Home

Text - ETH E-Collection

1. ennen 44 Produktfunktionen und ihre Darstellung e 46 Funktion und Verhalten 0002sseeenennnnennnnnnnnseeeennnnnennnn 48 Gesamtfunktion Teilfunktionen und Funktionsstruktur eeeeeeneen 50 Funktionen beschreiben a 53 Funktionsstrukturen erarbeiten uecessseeeeenennennnnnnnnnnnnnneneenennnnnnnnn 62 Hinweise zum Arbeiten mit Funktionen nnnnnennnnnnnnnnenn 65 EOSURSS INOUN seess erea a a a 66 Auf vorhandene L sungen zugreifen nenennennnennnnnennn 66 Intuitive L sungsiindung een essen 81 L sungen durch systematische Variation cceeeeessssssseeeeeeennnnenenennennnnn 87 Prinzipielle Gesamtl sungen eeceeeesneeneesenenennseennnnennnn 107 Teill sungen den Teilfunktionen zuordnen n 107 Teill sungen kombinieren cceeeeeeeesesennnnenennnnnssnnnnneenennnnnnnnnnnnnnnen een 109 Varianten darstellen 00useeeeesssssseseeeeennnnnnnnnnnnenennneennnnnnnn nn 110 Variantenflut beherrschen eeseesssssennnnssennnnnnnnnnnnnnnnnnenennnennnnn 111 Aussichtsreiche konzeptionelle Gesamtl sungen eeee 117 Gesamtl sungen konkretisieren uueeseeeeeeesseeenensseneeeneennn 118 Ziel der Konkretisierung nn ana 118 Methoden zur Konkretisierung usssssssssseeeeeenennnnnnnnnnnneneeennnnnnnnn nn 120 Beurteilen vo
2. Bild B016modZ Mehrpunkte Abfrage Je nach Problemstellung kann die Bewertung nat rlich auch auf der Themen Gruppen Ebene erfolgen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Eine intensivere Bewertung der Themen kann mittels einer Nutzen Aufwand Matrix erfolgen h chste Priorit t f r g schnelle Umsetzung S Q Nutzen low hanging fruits tu 4 5 J L Z 5 Bereich f r zu Teilthema 1 4 planende Teil Teilthema 2 3 projekte Teilthema 3 2 Teilthema A 5 sehr hoch 4 hoch 1 2 3 4 5 Aufwand 3 mittel 2 unterdurchschnittlich Priorit t der vernachl ssigbare 1 tief Teilprojekte Themen Bild B017modZ Mehrpunkte Abfrage Jedes einzelne Thema ldee kann in die zwei Richtungen des notwen digen Aufwandes bzw des erzielbaren Nutzens bewertet und in eine Matrix eingezeichnet werden Die Lage der Themen in der Matrix hilft zur Beurteilung der Priorit t 3 3 6 Bearbeiten Die auf die beschriebene Art favorisierten Themen k nnen nun in Teilgruppen oder individuell weiter vertieft werden bzw zu konkreten L sungen gef hrt werden Um die Gruppenarbeiten zu harmonisieren ist ein Formblatt Pla kat mit folgender beispielhaften Struktur geeignet Teilthema Worum geht es M gliche L sungsans tze Offene Fragestellungen Voraussetzungen Tabelle T003modZ Formblatt TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technis
3. Kia 2 Momonon ee Asn Deus Micose Meners EX Netcare ERETHZ P 1y Mirol A Accbat FRDeskiop Lore A innovati CEIP Temi Konstu M nden man DOES 12 Bild B031konZ Screen Shots einer Kommunikationsumgebung First Class A Bild B032konZ Regelm ssige Projektbesprechung Scintilla AG M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 3 Funktionsgliederung Was im Inneren eines Produkts tats chlich abl uft wird mit der Gesamtfunktion bzw mit den Teilfunktionen beschrieben Die Beschreibung eines Produktes kann durch ein Aufz hlen der Funktionen Funktionsliste oder als Netzwerkdarstellung von Teilfunk tionen Funktionsstruktur vorgenommen werden Eine Funktionsbeschreibung ist zwar eine abstrakte Beschreibung jedoch von besonderem Nutzen Pahl Beitz 1993 Eine zu fr he Fest legung von Teill sungen wird vermieden Gleichzeitig er ffnet die For mulierung von Teilfunktionen ein weites L sungsfeld Die funktionale Produktbeschreibung kann zudem die Komplexit t der konstruktiven Aufgabenstellung reduzieren indem sie das Gesamtsystem in einfa chere Teilsysteme strukturiert Eine Funktionsbeschreibung kann sowohl von einem vorliegenden realen Produkt ausgehen Funktionsanalyse als auch f r eine neue Produktidee erarbeitet werden Birkhofer 1980 Schon geringe Varia tionen in der Funktionsstr
4. Bild B922entZ Der Fluss des Torsionsmoments e Die Begr ndung liegt im langen Kraftfluss der die Antriebs welle weicher gestaltet und somit Schl ge mindert e Durch die Kraft bertragung des Torsionsmoments ber eine Kraft zwischen dem grossen und kleinen Rad ergeben sich auch weitere Kraftfl sse blau gezeichnet e Je eines der Lager muss die axialen Kr fte aufnehmen Schr g verzahnung Dies ist in der Konstruktion nicht ersichtlich e Man sieht dass der rechte Teil der oberen Welle kein Torsions moment bertr gt demnach k nnte dieser Teil schlanker gestaltet werden Antwort 12 Target Costing ist eine Methode die zu verschiedenen Zeitpunkten des Entwicklungsprozesses eingesetzt werden kann Ein Schwerpunkt liegt im Entwicklungsprozess selber M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Ausgehend von den zul ssigen Kosten des gesamten Produkts Zielkosten werden die maximalen Kosten jedes Modells bestimmt und st ndig berwacht Abweichungen erfordern Massnahmen Relevante Cases e Verbrennungsanlage e Motorhaube Publikationsverzeichnis Literatur 1 Ehrlenspiel K Integrierte Produktentwicklung Carl Hanser Verlag M nchen 1995 2 Pahl G Beitz W Konstruktionslehre Handbuch f r Studium und Praxis 3 Auflage Springer Verlag Berlin1993 3 Birkhofer H Skriptunte
5. Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 97 Zangemeister Ch Nutzwertanalyse in der Systemtechnik 4 Auflage M nchen Wittemannsche Buchhandlung 1976 98 Z st R Einstieg ins Systems Engineering Verlag Industrielle Organisation Z rich 1997 99 Zwicky F Entdecken Erfinden Forschen im morphologischen Weltbild M nchen Droemer Knaur 1966 1971 100 VDI Richtlinie 2221 Methodik zum Entwickeln und Konstruie ren technischer Systeme und Produkte D sseldorf VDI Verlag 1993 101 VDI Richtlinie 2222 Blatt 1 Konstruktionsmethodik Konzipie ren technischer Produkte D sseldorf VDI Verlag 1973 102 VDI 2222 82 Konstruktionsmethodik Erstellung und Anwen dung von Konstruktionskatalogen Blatt 2 Berlin Beuth Verlag 1982 103 VDI Richtlinie 2222 Blatt 1 Konstruktionsmethodik Methodi sches Entwickeln von L sungsprinzipien D sseldorf VDI Verlag 1996 104 VDI Richtlinie 2225 Technisch wirtschaftliches Konstruieren D sseldorf VDI Verlag 1977 105 VDI Richtlinie 2860 Montage und Handhabungstechnik Handhabungsfunktionen Handhabungseinrichtungen Begriffe Definitionen Symbole Berlin Beuth Verlag 1990 106 VDI Richtlinie 3239 Sinnbilder f r Zubringfunktionen Berlin K ln Beuth Verlag 1996 E ETH 171 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zuri
6. beantwortet werden kann handelt es sich um ein notwendiges Teil Falls alle Antworten Nein lauten handelt es sich um verd chtige Teile und eine Bauteilvereinigung muss untersucht werden Die verbleibende Anzahl notwendiger Teile ist die theoretisch minimale Teilezahl Die Methode stellt als Betrachtungszentrum die L sung mit der minimalen Teilezahl als die optimalste hin Die darauf basierte konstruktive L sung wird nun in Bezug auf Herstellbarkeit und Montierbarkeit grunds tzlich analysiert und in einem zweiten Schritt optimiert Die aus dieser Studie resultierende L sung wird nochmals ana Iysiert um e gesamtheitlich zu verifizieren dass die neue L sung kosten g nstiger ist und e sich keine zus tzlichen Probleme eingeschlichen haben Verschiedenste Firmen wenden die Methode mit Erfolg an Tei lereduktionen von ber 30 sind in verschiedenen Projekten erzielt worden und damit verbunden markante Senkungen der Herstellungskosten TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess F r alle hier vorgestellten Methoden existiert am Markt leistungsf hige Software Diese nimmt die Fleissarbeit ab das Abw gen von Kri terien usw ist jedoch ausschliesslich vom Team zu erledigen e Target Costing Mittels der Regeln des Target Costing werden Kosten des Pro duktes w hrend der Entwicklung strukturier
