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Lehrstuhl für KonstruktionstechnikTechnische FakultätFriedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg

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Virtuelle Produktentwicklungund Konstruktionsmethodik

Mechatronische Systemeim Maschinenbau

Maschinenelementeund Bauteilauslegung

Nutzerzentrierte Produkt-entwicklung

Forschungs-schwerpunkte

Lehrstuhl für Konstruktionstechnik

Der Nutzer im Mittelpunkt der Produkt-entwicklungDer demografische Wandel in den Industrienationenhat nicht nur auf die Pflege- undSozialdienstleistungsbranche große Auswirkungen.Die sich verändernde Bedürfnisstruktur von Men-schen unterschiedlicher Altersklassen stellt auch dieProduktentwicklung vor neue Herausforderungen.

Alternsgerechte ProduktentwicklungKünftig sind Bedürfnisse von Nutzern jeden Altersüber den gesamten Entwicklungsprozess hinwegstärker zu berücksichtigen. Hierzu erfolgt einegezielte Ableitung und Einbindung vonNutzeranforderungen in die frühen Phasen derProduktentwicklung. So gelingt es, individuellanpassbare, alternsgerechte Produkte anzubieten,welche deutlich stärker auf die tatsächlichenKompetenzen und Bedürfnisse des jeweiligenNutzers eingehen können. Dabei stellt insbesondereein interdisziplinärer Austausch mit Psychologen,Medizinern und Experten weiterer Fachgebiete einenwichtigen Bestandteil der Forschungsleistung dar.

Vorhersage des NutzerverhaltensEine Bewertung von nutzerbezogenen Produkt-eigenschaften sollte anhand von Effektivität undEffizienz der zur Zielerreichung notwendigenAktionen des Menschen erfolgen. Im Rahmen derSimulation mit digitalen Menschmodellen mussdaher das mit einer Zielsetzung verbundene Nutzer-verhalten in Abhängigkeit des Produktverhaltensvorhergesagt werden. Bei ergonomischen Frage-stellungen betrifft dies die realitätsnahe Synthesemenschlicher Bewegungen und Körperhaltungen.

Hierzu werden erweiterte Methoden der inversenKinematik und optimalen Regelung eingesetzt, diephysiologische Zusammenhänge im Organismusberücksichtigen.

Biomechanische Modellierung desNutzersNeben den Schnittstellen zwischen Nutzer undProdukt müssen auch die verwendeten digitalenMenschmodelle selbst ein möglichst genauesvirtuelles Abbild der Nutzer einer gewünschtenZielgruppe darstellen. Vor allem Alterungs- undKrankheitsprozesse führen zu interindividuellenUnterschieden. Im Falle biomechanischer digitalerMenschmodelle müssen neben den anthropo-metrischen Unterschieden auch funktionaleKörperparameter, wie etwa die maximal erzeug-bare isometrische Muskelkraft, an die gewünschteZielperson oder -gruppe angepasst werden.

Integration in CAD und CAEUm eine effiziente Nutzung von biomechanischenSimulationen im Umfeld der virtuellen Produkt-entwicklung zu ermöglichen, werden software-technische Anbindungen an bestehende CAD- undCAE-Systeme entwickelt. Ziel ist es, den Entwicklermit Hilfe von Assistenzsystemen durch konkreteHandlungsempfehlungen bei der nutzerzentriertenAuslegung von Produkten zu unterstützen.

Die nutzerzentrierteProduktentwicklungforciert daher eine ge-zielte Anpassung vonProdukten an die Kom-petenzen der zukünf-tigen Nutzer. Auf denAnwender abgestimmte, alterssensible Produktebedürfen jedoch entsprechender Entwicklungs-prozesse und -methoden. Dazu sind unter anderemdie Auswirkungen von Veränderungen mensch-spezifischer Produktmerkmale auf die Produkt-nutzung und das Produktverhalten vorherzusagen.Neu entwickelte digitale Werkzeuge sollen dabei denProduktentwickler in die Lage versetzen, eineeffiziente Auslegung, Optimierung und Absicherungder Nutzer-Produkt-Interaktion vorzunehmen.

Forschungsschwerpunkte:

Erfassung und Integration individueller Nutzeranforderungen in der frühen Phase der Produktentwicklung

Modellierung und Vorhersage der Nutzer-Produkt-Interaktion

Erzeugung alters- und leistungsadaptierter digitaler Menschmodelle

Kopplung von Menschsimulation und CAx