Produktentwicklung: So lassen sich Optionen auf einen Blick vergleichen

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SCHOTT SYSTEME GmbH

Schneider Digital Josef J. Schneider e.K.

aPriori Deutschland

Ein interaktives Tool macht die Produktentwicklung transparenter und verkürzt Abstimmungswege bei multi-kriteriellen Kosten-Nutzen-Abwägungen.

• Entscheidungen in der Produktentwicklung trifft man selten leichtfertig, besonders wenn Kriterien in Konflikt stehen – eine Visualisierung der Alternativen hilft, die Gedanken zu ordnen.

• Ein Tool des Fraunhofer IGD soll Ingenieuren die Auswahl des optimalen Designs eines beauftragten Produkts erleichtern und transparente und leicht verständliche Preis-/Leistungs-Vergleiche ermöglichen, die zu kürzeren Abstimmungswegen führen.

Eine Ingenieurin entwickelt einen Elektromotor, der die vom Kunden beauftragten Nennwerte erfüllt. Ihre Vermutung, dass durch ein anderes Material oder eine Geometrieänderung die Motorleistung zusätzlich günstig beeinflusst werden kann, bestätigt sich in den Simulationen. Aber wie berichtet sie das dem Kunden, der den höheren Kosten für die Produktentwicklung kritisch gegenübersteht?

Alternativen in der Produktentwicklung: Designkandidaten schnell eingrenzen

Die Lösung: eine übersichtliche Visualisierung der Alternativen, in der sich durch kombinierbare Filter schnell die bevorzugten Designkandidaten eingrenzen lassen. Erhöht man beispielsweise per Schieberegler die Kosten, die man bereit ist zu tragen, zeigt die Visualisierung die Auswirkungen auf die übrigen Eigenschaften des Motors nahtlos an. So können die Vor- und Nachteile bestimmter Modelle auf einen Blick erkannt werden – ohne vertiefende Fachkenntnisse zu erfordern. Kunde und Ingenieur entscheiden hier je nach Einsatzgebiet: ist beispielsweise der Wirkungsgrad weniger kritisch, darf es auch eine kostengünstigere Motorvariante sein.

Durch die interaktiven Stellschrauben dieser Visualisierungs-Anwendung werden so Entscheidungsfindungen visuell leicht ersichtlich und Abstimmungswege bei multi-kriteriellen Kosten-Nutzen-Abwägungen wesentlich verkürzt.

Interaktive Visualisierung stellt Entscheidungsträger in den Mittelpunkt

Damit eine Visualisierung einen menschlichen Analyseprozess wie den einer Entscheidungsfindung effektiv unterstützt, müssen die realen Einsatzbedingungen berücksichtigt werden. Dazu werden die konkrete Problemstellung, Arbeitsabläufe und Bedürfnisse der Domänenexperten analysiert und daraus Anforderungen an eine Visualisierung abgeleitet. Erst dann können geeignete Visualisierungsansätze ausgewählt und auf die Domäne abgestimmt werden. Die beschriebene Visualisierung wurde in enger Abstimmung mit Ingenieuren des Linz Center of Mechatronics über einen Zeitraum von 1 ½ Jahren entwickelt. Durch die Zusammenarbeit konnte eine passgenaue Problemlösung entwickelt werden, die sich nahtlos in bestehende Arbeits- und Analyseabläufe einfügt. Wie dieser nutzerzentrierte Prozess erfolgreich umgesetzt wurde und was dabei beachtet werden muss, zeigen die Forscherinnen und Forscher in ihrer Design-Studie "PAVED: Pareto Front Visualization for Engineering Design".

Bild: Welche Anforderungen muss der Elektromotor erfüllen? Gibt es vernachlässigbare Parameter, um Kosten zu sparen? Eine aufgeräumte Visualisierung hilft bei der Kommunikation zwischen Designern, Konstrukteuren und Kunden.
(© Fraunhofer IGD/Linz Center of Mechatronics GmbH)

Weiterführende Informationen:

• Vollständiges Paper "PAVED: Pareto Front Visualization for Engineering Design" lesen: https://diglib.eg.org/handle/10.1111/cgf13990

• Konferenzbeitrag auf der EuroVis2020: www.youtube.com/watch?v=QYHaFxfIm0M 

Die Forschungsarbeit wurde durch das EU-Projekt CloudiFacturing gefördert: https://www.cloudifacturing.eu

Linz Center of Mechatronics GmbH (LCM): https://www.lcm.at

Software System Model Space (SyMSpace): https://symspace.lcm.at

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