C&C²-A Gestalt-Funktion-Zusammenhänge in der Konstruktion

Funktionen werden im Produkt durch die Konstruktion einer geeigneten Gestalt umgesetzt. Die Kernaufgabe beim Konstruieren ist es, eine geeignete Gestalt zu finden und so weit auszuarbeiten, dass sie die benötigten Funktionen auch über die Lebensdauer des Produkts erfüllen kann. Um das zu tun, ist eine Kenntnis des Zusammenhangs von Produktgestalt und Funktion notwendig.  Im Fokus unserer Forschung steht die Unterstützung bei der Identifikation und Nutzung von Gestalt-Funktion-Zusammenhängen in der Konstruktion. Dazu erforschen wir Methoden der Analyse, Modellbildung und Modellverifikation, um Gestalt-Funktion-Zusammenhänge aufzudecken und Systemverständnis zu erzeugen.

Nächster Methodenschulungstermin:

14.07.-16.07.2020 aufgrund der aktuellen Situation als interaktives Webinar. Die praktischen Teile werden weiter am IPEK durchgeführt und in das Webinar eingebunden.

Anmeldung per Mail an patric.grauberger∂kit.edu

Flyer

C&C²-A Gestalt-Funktion-Zusammenhänge
C&C²-Modell eines Power-Tools
C&C²-A Gestalt-Funktion-Zusammenhänge IPEK
C&C²-Modell eines Hybrid-Antriebsstrangs

Forschungsschwerpunkte

  • Anwendung des C&C²-Ansatz in der Gestaltung
  • Modellbildung in der Analyse
  • Modellverifikation
  • Synthese

Systeme

  • Power-Tools
  • Befestigungstechnik
  • Antriebssysteme
  • Fahrzeugbau
  • Anlagenbau

Methoden

Analysemethoden:

  • analyseKIT-Framework (Methoden, um das Systemverhalten zu identifizieren)
    • Perspektivenwechsel
    • Zoom-in
    • Show me don’t tell me
  • Verschleißanalyse

Modellbildung und -verifikation des Gestalt-Funktion-Zusammenhangs:

  • C&C²-Ansatz
  • Konstruktionshypothesen
  • Schnelle Prototypen

Synthesemethoden

  • Heuristiken des C&C²-Ansatzes
  • Gestaltbezogene Syntheseregeln

Den Konstrukteur verstehen

  • Eye-tracking
  • Think-aloud 

Prozesse

  • Techniken der Modellbildung mit dem C&C²-Ansatz
  • Vorgehensweisen in der Gestaltung

Ausstattung

  • Analyselabor
    • Makroskopie
    • Mikroskopie
    • Ferrographie
    • Uvm.
  • Eye-tracking Equipment
  • Systemanalyse
    • Werkstatt
  • Schulung zum C&C²-Ansatz
  • Prototypenfertigung für schnelle Synthese
    • 3D-Drucker
    • Lasercutter
    • Prototypen-Fräse

Weitere Ausstattung des Instituts finden Sie hier.

