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Kontakt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sven Matthiesen

sven matthiesenHqi0∂kit edu

Tel.: +49 721 608 47156

 

Leiter der Forschungsruppe

M. Sc. Kevin Hölz 

kevin hoelzUpp1∂kit edu

Tel.: +49 721 608 42375

Konstruktionsmethodik

Mitarbeiter der Forschungsgruppe

M.Sc. Patric Grauberger
M.Sc. Kevin Hölz
M.Sc. Thomas Nelius
M.Sc. Carolin Sturm
Matthias Eisenmann
M.Sc. Frank Bremer
M.Sc. Markus Döllken
M.Sc. Christoph Zimmerer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Themenschwerpunkte

In der Forschungsgruppe Konstruktionsmethodik erforschen wir Konstruieren als kognitiven Prozess in der Produktgenerationsentwicklung. Wir fokussieren hier auf das Vorausdenken von Gestalt-Funktion-Zusammenhängen bei der Analyse und Synthese technischer Produkte. Dabei identifizieren wir Schlüsselfaktoren erfolgreicher Vorgehensweisen von Konstrukteuren und entwickeln auf dieser Basis Methoden zur Unterstützung der Produktentwicklung. Diese wenden wir in Entwicklungsprojekten zusammen mit Unternehmen an, um sie zu validieren und ihren Mehrwert für die Praxis abzusichern.

Das Ziel unserer Forschung ist die methodische Unterstützung beim Vorausdenken, Analysieren und Synthetisieren von Bauteilen im Systemkontext. Dabei berücksichtigen wir, das Konstruieren ein iterativer und hochkreativer Prozess ist. Besonders wichtig ist uns, nicht nur auf einzelne Phasen, wie das Erstellen einer Anforderungsliste oder das Bewerten der Zuverlässigkeit zu fokussieren. Wir entwickeln Werkzeuge, die den gesamten Denkprozess des Konstruierens nutzen.

Mit Hilfe der bei uns entwickelten Methoden können komplexe Effekte in technischen Systemen analysiert werden. Hieraus leiten wir Zielgrößen für die Konstruktion ab. Mithilfe von Prozessen der agilen Produktentwicklung erzeugen wir schnelle Prototypen und weisen damit die Umsetzung der neuen Produktfunktionen nach. Mithilfe individualisierter Schulungen bringen wir Konstruktionsmethoden in die Industrie. Der Kern dieser Schulungen ist das schnelle Durchleben eines verkürzten Entwicklungsprojekts, wodurch ein erlebnisbasiertes Lernen ermöglicht wird.

Leistungsangebot

Als unser Partner aus der Industrie werden wir Sie im Wettbewerb um Innovation stärken.

  • Analyse komplexer Effekte zur Synthese neuer Produktgenerationen
    • Analysemethoden
    • Techniken zur Modellbildung
    • C&C²-Ansatz
  • Überprüfung von Produktfunktionen mittels schneller Prototypen
    • Konstruktionshypothesen
    • Testing
  • Individualisierte Schulungen im Kernbereich von Konstrukteuren
    • Entwicklungssimulator
    • C&C²-Ansatz

Ausstattung

  • FDM 3D-Drucker
  • Analyselabor
    • Makroskopie
    • Mikroskopie
    • Ferrographie
    • uvm.
  • CAD-CAM-Modellfräse
  • Laser-Cutter
  • 3D-Scanner
  • stationäre und portable Eye-Tracking-Systeme

Weitere Ausstattung des Instituts finden sie hier.

Bachelor- / Masterarbeiten

Aktuelle Bachelor- / Masterarbeiten der Forschungsgruppe finden sie hier.

Statements zur Konstruktion und Entwicklung

 

