Verfügbarkeit: Fertigungstechnische Simulationsmethoden für medizinische Assistenzsysteme

Fertigungstechnische Simulationsmethoden für medizinische Assistenzsysteme:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Wohlfeld, Andreas (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Stuttgart Fraunhofer Verlag [2020]
Schriftenreihe:	Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung Band 112
Schlagworte:	Fertigungstechnik Simulation Assistenzsystem Medizintechnik Industrielle Steuerungstechnik Neurochirurgie Entwickler von Medizingeräten und medizinischen Assistenzsystemen Steuerungstechniker (insbes. im Bereich der Medizintechnik) Medizintechniker Entwickler von Simulationssystemen (insbes. für medizinische Assistenzsysteme) Hochschulschrift
Online-Zugang:	kostenfrei kostenfrei Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXIV, 210 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm
ISBN:	9783839616376 3839616379
DOI:	10.18419/opus-11013

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS ABKUERZUNGSVERZEICHNIS ........................................................................................ XV ABBILDUNGSVERZEICHNIS .......................................................................................XVII TABELLENVERZEICHNIS ............................................................................................ XXIII 1 EINLEITUNG .............................................................................................................. 1 1.1 EINFUEHRUNG ...................................................................................................... 1 1.2 BEGRIFFSBESTIMMUNGEN ................................................................................... 3 1.2.1 ASSISTENZSYSTEME UND IHRE KOMPONENTEN ............................................ 3 1.2.2 DER BEGRIFF DER SIMULATION IN FERTIGUNGS- UND MEDIZINTECHNIK ............. 8 1.2.3 DAS GESAMT-SIMULATIONSSYSTEM FUER ASSISTENZSYSTEME UND DESSEN KOMPONENTEN ......................................................................... 9 1.2.4 LEBENSZYKLUS UND LEBENSPHASEN ..................................................... 11 1.2.5 ECHTZEIT UND DETERMINISMUS ............................................................. 12 2 PROBLEMSTELLUNG BEI DURCHGAENGIGEM EINSATZ VON SIMULATION NACH FERTIGUNGSTECHNISCHEM VORBILD FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME .......... 13 2.1 EINSATZ VON SIMULATION FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ........................ 13 2.2 SPEZIELLE PERIPHERIE FUER ASSISTENZSYSTEME ................................................... 15 2.3 ASSISTENZSYSTEME AUF DER BASIS VON INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK ........ 16 2.4 ZUSAMMENFASSUNG DER PROBLEMSTELLUNG ...................................................... 17 3 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK .................................................................... 19 3.1 EINSATZ VON SIMULATION IN VERSCHIEDENEN LEBENSPHASEN MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ......................................................................................... 20 3.1.1 SIMULATIONSEINSATZ IM ENGINEERING VON ASSISTENZSYSTEMEN .......... 20 3.1.2 SIMULATIONSEINSATZ IN DER MEDIZINISCHEN AUSBILDUNG ..................... 21 3.1.3 SIMULATIONSEINSATZ IN DER OPERATIONSPLANUNG ................................ 23 3.2 SIMULATION IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ............................................................. 26 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND VERGLEICH DES VORGESTELLTEN STANDES DER FORSCHUNG UND TECHNIK ZUM EINSATZ VON SIMULATION BEI MEDIZINISCHEN ASSISTENZSYSTEMEN UND IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ....................................... 