Ausgewählte Veröffentlichungen im Forschungsfeld


2020
The contact and channel approach – 20 years of application experience in product engineering.
Grauberger, P.; Wessels, H.; Gladysz, B.; Bursac, N.; Matthiesen, S.; Albers, A.
2020. Journal of engineering design, 31 (5), 241–265. doi:10.1080/09544828.2019.1699035
A review of research relating to food slicing in industrial applications.
Bremer, F.; Matthiesen, S.
2020. Journal of food engineering, 268, 109735. doi:10.1016/j.jfoodeng.2019.109735
2019
A Concept Map for Design Method Experiments in Product Development – A Guideline for Method Developers.
Üreten, S.; Eisenmann, M.; Nelius, T.; Cao, S.; Matthiesen, S.; Krause, D.
2019. Proceedings of the 30th Symposium Design for X (DFX 2019), 18-19 September 2019, Jesteburg, Germany. Ed.: D. Krause, 147–158, The Design Society. doi:10.35199/dfx2019.13
Experimental Evaluation of a Debiasing Method for Analysis in Engineering Design.
Nelius, T.; Matthiesen, S.
2019. Proceedings of the Design Society: International Conference on Engineering Design, 1 (1), 489–498. doi:10.1017/dsi.2019.53
Product models in embodiment design: an investigation of challenges and opportunities.
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Bremer, F.; Nowoseltschenko, K.
2019. SN Applied Sciences, 1 (9), 1078. doi:10.1007/s42452-019-1115-y
Extended Sequence Modelling in Design Engineering – Gaining and Documenting Knowledge about Embodiment Function Relations with the C&C2-Approach.
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Schrempp, L.
2019. Proceedings of the Design Society: International Conference on Engineering Design, 1 (1), 1483–1492. doi:10.1017/dsi.2019.154
Functional Analysis in Embodiment Design - An Investigation of Embodiment Function Relations in Testing Activities.
Grauberger, P.; Voß, K.; Matthiesen, S.
2019. Proceedings of the Design Society: International Conference on Engineering Design, 1 (1), 1503–1512. doi:10.1017/dsi.2019.156
Agile Lightweight Design - The Extended Target Weighing Approach in ASD - Agile Systems Design Using Functional Modelling with the C&C2-Approach.
Albers, A.; Matthiesen, S.; Revfi, S.; Schönhoff, C.; Grauberger, P.; Heimicke, J.
2019. Proceedings of the Design Society: International Conference on Engineering Design, 1 (1), 2667–2676. doi:10.1017/dsi.2019.273
Erkenntnisgewinn durch Systemanalyse und Testing – Ein Ansatz zur Unterstützung der Entwicklung von Systemen mit neuartigen Wirkprinzipien.
Matthiesen, S.; Wilhelm, M.; Grauberger, P.; Naue, I.; Werner, T.
2019. Stuttgarter Symposium fuer Produktentwicklung 2019, Stuttgart, 16.05.2019. Hrsg.: H. Binz, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart
Improving Decision Making by teaching Debiasing Approaches – motivating Engineering students with Reflection.
Nelius, T.; Eisenmann, M.; Doellken, M.; Hergl, M.; Matthiesen, S.
2019. 2. Conference "Human Behaviour in Design", Tutzing, 23.-24. April 2019
Experimentelle Untersuchung von Versagensvorgängen.
Horn, S.; Hoelz, K.; Schwabe, M.; Matthiesen, S.
2019. Beton- und Stahlbetonbau, 99 (7), 561. doi:10.1002/best.201900013
2018
Eine qualitative Untersuchung der Reibungsverhältnisse und des Oberflächenverschleißes in schlagend angezogenen Schraubenverbindungen.
Matthiesen, S.; Wettstein, A.; Sturm, C.
2018. Schraubenverbindungen 2018 - 6. VDI-Tagung, Würzburg, 21. - 22. November 2018, VDI- Verlag
Analysis of dynamic system behaviour using sequence modelling with the C&C-Approach - a case study on a power tool hammer mechanism.
Matthiesen, S.; Wettstein, A.; Grauberger, P.
2018. Proceedings of NordDesign: Design in the Era of Digitalization, NordDesign 2018, The Design Society
Das Systemverständnis reflektieren – Kritisches Hinterfragen als Einflussgröße in der Analyse.
Matthiesen, S.; Eisenmann, M.; Döllken, M.
2018. 29. DfX-Symposium 2018, Tutzing, 25.-26. September 2018. Hrsg.: D. Krause, 12
Experiencing and teaching technology – Integrating STEM teaching-students in interdisciplinary design teams.
Matthiesen, S.; Eisenmann, M.; Hoelz, K.; Six, O.
2018. 20th International Conference on Engineering & Product Design Education, London, UK, September 6-7, 2018
PGE – Product generation engineering in engineering education: Real-world problems for beginners in student projects.
Albers, A.; Matthiesen, S.; Rapp, S.; Hoelz, K.; Bursac, N.
2018. 20th International Conference on Engineering and Product Design Education (E&PDE 2018), London, UK, September 6-7, 2018
