Durch die seit Jahren ansteigende Produktvielfalt und damit einhergehenden zunehmenden Komplexität von Produktionsprozessen in der maschinellen und automatisierten Fertigung steigen die Herausforderungen an die Modellierung von Fertigungsprozessen. Neue Produktvarianten erfordern vielfach eine Adaption bewährter Prozessmodelle oder deren grundlegende Neuentwicklung. In der Virtuellen Produktion, in der die Produktionsplanung mit Hilfe von miteinander vernetzen Simulationsanwendungen durchgeführt wird, entsteht auf diese Weise der Bedarf an einer raschen und zuverlässigen Validierung adaptierter oder neuer Prozessmodelle. Das vorliegende Werk präsentiert einen informationstechnischen Ansatz, diesen Bedarf zu decken.
Visual Analytics kombiniert den Einsatz anwendungsspezifischer Analysemethoden und interaktiver Visualisierung. Dieses Werk stellt die Implementation dieses Ansatzes in einem Informationssystem vor, die die zielgerichtete Validierung von Modellen durch die Klassifikation des Wirkzusammenhangs von Modellvariablen auf das Modell ermöglicht. Die Ergebnisse numerischer Simulationen von Fertigungsprozessen, in denen ein zu validierendes Prozessmodell implementiert wurde, werden als Datengrundlage für die Analysen herangezogen.
Der wissenschaftliche Ansatz sieht die Definition von drei Forschungsfragen vor, die das Datenmanagement, die zielgerichtete und anwenderzentrierte Durchführung der Modellvalidierung sowie die angewandte Analysemethode betreffen. Anhand eines Anwendungsfalls aus der Validierung von Modellen für Laserschneidprozesse werden die Antworten mit Hilfe des implementierten Informationssystems evaluiert. Ein Ausblick auf die Integration des Informationssystems in den laufenden Produktionsbetrieb schließt dieses Werk ab.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Vor dem Hintergrund zunehmender Verbreitung von Public Private Partnerships (PPP) in der BRD ist von Interesse, ob PPP tatsächlich ein Instrument zur effektiveren und effizienteren Leistungsbereitstellung öffentlicher Aufgaben darstellt und welche Faktoren den Erfolg einer PPP beeinflussen. Zur Klärung dieser in Theorie und Praxis nur fragmentiert beantworteten Frage identifiziert und bewertet diese Studie als Beitrag zu einer systematischen Erfolgsfaktorenforschung techno-ökonomische und sozioökonomischer Einflussgrößen im Rahmen einer quantitativen Studie. Die Befragung von 401 Projektleitern der öffentlichen Hand und der Privatwirtschaft bei 170 kommunalen deutschen PPPs mündet in einem Strukturgleichungsmodell zweiter Ordnung. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere detailliert festgelegte Anreiz- und Sanktionsmechanismen, eine ausgewogene Verteilung der vertraglich fixierten Risiken und ein hohes Unterstützungsniveau bei (politischen) Stakeholdern Treiber für den Erfolg sind. Überdies werden die PPPs von den Projektleitern beider Seiten als insgesamt sehr erfolgreich bewertet, so dass von einem Win-Win-Konzept gesprochen werden kann.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Fabian Fontana zeigt einen durchgängigen virtuellen Entwicklungsprozess zur Eigenschaftsentwicklung von Fahrzeugen mit Bremsregelsystem mitsamt den erforderlichen Methoden. Dabei baut der Autor eine Simulationsumgebung auf und validiert diese nach objektiven Maßstäben. Darüber hinaus wird ein Vorgehen zur Definition objektiver Bewertungskennwerte für Fahrzeugeigenschaften formuliert und auf ein Spurwechselmanöver angewendet, wobei Kriterien für die Stabilität und die Agilität des Fahrzeugs identifiziert werden. Weiterhin wird ein mehrstufiges Verfahren zur Sensitivitätsanalyse definiert und dieses für statische Fahrzeug- und Applikationsparameter des Bremsregelsystems eingesetzt. Abschließend zeigt er den Praxisnutzen der Methoden in einem Anwendungsbeispiel auf.
Aktualisiert: 2023-04-03
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Fabian Fontana zeigt einen durchgängigen virtuellen Entwicklungsprozess zur Eigenschaftsentwicklung von Fahrzeugen mit Bremsregelsystem mitsamt den erforderlichen Methoden. Dabei baut der Autor eine Simulationsumgebung auf und validiert diese nach objektiven Maßstäben. Darüber hinaus wird ein Vorgehen zur Definition objektiver Bewertungskennwerte für Fahrzeugeigenschaften formuliert und auf ein Spurwechselmanöver angewendet, wobei Kriterien für die Stabilität und die Agilität des Fahrzeugs identifiziert werden. Weiterhin wird ein mehrstufiges Verfahren zur Sensitivitätsanalyse definiert und dieses für statische Fahrzeug- und Applikationsparameter des Bremsregelsystems eingesetzt. Abschließend zeigt er den Praxisnutzen der Methoden in einem Anwendungsbeispiel auf.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Zunächst gibt die Arbeit einen Überblick über die jahrzehntelange Entwicklung und Anwendung von MKS-Programmen sowie die Besonderheiten und die Komplexität der Validierung von MKS-Modellen im Anwendungsbereich der fahrtechnischen Zulassung. Nach Beschreibung des Projekts DynoTRAIN wird das im Projekt entwickelte Validierungsverfahren erläutert.