32 3.4 NUTZUNG VON AUTOMATISIERUNG FUER AUFGABEN IM MEDIZINISCHEN UMFELD ...... 34 IX 3.4.1 EINSATZ AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHER METHODEN FUER MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN ................................................................................... 34 3.4.2 AUTOMATISIERUNG VON TAETIGKEITEN UND ABLAEUFEN IM MEDIZINISCHEN UMFELD ............................................................................................... 35 3.4.3 EINSATZ AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHER GERAETETECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ....................................................... 37 3.4.3.1 BEDIENEBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ................ 37 3.4.3.2 STEUERUNGSEBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ......... 38 3.4.3.3 SENSOR-ZAKTOR-EBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ..... 41 3.4.3.4 EINSATZ VON INDUSTRIEROBOTERN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME .............................................................. 42 3.4.3.5 SICHERHEITSASPEKTE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ........ 42 3.5 AUTOMATISIERUNG IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ................................................... 43 3.5.1 DIE BEDIENEBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ......................................44 3.5.2 DIE STEUERUNGSEBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ............................... 46 3.5.2.1 LOGIKSTEUERUNGEN IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ...................... 46 3.5.2.2 BEWEGUNGSSTEUERUNGEN IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ............. 47 3.5.2.3 SICHERE LOGIK- UND BEWEGUNGSSTEUERUNGEN ..................... 49 3.5.2.4 GERAETETECHNISCHE REALISIERUNG VON FERTIGUNGSTECHNISCHEN STEUERUNGEN ................................... 51 3.5.2.5 OFFENHEIT VON STEUERUNGSSYSTEMEN ................................... 52 3.5.3 DIE SENSOR-ZAKTOR-EBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ......................... 53 3.6 ZUSAMMENFASSUNG UND VERGLEICH DES VORGESTELLTEN STANDES DER FORSCHUNG UND TECHNIK ZUR AUTOMATISIERUNG BEI ASSISTENZSYSTEMEN UND IN DER FERTIGUNGSTECHNIK ............................................................................... 55 3.7 ANWENDUNGSDOMAENE NEUROCHIRURGIE .......................................................... 57 3.7.1 OFFENE NEUROCHIRURGISCHE EINGRIFFE .................................................. 57 3.7.2 MINIMAL-INVASIVE NEUROCHIRURGISCHE EINGRIFFE ................................... 59 3.8 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE ......................................... 62 3.8.1 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE ZUR SIMULATION MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME ..................................................... 65 3.8.2 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE ZUR AUTOMATISIERUNG MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME .......................... 69 3.8.3 FAZIT ZUM STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK ................................... 71 3.9 ZIELE, LOESUNGSANSATZ UND VORGEHENSWEISE DER ARBEIT ................................ 73 3.9.1 LOESUNGSANSATZ FUER DIE PROBLEMSTELLUNG DER ARBEIT .......................... 73 3.9.2 ZIELE DER ARBEIT ................................................................................. 75 X 3.9.3 VORGEHENSWEISE ZUR ERREICHUNG DER ZIELE ....................................... 75 4 ANFORDERUNGEN AN EIN DURCHGAENGIGES SIMULATIONSSYSTEM FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ....................................................................... 79 4.1 ERMITTLUNG DER ZU FORDERNDEN EIGENSCHAFTEN ................................................ 