität und der Bedarf für vernetzte Systeme haben längst auch im Haushaltsbereich Einzug gefunden. Die Vernetzung der verschiedenen Produkte muss bereits in der Entwicklung mitgedacht werden. Dadurch entstehen immer komplexer werdende Systeme, für deren Konzeption, Entwicklung und Produktion Miele seit 2017 zunehmend Methoden des Advanced Systems Engineering einsetzt.

„Die Industrie muss in der Lage sein, sich auf immer neue Formen der Zusammenarbeit, auf neue Technologien und Tools einzustellen. Entwickeln bedeutet stete Innovation – auch in der Entwicklungsabteilung selbst. Damit uns das gelingt, setzen wir auf Kooperation und Austausch mit Forschung und Toolanbietern wie Fraunhofer IEM und Dassault Systèmes“, so Matthias Knoke, Leiter Virtuelle Produktentstehung bei Miele.

Digitale Durchgängigkeit

Die Digitalisierung stellt Entwickler vor Herausforderungen, gleichzeitig vereinfacht sie aber auch ihre Arbeit. So nutzen sie etwa Assistenzsysteme mit Künstlicher Intelligenz oder verwalten Daten durchgängig digital.

Besonders hervorzuheben ist die digitale Durchgängigkeit, die die Produktentwicklung von der Idee bis zur Auslieferung und Fertigung verbessern und beschleunigen kann. Die 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes dient dabei als zentrale Drehscheibe für modellbasiertes Systems Engineering.

Handlungsfelder für den intelligenten Entwicklungsprozess

Der Ansatz Advanced Systems Engineering bietet enormes Potenzial für die Gestaltung von Entwicklungsprozessen.

1. Kommunikation und Zusammenarbeit
Um Komplexität zu meistern ist das Schaffen geeigneter Organisations- und Kom-munikationsformen wichtig. Methoden wie Model-Based Systems Engineering (MBSE) unterstützen den fachübergreifenden Austausch. Kreativität und Innovationsgeist können ebenfalls durch entsprechende Strukturen und Arbeitsansätze gefördert werden.

2. Arbeit mit digitalen Modellen
Die Virtualisierung eines Entwicklungsprojektes bildet sämtliche Daten in einem digitalen Modell ab. Der Informationsaustausch zwischen den Fachdisziplinen und auch zum weiteren Produktlebenszyklus wird unterstützt. Verschiedene Fragestellungen, Simulationen und Tests können modellbasiert schnell und kostengünstig bearbeitet werden.

3. Digitale Durchgängigkeit
Ein digitales Werkzeug verwaltet alle Daten, die im Entwicklungsprozess entstehen auf dem stets aktuellen Stand. Abhängigkeiten und logische Zusammenhänge sind transparent, unternehmensübergreifender Austausch wird erleichtert. Digitales Da-tenmanagement über den gesamten Produktentstehungsprozess ermöglicht eine gegenseitige Optimierung von Produkt und Modell.

4. Technologiegestützte Assistenzsysteme
Technologien wie Virtual Reality oder Künstliche Intelligenz (KI) unterstützen sowohl körperliche als auch kreative und wissensbasierte Arbeit. In der Produktentwicklung können leicht formalisierbare Routineaufgaben maschinell durch KI-Verfahren erledigt werden. Damit entstehen Freiräume für kreative Prozesse.

Am Beispiel Miele und der 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes erle-ben die Messebesucher, wie im gesamten Produktlebenszyklus modelliert, kommuniziert und technologieunterstützt optimiert wird. Darauf aufbauend lassen sich alle Fertigungsschritte virtuell simulieren und optimieren. Dank intelligenter digitaler Modelle werden Arbeitsplatzgestaltung, Montageschritte oder Robotereinsatz frühzeitig geplant und kommuniziert. Dabei können sowohl einzelne Prozesse als auch Planungsszenarien jederzeit verändert, verglichen und optimiert werden.

Die Partner

Über Miele: Miele ist der weltweit führende Anbieter von Premium-Hausgeräten für die Produktbereiche Kochen, Backen, Dampfgaren, Kühlen/Gefrieren, Kaffeezubereitung, Geschirrspülen, Wäsche- sowie Bodenpflege. Hinzu kommen Geschirrspüler, Waschmaschinen und Wäschetrockner für den gewerblichen Einsatz sowie Rei-nigungs-, Desinfektions- und Sterilisationsgeräte für medizinische Einrichtungen und Laboratorien (Geschäftsbereich Professional).

Das 1899 gegründete Unternehmen unterhält acht Produktionsstandorte in Deutschland sowie je ein Werk in Österreich, Tschechien, China und Rumänien. Hinzu kommen die zwei Werke der italienischen Medizintechnik-Tochter Steelco Group. Der Umsatz betrug im Geschäftsjahr 2017/18 rund 4,1 Milliarden Euro, wovon 70 Prozent außerhalb Deutschlands erzielt wurden.

In fast 100 Ländern ist Miele mit eigenen Vertriebsgesellschaften oder über Importeure vertreten. Weltweit beschäftigt der in vierter Generation familiengeführte Konzern etwa 20.100 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, 11.200 davon in Deutschland. Der Hauptsitz des Unternehmens ist Gütersloh in Westfalen.

Über das Fraunhofer IEM: Das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM bietet am Standort Paderborn Expertise für intelligente Mechatronik im Kontext Industrie 4.0. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Maschi-nenbau, Softwaretechnik und Elektrotechnik arbeiten fachübergreifend zusammen und erforschen innovative Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung von intelli-genten Produkten, Produktionssystemen und Dienstleistungen. Kernkompetenzen sind dabei Intelligenz in mechatronischen Systemen, Systems Engineering und Virtual Prototyping. Derzeit beschäftigt das Fraunhofer IEM gut 100 festangestellte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und verfügt in 2019 über ein Forschungsvolumen von etwa 12,5 Mio. Euro.

Über Dassault Systèmes: Dassault Systèmes, „The 3DEXPERIENCE Company“, ermöglicht Unternehmen und Menschen, nachhaltige Innovationen durch virtuelle Welten tatsächlich erlebbar zu machen. Seine weltweit führenden Lösungen verändern die Art und Weise, Produkte zu entwickeln, zu produzieren und zu warten. Die Lösungen von Dassault Systèmes fördern die soziale Innovation und erweitern damit die Möglichkeiten für die virtuelle Welt, die reale Welt zu verbessern. Der Konzern bringt Mehrwert für über 250.000 Kunden jeder Größe und in allen Branchen in mehr als 140 Ländern. Weitere Informationen unter www.3ds.com/de .

Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu (Direktor am Fraunhofer IEM und Geschäftsführer it’s OWL); Kontakt über Kirsten Harting (Mail: kirsten.harting@iem.fraunhofer.de)

Statements zum Advanced Systems Engineering
https://www.youtube.com/watch?v=lYFEJYz0pbs