Zwar legt die DynoTRAIN-Methode als einzige der in den letzten Jahren entwickelten Methoden die Validierungsgrößen und ihre Grenzwerte sowie die Validierungsmetrik fest, jedoch konnte im Rahmen des Projekts die Anzahl ausgewählter Auswerteabschnitte je Prüfbereich nicht genau spezifiziert werden. Die Erarbeitung dieses äußerst komplexen Prozesses ist die Zielstellung der Arbeit. Dafür wird ein neues Verfahren zur Analyse von Billionen von Modellvalidierungsergebnissen der DynoTRAIN-Methode entwickelt und beschrieben. Die Ergebnisse basieren auf Vergleichen von Simulations- und Messergebnissen eines Reisezugwagens und zweier Güterwagen (unbeladen, beladen) in neu erstellten Auswerteabschnitten.
Diese Arbeit erforscht wichtige neue Zusammenhänge im Hinblick auf die notwendige Genauigkeit bei Synchronisation simulierter und gemessener Signale, die Parameterwahl des Kraftschlusskoeffizienten im Rad-Schiene-Kontakt, die Auswahl und Anzahl der Auswerteabschnitte je Prüfbereich, die Interpretation des Modellvalidierungsergebnisses, die Absicherung der Validierung bezüglich der Wahl der Abschnitte, den Zusammenhang zwischen Modellvalidierung und simulierten Streckenversuchen sowie die derzeit gültigen Grenzwerte der Validierungsgrößen. Die neuen Ergebnisse leisten einen Beitrag zur genaueren normativen Spezifikation der Methode und verbessern die Zuverlässigkeit des beurteilten MKS-Modells durch diesen Weg der Validierung.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Die vorliegende Arbeit beinhaltet experimentelle und simulative Studien zum Betrieb einer reaktiven Trennwandkolonne. Der Vergleich der Ergebnisse zeigt für das beispielhaft untersuchte, komplexe Reaktionssystem, dass die Vorhersage des Apparateverhaltens mit Hilfe eines Gleichgewichtsstufenansatzes gelingt. Als Alternative zur Beschreibung der Trennleistung wird zudem ein spezieller Nichtgleichgewichtsstufenansatz vorgeschlagen. Dieser ist in der Lage, den Einfluss diverser Prozessänderungen auf die beobachtbare Trennleistung verschiedener Strukturpackungen vorherzusagen. Schließlich wird verdeutlicht, wie Trennwandkolonnen trotz Unsicherheiten in Bezug auf Dampfaufteilung und Wärmetransport über die Wand energieoptimal betrieben werden können.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Durch die seit Jahren ansteigende Produktvielfalt und damit einhergehenden zunehmenden Komplexität von Produktionsprozessen in der maschinellen und automatisierten Fertigung steigen die Herausforderungen an die Modellierung von Fertigungsprozessen. Neue Produktvarianten erfordern vielfach eine Adaption bewährter Prozessmodelle oder deren grundlegende Neuentwicklung. In der Virtuellen Produktion, in der die Produktionsplanung mit Hilfe von miteinander vernetzen Simulationsanwendungen durchgeführt wird, entsteht auf diese Weise der Bedarf an einer raschen und zuverlässigen Validierung adaptierter oder neuer Prozessmodelle. Das vorliegende Werk präsentiert einen informationstechnischen Ansatz, diesen Bedarf zu decken.
Visual Analytics kombiniert den Einsatz anwendungsspezifischer Analysemethoden und interaktiver Visualisierung. Dieses Werk stellt die Implementation dieses Ansatzes in einem Informationssystem vor, die die zielgerichtete Validierung von Modellen durch die Klassifikation des Wirkzusammenhangs von Modellvariablen auf das Modell ermöglicht. Die Ergebnisse numerischer Simulationen von Fertigungsprozessen, in denen ein zu validierendes Prozessmodell implementiert wurde, werden als Datengrundlage für die Analysen herangezogen.
Der wissenschaftliche Ansatz sieht die Definition von drei Forschungsfragen vor, die das Datenmanagement, die zielgerichtete und anwenderzentrierte Durchführung der Modellvalidierung sowie die angewandte Analysemethode betreffen. Anhand eines Anwendungsfalls aus der Validierung von Modellen für Laserschneidprozesse werden die Antworten mit Hilfe des implementierten Informationssystems evaluiert. Ein Ausblick auf die Integration des Informationssystems in den laufenden Produktionsbetrieb schließt dieses Werk ab.
Aktualisiert: 2023-04-17
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