Managing Assumptions during Analysis - Study on successful Approaches of Design Engineers.
Matthiesen, S.; Nelius, T.
2018. Proceedings of NordDesign: Design in the Era of Digitalization, NordDesign 2018, The Design Society
How do c&c²-models improve efficiency, comprehensibility and scope in failure analysis - an empirical study based on two live-labs.
Gladysz, B.; Albers, A.
2018. International Design Conference - Design 2018, Dubrovnik, HR, May 21-24, 2018, 1127–1138. doi:10.21278/idc.2018.0497
Priorisierung von Funktionsumfängen zur Risikobeurteilung Ein systematischer Ansatz für die Produktgenerationsentwicklung.
Gladysz, B.; Lukas, W.; Albert, A.; Heiko, J.
2018. Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 113 (1-2), 42–45. doi:10.3139/104.111827
Eye tracking study on successful micro-strategies by design engineers for the synthesis-driven analysis of technical systems.
Matthiesen, S.; Nelius, T.
2018. Tools and methods of competitive engineering : proceedings of theTwelfth International Symposium on Tools and Methods of Competitive Engineering - TMCE 2018, May 07-11, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, 295–304, University of Technology, Delft
From Reality to Simulation – Using the C&C²-Approach to Support the Modelling of a Dynamic System.
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Sturm, C.; Steck, M.
2018. Procedia CIRP, 70, 475–480. doi:10.1016/j.procir.2018.03.039
Modellbildung mit dem C&C²-Ansatz in der Gestaltung - Techniken zur Analyse und Synthese.
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Hölz, K.; Nelius, T.; Bremer, F.; Wettstein, A.; Gessinger, A.; Pflegler, B.; Nowoseltschenko, K.; Voß, K.
2018. KIT, Karlsruhe. doi:10.5445/IR/1000080744
2017
Systemverständnis durch Analysemethoden.
Matthiesen, S.; Hölz, K.; Grauberger, P.
2017. DFX 2017: Proceedings of the 28th Symposium Design for X, Bamberg, Germany, 4-5 October 2017. Hrsg.: D. Krause, 263–274, Design Society, Bristol
Studiendesign zur Untersuchung der synthesegetriebenen Analyse von Konstrukteuren.
Matthiesen, S.; Nelius, T.; Pflegler, B.; Gutmann, T.
2017. DFX 2017: Proceedings of the 28th Symposium Design for X, Bamberg, Germany, 4-5 October 2017. Ed.: D. Krause, 299–310, Design Society, Bristol
2016
Integration von Versuchsergebnissen in C&C² - Modellen zur Wiederverwendung in der Produktgenerationsentwicklung am Beispiel eines trockenlaufenden Kupplungssystems.
Albers, A.; Gladysz, B.; Kniel, J.; Aschoff, M.; Meyer, A.
2016. KT 2016 : 14. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik : Traditio et Innovatio - Entwicklung und Konstruktion, Rostock, 6. - 7. Oktober 2016. Hrsg.: K. Brökel, 10–20, Shaker Verlag, Aachen
2014
Using Eye Tracking to Understand the Engeneering Designers´ Behavior in Synthesis-Driven Analyzing Processes-Experiences in Study Design.
Ruckpaul, A.; Kriltz, A.; Matthiesen, S.
2014. Analyzing cognitive processes during design : proceedings of the HBiD 2014. Ed.: M. Meboldt
The Contact and Channel Approach (C&C2-A) - relating a system’s physical structure to its functionality.
Albers, A.; Sadowski, E.
2014. An Anthology of Theories and Models of Design : Philosophy, Approaches and Empirical Explorations. Ed.: A. Chakrabarti, 151–171, Springer, Berlin. doi:10.1007/978-1-4471-6338-1_8
2012
New insights on the contact&channel-approach - Modelling of systems with several logical states.
Matthiesen S.; Ruckpaul A.
2012. DESIGN 2012: Proceedings of the 12th International Design Conference, Dubrovnik, Croatia, May 21-24, 2012. Ed.: D. Marjanovic, 1019–1028, The Design Society, Glasgow
2011
Seven Years of Product Development in Industry - Experiences and Requirements for Supporting Engineering Design with ’Thinking Tools’.
Matthiesen, S.
2011. Impacting society through engineering design: ICED 11 København. Proceedings of the 18th International Conference on Engineering Design, Copenhagen, Denmark, August 15th-18th, 2011. Vol. 9: Design methods and tools Pt. 1. Ed.: S. Culley, 236–245, Design Society, Glasgow
2002
Ein Beitrag zur Basisdefinition des Elementmodells "Wirkflächenpaare & Leitstützstrukturen" zum Zusammenhang von Funktion und Gestalt technischer Systeme [online]. Dissertation.
Matthiesen, S.
2002. Karlsruhe 2002. (Forschungsberichte. Institut für Maschinenkonstruktionslehre und Kraftfahrzeugbau, Universität Karlsruhe (TH). 6.) Fak. f. Maschinenbau, Diss. v. 21.10.2002. doi:10.5445/IR/12092002

Übersicht aller Veröffentlichungen

Eine Übersicht aller Veröffentlichungen des IPEK finden Sie hier.