7. Allgemeine Wertskalen Konkurrenz Stiftung Richtlinie Nutzwertanalyse Bewertung Warentest VDI 2225 Pkt Bedeutg Bedeutg Bedeutg Tabelle T029konZ bliche allgemeine Wertskalen unbefrie digend unbefrie digend praktisch unbrauchbar sehr mangelhaft schwach tragbar ausreichend befriedigend stellend ausrei ausrei chend chend zufrieden a sehr gut 4 sehr gut ideal gut mit geringen M ngeln gut noch 1 gerade tragbar noch tragbar sehr gut ber die Ziel vorstellung hinaus gehend ideal O Je konkreter und auch differenzierter die L sungen sind um so detail lierter kann blicherweise die Werteskala sein F r die Bewertung von Konzepten hat es sich bew hrt die Werteskala nach VDI 2225 anzu wenden M ETH 141 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 Spezielle Werteskalen erarbeiten Spezielle Werteskalen ordnen den normierten Werten der ausgew hl ten allgemeinen Werteskala konkrete aufgabenspezifische Werte zu Hierbei werden die sehr guten und die gerade noch tragbaren Werte der Bewertungskriterien den maximalen bzw minimalen Punkten der allgemeinen Wertskala z B O und 4 Punkte bei der Werteskala nach VDI 2225 zugeordnet Anschliessend werden die Zwischenwerte festgelegt und zugeord net skalieren der Eigenschaften blich ist eine lineare We
8. Die im Projekt Definitions Prozess erarbeitete Anforderunggsliste bildet das Zielsystem f r das Entwicklungsprojekt Ausgehend von die sem Zielsystem wird das Projekt im Sinne des Projektmanagement durchgeplant Das zu entwickelnde Produkt die zur Verf gung ste henden Zeiten Kapazit ten und Budgets sind einige der wichtigen Einflussgr ssen auf die festzulegende Projektstruktur Auch w hrend dieses Teilprozesses wird das Kommunikationskon zept innerhalb des Teams als auch nach aussen festgelegt oder kon Kretisiert Zum Abschluss dieses Prozesses wird der nachfolgende Teil Prozess freigegeben und vielfach mittels Kick off Meetings kommuniziert E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 1 Anforderungliste Zahlreiche Projekte beginnen mit unklarer oder unvollst ndiger Pla nung was zu Problemen w hrend der gesamten weiteren Projektbe arbeitung f hrt die gesteckten Ziele werden nicht erreicht Wichtig ist es bereits fr hzeitig alle relevanten Informationen zu erfassen und ein gemeinsames Zielverst ndnis im Team aufzubauen Nur so kann bei der Durchf hrung der Folgeprozesse eine wirkungsvolle Steuerung des Projektablaufs erm glicht werden Die vertiefte ber die Inhalte des Pflichtenhefts hinausgehende Anforderungskl rung sollte in einem interdisziplin ren Team durchge f hrt werden Wesentlich f r die Projekt
9. SW Leewrchtsve sver Fahrzeug tragen nn Ber Pen mitnehmen Fahrzeug abstellen Zusammen wo Velo An _ klappen und nder Fahrzeug beleuch Akkulampe Bi Ken atzenaugen ten zum Auf Dynamo Beleuch gt gt stecken tung A Fahrzeug abschlies Mit mitge Rad Nicht ab sen leifertem blockie schliessbar B gelschloss rung Bild B901konZ Morphologischer Kasten mit verbundenen Teill sungen Bild BO2OkonZ Kickboard M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Bild B902konZ Anh nger Lernziele Die Studierenden e ordnen den Konzept Prozess richtig in den Entwicklungsprozess ein und erkennen die hohe Bedeutung e verstehen den Aufbau und Inhalt einer Anforderunggsliste e kennen die Elemente der Projektplanung e haben die F higkeit ein Produkt in Funktionen zu beschreiben e k nnen intuitive als auch diskursive L sungsfindungsmethoden in verschiedenen Varianten erkl ren und an einfachen Beispie len anwenden e lernen Teill sungen darzustellen und zu prinzipiellen Gesamtl sungen zu kombinieren e m ssen die Notwendigkeit der Konkretisierung der L sungen und Methoden dazu kennen und e kennen die Auswahlverfahren und Bewertungsmethoden und k nnen diese an einfachen Beispielen anwenden Einleitung Der Vorstudien Prozess mit Markt Leistungs Prozess und Grob Kon zept Prozess ist abgeschlos
10. berlegungen erarbeitet werden Diese Aufgabenstel lung ist nicht bei jeder Entwicklungsaufgabe gegeben z B werden bei einer Variantenkonstruktion vor allem geometrische werkstoff und fertigungstechnische Fragestellungen im Vordergrund stehen Es muss im Einzelfall berpr ft werden ob eine Konzepterarbeitung not wendig ist und ob sie f r das Gesamtprodukt oder nur f r Teilbereiche durchgef hrt werden soll Im Konzeptprozess wird die Produktl sung so weit ausgearbeitet dass wesentliche technische Eigenschaften Herstellkosten Ressour cen zeitlicher und personeller Art sowie Risiken abgesch tzt werden k nnen Abschliessend wird entschieden ob das Projekt weitergef hrt wird und welche Variante im nachfolgenden aufw ndigen Entwurfs Prozess zu einem marktreifen Produkt ausgearbeitet werden soll Je nach Art des Produktes m ssen grobe berlegungen zum Pro duktkonzept schon im Rahmen der Vorstudie im Grob Konzept Pro zess durchgef hrt werden Dabei beschr nkt man sich auf die Festlegungen die als Eckpunkte f r den Markt Leistungs Prozess gebraucht werden Im Extremfall k nnen auch schon Machbarkeitsa nalysen im Rahmen der Vorstudie stattfinden 1 1 Bedeutung des Konzept Prozesses Mit dem Konzept werden Funktions und Wirkprinzipien des Produk tes und zum Teil bereits der grunds tzliche Aufbau bzw die Anord nung von Komponenten festgelegt Damit wird auch ein Grossteil der Herstellkosten des Produkts bestimmt Der
11. exe Startup Frameset amp SessionlD sess237015715 2 Profilschienenf hrungen Basis PB 50 Rexroth Kugelb chsenf hrungen Bosch Group Kugelgewindetriebe E ALU STAR Profilsystern B Profile z EEC Basis PB 5 Basis PB 40 Di 3 Basis PB 35 FE 2 E Basis PB 25 GE E Sonderprofile Verbinder Zubeh r Werkzeuge F hrungen Adaption Linearsysteme E Linearsysteme Andere technische Teile P 0x200 Alu Profil 10 E Allgemeine technische Hinweise Profile Basis PB 50 Profile Basis PB 50 Profile Basis PB 50 x aw Te BT sn jun PT Ar SEPOZSBUl ER HB Hi na aaa IRQVETEBOHR FB 1 Bild B024Akonz Internetbasierter Marktplatz f r Profile www bosch de E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Im Internet werden zunehmend so genannte virtuelle Marktpl tze eingesetzt auf denen die Zulieferer ihre Zulieferkomponenten und zugeh rigen technischen Informationen anbieten Den potentiellen Kunden wird mit der Online Plattform die Recher che u a aufgrund folgender Vorteile erheblich erleichtert e umfangreiche Datenbanken mit Anbietern und Zulieferkompo nenten e komfortable Suchroutinen nach unterschiedlichsten Merkmalen z B Bezeichnung Funktion Preis Hersteller usw e direkte Kontaktaufnahme und Bestellm glichkeit zum Beispiel ber E Mail e zur Ver
