Forschungsbericht 2022

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Produktentwicklung und Konstruktionstechnik M-17

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Dieter Krause

Institut auf TORE
Institutswebsite

Komplexität in Entwicklung und Test beherrschen – diesem Leitgedanken folgen wir am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (PKT) an der TU Hamburg (TUHH) in unserer Forschung und Lehre. Wir am PKT verstehen uns als ein Zentrum der methodischen Produktentwicklung kombiniert mit Expertisen der Strukturanalyse und Versuchstechnik. In den drei Anwendungsfeldern Luftfahrt, Medizintechnik sowie Maschinen- und Anlagenbau setzen wir unser innovatives Wissen und die Erkenntnisse unserer Forschung ein. Wir folgen dem Anspruch, in Lehre, Forschung und Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern exzellente Leistungen zu erzielen und laden hierzu alle Unternehmen und Studierenden ein, uns mit aktuellen Themen herauszufordern, um unsere Spezialisierungen weiter auszubauen und voranzutreiben.

Publikationen

Facing extreme uncertainty–how the onset of the COVID-19 pandemic influenced product development - Article
Hölttä-Otto, Katja; Björklund, Tua; Klippert, Monika; Otto, Kevin; Krause, Dieter; Eckert, Claudia; Nespoli, Oscar; Albers, Albert
International Journal of Design Creativity and Innovation (in press): (2023)
Open Access Publisher DOI
The Microbeam insert at the white beam beamline P61A at the synchrotron PETRA III/DESY : a new tool for high dose rate irradiation research - Article
Schültke, Elisabeth; Fiedler, Stefan; Mewes, Catharina; Gargioni, Elisabetta; Klingenberg, Johannes; Abreu Faria, Guilherme; Lerch, Michael; Petasecca, Marco; Prehn, Franziska; Wegner, Marie; Scholz, Marten; Jaekel, Felix; Hildebrandt, Guido
Cancers 14 (20): 5137 (2022)
Open Access Publisher DOI
Assessing the influence of digital innovations on the organizational design of product family generations - inProceedings
Züfle, Marc; Küchenhof, Jan; Hanna, Michael; Krause, Dieter
24th International Dependency and Structure Modeling Conference (DSM 2022)
Novel synthetic clot analogs for in-vitro stroke modelling - Article
Guerreiro, Helena; Wortmann, Nadine; Andersek, Thomas; Ngo, Ngoc Tuan; Frölich, Andreas M.; Krause, Dieter; Fiehler, Jens; Kyselyova, Anna A.; Flottmann, Fabian
PLoS ONE 17 (9): e0274211 (2022-09)
Open Access Publisher DOI
Neue Ansätze zur Entwicklung innovativer und nachhaltiger Bauweisen in der Flugzeugkabine - inProceedings
Schwan, Lukas; Hanna, Michael; Hartwich, Tobias S.; Heyden, Emil; Hüttich, Philipp; Sankowski, Olga; Schwenke, Johann; Wehrend, Sven; Krause, Dieter
71. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, (DLRK 2022): (2022)
Open Access Publisher DOI
Ansatz zur lastpfadoptimierten Gestaltung von Sandwichstrukturen mithilfe virtueller Tests und realitätsnahen Testaufbauten - inProceedings
Schwenke, Johann; Schwan, Lukas; Hanna, Michael; Krause, Dieter
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
Development of Business Model Families for Product-Service Systems - inProceedings
Rennpferdt, Christoph; Bagusat, Marco; Bender, Dennis; Krause, Dieter
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
Combined environments - challenges and potentials in the realistic component testing - inProceedings
Hüttich, Philipp; Panek, Stefan; Krause, Dieter
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
Analyzing Dependencies between Product Architecture and Module Drivers - inProceedings
Züfle, Marc; Rennpferdt, Christoph; Kuhl, Juliane; Schwede, Lea-Nadine; Krause, Dieter