80 4.1.1 VERFOLGTES ZIEL UND DARAUS RESULTIERENDE FORDERUNGEN .................... 80 4.1.2 ART DER NUTZUNG UND DARAUS RESULTIERENDE FORDERUNGEN ................. 81 4.1.3 BENOETIGTE KOMPONENTEN FUER DEN AUFBAU EINES DURCHGAENGIGEN SIMULATIONSSYSTEMS FUER ASSISTENZSYSTEME ..................................... 82 4.2 ZUORDNUNG DER GEFORDERTEN EIGENSCHAFTEN ZU DEN KOMPONENTEN DES GESAMTSYSTEMS ........................................................................................... 82 4.3 ZUSAMMENFASSUNG DER GEFORDERTEN EIGENSCHAFTEN UND WEITERES VORGEHEN ..................................................................................................... 83 5 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG VON FERTIGUNGSTECHNISCHEN SIMULATIONSMETHODEN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ........................ 85 5.1 ANWENDUNGSZWECK DER SIMULATIONSKOMPONENTE ........................................ 85 5.2 ANFORDERUNGEN AN DIE SIMULATIONSKOMPONENTE ........................................... 86 5.3 AUSWAHL GEEIGNETER SIMULATIONSMETHODEN ................................................. 88 5.4 UNTERSUCHUNG ZUR EIGNUNG FERTIGUNGSTECHNISCHER HIL-SYSTEME FUER ASSISTENZSYSTEME ......................................................................................... 90 5.4.1 BESTIMMUNG DER PRINZIPIELLEN EIGNUNG ............................................. 90 5.4.2 EIN HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATIONSSYSTEM FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ............................................................................. 93 5.4.3 NACHWEIS DER EIGNUNG DES ENTWICKELTEN SIMULATIONSSYSTEMS FUER DAS ENGINEERING VON ASSISTENZSYSTEMEN ......................................... 94 5.4.4 ERHOEHUNG DES NUTZENS DURCH NUTZUNG DER ERWEITERBARKEIT DES SIMULATIONSSYSTEMS .......................................................................... 95 5.4.5 NACHWEIS DER EIGNUNG FUER TRAININGSSYSTEME UND OP-PLANUNG ....... 96 5.5 ZUSAMMENFASSUNG ZUR EIGNUNG FERTIGUNGSTECHNISCHER SIMULATIONSMETHODEN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ......................... 99 6 SYSTEMATISCHE UNTERSUCHUNG DER EINSATZPOTENTIALE INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ............................. 103 6.1 ERMITTLUNG DER ANFORDERUNGEN AN STEUERUNGSKOMPONENTEN ..................... 103 6.1.1 NICHT-FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN ..................................................... 105 6.1.2 ANFORDERUNGEN DER MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE ...................... 106 XI 6.1.3 ANFORDERUNGEN IN BEZUG AUF SCHNITTSTELLEN .................................... 108 6.1.4 ANFORDERUNGEN DER DATENVERARBEITUNG ........................................... 110 6.1.4.1 DATENVERARBEITUNG ZUR ABLAUFSTEUERUNG ............................ 111 6.1.4.2 DATENVERARBEITUNG FUER FUNKTIONALITAETEN DER MENSCH- MASCHINE-SCHNITTSTELLE ...................................................... 112 6.1.4.3 BEWEGUNGSFUNKTIONALITAETEN ............................................... 114 6.1.4.4 SICHERHEITSFUNKTIONALITAETEN ................................................ 115 6.1.5 ANFORDERUNGEN AN BASIS-EIGENSCHAFTEN ......................................... 116 6.1.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE STEUERUNGSKOMPONENTE .................................................................. 118 6.2 AUSWAHL DER VERWENDETEN ART DER BENOETIGTEN STEUERUNGSKOMPONENTE....... 120 6.3 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG VERFUEGBARER STEUERUNGSKONZEPTE FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ................................................................. 120 6.3.1 EIGNUNG BEZUEGLICH NICHT-FUNKTIONALER ASPEKTE ............................... 121 6.3.2 EIGNUNG BEZUEGLICH FUNKTIONALER ASPEKTE ........................................ 