12. product Innov tion Konzept Prozess 4 3 3 Innere und ussere Eigenschaften Eigenschaften von Objekten lassen sich in innere und ussere Eigen schaften klassifizieren Birkhofer 1980 1 Hubka 1984 1 Definition Innere Eigenschaften kennzeichnen den Aufbau des Objekts und sind meist elementare Eigenschaften die nicht mehr wei ter unterteilbar sind Innere Eigenschaften von Objekten legt der Entwickler direkt z B durch Skizzen oder Zeichnungen fest Innere Eigenschaften von Bau elementen sind z B der Durchmesser einer Welle die Lage zweier Schweissteile oder die Form eines Freistiches Innere Eigenschaften sind gleichsam das Baumaterial das dem Entwickler bei der Gestal tung zur Verf gung steht Definition ussere Eigenschaften beschreiben die Wirkungen des Produkts auf sein Umfeld und ergeben sich aus inneren Eigenschaften in einer spezifischen Verkn pfung ussere Eigenschaften kennzeichnen die sichtbaren messbaren bzw erfahrbaren Wirkungen des Objekts nach aussen ussere Eigenschaften sind z B die Leistung die Kosten die Qualit t das Gewicht das ansprechende Design eines Produkts Der Entwickler kann die usseren Eigenschaften nicht direkt festlegen er kann sie nur durch die Festlegung von inneren Eigenschaften beeinflussen Technisches Objekt Eigenschaft Merkmal amp Wert aus Wertmenge bzw Wertbereich Einscheiben und Tro ckenkupplung Eigenschaft 1 usse re Eigens
13. Bei gleicher oder ann hernd gleicher Wichtig keit der Kriterien ist das Gewichten nicht bewertungsrelevant und kann daher entfallen M ETH EE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 140 3 Eigenschaften der einzelnen L sung zusammenstellen Die zu bewertenden L sungen werden m glichst neutral benannt und ihre Eigenschaften hinsichtlich der Bewertungskriterien beschrieben Um die L sungen beurteilungsf hig zu machen und eine objektive Beurteilung sicherzustellen m ssen alle L sungen auf einen gleichen und ausreichenden Informationsstand vorliegen Bewerungs Oi L sung 1 L sung 2 L sung 3 kriterium Zuladung 455 Liter Gep ck L 100km 6 6 Design 0 2 sportlich grosser sportlich betont wenig sportlich Individualwert sehr repr sentativ Kombi Tabelle T028konD IST Eigenschaften ermitteln am Beispiel eines PKW ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 Allgemeine Wertskalen ausw hlen Allgemeine Wertskalen sind Standards f r die Vergabe von Punkten oder Symbolen denen eine verbal beschriebene Bedeutung zugeord net ist Sie dienen dazu die konkreten Eigenschaften in miteinander verrechenbare Werte zu transformieren Ublicherweise verwendete allgemeine Wertskalen werden im folgenden Bild dargestellt
14. D L sungen re 0 5 P P S oO Fa I S o E 7 25 Hm BE N u Iz Pi S S 0 1 0 technische Wertigkeit W Bild B855konD St rke Diagramm zur Darstellung der technischen und wirtschaftlichen Wertigkeiten von L sungen Je n her eine L sung zum Idealpunkt liegt um so besser ist sie Aus gewogene L sungen mit ann hernd gleicher wirtschaftlicher und technischer Wertigkeit finden sich auf der Hauptdiagonalen Bei der Darstellung eines L sungsspektrums im St rke Diagramm zeigt es sich dass die L sungen meist in einem Band angeordnet sind 146 ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess IT RHTCKTE Tee TT NRPN wirtschaftliche Wertigkeit W 0 0 5 1 0 technische Wertigkeit W em Bild B856konD Verteilung der L sungen einer Dosenverschliessmaschine im St rkedia gramm In einer derartigen Verteilung dr ckt sich die Dualit t zwischen Nutzen und Aufwand aus Ein gr sserer Nutzen wird im Allgemeinen nur mit einem h heren Aufwand erreicht und umgekehrt Der Vorschlag der technisch wirtschaftlichen Bewertung nach VDI 2225 setzt den Nutzen f r den Kunden den Aufwendungen des Her stellers gegen ber Bei einer umfassenden Betrachtung von Nutzen und Aufwand bei Kunden und Hersteller k nnen jedoch mehrere F lle unterschieden werden die jeweils weitere wichtige Aussagen hin sichtlich der Chancen und
15. EE ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Die Bewertungskriterien k nnen durch Gewichtungsfaktoren repr sentiert werden bliche Wertebereiche der Gewichtungsfaktoren sind O bis 1 bzw 0 bis 100 Je h her der Gewichtungsfaktor ist um so wichtiger ist das betreffende Kriterium Bei der Festlegung von Gewichtungsfaktoren ist allein die Relation der Gewichtungsfaktoren zueinander ausschlaggebend nicht der Absolutbetrag Erfahrungsge m ss f hrt eine Gewichtung nur in Extremf llen zu einer gegen ber der ungewichteten Bewertung ver nderten Rangfolge der L sungen Sie spreizt jedoch die Gesamtwerte st rker und verst rkt damit die Unterschiede Gewichtungsfaktoren k nnen mit Hilfe folgender Methoden fest gelegt werden e Sch tzen im Team e Befragen von Kunden Kunden Marktanalyse e Paarvergleich Es empfiehlt sich dabei eine 3 teilige Werteskala 2 1 0 zu verwenden um den Grenzfall einer Spaltensumme O f r gleichwichtige Kriterien Kriterium f llt aus der Bewer tung raus zu vermeiden Im Vegleich zu Z K D Bild B037konD Gewichten von Bewertungskriterien mittels Paarvergleich am Beispiel eines PKW 2 wichtiger 1 gleich wichtig 0 weniger wichtig Um das Risiko einer subjektiven Beeinflussung der Bewertung zu mini mieren soll das Gewichten immer vor dem eigentlichen Bewerten durchgef hrt werden
16. Innov tion Beispiele sind Bedeutung des Resultates f r eigene Person hoch Meine Erwartungen f r das heutige Meeting sind mittel tief tief mittel hoch sehr hoch tief mittel hoch Erwartung an Moderation Bild B01 1modZ Einpunkt Abfrage ein und zweidimensional Der Moderator erkennt w hrend der Bewertung Stimmungsschwer punkte Gruppe die in hnlichem Feld liegt oder Ausreisser Perso nen die sich ausserhalb der Schwerpunkte positionieren und l sst die Gr nde durch diese Personen kurz kommentieren 3 3 2 Informieren Die Teilnehmer und Teilnehmerinnen kommen mit unterschiedlichs tem Wissensstand und Zielvorstellungen In diesem Teilschritt wird eine gute Ausgangsbasis gebildet Konkret werden z B kurze Vor tr ge Einzelner eingeschoben um deren Wissen an alle zu vermitteln und so L cken auszuf llen oder ein externer Referent wird eingela den der das Thema von einer anderen Seite beleuchtet und externe Ideen einbringt Mit der Einladung wurden das Ziel und die einzelnen Traktanden mitgeteilt Trotzdem ist es wichtig basierend auf dieser Grundlage nochmals darauf einzugehen Verbesserung der Akzeptanz e Lang und mittelfristige Ziele gemeinsam festlegen Welche Auswirkungen und Ver nderungen sollen die Entschei dungen am Ende des Meetings bewirken Was ist der berge ordnete Grund des Treffens z B Wir wollen eine neue Produktfamilie definieren welche unserem Unternehme
