Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Quelle: Tübingen Scientific
VORSTELLUNG KOMPETENZFELDER BSc MEDIZINTECHNIK
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Quelle: Ulrich Alber
Quelle: Berchtold
Quelle: Tübingen Scientific
Kompetenzfeld
Kompetenzfeld
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
GERÄTEKONSTRUKTION UND DESIGN
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Gerätekonstruktion und Design
Gerätekonstruktion und Design
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
KOMPETENZFELD bestehend aus MODULEN
INTERFACE-DESIGN Dr.-Ing. M. Schmid, Prof. Dr.-Ing. T. Maier
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GERÄTEKONSTRUKTION UND –FERTIGUNG in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
TECHNISCHES DESIGN
TECHNISCHES DESIGN
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
VORSTELLUNG TECHNISCHES DESIGN
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VIRTUAL REALITY (VR)
VIRTUAL REALITY (VR)
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
HAPTIKPRÜFSTÄNDE AVSP + TACDIP
HAPTIKPRÜFSTÄNDE
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
3D MOTION TRACKING
3D MOTION TRACKING
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
WORKLOAD MESSUNGEN
WORKLOAD MESSUNGEN EKG
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EDA
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
TECHNISCHES DESIGN
TECHNISCHES DESIGN
LEHRE
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN
INTERFACE–DESIGN
Modul: INTERFACE-DESIGN im Kompetenzfeld (B.Sc. MedTech) ‚Gerätekonstruktion und Design‘
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Einführung
• Grundlagen und Definition • Makroergonomie in der Planungs- und Konzeptphase • Mikroergonomie in der Konzept- und Entwurfsphase
• Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase • Die Workflowanalyse als Querschnittsfunktion • Beispiele aus der Praxis
Dozenten: Dr.-Ing. M. Schmid, Prof. Dr.-Ing. T. Maier 11 von 30
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen):
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Quelle: Siemens VDO „100 Jahre Tacho“
• Einführung
Quelle: www.mercedes-benz.de
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
Quelle: Chrysler 200C EV Concept
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Grundlagen und Definition
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Makroergonomie in der Planungs- und Konzeptphase
2
1 3
1: http://www.canyon.com/ 2: http://c1488.r88.cf3.rackcdn.com 3: http://www.vis.bayern.de/produktsicherheit/
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INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Mikroergonomie in der Konzept- und Entwurfsphase
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Mikroergonomie in der Ausarbeitungsphase
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Die Workflowanalyse als Querschnittsfunktion „Hardkey-Interface“
„Softkey-Interface“
„Touchscreen-Interface“
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Beispiele aus der Praxis
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Vorlesungsinhalt (mit integrierten Übungen): • Übung 8: Benutzergerechte Touchscreengestaltung
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
INTERFACE–DESIGN (SS, 4 SWS, 6 LP)
INTERFACE–DESIGN
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Interface-Design SS 2016 Do. 09:45 – 11:15 Uhr 11.30 – 13:00 Uhr
Raum: V 9.0.144 (ab 14.04.16)
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TECHNISCHES DESIGN
TECHNISCHES DESIGN
STUDENTISCHE ARBEITEN
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
STUDIENARBEIT
STUDIENARBEIT
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design Bedienung des Steuerungsterminal
Titel: Mensch-MaschineInteraktion im Anästhesie-Cockpit Student: Magnus Deiss Schwerpunkt: Workflow-Analyse Jahr: 2010
Bedienablauf
Prozessflussdiagramm
Workflow-Diagramm
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BACHELORARBEIT
BACHELORARBEIT
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Konzeptskizze
Titel: Gestaltung des OP der Zukunft Studentin: Madina Amiri Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2011
OP-Tisch
OP-Entwurf
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mobiler C-Bogen-CT
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
BACHELORARBEIT
BACHELORARBEIT
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Interface CAD Entwurf Anthropometrische Maßkonzeption