122 6.4 ZUSAMMENFASSUNG ZU DEN EINSATZPOTENTIALEN INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME ............................ 126 7 ENTWICKLUNG EINES KONZEPTS ZUR ANBINDUNG VON PERIPHERIEKOMPONENTEN AN INDUSTRIELLE STEUERUNGEN ............................. 129 7.1 PERIPHERIEKOMPONENTEN FUER ASSISTENZSYSTEME .......................................... 130 7.1.1 ERMITTLUNG DER EIGENSCHAFTEN RELEVANTER PERIPHERIE- KOMPONENTEN .................................................................................. 130 7.1.2 BETRACHTUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE PERIPHERIE-KOMPONENTEN . 136 7.2 ERMITTLUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE PERIPHERIEANBINDUNG ....................... 136 7.3 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG EXISTIERENDER STEUERUNGSSYSTEME FUER DIE ANBINDUNG VON SPEZIELLEN PERIPHERIEKOMPONENTEN .................................. 138 7.3.1 HARDWARE-SCHNITTSTELLEN .................................................................. 138 7.3.2 SOFTWARE-SCHNITTSTELLEN ................................................................... 141 7.3.3 FAZIT ZUR UNTERSUCHUNGEN DER EIGNUNG EXISTIERENDER STEUERUNGSSYSTEME FUER DIE ANBINDUNG VON SPEZIELLEN PERIPHERIEKOMPONENTEN .................................................................. 143 7.4 ENTWICKLUNG EINES ADAPTERKONZEPTS ........................................................... 144 7.4.1 ANFORDERUNGEN AN DAS ADAPTERKONZEPT ......................................... 144 7.4.2 GENERELLES KONZEPT DER ADAPTER-LOESUNG ....................................... 145 7.4.3 STEUERUNGSSEITIGE VARIANTEN ........................................................... 147 7.4.4 PERIPHERIESEITIGE VARIANTEN ............................................................. 151 XII 7.4.5 BEWERTUNG DES ADAPTERKONZEPTES .................................................. 154 7.5 ZUSAMMENFASSUNG ZUM KONZEPT ZUR ANBINDUNG VON PERIPHERIEKOMPONENTEN AN INDUSTRIELLE STEUERUNGEN ........................ 156 8 DURCHGAENGIGE SIMULATIONSANWENDUNG BEI EINEM NEUROCHIRURGISCHEN ASSISTENZSYSTEM ............................................................................................... 157 8.1 DAS PLCO-SYSTEM ...................................................................................... 157 8.1.1 DIE MECHANIK DES PLCO-SYSTEMS ................................................... 157 8.1.2 DIE AUTOMATISIERUNG DES PLCO-SYSTEMS ........................................ 159 8.1.3 DIE MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLEN DES PLCO-SYSTEMS ............. 163 8.2 DURCHGAENGIGER EINSATZ VON SIMULATION IN VERSCHIEDENEN LEBENSPHASEN. 167 8.2.1 KONZEPTENTWICKLUNG UND ERGEBNISPRAESENTATION MIT VIRTUELLEN MASCHINEN ...................................................................................... 168 8.2.2 VIRTUELLE MASCHINEN VERSCHIEDENER KONZEPTE UND ENTWICKLUNGSSTAENDE ....................................................................... 170 8.2.3 ENTWICKLUNG, TEST UND INBETRIEBNAHME DER STEUERUNG MITTELS VIRTUELLER MASCHINEN ........................................................................ 170 8.3 ANBINDUNG EXTERNER KOMPONENTEN UEBER ADAPTER-MODULE ......................... 172 8.3.1 ADAPTER-MODUL FUER DEN AKTIVIERUNGSTASTER ....................................... 173 8.3.2 ADAPTER-MODUL FUER DEN TRACKER ....................................................... 174 8.3.3 ADAPTER-MODUL FUER DIE CHIRURGISCHE MENSCH-MASCHINE- SCHNITTSTELLE ..................................................................................... 175 8.4 BEWERTUNG DES EINSATZES DER ENTWICKELTEN KONZEPTE ............................... 176 9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ................................................................... 179 LITERATURVERZEICHNIS ............................................................................................. 185 BILDNACHWEIS ......................................................................................................... 207 XIII