17. Innov tion Konzept Prozess 4 2 5 Weitere intuitive Methoden Es existieren viele andere Kreativit tsmethoden welche hier kurz angesprochen werden sollen e Kreative Spr nge angelehnt an die Bench Mark Methode Man l st sich in einer Sitzung vollst ndig von der Gegenwart und versucht in einem grossen gedanklichen Sprung sich die optimale L sung vorzustellen was w re die idealste aller L sungen ohne R cksicht auf technische und finanzielle Rand bedingungen e Checkliste verwenden Der Erfinder der Brainstorming Methode Osborne hat noch eine weitere Methode integriert welche hier lediglich als Werkzeug dargestellt werden soll Eine Checkliste soll helfen sich aus dem verfahrenen Zustand in eine neue Richtung zu bewegen Gesetz der an grenzenden L sungs suche Gesetz des Gegen satzes Gesetz der Ahn lichkeit wegfallen Komprimierter In Miniatur Niedriger K rzer Weglassen Aufspalten Abschw chen Bild B116konZ Checkliste der Variationsbreite nach Osborne Kreis Kt9 M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 2 6 Anwendung Das Wort Kreativit ts Methoden enth lt in sich einen Widerspruch spontaner Einfallsreichtum versus systematisches und geplantes Han deln Aus diesem Grunde bew hrt es sich die Vorgehensweise dem jeweils vorliegend
18. Weiterf hrung des Projektes bzw notwendige Massnahmen diskutiert werden Diese Zwischenergebnisse m ssen vorher eindeutig und berpr fbar festgelegt sein Hierin sind wieder alle Aspekte des Magi schen Dreiecks enthalten d h der Meilenstein macht Aussagen ber die Qualit t Umfang Dokumentation den Zeitpunkt und die Kosten Vorg nge werden durch einen Balken symbolisiert Meilensteine durch Rauten Die Abh ngigkeiten der Vorg nge und Meilensteine sind durch Pfeile dargestellt Die Ergebnisse werden anl sslich Meilenstein Meetings pr sentiert und die Erf llung der Meilensteinanforderungen gepr ft Des weite ren ist dies auch der Zeitpunkt um Entscheidungen ber das weitere Vorgehen im Projekt zu treffen Dies sind insbesondere Entscheidun gen ob oder ob nicht oder mit welcher Anpassung das Projekt weiter gef hrt wird go nogo Entscheidungen fachlicher planerischer oder M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess personeller Natur Solche Entscheidungen sind besonders dann zu treffen wenn das Zwischenergebnis nicht den Meilensteinanforderun gen entspricht F r diese oft schwerwiegenden Entscheidungen ist es von besonderer Bedeutung die Anforderungen an die Meilensteine berpr fbar und unmissverst ndlich zu formulieren sowie das Gre mium zu definieren welches diese Entscheidung zu f llen hat meist Lenkungsausschus
19. der mit 100N belastet wird Wir betrachten nun zwei F lle Einmal ist der Stab in einer Wand eingespannt und hori zontal herausragend Im zweiten Fall h ngt der Stab vertikal von der Decke In beiden F llen wirkt die Kraft vertikal nach unten am freien Ende angreifend Wie die Rechnung ergibt biegt sich der Biegestab 0 19 mm durch w hrend der Zugstab bei derselben Belastung sich nur 0 0005 mm dehnt um Faktor 380 weniger Oh 10 10 f 1 F E h 0 0005 mm f F E 1 a F 100N h 12 I f 0 19mm Bild B043gesZ Vergleichsrechnung Form nderung bei Biege und Zugbeanspruchung unter gleicher Belastung Oder umgekehrt betrachtet k nnten wir die Kantenl ngen des Zugstab auf 0 5x0 5 mm reduzieren um eine identische Deh nung von 0 19 mm zu erhalten Noch anschaulicher ist der Ver gleich zwischen den beiden St ben in Bezug auf das Gewicht Bei gleicher Auslenkung 0 19 mm wiegt der daf r notwendige Biegestab 79 g und der Zugstab 0 2 g also wieder der 380 fache Gewichtsunterschied bei identischer Bauteil Steifigkeit Was erkennen wir daraus Um weiche Strukturen zu erhalten werden Kr fte ber eine m glichst lange Strecke mittels Biegung oder Torsion geleitet Das wohl typischste Beispiel ist die Spiralfeder Hier wird die Kraft ber einen weiten Weg von der Einleitung oben zur Ausleitung unten geleitet M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Inno
20. e gt Konferenz 0 Dateien 4 Ordner IKE dierssen Bu m Vorlesung EN Innovationsprogekt a 3 Datei Bewbeien Nachicht Konferenz erbindung Ansicht Hille Made News r 4 Konferenz 1 Datei 16 Ordner IKB derssen a D Olskunsiorsioren Archiv amp OD P Veranstaltungen P Diskunsionstoren Pan e7 s ir amp iri P rios P Studenten Induttrie nst BB Komina tion Olx P Team P Team P Toms P Teams P Team P P P P P P Dae Beubeten Machicht Konlerene Vetindng Anicht Hie amp amp amp amp to pj P Team P Teame P Teamd P Tom 10 P Team 11 P Team 12 C Ordner O Dateien 5 Ordner KB ders a P Team 3 lolx TIN AN ei Besbeten Nachsicht Konleeri Verbindung Ansicht H e 1 111 8 163 23 I SE Er ji 1 11 11 58 1625 Konferenz 10 Dateien 6 Ordner IKB dierssen Konzeptohnse 1 1111 88 1624 nm m 6 Administron mo n CAD Daten Berichte Messe private HTML wre d r hej hena Letzte Anderung Ph ppe Janner 1 Konkurrenz 17118 17 27 Pr ppe Janne 2 Masken hhstsvorzeichris 1711 38 1709 O Lukas Maerkin 22 Nachtrag Strung 18 1138 17 11 38 1648 EFP d Ukas Maeriin 14 Stzungvom181198 16118 1723 GP io Sbaizarini 2 Post umleiten 15 11 88 1812 BP io Sbaizarini 1 Ale Dokumente auf den Server 15 11 98 1809 GOP io Sbaizeini 3 Kurzankeitung FirstClass 1311 98 2255 EP Markus Meier 1 11 11 98 1803 mr Ivo Sbalzerini 2 Ordnerstnuktur 11 11 99 1630 ivo Sbalzeriri Wlkommen 11 118 1620
21. ellen zeigt das Beispiel den massgebenden Einfluss der St ckzahl auf die Wahl des Fertigungsverfahrens Losgr sse klein mittel gross Einzelfertigung 100 5000 ka 7 i j MA u j a N Yu a ie h ei 0 R 5 i f ym x d ji mT a ie N a a f f P T nd EP Fa s x ee cn I Al ty Ar S r C is pa VI nn A T C 7 A N A n a a e nn A i il a aus dem Vollen Schweisskon Gusskon spanend herge struktion struktion stellt Bild B064entZ Anforderungen beeinflussen die Eigenschaften Abh ngig von der Wahl des Herstellungsverfahrens schr nkt sich direkt gekoppelt auch die Wahl m glicher Materialien ein Die Anforderungen schr nken die freie Wahl der Gestaltungsm g lichkeiten ein Gestalten ist somit ein Optimieren der Gesamtheit aller Eigenschaf ten in einem vieldimensionalen L sungsraum zur bestm glichen Erf l lung der Anforderungen Zus tzlich beeinflussen noch weitere Faktoren welche nicht im Anforderungskatalog zu finden sind den Gestaltungsprozess Es sind dies zum Beispiel e Industriezweig Branche M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Abh ngig davon in welchem Industriezweig das Produkt ent wickelt wird kommen unterschiedliche Gestaltungen z B Hydraulik im Landwirtschaftsmaschinenbau zur Anwendung e Erfahrung Abh ngig von der Erfahrung und dem Know how d
22. gung M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Eigenschaften Merkmale Werte bertragbares Drehmoment 82 Nm Art des Naben werkstoffes Baustahl Anzahl der Elasto 8 merelemente Farbe Rostbraun Ausgleichskupplung Gr e 4 wong Passfeder Nabe Verbindung Bild B831konD Eigenschaften einer Ausgleichskupplung 4 3 2 hnlichkeit von Objekten Mit Eigenschaften k nnen reale Objekte z B Produkte oder virtuelle Objekte z B physikalische Effekte Wirkprinzipien beschrieben wer den Die Gesamtheit der in der Beschreibung genannten Eigenschaf ten repr sentieren ein Objekt Anderl 1996 1 Mehrere Objekte k nnen nun hinsichtlich ihrer hnlichkeit beurteilt werden Sie sind sich um so hnlicher je mehr Eigenschaften bereinstimmen Definition hnlichkeit zwischen Objekten kann als der Grad an bereinstimmung ihrer Eigenschaften aufgefasst werden Man unterschiedet verschiedene Grade der hnlichkeit e Gleiche Objekte haben gleiche Eigenschaften e hnliche Objekte haben gleiche Merkmale aber unterschiedli che Auspr gungen daf r e Unterschiedliche Objekte haben unterschiedliche Merkmale E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Eigenschaften M ETH Merk
