Vernetzte Validierungsumgebungen - ein Beitrag zur Validierung im verteilten Produktentwicklungsumfeld auf Basis des IPEK-X-in-the-Loop-Ansatzes am Beispiel der Antriebssystementwicklung: = Connected validation environments - a contribution to validation in a distributed product development environment based on the IPEK-X-in-the-loop-approach using the example of powertrain system development
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Karlsruhe
IPEK, Institut für Produktentwicklung
[2020]
|
| Schriftenreihe: | IPEK, Institut für Produktentwicklung am KIT Forschungsberichte
Band 130 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | xxii, 160 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
.......................................................................................................................
I
ABSTRACT
............................................................................................................................
JJJ
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
...............................................................................................
XIII
TABELLENVERZEICHNIS
....................................................................................................
XIX
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
..............................................................................................
XXI
1
EINLEITUNG
....................................................................................................................
1
2
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DER
FORSCHUNG
..................................................................
3
2.1
GRUNDLAGEN
DER
KASPRO
-
KARLSRUHER
SCHULE
FUER
PRODUKTENTWICKLUNG
............
3
2.1.1
PGE
-
PRODUKTGENERATIONSENTWICKLUNG
..................................................
3
2.1.2
DAS
ERWEITERTE
ZHO-MODELL
.....................................................................
5
2.1.3
VALIDIERUNG
UND
VERIFIKATION
IM
KONTEXT
DES
ERWEITERTEN
ZHO-MODELLS
.............................................................................................
6
2.1.4
INTEGRIERTES
PRODUKTENTSTEHUNGSMODELL
IPEM
........................................
8
2.2
SYSTEMS
ENGINEERING
.........................................................................................
10
2.2.1
GRUNDLAGEN
DER
MODELLTHEORIE
...............................................................
11
2.2.2
GRUNDLAGEN
DER
SYSTEMTHEORIE
.............................................................
12
2.2.3
SYSTEM-OF-SYSTEMS
................................................................................
13
2.3
VERTEILTE
PRODUKTENTWICKLUNG
.............................................................................
15
2.3.1
BESCHREIBUNGSMODELL
DER
VERTEILTEN
PRODUKTENTWICKLUNG
NACH
KEM
.........................................................................................................
16
2.4
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONISCHEN
DATENKOMMUNIKATION
...................................
20
2.4.1
OPEN
SYSTEM
INTERCONNECTION
MODELL
..................................................20
2.4.2
INFRASTRUKTUR
DES
INTERNETS
.....................................................................
21
2.4.3
INTERNETPROTOKOLL
TRANSMISSION
CONTROL
PROTOCOL
.................................
21
2.4.4
INTERNETPROTOKOLL
USER
DATAGRAM
PROTOCOL
............................................22
2.5
VALIDIERUNG
IM
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS
....................................................22
2.5.1
BEDEUTUNG
DER
VALIDIERUNG
IM
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS
.............22
2.5.2
DAS
PULL-PRINZIP
DER
VALIDIERUNG
...........................................................23
2.5.3
PRIMAERE
UND
SEKUNDAERE
AKTIVITAETEN
IN
DER
PGE
...................................
24
2.6
VALIDIERUNGSANSAETZE
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
.................................
26
2.6.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
........................................................................26
IX
2.6.2
MODELLBASIERTE
ANSAETZE
..........................................................................
27
2.6.3
IPEK-X-IN-THE-LOOP-ANSATZ
....................................................................30
2.7
VALIDIERUNGSSYSTEME
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
.................................
33
2.7.1
MODELLIERUNG
VON
VALIDIERUNGSSYSTEMEN
..............................................33
2.7.2
PRUEFSTANDSSYSTEME
.................................................................................
36
2.7.2.1
LEITEBENE
..................................................................................
36
2.7.2.2
BEDIENEBENE
...........................................................................
36
2.7.2.3
OPERATIVEBENE
.........................................................................
38
2.7.2.4
INTERFACEEBENE
.........................................................................
41
2.7.2.OE
PROZESSEBENE
.........................................................................
41
2.8
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
......................................................
43
2.8.1
POWERTRAIN-IN-THE-LOOP-PRUEFETAND
DES
IPEK
........................................
43
2.8.2
AKUSTIKROLLENPRUEFSTAND
UND
FAHRSIMULATOR
DES
IPEK
...........................
45
2.8.3
DEMONSTRATOR
CAR2X
..............................................................................
47
2.8.4
VIRTUELLE
WELLE
.........................................................................................48
2.8.5
VERNETZUNG
ZWISCHEN
DEM
IPEK
UND
IFKM
AM
KIT
............................50
2.8.6
VERNETZUNG
ZWISCHEN
DEM
KIT-IPEK
DER
TJU-SAS
............................