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS ABKUERZUNGSVERZEICHNIS . XV ABBILDUNGSVERZEICHNIS .XVII TABELLENVERZEICHNIS . XXIII 1 EINLEITUNG . 1 1.1 EINFUEHRUNG . 1 1.2 BEGRIFFSBESTIMMUNGEN . 3 1.2.1 ASSISTENZSYSTEME UND IHRE KOMPONENTEN . 3 1.2.2 DER BEGRIFF DER SIMULATION IN FERTIGUNGS- UND MEDIZINTECHNIK . 8 1.2.3 DAS GESAMT-SIMULATIONSSYSTEM FUER ASSISTENZSYSTEME UND DESSEN KOMPONENTEN . 9 1.2.4 LEBENSZYKLUS UND LEBENSPHASEN . 11 1.2.5 ECHTZEIT UND DETERMINISMUS . 12 2 PROBLEMSTELLUNG BEI DURCHGAENGIGEM EINSATZ VON SIMULATION NACH FERTIGUNGSTECHNISCHEM VORBILD FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 13 2.1 EINSATZ VON SIMULATION FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 13 2.2 SPEZIELLE PERIPHERIE FUER ASSISTENZSYSTEME . 15 2.3 ASSISTENZSYSTEME AUF DER BASIS VON INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK . 16 2.4 ZUSAMMENFASSUNG DER PROBLEMSTELLUNG . 17 3 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK . 19 3.1 EINSATZ VON SIMULATION IN VERSCHIEDENEN LEBENSPHASEN MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 20 3.1.1 SIMULATIONSEINSATZ IM ENGINEERING VON ASSISTENZSYSTEMEN . 20 3.1.2 SIMULATIONSEINSATZ IN DER MEDIZINISCHEN AUSBILDUNG . 21 3.1.3 SIMULATIONSEINSATZ IN DER OPERATIONSPLANUNG . 23 3.2 SIMULATION IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 26 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND VERGLEICH DES VORGESTELLTEN STANDES DER FORSCHUNG UND TECHNIK ZUM EINSATZ VON SIMULATION BEI MEDIZINISCHEN ASSISTENZSYSTEMEN UND IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 32 3.4 NUTZUNG VON AUTOMATISIERUNG FUER AUFGABEN IM MEDIZINISCHEN UMFELD . 34 IX 3.4.1 EINSATZ AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHER METHODEN FUER MEDIZINISCHE ANWENDUNGEN . 34 3.4.2 AUTOMATISIERUNG VON TAETIGKEITEN UND ABLAEUFEN IM MEDIZINISCHEN UMFELD . 35 3.4.3 EINSATZ AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHER GERAETETECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 37 3.4.3.1 BEDIENEBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 37 3.4.3.2 STEUERUNGSEBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 38 3.4.3.3 SENSOR-ZAKTOR-EBENE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 41 3.4.3.4 EINSATZ VON INDUSTRIEROBOTERN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 42 3.4.3.5 SICHERHEITSASPEKTE MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 42 3.5 AUTOMATISIERUNG IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 43 3.5.1 DIE BEDIENEBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK .44 3.5.2 DIE STEUERUNGSEBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 46 3.5.2.1 LOGIKSTEUERUNGEN IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 46 3.5.2.2 BEWEGUNGSSTEUERUNGEN IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 47 3.5.2.3 SICHERE LOGIK- UND BEWEGUNGSSTEUERUNGEN . 49 3.5.2.4 GERAETETECHNISCHE REALISIERUNG VON FERTIGUNGSTECHNISCHEN STEUERUNGEN . 51 3.5.2.5 OFFENHEIT VON STEUERUNGSSYSTEMEN . 52 3.5.3 DIE SENSOR-ZAKTOR-EBENE IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 53 3.6 ZUSAMMENFASSUNG UND VERGLEICH DES VORGESTELLTEN STANDES DER FORSCHUNG UND TECHNIK ZUR AUTOMATISIERUNG BEI ASSISTENZSYSTEMEN UND IN DER FERTIGUNGSTECHNIK . 55 3.7 ANWENDUNGSDOMAENE NEUROCHIRURGIE . 57 3.7.1 OFFENE NEUROCHIRURGISCHE EINGRIFFE . 57 3.7.2 MINIMAL-INVASIVE NEUROCHIRURGISCHE EINGRIFFE . 59 3.8 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE . 62 3.8.1 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE ZUR SIMULATION MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 65 3.8.2 BEWERTUNG BESTEHENDER ARBEITEN UND KONZEPTE ZUR AUTOMATISIERUNG MEDIZINISCHER ASSISTENZSYSTEME . 