23. gut geeigneten Merkmalen TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess YS INN y N S YS S E G Systematik Verstellgetriebe Anzahl der ber Richtung der Form der ber Beispiel tragungselemente Verstellung tragungselemente eIspie R ge A radial Ring Rolle B Kugel Kugel axial Rg C Rolle Kugel F radal p Ring Rolle D Kugel Kugel E axial Ring Role G Bild B837konD Systematische Variation am Beispiel von stufenlos verstellbaren Reibradgetrieben Die Vollst ndigkeit des Variantenfeld bezieht sich ausschliesslich auf die f r die Variation ausgew hlten Merkmale und Werte Die Variation anderer Merkmale kann zu anderen und neuen Varianten f hren Insofern kommt der Wahl der zu variierenden Merkmale eine beson dere Bedeutung zu 3 Eigenschaften systematisch variieren Durch Zuordnen aller Werte bzw Wertebereiche Auspr gungen zu den ausgew hlten Merkmalen erh lt man ein vollst ndiges Eigen schaftsspektrum Ein besonderer Vorteil dieses Vorgehens ist es dass man dabei nicht bei den bekannten Eigenschaften verharrt sondern durch die Systematik gleichsam zwangsl ufig zu neuen Varianten hin gef hrt wird M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich pro
24. liegt als Ergebnis das erarbeitete Markt Leistungs Profil vor Wichtiger Teil dieses Markt Leistungs Profils ist das Pflichtenheft welches alle wesentlichen Markt Forderungen enth lt Im Projekt Definitions Pro zess erfolgt die Erarbeitung der erg nzenden Anforderungen an das neue Produkt Die Forderungen im Pflichtenheft sind marktorientiert So werden hier alle kundenrelevanten Leistungsdaten Verkaufspreise Absatz mengen etc festgeschrieben Sie haben einen Vertragscharakter zwi schen Unternehmensleitung einerseits und Projektleiter andererseits In der zu schaffenden Anforderungsliste ist das Pflichtenheft mit seinen Forderungen enthalten und dar ber hinaus detaillierte Forde rungen und W nsche die sich aus der Innensicht der Produktentwick lung oder dem Lebenszyklus des Produkts ergeben Im Pflichtenheft f r einen neuen Pkw sind zum Beispiel der Absatzmarkt Australien und die M glichkeit des Einbaus von Kindersitzen gefordert F r die konkrete Entwicklung sind erg nzend genaue Kenntnisse der Vor schriften und Gesetze f r Kindersitze in der Anforderungsliste enthal ten Die Anforderungsliste muss in den weiteren Prozessen aktualisiert und erg nzt werden Im Pflichtenheft werden zum Beispiel keine Pro duktions Anforderungen festgelegt Wenn sich im Entwurfs Prozess zeigt dass ein grosses Gussbauteil erstellt werden soll so ist die in der Giesserei verf gbare maximale Krankapazit t als eine neue Anforde rung einzuf gen
25. lln T Schnelle E Visualisieren in der Moderation Eine praktische Anleitung f r Gruppenarbeit und Pr sentation Reihe Moderation in der Praxis Band 5 Windm hle Verlag Hamburg 1998 2 Klebert K Schrader E Straub W G Kurzmoderation Anwendung der Moderationsmethode in Betrieb Schule und Hochschule Kirche und Politik Sozialbereich und Familie bei Besprechungen und Pr sentationen mit 20 Beispielabl ufen 2 unver nderte Auflage Windm hle Verlag Hamburg 1998 3 Wohlgemuth A C Hrsg Moderation in Organisationen Pro bleml sungsmethode f r F hrungsleute und Berater Verlag Paul Haupt Bern Stuttgart Wien 1993 4 Seifert J W Besprechungs Moderation Mit neuen Techniken effektiv leiten erfolgreich teilnehmen Zeit sparen 3 berar beitete Auflage Gabal Verlag GMBH Offenbach 1996 E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 5 Redlich A Konflikt Moderation Handlungsstrategien f r alle die mit Gruppen arbeiten mit vier Fallbeispielen Windm hle Verlag Hamburg 1996 6 Koch G Die erfolgreiche Moderation von Lern und Arbeits gruppen Praktische Tipps f r jeden der mit Teams mehr errei chen will 3 Auflage Verlag Moderne Industrie Landsberg 1992 7 Schilling G Moderation von Gruppen Der Praxisleitfaden f r die Moderation von Gruppen die gemeinsam arbeiten lernen Ideen sammeln L s
26. nnen m gliche Kollisionen von Bauteilen erkannt werden oder aber weitere Informationen z B ber Kr fte im System ermittelt werden Auch wirtschaftliche Berechnungen sind w hrend des Entwerfens regelm ssig notwendig Die Herstellungskosten m ssen kontinuierlich berpr ft und mit den Anforderungen verglichen werden 6 3 2 Experimentieren visualisieren und Rapid Prototyping Berechnen und simulieren reicht nicht in jedem Falle aus die G te eines Entwurfs zu verifizieren Einerseits ist es m glich dass die physi kalischen Verh ltnisse und Vernetzungen zu komplex sind anderer seits ist es aber auch m glich dass die Eigenschaften durch Berechnung nicht berpr fbar sind z B Erscheinungsbild Ergono mie In diesem Fall helfen ein Experiment eine Visualisierung oder verschiedene M glichkeiten des Rapid Prototyping Experimentieren Schon im Konzeptprozess wurde die G te des Konzeptes durch Mach barkeitsstudien verifiziert Im Entwurfsprozess auf einer h heren Kon kretisierungsstufe kann dies wiederum hilfreich sein um komplexe Zusammenh nge zu pr fen Dabei kann z B ein kleiner Versuch aufgebaut werden in wel chem die einzelnen Prozessschritte der L sung mit einfachen Mitteln aufgebaut und getestet werden E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess are N Bild BO24gesZ Einfache pneumatische Testei
27. rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Antwort 24 Jede Reduktionsstrategie eliminiert oder verdeckt Varianten des gesamten L sungsspektrums Strategien m ssen sehr sorgf ltig und bewusst erfolgen Teilweise werden zusammengefasste L sungen sp ter wieder aufgef chert Antwort 25 Die Vertr glichkeitsmatrix ist eine effiziente und vor allem berblick bare Methode um Teill sungen paarweise in Bezug auf die gegensei tige Vertr glichkeit zu berpr fen Antwort 26 Welche Methode sich am besten eignet ist stark situationsabh ngig und entsprechend sind die die Antworten situationsspezifisch Methode Kriterien Verf gbare Zeit Ressourcen klein mittel gross Personal Mittel klein mittel gross Recherchieren mittel klein mittel Befragen von Kollegen klein klein Anordnungs oder Gestaltungsstudien mittel mittel Experimentieren hoch hoch Eigene Erfahrungen klein klein Berechnen und Simulieren klein mittel mittel Tabelle T039konZ Methode Kriterien Antwort 27 Auswahlkriterien e Preis unter CHF 3000 e Monitorgr sse mind 14 e DVD integriert e RAM Gr sse mind 512 MB H 162 ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Wertebereich Bewertungskriterium gerade noch tragbar Monitorgr sse i 14 Gewicht 2 kg 3
