Forschung und Transfer

Institut für angewandte Systemdynamik (IAS)

Das Institut befindet sich derzeit im Aufbau, deswegen möchten wir Sie bzgl. der Inhalte dieser Webseite noch um etwas Geduld bitten. Einige Informationen jedoch möchten wir bereits bekannt geben:

Aktuell: Das IAS hat eine Stelle für eine studentische Hilfskraft zur vergeben. Hier geht es zur Ausscheibung.

Institutsleitung

Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck (Institutsleiter)
Prof. Dr.-Ing Axel Löffler
Prof. Dr. Robert Rieg

Leitmotiv

Die Systemdynamik bietet zahlreiche Methoden zur Analyse, Synthese und Optimierung dynamischer Systeme. Dennoch finden eine große Anzahl der zur Verfügung stehenden Grundlagen nur teilweise Einsatz in den Unternehmen. So kommt es häufig vor, dass effektive Methoden in der Forschung längst anerkannt sind, dennoch aber in der Praxis, aufgrund der meist großen Umsetzungsaufwendungen und Wissensdefizite in den Unternehmen, keine Anwendung finden. Um diese Lücke zu schließen sind anwendungsorientierte Forschungsaufwendungen erforderlich, die Kernbestandteil des IAS sein sollen.

Ziel des Institutes ist es, wissenschaftliche Arbeiten im Themengebiet „angewandte Systemdynamik“ in der Fakultät Wirtschaftswissenschaften unter einem Namen zu vereinen und dabei möglichst viele Synergien zu nutzen. Dabei geht es im Wesentlichen darum, die methodischen Ansätze aus der Grundlagenforschung in die Anwendung zu bringen und diese dadurch der Industrie und Wirtschaft zugänglich zu machen. Es sollen ganz bewusst Gemeinsamkeiten in den methodischen Ansätzen für die Gebiete Technik und Wirtschaft gefunden und ausgetauscht werden. 

Forschungsgruppen

Technische Systemdynamik und Automatisierung

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Sascha Röck (s.a. Forschungsfeld Systemdynamik/Robotik am IAF)
Mitarbeiter/-in: Dipl.-Ing. Marcel Huptych

Der Schwerpunkt der Gruppe Automatisierungstechnik liegt in der modell- und simulationsbasierten Automatisierung von technischen Systemen. Dies gliedert sich in die Themenfelder virtuelle Inbetriebnahme von Steuerungssoftware komplexer Anlage mit Hilfe einer echtzeitfähigen Hardware-in-the-Loop Simulation und in die sichere (kollisionsfreie) Bewegungsplanung dynamischer Systeme, wie Industrieroboter und autonome Transportsysteme, in nicht vorhersehbaren dynamischen Umgebungen (Bspw. robotergestützten Assistenzsysteme, kooperative Robotik, Automatisierung paralleler Manipulatoren, Autonomes Fahrzeug im Straßenverkehr, etc. ). Dabei steht auch die Entwicklung der dafür erforderlichen Echtzeitsoftware im Vordergrund. Weitere Themen werden sich mit der Steigerung der Produktionsdynamik zur Verringerung der Taktzeiten beschäftigen.

  • Modell- und simulationsbasiertes Beobachten, Steuern und Regeln technischer Systeme
  • Trajektorienplanung für Industrieroboter und autonome Transportsysteme (DFG-Projekt ReTraC)
  • Hardware-in-the-Loop Simulation für den Steuerungssoftwaretest
  • Entwicklung echtzeitfähiger Software und Algorithmen

 

Dynamik sozioökonomischer Systeme

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing Axel Löffler (s.a. Grundlagenzentrum)
Mitarbeiter/-in: Yvonne Beck M.Sc. 

Im Mittelpunkt steht die Untersuchung der langfristigen Stabilität von Organisationseinheiten bzw. der mit diesen verbundenen Prozessen mittels systemdynamischer Simulations- und Analysemethoden, insbesondere am Beispiel des Bereichs Tertiäre Bildung (Hochschulen). Hierbei werden Teilthemen wie die Rolle von Kooperationen und Konkurrenz zwischen, aber auch innerhalb der Organisation, die Rolle von technologischen oder organisatorischen Innovationen oder allgemeine Anpassungsprozesse an ein sich änderndes Wettbewerbsumfeld untersucht werden.

