Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeine und holistische Entwicklungsmethodik, weshalb diese erarbeitet werden soll. Im Rahmen von Vorarbeiten hat sich herausgestellt, dass insbesondere in Bezug auf die (automatisierte) Kompatibilitätsprüfung weiterer Forschungsbedarf besteht.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur Kompatibilitätsprüfung elektronischer Hardware-Komponenten bei der Konzeptionierung von SiME. Ein beispielhafter Vorschlag besteht in der Überprüfung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie Übertragungsprotokolle. Stimmen diese für aufeinanderfolgende überein, so besteht Kompatibilität(?). Eine Schwierigkeit der Prüfung besteht dabei im Widerspruch zwischen zu detaillierter und zu grober Beschreibung der Größen sowie der Ab- und Aufwärtskompatibilität neuer Protokollgenerationen.

Das Ziel ist daher das Auffinden eines passenden Vorgehens und dessen Ausgestaltung. Beispielhaftes, aber nicht einzig mögliches Ergebnis könnte die Verwendung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie die Formulierung einer geeigneten Granularität der Betrachteten Parameter sein.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeine und holistische Entwicklungsmethodik, weshalb diese erarbeitet werden soll. Im Rahmen von Vorarbeiten hat sich herausgestellt, dass insbesondere in Bezug auf die (automatisierte) Kompatibilitätsprüfung weiterer Forschungsbedarf besteht.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur Kompatibilitätsprüfung elektronischer Hardware-Komponenten bei der Konzeptionierung von SiME. Ein beispielhafter Vorschlag besteht in der Überprüfung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie Übertragungsprotokolle. Stimmen diese für aufeinanderfolgende überein, so besteht Kompatibilität(?). Eine Schwierigkeit der Prüfung besteht dabei im Widerspruch zwischen zu detaillierter und zu grober Beschreibung der Größen sowie der Ab- und Aufwärtskompatibilität neuer Protokollgenerationen.

Das Ziel ist daher das Auffinden eines passenden Vorgehens und dessen Ausgestaltung. Beispielhaftes, aber nicht einzig mögliches Ergebnis könnte die Verwendung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie die Formulierung einer geeigneten Granularität der Betrachteten Parameter sein.

Immer häufiger unterscheiden sich Produkte nicht mehr primär durch ihre physischen Hardwarekomponenten, sondern durch softwarebasierte Steuerungs-, Verarbeitungs- und Funktionslogiken. Ein anschauliches Beispiel sind Smartphone-Kameras, deren Leistungsfähigkeit heute weitgehend durch softwareseitige Bildverarbeitung bestimmt wird, während die zugrunde liegende Hardware zunehmend standardisiert und austauschbar ist. Ein weiteres Beispiel sind produktbegleitende Software-Geschäftsmodelle, bei denen Hardwarefunktionen bereits serienmäßig in allen Geräten vorhanden sind, jedoch erst im Rahmen von Abonnements durch Software freigeschaltet werden – etwa Leistungsfreischaltungen in modernen Fahrzeugen.

Bei diesen sogenannten Software Defined Products (SDP) erfolgt die Differenzierung zwischen Produktvarianten und -generationen daher primär durch Software. Gerade im Kontext von Nachhaltigkeit und Zirkularität bieten SDP ein erhebliches Potenzial, da bei neuen Produktgenerationen große Teile der Hardware weiterverwendet werden können und Innovationen überwiegend softwareseitig erfolgen. Dadurch lassen sich Materialverbrauch, Ressourcenbedarf und Emissionen über den Produktlebenszyklus reduzieren.

Allerdings existiert bisher ein uneinheitliches Begriffsverständnis in der Literatur hinsichtlich der Definition sowie der systematischen Abgrenzung von Produktarten mit zentraler Softwarekomponente. Ebenso sind die charakteristischen Merkmale und Gestaltungsprinzipien von Circular Software Defined Products (CSDP) bislang kaum untersucht.

Ziel der Arbeit ist daher zunächst die systematische Aufarbeitung und Erweiterung des aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstands zu SDP. Darauf aufbauend sollen zentrale Eigenschaften, Anforderungen und Gestaltungskriterien identifiziert werden, die zur Entwicklung zirkulärer SDPs beitragen können.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeine und holistische Entwicklungsmethodik, weshalb diese erarbeitet werden soll. Im Rahmen von Vorarbeiten hat sich herausgestellt, dass insbesondere in Bezug auf die (automatisierte) Kompatibilitätsprüfung weiterer Forschungsbedarf besteht.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur Kompatibilitätsprüfung elektronischer Hardware-Komponenten bei der Konzeptionierung von SiME. Ein beispielhafter Vorschlag besteht in der Überprüfung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie Übertragungsprotokolle. Stimmen diese für aufeinanderfolgende überein, so besteht Kompatibilität(?). Eine Schwierigkeit der Prüfung besteht dabei im Widerspruch zwischen zu detaillierter und zu grober Beschreibung der Größen sowie der Ab- und Aufwärtskompatibilität neuer Protokollgenerationen.

Das Ziel ist daher das Auffinden eines passenden Vorgehens und dessen Ausgestaltung. Beispielhaftes, aber nicht einzig mögliches Ergebnis könnte die Verwendung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie die Formulierung einer geeigneten Granularität der Betrachteten Parameter sein.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeines und holistisches Entwicklungsvorgehen für SiME. Es soll daher eine Methodik für die Konzeption Sensorintegrierender Maschinenelemente entwickelt werden.

Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen der Herleitung eines Gesamt-Vorgehensmodells für die Entwicklung von SiME, verschiedene Entwicklungs-Methodiken als Referenz für eine Gesamtstruktur des Vorgehens zu analysieren und ein passendes Vorgehen zu entwerfen. Gleichzeitig soll der Einfluss der jeweiligen Teilschritte auf die Nutzerakzeptanz festgestellt werden. Anhand dieser Bewertung soll eine Priorisierung der Teilschritte und deren notwendiger Detaillierungsgrad abgeleitet werden. Zuletzt sind die zentralen Anforderungen an die jeweiligen Teilschritte festzuhalten.

Bauteiltrennungen mit anschließendem Fügen sind in der Fertigung etabliert. Dies soll auch auf die Additive Fertigung (AM) erweitert werden, speziell auf das Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (PBF-LB). Jedoch besitzt AM Restriktionen, auf die – neben der Beanspruchung – bei der Bauteiltrennung und dem anschließenden Fügen besonders geachtet werden muss.

Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete Trennstellen zu identifizieren und ein Vorgehen für eine beanspruchungsgerechte Bauteiltrennung mit nachgelagertem Fügen für PBF-LB zu entwickeln. Dabei soll eine beanspruchungsgerechte Gestaltung und der Fertigungseinfluss berücksichtigt werden. Das gefügte Bauteil soll dafür mittels geeigneter Werkzeuge (z.B. FEA) untersucht und das damit gewonnene Wissen in Form von Anpassungen im Vorgehen berücksichtigt werden.

In der konventionellen Fertigung haben sich Gestaltungsansätze (DfX) für die trenn- und fügegerechte Gestaltung etabliert. Die Gestaltung für die Additive Fertigung (DfAM) und insbesondere das Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB) liefert Synergien und Konflikte mit bestehenden Gestaltungsansätzen.

Ziel dieser Arbeit ist die Analyse bestehender Gestaltungsansätze im Kontext der Bauteiltrennung in AM, um Synergien und Konflikte konventioneller und additiver Gestaltungsansätze aufzudecken und deren Einfluss auf die Gestaltung in AM zu untersuchen.