Titel: Entstigmatisierung von Gehhilfen Studentin: Lisa Riegger Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2013 Funktionskonzepte
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
STUDIENARBEIT
STUDIENARBEIT
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Titel: Der virtuelle OPDarstellung eines HFChirurgiegeräts Studentin: Philipp Freude
Konzeptskizzen
Schwerpunkt: Interface-Design Jahr: 2014
Digital Human Modeling
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CAD Gesamtentwurf
CAD Entwurf monopolarer Griff
TECHNISCHES DESIGN
TECHNISCHES DESIGN
INDUSTRIE
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HSG-IMIT / GENEWORX
HSG-IMIT / GENEWORX
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Firmenname: HSG-IMIT / GENEWORX Firmensitz: Villingen-Schwenningen / Oberaichen Produktname: TopSpot E Microarrayer Serieneinführung: 2005 Schwerpunkt: Exteriordesign
Quelle: HSG-IMIT
Quelle: HSG-IMIT
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Quelle: HSG-IMIT
Exteriordesign unter Berücksichtigung der Funktionsbaugruppen "Form Follows Function"
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart
CARL ZEISS
CARL ZEISS
Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Firmenname: Carl Zeiss AG Firmensitz: Oberkochen (D) Produktname: Invertertube OPMI® Serieneinführung: 2006 Schwerpunkt: Interface-Gestaltung und Workflow-Analyse in der Ophthalmologie Quelle: Zeiss
Quelle: Zeiss
Optimierte Mikroskopbedienung durch den Invertertube
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ULRICH ALBER
ULRICH ALBER
Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Firmenname: Ulrich Alber GmbH Firmensitz: Albstadt-Tailfingen Produktname: ErgoBalance Griffe für die mobile Treppensteighilfe Scalamobil Serieneinführung: 2011 Schwerpunkt: Interface
Quelle: Ulrich Alber
Quelle: Ulrich Alber
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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design Universität Stuttgart Forschungs- u. Lehrgebiet Technisches Design
Quelle: Tübingen Scientific
Willkommen im TECHNISCHEN DESIGN Industrial Design Engineering Design von Produkten, Programmen und Systemen http://www.iktd.uni-stuttgart.de
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Quelle: Ulrich Alber
Quelle: Berchtold
Quelle: Tübingen Scientific
Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik Schinköthe/Burkard Kompetenzfeld/Pflichtfach/Kernfach V 3/1 im WS Prof. Dr. - Ing. W. Schinköthe
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Einführung
Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik Kompetenzfeld im Bachelor Pflichtfach oder Kernfach in Diplom- bzw. Masterstudiengängen Schinköthe/Burkard V 3/UE1 im WS; mittwochs und donnerstags 11.30 – 13.00 Uhr, V. 9.41 bzw. V. 7.31
1. Einführung Methodik der Geräteentwicklung, Denkweisen, Methoden 2. Genauigkeit und Fehlerverhalten in Geräten Grundlagen, Störgrößen, Ableitung von Fehlerfaktoren Maßnahmen zur Verbesserung des Fehlerverhaltens (invariante, innozente Anordnung, Justage, Kompensation) 3 DS Übungen zu Genauigkeit und Fehlerverhalten 3. Toleranzrechnung im Gerätebau Grundlagen, Einführung, Toleranzbegriff, Toleranzangaben in Zeichnungen Einführung in die Extremwertmethode, Statistische Toleranzrechnung, Statistische Toleranzrechnung am Beispiel, Erfassung statistischer Merkmale, Qualitätsregelkarten 2 DS Übungen zur Toleranzrechnung Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik
4. Sicherheitstechnik im Gerätebau Allgemeine Sicherheitstechnik (Methoden, sicherheitsgerechte Gestaltung) Elektrische Sicherheit (Gefährdungspotentiale, Schutzgrade, Schutzklassen) Gesetzliche Regelungen (CE-Kennzeichnung; GS-Zeichen, Produkthaftung) 5. Zuverlässigkeit im Gerätebau Zuverlässigkeit, Definition, Verteilungen, Lebensdauer, Systemzuverlässigkeit 3 DS Übungen zu Zuverlässigkeit im Gerätebau 6. Wechselwirkung Gerät und Umwelt Thermischer Schutz in Geräten Lärmminderung im Gerätebau, Schall und seine Kenngrößen, Schallwahrnehmung, -entstehung, -ausarbeitung, Mess- und Auswerteverfahren, Maßnahmen zur Lärmminderung 7. Zugehörige Praktika: Einführung in die 3D-Messtechnik Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Lebensdauertests Geräusch-/Lärmmessung
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik
V-Modell nach VDI 2206
Eigenschaftsabsicherung
Domänenspezifischer Entwurf
Mechanik Software Elektronik
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
V-Modell nach VDI 2206
V-Modell nach VDI 2206 Planen und Klären der Aufgabe Anforderungsliste
Eigenschaftsabsicherung
Systemkonzept 1. 2.