28. sicher dass keine Konzeptvariante verloren geht e Sie l sst sich als mathematisches Verfahren programmieren und kann damit den Aufwand f r das Kombinieren stark reduzieren e Nachteile e Kombinieren ist ein reines Generierungsverfahren das neben geeigneten auch ungeeignete und unsinnige Kombi nationen erzeugt Deshalb ist immer eine Beurteilung erfor derlich M ETH 109 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 3 Varianten darstellen Die durch Kombination ermittelten Konzeptvarianten lassen sich in einem morphologischen Kasten Dreibholz 1975 1 oder in einem Variantenbaum darstellen Innerhalb des morphologischen Kastens k nnen aussichtsreiche Kombinationen durch graphische Hilfsmittel Verbindungslinien far bige F den sehr gut dargestellt werden nn Te Verletzten Verletzten Verletzten Mat trans Ger t fort Transport verladen fixieren sch tzen ortieren bewegen er t lagern Aufnahme moD En wer schneefrei Bild B102gesZ Darstellung von Gesamtl sungen im morphologischen Kasten durch Verbinden der Teill sungen in dieser Darstellung sind die Funktionen in den Spalten und die Teill sungen in den Zeilen dargestellt ETH 98 99 Entwicklung eines Rettungs schlittens Definition Ein Variantenbaum ist die visuelle Darstellung Baumstruk tur der durch
29. und Ausgangsgr ssen geschlossen und daraus physikalische Operationen abgeleitet werden Zusammenhang zw Ein und Ausgangsgr ssen Physikalische Operationen Art der Eingangsgr sse ndern Wandeln Umformen Betrag der Eingangsgr ssen ndern Vergr ssern Verkleinern Richtung der Eingangsgr sse ndern Ablenken Umlenken Wirk Ort der Eingangsgr sse ndern Versetzen Verschieben Zeitverhalten der Eingangsgr sse ndern Modulieren D mpfen Gl tten Anzahl der Eingangsgr ssen ndern Summieren Verteilen Zerlegen Tabelle T009konD Physikalische Operationen Entsprechend ergeben sich durch Zusammenf gen von physikalischen Gr ssen und Operationen physikalische Funktionen Kraft Fi Kraft Kraft F verst rken F Bild B82 1konD Beispiel f r die Physikalische Funktion Kraft verst rken E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess F r physikalische Funktionen existieren umfangreiche L sungssamm lungen physikalischer Effekte Roth 1994 1 Koller 1994 1 sowie eine Kombinationsmatrix zur systematischen Verkettung von physikali schen Effekten Roth 1994 1 Gleichung Bemerkung F f A F Kraft Keileffekt mit Reibung P p _ E i r 2 tan o p1 tano p2 1 a Neigungswinke p Reibungswinkel schiefe Ebene mit Reibung F F cot amp p en F Horizontalkraft F Gewicht
30. unn tigen Teilfunktionen eliminiert werden und eine Minimalstruktur zum Ausgang der Entwicklungsarbeit gemacht wird Tabelle T013konD Vorgehen bei der Funktionsanalyse Die oft un bersichtliche Gesamtfunktion wird mit einer Funktionsana lyse in die enthaltenen Teilfunktionen gegliedert Die Funktionsanalyse findet Anwendung e f r eigene Produkte als Grundlage f r eine Funktions berpr fung im Rahmen einer marktgerechten Weiterentwicklung und zur Produktdokumentation M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e bei fremden Produkten Wettbewerbsprodukten Patente usw zur Informationsgewinnung hinsichtlich der darin enthaltenen Funktionen und Wirkprinzipien e als Grundlage weiterf hrender Arbeiten wie z B Ermitteln der Funktionskosten oder Durchf hren einer umfassenden Schwachstellenanalyse 3 6 2 Methode Funktionssynthese Die Funktionssynthese abstrahiert eine Aufgabe auf die f r das neu zu entwickelnde Produkt erforderlichen Funktionen Das Vorgehen zeigt Tabelle TKFUOO9D Gesamtfunktion mit Die Gesamtfunktion m glichst exakt als Zusammenhang Eingangs und zwischen Eingangs und Ausgangsgr ssen formulieren Ausgangsgr ssen Hier hilft eine vorherige Prozessbetrachtung die vor formulieren handene Eingangsgr ssen und erforderliche Wirkgr ssen als Ausgangsgr ssen liefert Gesamtfunktion in In der Regel m s
31. Aufw rtsbewegung Abw rtsbewegung Kniehebel R a tano tanav 1 Querkontraktion einer Feder Paz Te F c Federkonstante VO v Verformungsverh ltinis nichtlineares System p 1 ucota Tabelle T010konZ Ausschnitt aus einer L sungssammlung physikalischer Effekte Kraftverst rken Roth 1994 1 3 5 4 Logische Funktionen Sie sind im Unterschied zu den bisher beschriebenen analogen Funkti onen diskrete Funktionen Definition Logische Funktionen beschreiben die Transformation logischer diskreter Gr ssen mit definierten Operationen Zu unterscheiden sind kombinatorische Funktionen ohne und sequentielle Funktionen mit Speicherverhalten M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Funktion Negation Konjunktion Disjunktion Logische Beziehung NICHT Dm ODER Algebraische SX ZQX sH UX Darstellung B ESE 5 w Logisches kombina torisches Getriebe xS or Tabelle T011Z Beispiele f r logische Funktionen Roth 1994 1 Logische Funktionen werden haupts chlich in der Elektrik und Elektro nik verwendet Logische Funktionen lassen sich aber auch durch mechanische L sungen realisieren z B in Schliesszylindern PKW T r schl ssern mechanischen Kupplungen und Gesperren Im Einzelnen wird auf die einschl gige Literatur verwiesen 3 5 5 Zubringfunktionen F r den speziellen Anwendungsfall der Werk
32. Beispiel ist unten abgebildet Ablauf Jeder Teilnehmer geht zu einer weiteren Person stellt sich dort vor und stellt eine Frage aus dem Fragekatalog des Lottoblattes auf die er eine entsprechende Antwort erh lt Nun stellt der Partner eine Gegenfrage Anschliessend bewegen sich beide zu einer n chsten Person und f hren bei ihr Frage und Gegenfrage durch Die Fragen k nnen allgemeine Themen betreffen oder schon z B Erwartungen an das Tagesresultat sein e F nfziger Ziel Dies ist eine Einstiegsvariante f r Personen die sich schon ken nen und das Ziel darin besteht das Team zu st rken Ablauf Im Kreise herum wird versucht die Zahl 50 zu errei chen aber alle Zahlen mit einer 3 oder 4 beinhaltend oder durch 3 oder 4 teilbar bzw die Quersumme 3 oder 4 haben m ssen ausgelassen werden 1 2 5 7 10 11 17 di N Erkl rt Ihnen was sie er unter Moderation versteht Erz hlt von den gr ssten Entt uschungen vom letzten Frust der letzten Zeit Erl utert ob sie er sich als moderative Pers nlichkeit sieht und warum Erkl rt Ihnen eine positive Erfahrung im Zusammenhang mit Moderation Beschreibt wie sie er Moderation im eigenen Bereich f rdert Erz hlt vom gr ssten Aufsteller vom positiven Erlebnis der letzten Zeit Nennt zwei Massnahmen durch die Moderation im Betrieb gef rdert werden kann Erkl rt Ihnen eine negative Erfahrung im Zusammenhang mit Moderati
33. Betriebssicherheit barem Messer Bild B828konD Funktionsanalyse von Schutzrechtsanspr chen bei einer Anlage zur Herstellung von Folienbeuteln Eine Recherche nach Schutzrechten erfordert umfangreiches Spezial wissen und wird meist von Patentanw lten durchgef hrt Eigene Recherchen k nnen entweder ber den Zugriff auf Patent datenbanken CD ROM oder Internet oder direkt bei den Patentstel len erfolgen Patentdatenbanken findet man u a bei folgenden Internetadres sen http www european patent office org http www patents ibm com IBM Patentdatenbank http www uspto gov US Patentanstalt Recherche in L sungssammlungen Definition L sungssammlungen sind nicht systematisierte L sungs speicher die virtuelle L sungen wie physikalische Effekte oder Wirk prinzipien enthalten und in Dokumenten dargestellt sind Wertvolle Informationsquellen f r L sungen sind Normen Richtli nien Zeitschriften Ver ffentlichungen und Fachb cher Derartige L sungssammlungen geben meist eine bersicht ber Wirkprinzipien bzw ber Prinzipien von tats chlich ausgef hrten technischen Produkten Die Prinzipien werden blicherweise als anschauliches Prinzipbild als Entwurfszeichnung oder Foto darge stellt Insofern sind diese Beschreibungen in der Regel kontextabh n gig und erschliessen dem Betrachter nur bestimmte L sungsaspekte TE ETH TE zes Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Techno