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
A holistic aircraft cabin metamodel as an approach towards an interconnected digitised cabin lifecycle - inProceedings
Berschik, Markus Christian; Blecken, Marvin; Kumawat, Hiteshkumar; Rath, Jan-Erik; Krause, Dieter; God, Ralf; Schüppstuhl, Thorsten
33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS 2022)
Open Access
Directional Effects of Load Deviations on the Buckling of Cylindrical Shells in Experiment and Design - inProceedings
Panek, Stefan; Hartwich, Tobias S.; Krause, Dieter
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
Identifying potentials of product personalization - inProceedings
Kuhl, Juliane; Krause, Dieter
ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (IDETC-CIE 2022)
Publisher DOI
Increasing Transparency for Novel and Existing Complex Systems Development - Modular Design in an Agile Context - inProceedings
Züfle, Marc; Rennpferdt, Christoph; Krause, Dieter
How Product and Manufacturing Design Enable Sustainable Companies and Societies (NordDesign 2022)
Reviewing the intellectual structure of product modularization: Toward a common view and future research agenda - Article
Mertens, Kai Gustav; Rennpferdt, Christoph; Greve, Erik; Krause, Dieter; Meyer, Matthias
Journal of Product Innovation Management 1 (40): 86-119 (2023)
Open Access Publisher DOI
How to Use the Levers of Modularity Properly-Linking Modularization to Economic Targets - Article
Schwede, Lea-Nadine; Greve, Erik; Krause, Dieter; Otto, Kevin N.; Moon, Seung Ki; Albers, Albert; Kirchner, Eckhard; Lachmayer, Roland; Bursac, Nikola; Inkermann, David; Rapp, Simon; Hausmann, Maximilian; Schneider, Jannik Alexander
Journal of Mechanical Design 144 (7): 071401 (2022-07)
Publisher DOI
Virtual testing of honeycomb sandwich structures with multiple load introduction points - inProceedings
Schwan, Lukas; Schellhorn, Johann Christoph; Hartwich, Tobias S.; Krause, Dieter
20th European Conference on Composite Materials (ECCM 2022) vol. E: 81-88 (2022)
Open Access Publisher DOI
New trends in aviation and medical technology enabled by additive manufacturing - Article
Wegner, Marie; Hartwich, Tobias S.; Heyden, Emil; Schwan, Lukas; Schwenke, Johann; Wortmann, Nadine; Krause, Dieter
Frontiers in Manufacturing Technology 2 (): 919738 (2022)
Open Access Publisher DOI
A numerical model for vibration analyses of an aircraft partition with parameterized interface properties - Proceedings
Hüttich, Philipp; Heyden, Emil; Krause, Dieter
20th European Conference on Composite Materials (ECCM 2022): (2022)
Classification and development of new component tests for aircraft cabin interior - inProceedings
Hartwich, Tobias S.; Schwenke, Johann; Schwan, Lukas; Krause, Dieter
20th European Conference on Composite Materials (ECCM 2022), vol. E: 25-32 (2022)
Open Access Publisher DOI
Methodical approach for the model-based development of aircraft cabin product families under consideration of lightweight and cost-based design - inProceedings
Hanna, Michael; Schwenke, Johann; Schwan, Lukas; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 435-444 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Digital twins and product-service systems: a synergy with challenges and opportunities - inProceedings
Laukotka, Fabian; Rennpferdt, Christoph; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 1639-1648 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Modeling of an interface between system models and FEM models for the support of model-based development in modular lightweight design for aircraft cabins - inProceedings