51
2.8.7
ZWISCHENFAZIT
..........................................................................................
53
2.9
HERAUSFORDERUNGEN
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
...................................
54
2.9.1
ELEKTRIFIZIERUNG
UND
AUTOMATISIERUNG
.....................................................
55
2.9.2
INTERNATIONALISIERUNG
UND
VERTEILTE
PRODUKTENTWICKLUNG
.......................
55
3
ZIELSETZUNG
UND
FORSCHUNGSVORGEHEN
................................................................57
3.1
FORSCHUNGSBEDARF
..............................................................................................57
3.2
FORSCHUNGSHYPOTHESEN
UND
-FRAGEN
................................................................59
3.3
FORSCHUNGSVORGEHEN
.........................................................................................
61
4
EIN
BESCHREIBUNGSMODELL
FUER
VERNETZTE
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
............
63
4.1
GRUNDLAGEN
DES
BESCHREIBUNGSMODELLS
..........................................................63
4.2
CHARAKTERISIERUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
...........................................
65
4.3
ANWENDUNGSBEISPIELE
........................................................................................
67
4.3.1
AKUSTIKROLLENPRUEFSTAND
UND
FAHRSIMULATOR
AM
IPEK
............................67
4.3.2
VERNETZUNG
IPEK
UND
IFKM
AM
KIT
.....................................................
68
4.3.3
KIT-IPEK
UND
TJU-SAS
.........................................................................69
4.3.4
LABORNETZWERK
BADEN-WUERTTEMBERG
FUER
ELEKTROMOBILITAET
.....................
71
4.4
DISKUSSION
UND
ZWISCHENFAZIT
...........................................................................
73
X
5
EIN
ERSTER
VORSCHLAG
EINES
REFERENZPROZESSES
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
VERNETZTEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
..................................................................77
5.1
GRUNDLAGEN
UND
VORGEHEN
................................................................................77
5.2
AKTIVITAETEN
DER
ENTSTEHUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
............................79
5.3
ANALYSE
VON
IST-PROZESSEN
...............................................................................
81
5.3.1
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
QUETSCHOELDAEMPFERN
................................................................................
81
5.3.2
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
EINES
EINPARKSYSTEMS
....
83
5.3.3
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
DOPPELKUPPLUNGEN...
84
5.3.4
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
ANTRIEBSSTRAENGEN
IN
WINKELSCHLEIFERN
.................................................................................
86
5.4
ENTWICKLUNGSPHASEN
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.......................................88
5.5
REFERENZPROZESS
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
VERNETZTEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.................................................................................92
5.6
DISKUSSION
UND
ZWISCHENFAZIT
...........................................................................
95
6
EINE
METHODE
ZUR
GENERIERUNG
UND
AUSWAHL
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
......................................................................................99
6.1
GRUNDLAGEN
UND
ZIELSYSTEM
..............................................................................
99
6.2
BESCHREIBUNG
UND
GENERIERUNG
VON
ALTERNATIVEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
...............................................................................
101
6.3
BEWERTUNG
UND
AUSWAHL
VON
ALTERNATIVEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.........
103
6.4
ANWENDUNGSBEISPIEL
........................................................................................
107
6.4.1
BESCHREIBUNG
UND
GENERIERUNG
VON
ALTERNATIVEN
..............................
107
6.4.2
BEWERTUNG
DER
ALTERNATIVEN
.................................................................
112
6.4.3
AUSWAHL
UND
DISKUSSION
......................................................................
115
6.5
DISKUSSION
UND
EINORDNUNG
IN
DEN
REFERENZPROZESS
....................................
116
7
EIN
FRAMEWORK
FUER
DIE
ENTWICKLUNG
VON
KOPPELSYSTEMEN
ZUR
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.......................................................
119
7.1
GRUNDLAGEN
VON
KOPPELSYSTEMEN
ZUR
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
...............................................................................
119
7.2
ELEMENTE
DES
FRAMEWORKS
ZUR
VERNETZUNG
...................................................
120
7.2.1
VERNETZTES
LABOR
..................................................................................
120
7.2.2
ANWENDUNGSEBENE
DER
VERNETZUNG
..................................................
123
7.2.3
PLANUNGSEBENE
DER
VERNETZUNG
........................................................
125
7.3
RAHMENBEDINGUNGEN
ZUR
UMSETZUNG
EINER
VERNETZUNG
.............................
126
7.4
AUFBAUPROZESSEINERVERNETZUNG
....................................................................
127
7.5
ANWENDUNGSBEISPIEL
........................................................................................
129
7.5.1
VERNETZTES
LABOR
..................................................................................
129
XI
7.5.2
ANWENDUNGEN
ZUR
VERNETZUNG
.............................................................