34. E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 2 3 Projektablaufsplanung Netzplan und Balkenplan In einem Netzplan werden die logischen Abh ngigkeiten und die zeit liche Abfolge der Arbeitspakete dargestellt finanzielle Mittel anfordern Schulungs unterlagen Anmeldun Schulung Themen Referenten an gen durchf hren ausw hlen bestimmen Seen best tigen Einladungen versenden Schulungs r ume Termine festlegen reservieren fr hster fr hstes Anfang Ende sp tester sp testes Anfang Ende Bild B100konz Netzplantechnik Quelle http www symposion de images gp_O5ab15 gif Schulungs r ume vorbereiten AP Nummer Verantwortlicher Ar Schmidt Versuchsplanung Name des Arbeitpakets Fr hester Anfang 20 03 2000 07 04 2000 Fr hestes Ende Sp teste Sp testes Ende Dauer Puffer Bild B018pdpM Netzplan und einzelnes Arbeitspaket Der Netzplan schafft Transparenz ber den gesamten Projektablauf Insbesondere sind daraus wichtige Zusammenh nge wie der kritische Pfad bzw die Pufferzeiten einfach zu lesen Ein Puffer bedeutet dass dieses Arbeitspaket ohne Gef hrdung des Projektendtermins um die Pufferzeit sp ter als der fr hestm gli M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich pro
35. Entscheiden muss fundiert erfolgen da der Markterfolg davon abh ngt Definition Beurteilen ist ein Prozess zur Unterscheidung von Vari anten hinsichtlich der Erf llung bestimmter Kriterien Anforderungen mit dem Ziel eine fundierte Entscheidungen ber das weitere Vorge hen vorzubereiten Beurteilen wird gegliedert in Ausw hlen und Bewerten Pahl Beitz 1993 1 Beurteilen Ausw hlen Vergleich mit Festforderungen Bereichsforderungen Eignung ja nein Geeignete L sungen Bewerten Vergleich mit Zielforderungen W nschen G te der L sungen Rangfolge der geeig neten L sungen Bild B910konz Ausw hlen und Bewerten als disjunkte Methoden des Beurteilens Ausw hlen und abschliessendes Bewerten sind konvergente Vorge hensweisen Pahl Beitz 1993 1 die ein zuvor erzeugtes Varianten feld durch einen Beurteilungsprozess auf aussichtsreiche Varianten einengen Da der gesamte Entwicklungsprozess durch ein permanen tes Generieren und Eingrenzen von Varianten gekennzeichnet ist VDI 2222 1996 1 k nnen Auswahl und Bewertungsprozesse im Prinzip berall stattfinden Eine ausf hrliche Beurteilung empfiehlt sich E ETH 129 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess jedoch insbesondere am Ende des Konzeptprozesses als Grundlage f r das Freigeben f r den nachfolgenden Prozess Beim A
36. Entwickler eines schaltbaren Rollstuhles ETH 96 97 Der Morphologische Kasten bietet eine bersicht ber den L sungs raum und erleichtert die Diskussion ber potentielle Gesamtl sungen ETH TE zes Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 2 Teill sungen kombinieren Teill sungen m ssen nun zu Gesamtl sungen verkn pft werden Dabei kann die Kombinatorik wegen Ihrer systematischen Vorgehens weise hilfreich sein Definition Kombinieren ist eine mathematische Methode die Ele mente aus einer Elementmenge systematisch zu vollst ndigen Kombi nationen verkn pft Jede Kombination der im Morphologischen Kasten enthaltenen Teill sungen A B C DJ repr sentiert eine eigene Konzeptvariante z B die Konzeptvariante a BC D siehe Tabelle T024konZ Teill sungen Teil Funktionen T 7 TA TB TC C4 TD Tabelle T024konD Kombination von Teill sungen A gt B3 C4 D gt im Morphologischen Kasten zur Gesamtl sung Durch systematisches Kombinieren aller Teill sungen einer Teilfunktion mit allen Teilfunktionen der jeweils anderen Teilfunktionen entsteht ein vollst ndiges Variantenspektrum Die maximale Anzahl N an Kon zeptvarianten ergibt sich als Produkt der jeweiligen Gesamtzahl an Teill sungen Nx I Am Bn Co Dp hier Nx 2 3 4 2 48 e Vorteile e Die Kombinatorik stellt durch ihr algorithmisches Vorgehen
37. Erkennen Beziehungen in technischen von hnlichkeiten zwischen Produkten Produkten kann durch die Reduktion auf relativ wenige normierte Beschreibungen zu Unklarheiten Auslegungs und Verst ndnisproblemen f hren Tabelle T006konz Vor und Nachteile normierter Funktionsbeschreibungen Normierte Funktionen sind also f r bestimmte Anwendungsbereiche einzusetzen Im folgenden werden vier gebr uchliche normierte Funktionsbeschreibungen vorgestellt e Allgemeine Funktionen e Physikalische Funktionen e Logische Funktionen e Zubringfunktionen Allgemeine Funktionen Eine verbreitete Funktionsbeschreibung Pahl Beitz 1993 1 Roth 1994 1 definiert Allgemeine Funktionen Sie erm glichen die funkti onale Darstellung beliebiger technischer Produkte in denen Stoff Energie und oder Signalfl sse auftreten Definition Allgemeine Funktionen beschreiben die Transformation der Allgemeinen Gr ssen Stoff Energie und Signal mit definierten Operationen Die Allgemeinen Gr ssen Stoff Energie und Signal bei anderen Autoren auch Information oder Nachricht werden in der Funktions darstellung in der Regel konkret benannt z B kaltes Wasser Wechselstrom Energie oder Ein Aus Signal M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Stoff Gestalt und Energie energetische Signal signaltechnische Werkstoffeigenscha
38. Es gibt einen berblick ber Variationsm glichkeiten e Es zeigt Minimalstrukturen auf Antwort 8 Vorteile e Die Beschreibung ist normiert und durch L sungskataloge unterst tzt e Sie f hrt zu weniger Missverst ndnissen Nachteile e Schwierig zu verstehen da sehr abstrakt Antwort 9 e Zahnradgetriebe Energie umformen e Autobatterie Energie speichern e Pneumatikzylinder Energie umwandeln e PKW Antriebswelle Energie leiten Solarzelle Energie umwandeln Antwort 10 Die Analyse eignet sich gut f r die abstrakte Beschreibung von beste henden Produkten Das Produkt wird dabei in Teilfunktionen zerlegt und die bestehenden Verkn pfungen beschrieben Die Synthese wird f r Neuentwicklungen eingesetzt um das noch unbekannte Produkt zu beschreiben Antwort 11 Eigenschaften von Schreibstiften Merkmale Werte Kugelschreiber Bleistift Strichst rke mittel breit d nn Radierbarkeit nein nein ja Strichfarbe blau gelb grau Wiederauff llbarkeit a ja nein Tabelle T038konZ Eigenschaften von Schreibstiften N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Antwort 12 Aus Sicht der obigen Eigenschaften sind die Objekte hnlich denn sie sind mit gleichen Merkmalen charakterisierbar Gleich w ren sie wenn auch die Auspr gungen identisch sind unterschiedlich w ren sie wenn die Merk