  • (statistische) Analyse empirischer Daten
  • Modellbasierte Beschreibung der auftretenden Prozesse
  • Entwicklung von Algorithmen zur Steuerung und Regelung dieser Prozesse
  • Entwicklung entsprechender Softwarewerkzeuge („Management Flight Simulators“)

 

Unternehmenssteuerung und Organisationsdesign

Ansprechpartner: Prof. Dr. Robert Rieg
Mitarbeiter/-in: N.N.

Unternehmenssteuerung (Controlling) entlehnt seit langem Begrifflichkeiten der Kybernetik und Regelung komplexer Systeme ohne jedoch konsequent entsprechende Methoden die die Systemdynamik einzusetzen. Hier sollen Fragen des Controllings mittels Systemdynamik untersucht werden, so bspw. die Verbreitung von Instrumenten, Wirkungsmechanismen bspw. der Balanced Scorecard, rollenden Planung oder wertorientierten Steuerung.

Ein zweites und aus dem ersten abgeleitetes aber breiteres Forschungsfeld ist das Organisationsdesign; namentlich die Frage, wie Organisationen, ihre Entscheidungsregeln und –strukturen so gestaltet werden können, dass die Ziele der Organisation auch mittel- und langfristig gesichert und robust erreicht werden. Damit sieht sich das IAS dem von Jay Forrester formulierten Anspruch verpflichtet: „The solution to small problems yield small rewards […] The goal should be to find management policies and organizational structures that lead to greater success [..] The ultimate goal of industrial dynamics [=system dynamics] is enterprise design” (Forrester, J., 1961, S. 449, 45).

Vorträge und Publikationen

Vorträge

Rieg, R.: Dynamics of value-based management – – does shareholder value cause short-termism?. International Conference of the System Dynamics Society, St. Gallen, Switzerland, July 22-26, 2012.

Rieg, R.: Dynamik der Strategieumsetzung und Wirksamkeit der Balanced Scorecard: Modellierung und Simulation des Lern- und Anpassungsprozesses mittels System Dynamics. Konferenz für Wirtschafts- und Sozialkybernetik 2012, 28.-29.06.2012, Aachen.

Röck, S.: Ein Beitrag zur sicheren Automatisierung von Manipulatoren in veränderlichen Umgebungen. AUTOMATION 2012, VDI Wissensforum, 13.-14. Juni 2012, Baden-Baden.

Röck, S.: Einsatz der Simulationstechnik für die Ausbildung von Ingenieuren in der Steuerungs-, Regelungs- und Antriebstechnik. AALE 2012, 9. Fachkonferenz, Forum für Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft, 03.-04. Mai 2012, Hochschule Aachen.

Huptych, M.: Online Path Planning for Industrial Robots in Varying Environments Using the Curve Shortening Flow Method. 4th International Conference On Intelligent Robotics (ICIRA), Aachen 2011.

Publikationen

Huptych, M.; Röck, S.: Kollisionsfreie Bahnplanung in veränderlichen Umgebungen am Beispiel eines KUKA youBot; Tagungsband AALE 2013, 10. Fachkonferenz, Forum für Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft, 2013.

Mottahedi, M.; Röck, S.; Verl, A.: Simulation-based Parameter Identification for Condition Monitoring of Spindle Nut Drive; 5th International Conference on Integrated Systems Design and Technology (ISDT 2012), May 12th-15th, Mallorca, Spain.

Rieg, R.: Dynamics of value-based management – – does shareholder value cause short-termism?. Proceedings of the 2012 International Conference of the System Dynamics Society, St. Gallen, Switzerland, July 22-26, 2012.

Huptych, M.; Röck, S.: Ein Beitrag zur sicheren Automatisierung von Manipulatoren in veränderlichen Umgebungen; Tagungsband 13. VDI Kongress Automation, Baden-Baden, 2012.

Röck, S.; Kayser, K.-H.; Pritschow, G.; Verl, A.: Einsatz der Simulationstechnik für die Ausbildung von Ingenieuren in der Steuerungs-, Regelungs- und Antriebstechnik. AALE 2012, 9. Fachkonferenz, Forum für Fachleute der Automatisierungstechnik aus Hochschulen und Wirtschaft.

Huptych, M.; Groh, K.; Röck, S.: Online Path Planning for Industrial Robots in Varying Environments Using the Curve Shortening Flow Method. Proceedings of the 4th International Conference On Intelligent Robotics And Applications, Aachen, Lecture Notes in Computer Science, Springer 2011, Volume 7101/2011, 73-82.