Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE)

Forschung

Der Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung an der Technischen Universität Kaiserslautern befasst sich in Forschung und Lehre mit Ansätzen des Smart Engineerings, d.h. mit Prozessen, Methoden und IT-Werkzeugen für das Engineering und das Management smarter, vernetzter Produkte und Produkt-Service-Systeme (PSS). Smarte Produkte bzw. PSS basieren auf dem Internet der Dinge und werden auch als Produkte der Industrie 4.0 bezeichnet. Dabei spielen Konzepte zur Gestaltung und Nutzung virtueller Produktzwillinge im Zusammenspiel mit den jeweils zugehörigen realen, physisch greifbaren Produkten entlang des gesamten Produktlebenszyklus, von der Produktentwicklung bis hin zur Produktnutzung, eine zentrale Rolle.

Im Forschungsschwerpunkt „Smart Systems Engineering“ stehen neue Methoden und IT-Werkzeugen für das modellbasierte Systems Engineerings (MBSE) zur Disziplinen-übergreifenden Modellierung und Validierung smarter Produkte bzw. PSS im Mittelpunkt. Dies beinhaltet die Modellierung und Simulation komplexer, interdisziplinärer Systemmodelle einschließlich ihres Verhaltens in den ganz frühen Phasen der Produktentwicklung. Weiterhin sind verschiedene closed-loop Ansätze zur Absicherung der Systemmodelle in verschiedenen, nachfolgenden Entwicklungsphasen, die sowohl virtuelle, als auch reale Prototypen des jeweiligen Systems integrieren, Teil dieses Forschungsschwerpunktes.

Der Forschungsschwerpunkt „Smart Product Lifecycle Management“ fokussiert das Management und die Bereitstellung produktbezogener Daten entlang des gesamten Lebenszyklus smarter, vernetzter Produkte. Einen zentralen Aspekt bildet hierbei die Integration von Produktdaten, die über mehrere heterogene Softwaresysteme verteilt vorliegen, auf der Basis semantischer Datenmodellierungs- und Datenmanagementmethoden, die ein Digitized Engineering Repository nutzen.

Weiterhin stehen Ansätze und IT-Werkzeuge für die Modellierung und das Management virtueller Produktzwillinge im Zusammenspiel mit ihren zugehörigen, über das Internet of Things (IoT) vernetzten, realer Produktinstanzen im Mittelpunkt dieses Forschungsschwerpunktes. Dies beinhaltet u.a. die Aufbereitung und Rückführung von Produktnutzungsdaten in die Produktentwicklung.

Unmittelbar mit obenstehenden Forschungsschwerpunkten verbunden ist der Einsatz neuester Visualisierungs- und Interaktionstechnologien wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR).

VPE stellt seine Kompetenzen in Projekten mit Partnern aus Industrie und Forschung zur Verfügung. Die Forschung innerhalb aller Kompetenzfelder des Lehrstuhls zeichnet sich durch eine hohe Anwendungsorien-tierung aus. Die Aktivitäten von VPE haben Themen aus dem System Lifecycle Management zum Forschungs-schwerpunkt. Eng damit verknüpft sind die Themengebiete „Model-Based Systems Engineering (MBSE)“ sowie „Vernetzte IT-Toolketten und Standards“, als Grundlage einer vernetzten Prozess- und IT-Tool-Kette. Arbeiten zu den Themengebieten „Industrial Internet“ und „Nachhaltigkeit“ adressieren aktuelle Herausforderungen an eine moderne, interdisziplinäre und integrierte Entwicklung smarter Produktsysteme sowie Dienstleistungen.

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