3. 4. 5.
Abstraktion; wesentliche Probleme Funktionsstruktur; GesamtfunktionTeilfunktion Wirkprinzipien; WirkstrukturBaustruktur Dom.übergreifende Lösungsvarianten Bewertung und Entscheidung Domänenübergreifendes Konzept
Domänenspezifischer Entwurf Mechanik Software Elektronik
Lösungskonzept Domänenspezifischer Entwurf
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
V-Modell nach VDI 2206 (modifiziert)
Maßnahmen zur Beeinflussung des Fehlerverhaltens Maßnahme 2 2 y y y2 12 x22 ... x1 x2
Wirkung auf welche Störgröße
technisch ökonomischer Aufwand
1. Minimierung des Fehlerfaktors durch günstige Prinzipwahl bzw. Gestaltung - Wahl invarianter Anordnungen - Wahl innozenter Anordnungen - fehlerminimierte Anordnungen
innere äußere
gering (Einfall nötig)
2. Justageprozesse einfügen
innere
sehr hoch (meist manuell)
3. Kompensation von Fehlereinflüssen vorsehen (gegenläufige Wirkmechanismen)
innere äußere
mittel bis niedrig
4. geeignete Toleranzfestlegung
innere
u. U. hoch
5. rechnerische Fehlerkorrektur
Eingangs innere äußere soweit sensorisch zu erfassen
hoch bis sehr hoch (Aufwand zur Erfassung)
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
n
y
x i 1
2
xi2
i
Fehlerverhalten
Statistische Toleranzrechnung - Vorlesungsbeispiel Simulation einer Statistischen Toleranzrechnung WS 2012/13 Ergebnisse Baugruppe + M1
1
2
15,36 15,30
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
20
21
22
1,92
1,88
1,94
1,85
1,96
1,88
1,92
1,85
1,92
1,90
1,92
1,90
1,96
1,88
1,92
1,90
1,90
1,94
1,99
1,94
1
1,72
1,71
1,72
1,72
1,72
1,74
1,71
1,71
1,73
1,73
1,72
1,73
1,71
1,72
1,74
1,72
1,73
1,70
1,70
1,72
1
15,00 14,97
15,01
15,00
14,99 15,03 15,03 15,00
14
0,49
0,50
0,55
0,54
M0 max
Größtmaß
x
s
1 i
1 i
M
0,27
0 i
0 i
x
M
0,5000
2
3s=
0,49
0,52
0,40
0,54
0,42
0,60
0,47
0,39
0,43
0,59
0,40
0,44
0,45
0,48
0,45
0,66
0
0
0,7
0,75
0,52
Anzahl n
0,39
T0 M 0 max M 0 min
Mittelwert
0,55
0,66
M0 min
Kleinstmaß
15,00 15,00 14,99 15,01 15,00 14,99 14,99 15,00 15,01 15,01 14,99 15,00 15,01 14,97
15,30 15,24 15,40 15,30
2
1,73
1,71
15,33 15,36 15,27 15,27 15,33 15,27 15,40 15,30 15,20 15,27 15,33 15,24 15,27 15,24
19
1,94
1,90
Standardabweichung
5
15,33
− M3 − M4 = Schließmaß M0
4
15,30
+ M2
Schließtoleranz
3
0,0668
0,2003
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Häufigkeitsverteilung Diagrammwertebereich s n 0,25 0 0,3 0 0,35 0 8 8 7 0,4 5 0,45 7 5 0,5 8 0,55 8 3 0,6 3 0,65 1 0,7 0 0 00 0 0,75 0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
1
0,65
Schließmaß M0
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Statistische Toleranzrechnung
15
0
Sicherheit und Zuverlässigkeit
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Sicherheitstechnik
Elektrische Sicherheit Fehlerstrom-Schutzschalter
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Elektrische Sicherheitstechnik