131
7.5.3
PLANUNG
DER
VERNETZUNG
......................................................................
135
7.5.4
GANZHEITLICHE
VERNETZUNG
IN
XIL-BW-E
...............................................
138
7.5.5
AUFBAUPROZESS
DER
VERNETZUNG
...........................................................
138
7.5.6
DISKUSSION
DER
DEMONSTRATIONSERGEBNISSE
AUS
XIL-BW-E
................
139
7.6
DISKUSSION
UND
EINORDNUNG
IN
DEN
REFERENZPROZESS
.....................................
141
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.......................................................................
143
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
..........................................................................................
143
8.2
AUSBLICK
............................................................................................................
145
LITERATURVERZEICHNIS
....................................................................................................
147
XII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
.
I
ABSTRACT
.
JJJ
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
XIII
TABELLENVERZEICHNIS
.
XIX
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.
XXI
1
EINLEITUNG
.
1
2
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DER
FORSCHUNG
.
3
2.1
GRUNDLAGEN
DER
KASPRO
-
KARLSRUHER
SCHULE
FUER
PRODUKTENTWICKLUNG
.
3
2.1.1
PGE
-
PRODUKTGENERATIONSENTWICKLUNG
.
3
2.1.2
DAS
ERWEITERTE
ZHO-MODELL
.
5
2.1.3
VALIDIERUNG
UND
VERIFIKATION
IM
KONTEXT
DES
ERWEITERTEN
ZHO-MODELLS
.
6
2.1.4
INTEGRIERTES
PRODUKTENTSTEHUNGSMODELL
IPEM
.
8
2.2
SYSTEMS
ENGINEERING
.
10
2.2.1
GRUNDLAGEN
DER
MODELLTHEORIE
.
11
2.2.2
GRUNDLAGEN
DER
SYSTEMTHEORIE
.
12
2.2.3
SYSTEM-OF-SYSTEMS
.
13
2.3
VERTEILTE
PRODUKTENTWICKLUNG
.
15
2.3.1
BESCHREIBUNGSMODELL
DER
VERTEILTEN
PRODUKTENTWICKLUNG
NACH
KEM
.
16
2.4
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONISCHEN
DATENKOMMUNIKATION
.
20
2.4.1
OPEN
SYSTEM
INTERCONNECTION
MODELL
.20
2.4.2
INFRASTRUKTUR
DES
INTERNETS
.
21
2.4.3
INTERNETPROTOKOLL
TRANSMISSION
CONTROL
PROTOCOL
.
21
2.4.4
INTERNETPROTOKOLL
USER
DATAGRAM
PROTOCOL
.22
2.5
VALIDIERUNG
IM
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS
.22
2.5.1
BEDEUTUNG
DER
VALIDIERUNG
IM
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS
.22
2.5.2
DAS
PULL-PRINZIP
DER
VALIDIERUNG
.23
2.5.3
PRIMAERE
UND
SEKUNDAERE
AKTIVITAETEN
IN
DER
PGE
.
24
2.6
VALIDIERUNGSANSAETZE
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
.
26
2.6.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
.26
IX
2.6.2
MODELLBASIERTE
ANSAETZE
.
27
2.6.3
IPEK-X-IN-THE-LOOP-ANSATZ
.30
2.7
VALIDIERUNGSSYSTEME
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
.
33
2.7.1
MODELLIERUNG
VON
VALIDIERUNGSSYSTEMEN
.33
2.7.2
PRUEFSTANDSSYSTEME
.
36
2.7.2.1
LEITEBENE
.
36
2.7.2.2
BEDIENEBENE
.
36
2.7.2.3
OPERATIVEBENE
.
38
2.7.2.4
INTERFACEEBENE
.
41
2.7.2.OE
PROZESSEBENE
.
41
2.8
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
43
2.8.1
POWERTRAIN-IN-THE-LOOP-PRUEFETAND
DES
IPEK
.
43
2.8.2
AKUSTIKROLLENPRUEFSTAND
UND
FAHRSIMULATOR
DES
IPEK
.
45
2.8.3
DEMONSTRATOR
CAR2X
.
47
2.8.4
VIRTUELLE
WELLE
.48
2.8.5
VERNETZUNG
ZWISCHEN
DEM
IPEK
UND
IFKM
AM
KIT
.50
2.8.6
VERNETZUNG
ZWISCHEN
DEM
KIT-IPEK
DER
TJU-SAS
.
51
2.8.7
ZWISCHENFAZIT
.
53
2.9
HERAUSFORDERUNGEN
IN
DER
ANTRIEBSSYSTEMENTWICKLUNG
.
54
2.9.1
ELEKTRIFIZIERUNG
UND
AUTOMATISIERUNG
.
