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Vorstellung des Lehrstuhls für Maschinenbauinformatik (LMI)

Der Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik (LMI) entstand 1994 an der Fakultät für Maschinenbau der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Seine Hauptaufgabe sieht der Lehrstuhl darin, zur Unterstützung und Steigerung der Erfolgsfaktoren eines Unternehmens, nämlich zu Innovationsfähigkeit, Kreativität, Wissen und Flexibilität seiner Mitarbeiter nachhaltig beizutragen, um in einem dynamischen Umfeld leistungs- und wettbewerbsfähige Produkte herstellen zu können.
Bild 1: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sandor Vajna, Inhaber des Lehrstuhls für Maschinenbauinformatik.

Arbeitsgebiete des Lehrstuhls sind die Erforschung, Anwendung und Optimierung von leistungsfähigen Prozessen, Methoden, Verfahren und Werkzeugen in der Produktentwicklung, da in diesem Bereich alle relevanten Eigenschaften und die Wirtschaftlichkeit eines Produkts festgelegt werden. Dazu werden Forschungsergebnisse in zahlreichen und vielfältigen Projekten mit der Industrie in die Praxis übertragen. Die Ergebnisse des Praxiseinsatzes liefern wiederum wichtige Impulse für weitere Forschungsarbeiten. Bild 2 zeigt die einzelnen Arbeitsgebiete des Lehrstuhls.

Bei der Integrierten Produktentwicklung (IPE) werden alle Eigenschaften eines Produkts als gleichwertig behandelt. Diese Eigenschaften sind Nachhaltigkeit und Preis/Leistungs-Verhältnis, Funktionserfüllung, Formgebung (Technisches Design) und Handhabbarkeit (Ergonomie), Herstellbarkeit und Wartbarkeit. Sie sind bei beliebigen dinglichen Produkten vorhanden, aber auch bei Software oder Beratungsleistungen. Die IPE ermöglicht eine ganzheitliche Sicht auf das Produkt sowie auf seine Entstehungs-, Nutzungs- und Rückführprozesse. Zudem werden alle möglichen Einflüsse und Bedingungen aus dem späteren Leben des Produktes bereits in der Entwicklung berücksichtigt, um Entscheidungen mit allen Beteiligten zum frühestmöglichen Zeitpunkt treffen zu können.

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Prozesse und Projekte werden mit intelligenten Prozesselementen auf einfachste Art und Weise modelliert und optimiert. Dabei kann das entstehende Prozessmodell zu jedem Zeitpunkt simuliert und bewertet werden. Mit Hilfe der Dynamischen Navigation können bei auftretenden Änderungen und Störungen im Projektlauf geeignete Alternativen sofort ermittelt und bewertet werden, damit Prozesse und Projekte flexibel reagieren und Zielvorgaben trotzdem eingehalten werden können.

Die Produktmodellierung an verschiedenen 3D-CAx-Systemen des Lehrstuhls (siehe unten) umfasst die wissensbasierte Parametrik, die Modellierung mit erweiterten Features, Simulation und Optimierung sowie Datenintegration mit PDM-Systemen. Parallel dazu werden Methoden und Verfahren zur durchgängigen Bereitstellung von Wissen in der Produktentwicklung erforscht (Knowledge-Based Engineering – KBE).

Die Autogenetische Konstruktionstheorie beschreibt die Produktentwicklung als permanente Optimierung, die mit den Gesetzen und Verfahren der biologischen Evolution naturanalog abläuft. Eine Teilanwendung daraus ist das Optimieren von Produkten mit dem eigenen System NOA auf der Basis von Genetischen Algorithmen und von Evolutionsstrategien, mit der sich beispielsweise Gewichtsreduktionen von mehr als 30 Prozent bei gleichzeitiger Steige- rung der Produktleistungsfähigkeit erzielen lassen.

Die Wirtschaftlichkeit von Prozessen und Technologien wird mit dem eigenen »Benefit Asset Pricing Model« (BAPM) erforscht. BAPM ermittelt, quantifiziert und bewertet unter anderem die Durchlaufzeitverkürzung, die Verbesserung von Produkt- und Prozessqualität sowie die Effizienz des Technologieeinsatzes. Die Ergebnisse dieser Nutzenbewertung fließen mit den dazugehörenden Kosten in eine dynamische Investitionsbestimmung. Die Genauigkeit der Vorhersagen liegt bei deutlich über 90 Prozent. BAPM kann jederzeit eingesetzt werden, das heißt sowohl vor Beginn eines Projekts, während des laufenden Projekts oder nach seinem Ende, als auch für denkbare Projektalternativen, beispielsweise beim Einsatz neuer Technologien.

Studenten werden in der eigenen Studienrichtung »Integrierte Produktentwicklung« interdisziplinär und ganzheitlich ausgebildet. Studenten der IPE kommen aus Maschinenbau, Design, Wirtschaftswissenschaften, Informatik, Psychologie sowie Sport und Technik. Sie werden dabei nicht nur in den Fachgebieten, sondern auch in Softskills (wie Teamfähigkeit, Projektdenken, Präsentationstechnik und Zeitmanagement) ausgebildet. Das erlernte Wissen wird in Semesterprojekten vertieft, wobei die Aufgabenstellungen für Projekte aus der Industrie kommen und die Entwicklung eines Produkts von der ersten Idee bis zum Prototyp zum Inhalt haben. Die Studienrichtung IPE wird im Wintersemester 2010/2011 durch den eigenen Master of Science »Integrated Design Engineering« abgelöst.

Der Lehrstuhl verfügt über alle führenden CAx-Systeme, PDM-Systeme, zahlreiche Simulationssysteme sowie über Systeme für die Virtuelle Produktentwicklung und das Concept Modelling. Studenten werden an allen diesen Systemen ausgebildet, um ihnen fundierte Kenntnisse dieser Hilfsmittel an sich und nicht lediglich die Handhabung eines bestimmten Systems zu vermitteln. -fr-

Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg http://lmi.uni-magdeburg.de

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