Multiskalierbare Funktionenmodellierung in der Industrieplanung - Ein Beitrag zur integrierten Funktionenanalyse- und Synthese der nutzungs- und produkttechnologischen Aspekten von Industriebauwerken am Beispiel einer Einrichtung der Außer-Haus-Wirtschaft

Die Entwicklung innovativer, komplexer Produkte – Bauwerke, Maschinen, Software – wird durch immer kürzer werdende Entwicklungs- und Produktlebenszyklen, und immer höhere Erwartungen der Nutzer bezüglich Leistung, Funktionsumfang, Qualität und Kosten gekennzeichnet. Eine besondere Herausforderung stellen komplexe Industriebauwerke, bei denen Synergien zwischen Bautechnik und Mechatronik eine wichtige Rolle spielen.
Der funktionale Zugang zum bautechnischen und mechatronischen Entwurf kann ein wichtiges Bindeglied für die Konzeptplanung darstellen. Fehlende Kenntnisse über die funktionalen Abhängigkeiten der Teilsysteme, sowie fehlende integrierte Modelle für die Nutzungs- und Produktfunktionen führen zu vergessenen oder nicht berücksichtigten, aber notwendigen Planungsaspekten im Bauwesen, die erst in späteren Produktlebensphasen entdeckt werden, und höhere Kosten so-wie längere Entwicklungszeiten nach sich ziehen. ... mehrEin weiteres Problem stellen versäumte Optimierungsmöglichkeiten wegen mangelnder Überschaubarkeit des Lösungsraumes dar.
In dieser Arbeit werden ein integriertes Informationsmodell und die dazugehörige Notation für Nutzungs- und Produktfunktionen, sowie ein systematisches Vor-gehen zur multiskalierbaren Funktionenmodellierung in der Industrieplanung entwickelt. Dadurch wird die konzeptuelle Grundlage geschaffen, um eine funktionale Vernetzung der interdisziplinären Teilsysteme informationstechnisch abbilden und IT-basiert verarbeiten zu können. Auf diesem Konzept aufbauend können Softwaresysteme entwickelt werden, mit deren Hilfe der Lösungsraum rechnergestützt untersucht werden kann, um eine optimale Lösung mithilfe sämtlicher funktional verknüpften Informationen zu finden.
Am Beispiel der Planung einer Einrichtung der Außer-Haus-Wirtschaft wird das Konzept zur Funktionenmodellierung in der Industrieplanung verifiziert. Dabei wird nachgewiesen, dass relevante funktionale Aspekte bautechnischer und mechatronischer Systeme informationstechnisch korrekt abgebildet und zur systematischen, rechnergestützten Bearbeitung verwendet werden können.

The hallmarks of the development of innovative and complex products such as buildings, machines and software are shorter development cycles and product lifecycles, as well as higher expectations of the customers regarding performance, functionality, quality and costs. Complex industry buildings, where synergies between building technology and mechatronics play an essential role, represent a major challenge.
The function oriented approach to building and mechatronics design can be an important link for the conceptual planning. However, missing knowledge about the functional dependencies between sub-systems, as well as missing integrated models for usage functions and product functions lead to forgotten planning aspects, which are only discovered at later stages in the product lifecycle, and cause higher cost as well as prolonged development time. ... mehrOther challenges are posed by missed optimization opportunities due the complications of an unman-ageable solution space.
An integrated information model and the corresponding notation for usage and product functions, as well as a systematic approach for multi-scalable functional modelling in industrial planning are developed in this thesis. This creates the conceptual basis for the computational representation and IT-based processing of the functional interdependencies of the interdisciplinary sub-systems. Software systems for automated exploration of the solution space can be developed based on this concept, so that an optimal solution can be found.
The concept for multi-scalable functional modelling in industrial planning is veri-fied using an example from the dining industry. In the process it is demonstrated, that relevant functional aspects of buildings and mechatronic systems can be represented correctly and can be used for the systematic, computer-based pro-cessing.