Ausgewählte Veröffentlichungen der Forschungsgruppe


2020
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. DS 98: 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
Design for Vibration Reduction – An Overview of Models for Product Development with Focus on Excitation and Transmission of Vibrations of Technical Systems.
Sturm, C.; Bremer, F.; Matthiesen, S.
2019. Procedia CIRP, 84, 662–666. doi:10.1016/j.procir.2019.03.254
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
Research data: Experimental Testing Approaches in Engineering Design – Investigating the Exploration of Relations of Embodiment and Function in a Student Project.
Grauberger, P.; Voß, K.; Matthiesen, S.
2019. doi:10.5445/IR/1000092735
Product Models in Embodiment Design – an Investigation of Challenges and Possibilities [in Press].
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Bremer, F.; Nowoseltschenko, K.
2019. Research in engineering design
Validation of Methods in Design Research – an Investigation of Current Practice [in press].
Matthiesen, S.; Krause, D.; Grauberger, P.; Üreten, S.; Windisch, E.
2019. Design science
2018
Junge Menschen für Technikberufe begeistern - Deutschlands Ingenieurstärke sichern.
Matthiesen, S.; Hoelz, K.; Eisenmann, M.
2018. 13. Ingenieurpädagogische Regionaltagung 2018 - Diversität und Kulturelle Vielfalt - differenzieren, individualisieren - oder integrieren? Wege zu technischer Bildung, Bochum, 7. - 9. Juni 2018, IPW, Bochum
Natural science and technology: pupils oriented analysis and synthesis using bearing arrangements.
Matthiesen, S.; Hölz, K.; Schaffner, T.
2018. 13. Ingenieurpädagogische Regionaltagung 2018 - Diversität und Kulturelle Vielfalt - differenzieren, individualisieren oder integrieren, Bochum, 7.6.2018 - 9.6.2018, IPW, Bochum
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
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
Technikaktivitäten – Herausforderungen in der Ausbildung und vielversprechende Lösungsansätze.
Matthiesen, S.; Hoelz, K.; Fox, D.; Eisenmann, M.
2017. Digitalisierung in der Techniklehre – ihr Beitrag zum Profil technischer Bildung : 12. Ingenieurpädagogische Regionaltagung, Ilmenau, 11. – 13. Mai 2017, IPW, Ilmenau
Synthese-getriebene Analyse technischer Systeme in der Produktentwicklung – Ein Beitrag zum Messen und Verstehen von Analyseprozessen während der Konstruktion unter Einsatz von Eye Tracking = Synthesis-driven analysis of technical systems in product development – A contribution to measuring and understanding the analysis processes during designing by use of eye tracking. Dissertation.
Ruckpaul, A.
2017. KIT, Karlsruhe. doi:10.5445/IR/1000077248
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
Chancen und Herausforderungen beim Führen von interdisziplinären Teams.
Matthiesen, S.; Klink, K.; Hoelz, K.; Berg, J.; Schmidt, S.
2017. Digitalisierung in der Techniklehre – ihr Beitrag zum Profil technischer Bildung, 12. Ingenieurpädagogische Regionaltagung, Ilmenau, 11. - 13. Mai 2017, IPW, Ilmenau
Technik vermitteln und erleben im Naturwissenschaft und Technik-Unterricht.
Matthiesen, S.; Woll, A.; Hoelz, K.; Eisenmann, M.; Schmidt, S.; Hansjosten, I.; Wegmann, K.; Hoffman, M.; Schnur, A.
2017. Digitalisierung in der Techniklehre – ihr Beitrag zum Profil technischer Bildung - 12. Ingenieurpädagogische Regionaltagung, Ilmenau, 11. - 13. Mai 2017, IPW, Ilmenau
Methodische Unterstützung des Erkenntnisgewinns in der Produktentwicklung durch Konstruktionshypothesen.
Matthiesen, S.; Grauberger, P.; Nelius, T.; Hölz, K.
2017. KIT, Karlsruhe. doi:10.5445/IR/1000071901
2016
Entwicklungssimulator - Erleben von Problemsituationen zur Steigerung der Methodenakzeptanz.
Matthiesen, S.; Nelius, T.; Schmidt, S.; Cersowsky, S.; Schneider, T.
2016. Anwendungsorientierung und Wissenschaftserneuerung in der Ingenieurbildung : Wege zu technischer Bildung : Referate der 10. Ingenieurpädagogischen Regionaltagung 2015 an der Fontys University of Applied Sciences, Eindhoven, 5 - 7. November 2015. Hrsg.: G. Kammasch, IPW, Berlin
Technische Systeme analysieren wie ein Profi.
Matthiesen, S.; Nelius, T.
2016. WiGeP, 2016 (2), 5
2015
Supporting validation activities and self-reflection processes in interdisciplinary design teams.
Matthiesen, S.; Schmidt, S.; Klingler, S.; Pinner, T.; Eisenmann, M.; Ludwig, J.; Hohmann, S.; Albers, A.
2015. 17th International Conference on Engineering and Product Design Education, Loughborough Design School, University of Loughborough, United Kingdom, 3. - 4. September, 2015, 418–423, The Design Society, Glasgow
Combination of Eye Tracking and Think-Aloud Methods in Engineering Design Research.
Ruckpaul, A.; Fürstenhöfer, T.; Matthiesen, S.
2015. Design Computing and Cognition ’14. Ed.: J. S. Gero, 83–101, Springer International Publishing, Cham. doi:10.1007/978-3-319-14956-1_5
Differences in analysis and interpretation of technical systems by expert and novice engineering designers.
Ruckpaul, A.; Nelius, T.; Matthiesen, S.
2015. ICED 15 : Proceedings of the 20th International Conference on Engineering Design, Vol 2 : Design Theory and Research Methodology Design Processes, Milan, Italy, 27th - 30th July 2015, 339–348, Design Society, Glasgow
2014
ANALYSING VISUAL BEHAVIOUR IN ENGINEERING DESIGN BY EYE TRACKING EXPERIMENTS.
Lohmeyer, Q.; Matthiesen, S.; Mussgnug, M.; Meboldt, M.
2014. Tools and methods of competitive engineering : digital proceedings of the Tenth International Symposium on Tools and Methods of Competitive Engineering - TMCE 2014, May 19 - 23, Budapest, Hungary. Ed. I. Horváth, 949–958, Delft University of Technology, Delft
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
2013
Eye tracking, a method for engineering design research on engineers’ behavior while analyzing technical systems.
Matthiesen, S.; Meboldt, M.; Ruckpaul, A.; Mussgnug, M.
2013. Proceedings of the 19th International Conference on Engineering Design (ICED13), Design for Harmonies, Vol.7: Human Behaviour in Design, Seoul, Korea, 19-22.08.2013, 277–286, Design Society, Castle Cary
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
2010
Different Function Breakdowns for One Existing Product: Experimental Results.
Alink, T.; Eckert, C.; Ruckpaul, A.; Albers, A.
2010. Design Computing and Cognition ’10 : papers in this volume are from the Fourth International Conference on Design Computing and Cognition (DDC ’10) held at the University of Stuttgart, Germany. Ed.: J. S. Gero, 405–424, Springer, Dordrecht/Niederlande. doi:10.1007/978-94-007-0510-4_22
2002
Konstruktionsmethodisches Grundmodell zum Zusammenhang von Gestalt und Funktion technischer Systeme - Das Elementmodell "Wirkflächenpaare & Leitstützstrukturen" zur Analyse und Synthese technischer Systeme.
Albers, A.; Matthiesen, S.
2002. Konstruktion, 54 (7-8), 55–60
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.