Multimedia in der Produktionstechnik

PD Dr.-Ing. Stephan Klöcker, Dipl.-Inform. Jens Hoheisel,

Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft

Bremer Institut für Konstruktionstechnik

Prof. Dr.-Ing. Bernd E. HirschProf. Dr.-Ing. Dieter H. MüllerProf. Dr. Ing. Gert GochProf. Dr.-Ing. Franz J. Heeg

Multimedia für Ingenieure

Teamwork und Telekooperation

Multimedia in der Produktentwicklung

Lebenslanges Lernen / Learning on the Job

Projekte: Übersicht

1991 -1993: Computergestützte Unterrichtsmodule für die CAD- Weiterbildung älterer Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer 1993 -1994: Technische Maschinendokumentation mit Hilfe Multimedialer

Systeme

1995 -1999: CBT-Bausteine zum Erlernen von Qualitätsmethoden am Arbeitsplatz, Q2

1999 - 2000: Concurrent Engineering Simulation Game, COSIGA

ab März 2001: Netzbasiertes Management von Konstruktionswissen und multimedialeVermittlung innerhalb einer internet-gestützten Lernumgebung, Pro-Teach-Net

Entwicklung von CBT-Modulen für die Qualitätsmethoden QFD, FMEA und FTA

Einführungsstrategien

Evaluation

Projektziele:

BIK Bremer Institüt für Konstruktionstechnik

artec Forschungszentrum Arbeit und Technik

SET Projekt Software Ergonomietransfer

Konzept und Umsetzung

Begleitforschung, Evaluation

Softwaregestaltung, -evaluation

verschiedene Unternehmen, bei deneneine Einführung und Evaluation erfolgte

Projektpartner:

Projekt: Qualifikation zur Qualität - Q2 -Modellversuch, gefördert durch das BIBB (Bundesinstitut für berufliche Bildung)

Zielgruppekleine und mittlere Unternehmen

KonstrukteureTechniker

Technische Zeichner

Meister

ArbeitenLernen

CBT

Lernen am Arbeitsplatz (Learning on the job)Selbstqualifizierung Situationsgesteuertes LernenUnterstützung des individuellen LerntemposErlernen moderner QM-MethodenVorhandene Infrastruktur (z.B. Lernraum,Multimedia-PC)

Individuelle Randbedingungen

Erwartungshaltung gegenüber CBT und Zielkonflikte

Geringe finanzielle Ressourcen für Weiterbildungsmaßnahmen

Geringer zeitlicher Spielraum für CBT-Schulung

Motivation für neue Themen und erweiterte Aufgaben

Notwendigkeit von Weiterbildung

Offenheit gegenüber neuen Medien

Randbedingungen in den Unternehmen

Bezug zu den realen ArbeitsprozessenSelbstbestimmtes LernenWahlmöglichkeiten zwischen LernartenKreatives LernenInspiration/Motivation/Aktion/Interaktion

Handlungsorientierung

Definition/Konzept Entwicklung/Entwurf Fertigungsplanung Fertigung

Fehlerbaumanalyse FTA

Prozeß-FMEA

Konstruktions-FMEA

System-FMEA

Quality Function Deployment QFD

Produktlebenszyklus

Qualitätsmethoden und deren Einsatz-Zeitpunktim Produktlebenszyklus

FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einfluss Analyse)Instrument des präventiven Qualitätsmanagements

Methoden zur systematischen Risikoanalyse

- von Produkten- von Prozessen und- Systemen und AnlagenEingrenzung von Schwachpunkten

- qualitativ und- quantitativEinleitung gezielter Risikominimierungsmaßnahmen

Verringerung der Entwicklungszeit

Kundenorientierte ProduktentwicklungVerbesserung der Kommunikation im UnternehmenFrühzeitige Produktplanung

Vermeidung von Problemen durch frühzeitigen

Erkenntnisgewinn

Strategieplanung

QFD (Quality Function Deployment)

FTA (Fehlerbaum Analyse)Ermittlung von logischen Verknüpfungen von

Ermittlung von Zuverlässigkeitskennziffern

Abschätzen von Ausfallwahrscheinlichkeiten

Komponenten oder Teilsystemausfällen

Kurzvorstellung der ausgewählten Qualitätsmethoden

Bildschirmaufbau

Datei Bearbeiten Optionen Hilfe

Inhalt Lernmodi Navigation Ende

Inhalt Buch Fallstudie Anleitung Erläuterung Suche Zurück << < > >> Ende

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+

--

-

-

--

++

-

Lernfensterunterstützende Grafiken,Animationen, etc.