69 3.8.3 FAZIT ZUM STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK . 71 3.9 ZIELE, LOESUNGSANSATZ UND VORGEHENSWEISE DER ARBEIT . 73 3.9.1 LOESUNGSANSATZ FUER DIE PROBLEMSTELLUNG DER ARBEIT . 73 3.9.2 ZIELE DER ARBEIT . 75 X 3.9.3 VORGEHENSWEISE ZUR ERREICHUNG DER ZIELE . 75 4 ANFORDERUNGEN AN EIN DURCHGAENGIGES SIMULATIONSSYSTEM FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 79 4.1 ERMITTLUNG DER ZU FORDERNDEN EIGENSCHAFTEN . 80 4.1.1 VERFOLGTES ZIEL UND DARAUS RESULTIERENDE FORDERUNGEN . 80 4.1.2 ART DER NUTZUNG UND DARAUS RESULTIERENDE FORDERUNGEN . 81 4.1.3 BENOETIGTE KOMPONENTEN FUER DEN AUFBAU EINES DURCHGAENGIGEN SIMULATIONSSYSTEMS FUER ASSISTENZSYSTEME . 82 4.2 ZUORDNUNG DER GEFORDERTEN EIGENSCHAFTEN ZU DEN KOMPONENTEN DES GESAMTSYSTEMS . 82 4.3 ZUSAMMENFASSUNG DER GEFORDERTEN EIGENSCHAFTEN UND WEITERES VORGEHEN . 83 5 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG VON FERTIGUNGSTECHNISCHEN SIMULATIONSMETHODEN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 85 5.1 ANWENDUNGSZWECK DER SIMULATIONSKOMPONENTE . 85 5.2 ANFORDERUNGEN AN DIE SIMULATIONSKOMPONENTE . 86 5.3 AUSWAHL GEEIGNETER SIMULATIONSMETHODEN . 88 5.4 UNTERSUCHUNG ZUR EIGNUNG FERTIGUNGSTECHNISCHER HIL-SYSTEME FUER ASSISTENZSYSTEME . 90 5.4.1 BESTIMMUNG DER PRINZIPIELLEN EIGNUNG . 90 5.4.2 EIN HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATIONSSYSTEM FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 93 5.4.3 NACHWEIS DER EIGNUNG DES ENTWICKELTEN SIMULATIONSSYSTEMS FUER DAS ENGINEERING VON ASSISTENZSYSTEMEN . 94 5.4.4 ERHOEHUNG DES NUTZENS DURCH NUTZUNG DER ERWEITERBARKEIT DES SIMULATIONSSYSTEMS . 95 5.4.5 NACHWEIS DER EIGNUNG FUER TRAININGSSYSTEME UND OP-PLANUNG . 96 5.5 ZUSAMMENFASSUNG ZUR EIGNUNG FERTIGUNGSTECHNISCHER SIMULATIONSMETHODEN FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 99 6 SYSTEMATISCHE UNTERSUCHUNG DER EINSATZPOTENTIALE INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 103 6.1 ERMITTLUNG DER ANFORDERUNGEN AN STEUERUNGSKOMPONENTEN . 103 6.1.1 NICHT-FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN . 105 6.1.2 ANFORDERUNGEN DER MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLE . 106 XI 6.1.3 ANFORDERUNGEN IN BEZUG AUF SCHNITTSTELLEN . 108 6.1.4 ANFORDERUNGEN DER DATENVERARBEITUNG . 110 6.1.4.1 DATENVERARBEITUNG ZUR ABLAUFSTEUERUNG . 111 6.1.4.2 DATENVERARBEITUNG FUER FUNKTIONALITAETEN DER MENSCH- MASCHINE-SCHNITTSTELLE . 112 6.1.4.3 BEWEGUNGSFUNKTIONALITAETEN . 114 6.1.4.4 SICHERHEITSFUNKTIONALITAETEN . 115 6.1.5 ANFORDERUNGEN AN BASIS-EIGENSCHAFTEN . 116 6.1.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE STEUERUNGSKOMPONENTE . 118 6.2 AUSWAHL DER VERWENDETEN ART DER BENOETIGTEN STEUERUNGSKOMPONENTE. 120 6.3 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG VERFUEGBARER STEUERUNGSKONZEPTE FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 120 6.3.1 EIGNUNG BEZUEGLICH NICHT-FUNKTIONALER ASPEKTE . 121 6.3.2 EIGNUNG BEZUEGLICH FUNKTIONALER ASPEKTE . 122 6.4 ZUSAMMENFASSUNG ZU DEN EINSATZPOTENTIALEN INDUSTRIELLER STEUERUNGSTECHNIK FUER MEDIZINISCHE ASSISTENZSYSTEME . 126 7 ENTWICKLUNG EINES KONZEPTS ZUR ANBINDUNG VON PERIPHERIEKOMPONENTEN AN INDUSTRIELLE STEUERUNGEN . 129 7.1 PERIPHERIEKOMPONENTEN FUER ASSISTENZSYSTEME . 130 7.1.1 ERMITTLUNG DER EIGENSCHAFTEN RELEVANTER PERIPHERIE- KOMPONENTEN . 130 7.1.2 BETRACHTUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE PERIPHERIE-KOMPONENTEN . 136 7.2 ERMITTLUNG DER ANFORDERUNGEN AN DIE PERIPHERIEANBINDUNG . 136 7.3 UNTERSUCHUNG DER EIGNUNG EXISTIERENDER STEUERUNGSSYSTEME FUER DIE ANBINDUNG VON SPEZIELLEN PERIPHERIEKOMPONENTEN . 138 7.3.1 HARDWARE-SCHNITTSTELLEN . 138 7.3.2 SOFTWARE-SCHNITTSTELLEN . 141 7.3.3 FAZIT ZUR UNTERSUCHUNGEN DER EIGNUNG EXISTIERENDER STEUERUNGSSYSTEME FUER DIE ANBINDUNG VON SPEZIELLEN PERIPHERIEKOMPONENTEN . 