55
2.9.2
INTERNATIONALISIERUNG
UND
VERTEILTE
PRODUKTENTWICKLUNG
.
55
3
ZIELSETZUNG
UND
FORSCHUNGSVORGEHEN
.57
3.1
FORSCHUNGSBEDARF
.57
3.2
FORSCHUNGSHYPOTHESEN
UND
-FRAGEN
.59
3.3
FORSCHUNGSVORGEHEN
.
61
4
EIN
BESCHREIBUNGSMODELL
FUER
VERNETZTE
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
63
4.1
GRUNDLAGEN
DES
BESCHREIBUNGSMODELLS
.63
4.2
CHARAKTERISIERUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
65
4.3
ANWENDUNGSBEISPIELE
.
67
4.3.1
AKUSTIKROLLENPRUEFSTAND
UND
FAHRSIMULATOR
AM
IPEK
.67
4.3.2
VERNETZUNG
IPEK
UND
IFKM
AM
KIT
.
68
4.3.3
KIT-IPEK
UND
TJU-SAS
.69
4.3.4
LABORNETZWERK
BADEN-WUERTTEMBERG
FUER
ELEKTROMOBILITAET
.
71
4.4
DISKUSSION
UND
ZWISCHENFAZIT
.
73
X
5
EIN
ERSTER
VORSCHLAG
EINES
REFERENZPROZESSES
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
VERNETZTEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.77
5.1
GRUNDLAGEN
UND
VORGEHEN
.77
5.2
AKTIVITAETEN
DER
ENTSTEHUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.79
5.3
ANALYSE
VON
IST-PROZESSEN
.
81
5.3.1
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
QUETSCHOELDAEMPFERN
.
81
5.3.2
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
EINES
EINPARKSYSTEMS
.
83
5.3.3
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
DOPPELKUPPLUNGEN.
84
5.3.4
VALIDIERUNGSUMGEBUNG
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
ANTRIEBSSTRAENGEN
IN
WINKELSCHLEIFERN
.
86
5.4
ENTWICKLUNGSPHASEN
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.88
5.5
REFERENZPROZESS
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
VERNETZTEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.92
5.6
DISKUSSION
UND
ZWISCHENFAZIT
.
95
6
EINE
METHODE
ZUR
GENERIERUNG
UND
AUSWAHL
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.99
6.1
GRUNDLAGEN
UND
ZIELSYSTEM
.
99
6.2
BESCHREIBUNG
UND
GENERIERUNG
VON
ALTERNATIVEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
101
6.3
BEWERTUNG
UND
AUSWAHL
VON
ALTERNATIVEN
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
103
6.4
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
107
6.4.1
BESCHREIBUNG
UND
GENERIERUNG
VON
ALTERNATIVEN
.
107
6.4.2
BEWERTUNG
DER
ALTERNATIVEN
.
112
6.4.3
AUSWAHL
UND
DISKUSSION
.
115
6.5
DISKUSSION
UND
EINORDNUNG
IN
DEN
REFERENZPROZESS
.
116
7
EIN
FRAMEWORK
FUER
DIE
ENTWICKLUNG
VON
KOPPELSYSTEMEN
ZUR
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
119
7.1
GRUNDLAGEN
VON
KOPPELSYSTEMEN
ZUR
VERNETZUNG
VON
VALIDIERUNGSUMGEBUNGEN
.
119
7.2
ELEMENTE
DES
FRAMEWORKS
ZUR
VERNETZUNG
.
120
7.2.1
VERNETZTES
LABOR
.
120
7.2.2
ANWENDUNGSEBENE
DER
VERNETZUNG
.
123
7.2.3
PLANUNGSEBENE
DER
VERNETZUNG
.
125
7.3
RAHMENBEDINGUNGEN
ZUR
UMSETZUNG
EINER
VERNETZUNG
.
126
7.4
AUFBAUPROZESSEINERVERNETZUNG
.
127
7.5
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
129
7.5.1
VERNETZTES
LABOR
.
129
XI
7.5.2
ANWENDUNGEN
ZUR
VERNETZUNG
.
131
7.5.3
PLANUNG
DER
VERNETZUNG
.
135
7.5.4
GANZHEITLICHE
VERNETZUNG
IN
XIL-BW-E
.
138
7.5.5
AUFBAUPROZESS
DER
VERNETZUNG
.
138
7.5.6
DISKUSSION
DER
DEMONSTRATIONSERGEBNISSE
AUS
XIL-BW-E
.
139
7.6
DISKUSSION
UND
EINORDNUNG
IN
DEN
REFERENZPROZESS
.
141
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
143
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
143
8.2
AUSBLICK
.
145
LITERATURVERZEICHNIS
.
147
XII |
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Inhaltsverzeichnis