ArbeitsfensterAnleitungstexte,ergänzende Beispiele

Erfahrungen

Der Ansatz "Arbeiten und Lernen" läßt sich mit CBT-Programmen sehr gut vermitteln,wenn eine direkte Anwendung für den Lernenden erkennbar wird

Notwendigkeit eines Einführungskonzeptes, durch z.B. Seminare

CBT-Programme sind eine sinnvolle Alternative für Qualifizierungsmaßnahmen,

bei den genannten Qualitätsmethoden

Der Aufwand für die Erstellung war sehr hoch

Die Akzeptanz durch betriebliche Mitarbeiter ist hoch

Multimedia in der Produktionstechnik

am Beispiel des Computersimulationsspiels

COSIGAJens Hoheisel

BIBA, Prof. Dr.-Ing. Bernd E. Hirsch

COSIGA

Concurrent Engineering Simulation Game

ist ein Multimedia-Simulationsspiel

bildet ein Produktentwicklungsszenario ab

wird von Gruppen bis zu 5 Teilnehmern gespielt

verwendet Telekommunikationstechnik

erfordert Teamwork

COSIGA - das Spiel

Produktentwicklung eines Lastwagens

bekanntes, einfaches und universelles Produkt

Simuliert die Produktentwicklung von der Markt-beobachtung bis zur Produktion

Konkurrierende Rahmenbedingungen

Marktanforderungen

Produktspezifikation und Konstruktion

Produktionsumgebung

Zuliefermarkt

Spielaufbau

Designer

Purchase ManagerProject Manager

Marketing ManagerProduction Manager

INTERNET

Spielaufbau

Designer

Purchase Manager

Project Manager

Marketing Manager

Production Manager

INTERNET

Simulation & Kommunikation

Simulationsspiel

Kommunikationsplattform

Trainingsablauf Vermittlung der notwendigen Fachkompetenz

Regeln1. Vorbereitung der

Spielsituation

Durchführungdes Simulationsspiels

Plenums-gespräch

Reflexion in Gruppen

Partner A

Partner BPartner C

Designer

Production Manager

Erfahrungen

Hohe Investitionen bei der Entwicklung

Hoher Aufwand bei Vorbereitung und Durchführung einer Veranstaltung

Positives Feedback von den Studierenden

Lernerfolg sichtbar

Leistungen einzelner schwer zu bewerten

Zugang zum Spiel

Individuelle Vorführung in der Austellung

COSIGA Download im Internet

http://www.biba.uni-bremen.de/projects/cosiga

Trial-Version im Menüpunkt “results”

Kontakt

Jens Hoheisel

Tel: +49 (0)421 218 5519

Email hoh@biba.uni-bremen.de

Pro-Teach-Net

Netzbasiertes Management von Konstruktionswissen und multimediale Vermittlung innerhalb einer internetgestützten Lernumgebung

Laufzeit: 01.März 2001 bis 31.Dez. 2003

Förderung durch: BMBF / Träger: GMD PT-NMB

Volumen: ~ 4,5 Mio DM

Projektleitung: Bremer Institut für Konstruktionstechnik, BIK,

Prof. Dr.-Ing. D.H. Müller

Projektmanagement: PD Dr.-Ing. S. Klöcker

Konsortium:

Ziele des Projektes“PRO-TEACH-NET

Schaffung einer Lernumgebung für den Bereich lebenszyklusorientierte Produktentwicklung, d.h.Technische Darstellungslehre und CAD

Konstruktionslehre

Konstruktionsmethodik

CAx-Technologien

Virtuelle Produktentwicklung, DMU

Design for “X”

Schaffung einer Wissensbasis zur Produktentwicklung für Studierenden des Maschinenbaus, des Wirtschaftsingenieurwesensund verwandter Studiengänge mitFachwissen

Methodenwissen

Praxiswissen

Konstruktionswissen- Konstruktionslehre/-methodik- CAx- EDM/PDM- Virtualisierung, DMU- ...