143 7.4 ENTWICKLUNG EINES ADAPTERKONZEPTS . 144 7.4.1 ANFORDERUNGEN AN DAS ADAPTERKONZEPT . 144 7.4.2 GENERELLES KONZEPT DER ADAPTER-LOESUNG . 145 7.4.3 STEUERUNGSSEITIGE VARIANTEN . 147 7.4.4 PERIPHERIESEITIGE VARIANTEN . 151 XII 7.4.5 BEWERTUNG DES ADAPTERKONZEPTES . 154 7.5 ZUSAMMENFASSUNG ZUM KONZEPT ZUR ANBINDUNG VON PERIPHERIEKOMPONENTEN AN INDUSTRIELLE STEUERUNGEN . 156 8 DURCHGAENGIGE SIMULATIONSANWENDUNG BEI EINEM NEUROCHIRURGISCHEN ASSISTENZSYSTEM . 157 8.1 DAS PLCO-SYSTEM . 157 8.1.1 DIE MECHANIK DES PLCO-SYSTEMS . 157 8.1.2 DIE AUTOMATISIERUNG DES PLCO-SYSTEMS . 159 8.1.3 DIE MENSCH-MASCHINE-SCHNITTSTELLEN DES PLCO-SYSTEMS . 163 8.2 DURCHGAENGIGER EINSATZ VON SIMULATION IN VERSCHIEDENEN LEBENSPHASEN. 167 8.2.1 KONZEPTENTWICKLUNG UND ERGEBNISPRAESENTATION MIT VIRTUELLEN MASCHINEN . 168 8.2.2 VIRTUELLE MASCHINEN VERSCHIEDENER KONZEPTE UND ENTWICKLUNGSSTAENDE . 170 8.2.3 ENTWICKLUNG, TEST UND INBETRIEBNAHME DER STEUERUNG MITTELS VIRTUELLER MASCHINEN . 170 8.3 ANBINDUNG EXTERNER KOMPONENTEN UEBER ADAPTER-MODULE . 172 8.3.1 ADAPTER-MODUL FUER DEN AKTIVIERUNGSTASTER . 173 8.3.2 ADAPTER-MODUL FUER DEN TRACKER . 174 8.3.3 ADAPTER-MODUL FUER DIE CHIRURGISCHE MENSCH-MASCHINE- SCHNITTSTELLE . 175 8.4 BEWERTUNG DES EINSATZES DER ENTWICKELTEN KONZEPTE . 176 9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 179 LITERATURVERZEICHNIS . 185 BILDNACHWEIS . 207 XIII
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spelling	Wohlfeld, Andreas Verfasser (DE-588)121750611X aut Fertigungstechnische Simulationsmethoden für medizinische Assistenzsysteme Andreas Wohlfeld Stuttgart Fraunhofer Verlag [2020] XXIV, 210 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung Band 112 Dissertation Universität Stuttgart 2019 Fertigungstechnik (DE-588)4329079-6 gnd rswk-swf Simulation (DE-588)4055072-2 gnd rswk-swf Assistenzsystem (DE-588)4690490-6 gnd rswk-swf Medizintechnik (DE-588)4074676-8 gnd rswk-swf Industrielle Steuerungstechnik Fertigungstechnik Medizintechnik Neurochirurgie Simulation Assistenzsystem Entwickler von Medizingeräten und medizinischen Assistenzsystemen Steuerungstechniker (insbes. im Bereich der Medizintechnik) Medizintechniker Entwickler von Simulationssystemen (insbes. für medizinische Assistenzsysteme) (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Medizintechnik (DE-588)4074676-8 s Assistenzsystem (DE-588)4690490-6 s Simulation (DE-588)4055072-2 s Fertigungstechnik (DE-588)4329079-6 s DE-604 Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (DE-588)2058778-8 isb Fraunhofer IRB-Verlag (DE-588)4786605-6 pbl Erscheint auch als Online-Ausgabe Wohlfeld, Andreas Fertigungstechnische Simulationsmethoden für medizinische Assistenzsysteme Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2020 Online-Ressource Erscheint auch als Online-Ausgabe Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung Band 112 (DE-604)BV040914794 112 application/pdf https://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/11030/1/Andreas-Wohlfeld-Dissertation-112.pdf Verlag kostenfrei Volltext application/pdf https://doi.org/10.18419/opus-11013 Resolving-System kostenfrei Volltext X:MVB text/html http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=374e5239aa104e1cb6fc6d66f864ea6f&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm Inhaltstext B:DE-101 application/pdf https://d-nb.info/1217671528/04 Inhaltsverzeichnis DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=032473420&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis 1\p ie-sg 20201204 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#ie-sg 2\p ie-sg 20201204 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#ie-sg 3\p ie-sg 20201204 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#ie-sg
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