Produktsicherheit und Zertifizierung
Quelle: Prof. Schmauder TU Dresden Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Produktsicherheit und Zertifizierung
Gefährdungen Mechanische Faktoren
Vibrationen
Gefahrstoffe
Elektrische Faktoren
Schall
Strahlungen
Thermische Faktoren
Brände, Explosionen
Physische Belastung/ Arbeitsschwere
Klima
Farbe
Beleuchtung
Psychische Belastungen
Was kann alles eine Wirkung auf den Menschen haben?
Quelle: Prof. Schmauder TU Dresden Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Es gibt immer einen sicheren Weg!
Produktsicherheit und Zertifizierung
Zulassungsverfahren für Medizinprodukte Konformitätsbewertungsverfahren gemäß 98/79/EG, 90/385/EG
MPG, EU-Richtlinien
Medizinprodukt
Medizinprodukt Ja / Nein
Klinische Daten
Prüfberichte, Zeichnungen, etc.
Klinische Studien, Gebrauchstauglichkeit
Produktprüfung, Konstruktionsdaten
Zertifikate
Werkstoffspezifikat. Risikoanalyse, Gebrauchsanweisung
5 Jahre aufbewahren (nach Vertrieb des letztes Produktes)
Technische Dokumentation
Ja
Art des Medizinproduktes
Anhang I oder harmonisierte Normung
Erfüllung der „Grundlegenden Anforderungen“
MPG, Verordnungen
Behördenmeldung, DIMDI
90/385/EG 93/42/EWG 98/79/EG
Klassifizierung
Anhang IX
Module der Konformitätsbewertungsverfahren festlegen
Klasse I, IIa. IIb, III
MPG, Verordnungen
MPG, Verordnungen
Medizinprodukt
Meldung von „Vorkommnissen“ an die zuständige Behörde
+CE-Kennzeichnung +DIMDI Meldung
Quelle: nach Uni Duisburg, IPE, Prof. Fischer Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Produktsicherheit und Zertifizierung
Zuverlässigkeit
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Zuverlässigkeit- Interpretation der Katalogangaben
Geräuschentstehung und Weiterleitung in Geräten
hEing(ω)
F ()
ZStr(ω)
ü (ω)
v1 (ω)
p ()
v2 (ω) v2(ω) = ü (ω) v1 (ω)
Kraftanregung mit F() führt zu v1 () mit v1 ()= hEing () F () bzw. direkte Geschwindigkeitsanregung v1 ()
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Übertragung des Körperschalls durch das Gerät mit Übertragungsfunktion Ü ()
Abstrahlung als Luftschall p () p () = ZStr () v2 ()
v2 () = ü () v1 ()
Geräuschentstehung und Weiterleitung
Praktikum Lärmmessung
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Praktikum Lärmmessung
Praktikum Einführung in die 3D-Messtechnik
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Praktikum Einführung in die 3D-Messtechnik
Praktikum Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Lebensdauertests
Prognosedaten*
Testdaten i1
i2
(nicht getestet)
M1, n1
j1
Mx, nx
M2, n2
j2
My, ny
M3, n3
.
.
M1, n1
.
.
M2, n2
.
.
M3, n3 .
.
statistische Auswertung
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Praktikum Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Lebensdauertests
Ende
Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe
Institutsvorstellung