WWW-basiertes Nutzer-SystemLernsystemeWissenakquisitionwww-SuchmaschineWissensaufbereitungRepräsentation

Experte E 1

Experte E n

Experte E 2

Wissens-aufbereitung

Didaktischeaufbereitung

Studen-tischerNutzer N2

Studen-tischerNutzer Nn

Industrieller Nutzer/ Experte E/N1 Industrieller

Nutzer/ Experte E/Nk

Studen-tischerNutzer N1

... ...

Lernumgebung und Wissensbasis

CADPro-E

Team”Karlsruhe”

Team“Bremen”

CADPro-E

CBT-Moduledienen als zusätzliches Medium in den Vorlesungen sind am heimischen PC oder in universitären Labors eigenständig nutzbar

Modul F: Konstruktionsmethodik

Modul G: Vertiefende C-Techniken

F1: Planen, KonzipierenF2: Entwerfen, AusarbeitenF3: Concurrent engineering, simultaneous engineeringF4: Design for "X": Qualitäts-, kosten-, umweltgerechte Konstruktion,..

G1: CAD-Vertiefung, Schnittstellen, IntegrationskonzepteG2: FEM, Simulationen, Kinematics, etc.G3: EDM/PDM (Produktdatenmodellierung)G4: Feature Based DesignG5: Virtuelle Produktentwicklung (VP), Virtual Reality (VR), Digital Mock up (DMU)G6: Rapid PrototypingG7: Weitere Applikationen

Module H: Projekte zur virtuellen Produktentwicklung Module J: IndustrielleProduktentwicklungsprozesse

Vorträge über industrielleEntwicklungsvorhaben (Video-Mitschnitte)

aufbereitete Vortragstexte

aufbereitete Projektberichte aus F&EVorhaben

Zugriff über die einzelnenProduktentwicklungsphasen/ Arbeitsschritte(z.B. nach VDI-Richtlinie 2221)

Aufbereitet und ergänzt durch Kommentare

Verweise (Links) zu den Modulen A bis D, F1-4und G 1-7

Projekte beinhalteten Aufgabenstellungen zur Produktentwicklung von der Planungbis zur “Serienreife” unter Nutzung der in F und G erlernten Methoden, Werkzeugeund Systeme unter praxisnahen Bedingungen. Die an den jeweiligen Standortengebildeten Projektteams simulieren dabei entweder Unternehmensbereiche oderunterschiedliche Unternehmen und kommunizieren über das Netz.

Team“Ilmenau”

CADPro-E

Team”Rostock”

CADPro-E

Team“Magdeburg”

CADPro-E

Karlsruhe(Master-Server)

Beispiele zu den Lehrinhalten

Internet

Studentische CBT-Nutzer

CAx-Applikationen

CAD FEM, MKS

...ServerRostock

ServerKarlsruhe

ServerMagdeburg

ServerIlmenau

ServerBremen

CBT-ModuleE +J

CBT-ModuleB+F

CBT-ModulH

CBT-ModuleA+G

CBT-ModuleC+D

Karlsruhe(Master-Server)

CAx-Applikationen

CAD FEM, CAM

...

CAx-Applikationen

CAD PDM, VP

...

CAx-Applikationen

CAD PDM, CAM

...

CAx-Applikationen

CAD FEM, RP, CAM

...

Studentische System-Nutzerfür Übungen (Modul “E”)für Projekte (Modul “H”)

Lernumgebung und Kommunikationsmöglichkeiten