Schwan, Lukas; Hanna, Michael; Schwenke, Johann; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 1965-1974 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Methodical support for the new development of cyber-physical product families - inProceedings
Küchenhof, Jan; Berschik, Markus Christian; Heyden, Emil; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 495-504 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Coping asynchronous modular product design by modelling a systems-in-system - inProceedings
Züfle, Marc; Muschik, Sabine; Bursac, Nikola; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 2553-2562 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Designing PSS fleets - consideration of the product architecture - inProceedings
Rennpferdt, Christoph; Schneider, Jannik Alexander; Lachmayer, Roland; Krause, Dieter
Proceedings of the Design Society 2: 1109-1118 (2022-05)
Open Access Publisher DOI
Towards an Intelligent Digital Cabin Twin to Support an Aircraft's Retrofit and Base Maintenance (SAE Paper 2022-01-0046) - inProceedings
Moenck, Keno H. W.; Laukotka, Fabian; Deneke, Constantin; Schüppstuhl, Thorsten; Krause, Dieter; Nagel, Thorsten J.
SAE International AeroTech (AEROTECH 2022)
Publisher DOI
Development of synthetic thrombus models to simulate stroke treatment in a physical neurointerventional training model - Article
Wortmann, Nadine; Andersek, Thomas; De Sousa Guerreiro, Helena I.; Kyselyova, Anna; Frölich, Andreas M. J.; Fiehler, Jens; Krause, Dieter
All Life 15 (1): 283-301 (2022)
Open Access Publisher DOI
Influence of friction bearings on the frequency response of a variable stiffness mechanism - Article
Lindenmann, Andreas; Heyden, Emil; Mas, V.; Krause, Dieter; Matthiesen, Sven
Mechanism and Machine Theory 168: 104588 (2022-02)
Publisher DOI
Knowledge-based decision support for concept evaluation using the extended impact model of modular product families - Article
Greve, Erik; Fuchs, Christoph; Hamraz, Bahram; Windheim, Marc; Rennpferdt, Christoph; Schwede, Lea-Nadine; Krause, Dieter
Applied Sciences 12 (2): 547 (2022)
Open Access Publisher DOI
Wirkmodell der Eigenschaften modularer Produktstrukturen - Thesis
Hackl, Jennifer
Springer Vieweg: 978-3-662-65262-6 (2021)
Publisher DOI
Digitale Innovationen in der Flugzeugkabinenentwicklung - inProceedings
Berschik, Markus Christian; Laukotka, Fabian; Hanna, Michael; Schwan, Lukas; Krause, Dieter
71. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK 2022)
Publisher DOI
Model-Based Systems Engineering: Discovering Potentials for Methodical Modular Product Development - inBook
Krause, Dieter; Schwede, Lea-Nadine; Dambietz, Florian; Hanna, Michael
in: Design Methodology for Future Products, Springer: 265-285 (2022)
Publisher DOI
Digital twins of existing long-living assets : reverse instantiation of the mid-life twin - inProceedings
Moenck, Keno; Laukotka, Fabian; Krause, Dieter; Schüppstuhl, Thorsten
33rd Symposium Design for X (DFX 2022)
Publisher DOI
Model-based power budget analysis of satellites using SysML Rollup Pattern - inProceedings
Berschik, Markus Christian; Oidtmann, Nicolas; Laukotka, Fabian; Brahm, Michael; Krause, Dieter
Tag des Systems Engineering (2022)
Design methodology for future products: data driven, agile and flexible - book
Springer 978-3-030-78367-9: (2022)
Publisher DOI
Sensorintegrierende Maschinenelemente – Klassifizierung, Beispiele und Herausforderungen - inBook
Kirchner, Eckhard; Breimann, Richard; Küchenhof, Jan
in: Dresdner Maschinenelemente Kolloquium DMK, Herausgeber Berthold Schlecht, sierke VERLAG: 79-92 (2022)

