Institut für Produktentwicklung und Gerätebau Institut Abteilungen
Abteilung Knowledge-Based Systems Engineering

Abteilung Knowledge-Based Systems Engineering

In der Forschung leisten wir einen Beitrag zur Verbreitung und Anwendung von wissensbasierten Systemen und Methoden der künstlichen Intelligenz zur Entwicklung kundenzentrierter, adaptiver Lösungen. Für Entwickelnde bieten wir Methoden und Werkzeuge, um Lösungsräume für variantenreiche Produkt- und Produkt-Service-Systeme mit zeitlich veränderlichen sowie unscharfen Anforderungen und Randbedingungen zu modellieren, Entscheidungen während der Lösungsraumexploration zu unterstützen und Routineaufgaben während des Gestaltungsprozesses zu automatisieren.

Wir verfolgen zwei Ansätze: Beim lösungszentrierten Ansatz werden Lösungsräume durch die explizite Abbildung von formalisiertem Wissen aufgespannt, wofür wir unter anderem Produktkonfiguratoren und Konstruktionsassistenten sowie deren Implementierungsmethoden weiterentwickeln. Beim problemzentrierten Ansatz wird der Gestaltungsprozess durch Algorithmen formalisiert, sodass Lösungsräume implizit abgebildet werden, ohne konkrete Produktvarianten zu modellieren. Wir implementieren Werkzeuge z.B. auf Basis von Computational Design Synthesis, generative Design und numerischer Optimierung, um Wissen über Entwicklungsgegenstände aufzubauen und diese robust zu gestalten.

Unsere Forschung fließt wiederum in die Lehre ein, um Studierende sowohl in der Modellierung konstruktiver Lösungsräume als auch in der Entwicklung von wandlungsfähigen Systemen auszubilden. Unser Anspruch ist es durch praxisnahe Inhalte Problemlösekompetenzen zu vermitteln, welche die Studierenden befähigen selbstständig Methoden und Werkzeuge zu erarbeiten und auf Problemstellungen anwenden zu können. Sie profitieren dabei selbst davon, dass wir wissensbasierte Systeme auch in der Lehre für eine individualisierte, kompetenznahe Ausbildung einsetzen.

Projekte

  • Gestaltung hybrider Massivbauteile (SFB 1153) - Ausgangsbasis des Projektes ist die Fragestellung, wie Tailored Forming-Bauteile konstruiert werden müssen, damit das Potenzial hybrider Massivbauteile ausgeschöpft werden kann. Darauf aufbauend werden Richtlinien für die Gestaltung hybrider Massivbauteile z.B für die Materialkombination Stahl-Aluminium bereitgestellt.
  • Benutzungsoberfläche für das Arbeiten mit generativen Modellen - Die Forschung behandelt die Modellierung einer Anwendung des "Generative Design Approach" unter Verwendung wissensbasierter Entwicklungsmethoden. Damit wird eine Entwicklungsumgebung geschaffen, die während des Entwicklungsprozesses verschiedene Varianten aus einem großen Lösungsraum erzeugt
  • Entwicklungsumgebung für Systeme für hybride Wertschöpfung (Smart Hybrid) -In diesem Projekt werden Entwicklungsmethoden und -werkzeuge für PSS geschaffen und in einen allgemeingültigen Ansatz mit dazugehörigem Integrations- und Transfermodell überführt.
  • Rechnerumgebung zum Konstruieren mit Konstruktionskatalogen - Es wird der Einsatz von rechnerunterstützten Konstruktionskatalogen als Wissensbasis für KBES untersucht
  • Engineering Werkzeuge für das unternehmenstypologische Varianten- und Komplexitätsmanagement
  • Multi-Agentensysteme als Entscheidungsunterstützung in der Konstruktion: In diesem Projekt virtualisieren wir den Design Review und automatisieren die Beurteilung von Einzelteilkonstruktionen hinsichtlich ihrer Fertigbarkeit und Funktionssicherheit durch den Einsatz von virtuellen Agenten. Diese stellen autonome, dezentrale Abbilder von Experten der unterschiedlichen Domänen dar, die gemeinsam durch Wahrnehmung, Kommunikation und Verhandlung eine optimale Bauteilgestalt finden können.
  • Computational Design Synthesis für die Entwicklung von knochenverankerten Implantaten: Die Forschung zielt auf die Automatisierung der Gestaltung von Implantaten z.B. der Hüfte. Wir nutzen hierfür algorithmische Methoden, um ein Modell des Gestaltungsprozesses selbst aufzubauen, mit dem für jeden Anwendungsfall ein individuelles Implantat generiert wird. Basis hierfür stellen CT-Scans dar, die Implantate werden anschließend additiv gefertigt. Die Oberflächenstrukturierung durch selektiv aufgebrachte Gitterstrukturen unterstützt dabei das Knocheneinwachsen.
  • Lernunterstützung durch digitale Lehrangebote in der Konstruktionslehre: In diesen Projekten erforschen wir den Einsatz von wissensbasierten Systemen zur Ausbildung von Konstruierenden und integrieren intelligente Tutorensysteme. Diese geben unseren Studierenden automatisiert individuelles Feedback für hochgeladene Konstruktionsaufgaben und ergänzen so unsere Präsenzlehre.
  • Tailored Seat: Projekt in Kooperation mit unserem Partner Forvia.

Kompetenzen

  • CAD: Autodesk Inventor, SolidWorks, Grasshopper
  • FEM: Autodesk Simulation Mechanical, Ansys, Abaqus
  • experimentelle Untersuchungen
  • PSS Produkt-Service Systeme
  • Knowledge-Based-Engineering

Ausstattung

  • CAE Pool
  • Prüfstände
  • Powerwall

Kontakt

Dr.-Ing. Paul Christoph Gembarski
Leitung
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
Gebäude
Raum
303
Dr.-Ing. Paul Christoph Gembarski
Leitung
Adresse
An der Universität 1
30823 Garbsen
Gebäude
Raum
303