Projekte

RECab - Ganzheitliche Analyse von Flugzeugkabinenkonzepten hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit sowie Weiterentwicklung des Modularen Leichtbaus zur Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten bei Komponenten und Modulen
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022 - 2024
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Schwan, Lukas; Wehrend, Sven
COSY-SMILE-2 - Alternativmethoden: Synthetisches Simulationsmodell für Training und Forschung der endovaskulären Schlaganfallbehandlung - Methodische Entwicklung und Fertigung
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2022 - 2024
Projektleitung: Krause, Dieter
ProMultAx - Experimentelle Untersuchung und probabilistische Analyse der Traglast von Kreiszylinderschalen unter multiaxialer Belastung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022 - 2025
Projektleitung: Krause, Dieter; Kriegesmann, Benedikt
Mitarbeitende: Panek, Stefan; Balokas, Georgios
PEEK - Entwicklung eines Phantoms zur "end-to-end" Verifikation einer Kleintierbestrahlung
Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg; Laufzeit 2022 - 2023
Projektleitung: Wegner, Marie
MiMoSe - SPP 2305: Teilprojekt - Mikroelektronischer Modulbaukasten für Sensorintegrierende Maschinenelemente
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Krause, Dieter; Trieu, Hoc Khiem
Kivi - Methode zur Entwicklung von kundenindividuell anpassbaren Produktfamilien auf Grundlage modularer Produktstrukturen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2023
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Vogt, Juliane
CERTEV - New Cost-Effective & Reliable Test Environments
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2025
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Hüttich, Philipp
SeMoSys - Sektionsmontage und Systeminstallation
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Lödding, Hermann; Hintze, Wolfgang; Krause, Dieter
Mitarbeitende: Piontek, Simon; Sankowski, Olga; Heyden, Emil
MODERATED - Entwicklung der KMU-gerechten methodischen Unterstützung zur Entwicklung mechatronischer Modulbaukästen
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2021 - 2023
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Rennpferdt, Christoph
LEXI - Entwicklung eines Phantoms mit integrierten Tumorproben zur automatisierten Analyse in bildgebenden Verfahren
Laufzeit 2020 - 2024
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Wegner, Marie
ANKA - Untersuchung der Auswirkungen und Bewertung von modularen Produktstrukturkonzepten
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Hanna, Michael; Wöller, Lea-Nadine
CabinJoint - Numerische Optimierung und automatisierte Fertigung von Lasteinleitungen in Sandwichbauteilen
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Krause, Dieter
Co-Projektleitung: Schüppstuhl, Thorsten
Mitarbeitende: Schellhorn, Johann Christoph
DEPOSE - Additive Fertigung von Kabinenmonumenten mittels Direct Energy Deposition
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2024
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Hartwich, Tobias S.
MProvE - Methoden der Produktentwicklung validieren durch Experimente - Entwicklung eines Vorgehensmodells
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Sankowski, Olga
InDiCaT - Holistische Virtualisierung des Produktlebenszyklus in der Luftfahrt mit Fokus auf Bauteilherstellung und Kabinenmodifikation
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Schüppstuhl, Thorsten
Co-Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Deneke, Constantin; Laukotka, Fabian N.; Moenck, Keno
VERDIKA - VERDIKA - Entwicklung eines Kabinen-Metamodells für die Entwicklungsschritte und die Produktionsprozesse zu einer digitalen Kabinenauslegung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: God, Ralf
Co-Projektleitung: Krause, Dieter; Schüppstuhl, Thorsten
Mitarbeitende: Rath, Jan-Erik; Berschik, Markus Christian; Blecken, Marvin
CHARLIE - Entwicklung einer Methode für die Qualitätssicherung in der fokalen Strahlentherapie des Prostata-Karzinoms
Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg; Laufzeit 2020 - 2022
Projektleitung: Spallek, Johanna; Krause, Dieter
Mitarbeitende: Wegner, Marie
EFFEKT - Virtuelle Testverfahren und digitale Qualitätssicherung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2022
Projektleitung: Krause, Dieter
Co-Projektleitung: Schüppstuhl, Thorsten
Mitarbeitende: Schwan, Lukas; Eschen, Henrik
WiMo-Trans - Validierung und Weiterentwicklung eines Wirkmodells zur Beschreibung der Effekte modularer Produktstrukturen in der industriellen Praxis
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Greve, Erik
COSY-SMILE - Completely Synthetic Stroke Model for Interventional Development and Education
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Krause, Dieter
Mitarbeitende: Wortmann, Nadine