39. F llen direkte Kontakte zwischen den sp te ren Nutzern und den Entwicklern Das Umfeld f r das neue Produkt ist damit gut bekannt und kann entsprechend ber cksichtigt werden Bei Serienprodukten sind die Kenntnisse bez glich der sp teren Produktnutzung oft aber nur mittelbar weshalb eine der Realit t ent sprechende Vorstellung nicht immer gegeben ist Zwar lassen sich Bedingungen und Kundenw nsche durchaus schriftlich festhalten sie k nnen aber kein Ersatz f r eigenes Erleben sein Um dem Team den notwendigen Eindruck ber den sp teren Produkt Einsatz und das Umfeld zu vermitteln ist es von grossem Nut zen m gliche zuk nftige Standorte f r das Produkt zu besichtigen und m gliche Kunden Anwender kennen zu lernen Eine solche Besichtigung vor Ort verbunden mit einem Gespr ch mit dem Kun den kurz vor dem Projektstart erm glicht dem Entwicklungsteam unaufgedeckte Missverst ndnisse zu minimieren und ein pers nliches Gesp r auch f r nicht explizit ausgesprochene Erfordernisse W n sche und Vorstellungen der Kunden zu bekommen Bei einer solchen Vorgehensweise soll hier auf die Gefahr eines widerspr chlichen Fazits hingewiesen werden denn die Produktpositi onierung erfolgt auf der Basis einer breiten Marktbeurteilung Ein Besuch des Entwicklungsteams vor Ort hingegen gibt h ufig eine indi viduelle auf diesen Platz bezogene Meinung wieder welche unbe dingt relativ zu betrachten ist Ein Einblick in die Pra
40. Festlegen von Wertkontinua Kennlinien Kennfelder von inneren oder usseren Eigenschaften physikalischer oder sonstiger Modelle durch Anwenden mathematischer Metho den Definition Berechnen ist das Festlegen von Werten von inneren oder usseren Eigenschaften physikalischer oder sonstiger Modelle durch Anwenden mathematischer Methoden Berechnen und Simulieren geh ren zu den wichtigsten Konkreti sierungsmethoden Sie liefern im Rahmen der zugrunde liegenden physikalischen oder sonstigen Modelle exakte Werte sowohl f r innere L sungseigenschaften z B Bauteilabmessungen als auch f r ussere L sungseigenschaften z B Leistung Durchbiegung Bild B129gekD Informationen durch Berechnen gewinnen Grunds tzlich ben tigen Berechnungen und Simulationen Modelle welche durch mathematische Beziehungen beschreibbar sind Da jedes Modell eine Vernachl ssigung gegen ber der Realit t darstellt sind vor dem Durchf hren von Berechnungen und Simulationen die Eignung der Modelle zu pr fen und danach die Vernachl ssigungen abzusch tzen und zu werten Zur Konkretisierung von Gesamtl sungen sind insbesondere so genannte orientierende Berechnungen hilfreich z B e Dimensionierungsrechnungen z B zum Festlegen von Abmes sungen Bauraum Gewicht oder Beanspruchung 124 ETH nz zY rr Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Funktionsberec
41. Heuhaufen Hier ruht noch ein erhebliches Potential f r unterst t zende IT Werkzeuge Recherche in Konstruktionskatalogen Konstruktionskataloge wurden vor allem in den 70er und 80er Jahren erstellt Ewald 1982 1 Roth 1994 1 Schneider 1985 1 und basieren nahezu ausnahmslos auf Printmedien Definition Ein Konstruktionskatalog ist ein dokumentierter Wis sensspeicher der nach methodischen Gesichtspunkten erstellt wei testgehend vollst ndig und systematisch als spezielles Ordnungsschema gegliedert ist Roth 1994 1 und der beim Kon struleren unterst tzt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess mittel bar normal dm Mt gt Ap pzul Normal Form schlu Mt bertragbares Moment Mittel dm mittlerer bar wirksamer Durch messer Un Mi M Fr dm 2 mittel Fn U dm 2 Var i bar 0 Keilwinkel Reib M Reibmoment schlu Fr Reibkraft dst Stiftdurch Mittel messer bar Tange tial Mittel und bar Gliederungsteil Hauptteil Zugriffsteil Anhang Art des Art der leich Benen seni ber Moment Auf Wirkung Verbin Nabe Nabe Anmerk Fl chen Kraft nn nung Anordnungsb ispiel trag ber nahme bei dung axial ver ungen schlus ber bares tragung von ber zen ver setz ses tragung Moment abh n Axial lastung trier schieb ba
42. Punkte f r den Start eines Projektes intensiv zu besprechen und festzuhalten Ziel Was ist das Ziel der Problemstellung e Hauptziel e Nebenziel e Input Welche Inputs Vorarbeiten sind vorhanden Welche Unterlagen sind zu sammeln Ouput Welche Resultate werden erwartet Was sind die Messgr ssen des Erfolges e Funktion e Qualit t e Kosten e Zeit Ressourcen Welche Ressourcen sind bereitgestellt Rahmenbedingungen e Personal Kompetenz wie viel e Finanzen e Zeit e Rahmenbedingunen Rahmenbedingungen Besteht Unterst tzung von allen Personen H rden e Verantwortlichen e Beteiligten e Betroffenen Welche Bedenken Widerst nde sind bekannt oder wer den erwartet Tabelle T001modZ Punkte f r den Start eines Projektes Dieser erste Teil der Vorbereitung die inhaltliche Vorbereitung bildet die Basis der zuk nftigen Besprechung Schon in der Vorbereitung lohnt es sich h ufig im Gespr ch mit den Auftraggebern die inhalt liche Definition strukturiert und systematisch zu erarbeiten Eine m gliche Teilmethode dazu ist die Kleeblatt Methode auf einem Flipchart oder Pinwand Plakat wird grossformatig stilisiert die Form eines Kleeblatts gezeichnet vorerst noch ohne Inhalt aber mit klar zugeordneten Feldern Zum Beispiel ist das linke Kleeblatt reser viert f r Input Informationen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Kleebla
43. RH4 Weitergeben Hoch MS3 RH3 RH5 TA O W I O u SR2 SR3 F rdern N nn O O UJ J J JI nn N gt UW lt 92 D Vereinzeln SR2 SC2 RC2 MS1 RH2 Entnehmen SC3 RC4 MS5 RH4 Abnehmen RC5 Verzweigen Verteilen Zuteilen J Ausgeben Greifen GRA SC2 RC2 MS5 RH2 F llen Ein RC7 MS9 RH5 schieben RH8 a Einlegen E 2 Positionieren Spannen SR3 I Halten Verschliessen RC7 MS6 RH6 RC8 MS7 RH7 F gen Zukleben SR4 SC5 MS1 g9 G Heften eb gt Klammern vn 7 Im I D h Dosieren F llstand SR1 messen Tabelle T015konZ Systematische Erfassung von realen L sungen der Konkurrenz bersichtsblatt zur gezielten Suche nach Zubringl sungen und L sungsbeispiel M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Bild B825konD Zubringsystem MS Schubert Die Recherche nach eigenen oder Wettbewerbsprodukten erfolgt unter Zuhilfenahme verschiedener Quellen wie e Dokumentenanalyse z B Zeichnungsarchiv technische Doku mentationen e Internetrecherchen e Fachmessen Recherche auf dem Zuliefermarkt Unter dem Begriff Zuliefermarkt werden hier alle Zulieferer zusam mengefasst die Zulieferkomponenten anbieten Definition Zulieferkomponenten sind abnehmeranonyme Stan dardl sungen die f r den Zuliefermarkt produziert werden und ohne oder mit nur gering
44. Risiken von L sungen ergeben M ETH 147 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess EN Nutzen Kunde technisch v Investitionskosten psychologisch gt Betriebskosten 5 Instandhalt Kosten nn E Kunden N Diagramm J zZ Aufwand Kunde SL VA 2 o pw n 0p j F z z o Nutzen z T Aufwands lt 7 Diagramm Diagramm 2 Diagramm 40 z E E Nutzen Kunde Nutzen Kunde Aufwand Kunde 1 4 2 79 g L f 2 amp D A 5 Hersteller Va c Diagramm Nutzen Hersteller Aufwand Hersteller Gewinn 5 Herstellkosten Deckungsbeitrag lt Selbstkosten Image Nutzen Hersteller Servicekosten T RT Bild B857konD Diagramme zur zweidimensionalen Darstellung des Aufwands und Nutzens f r Kunden und Hersteller 148 ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 7 3 berpr fen und Entscheiden Bei der endg ltigen Entscheidung welche der bewerteten L sungen weiter verfolgt werden sind neben den Erkenntnissen der Bewer tungsergebnisse noch zus tzliche berlegungen zu ber cksichtigen e Bewertungsunsicherheiten absch tzen e Schwachstellen der L sungen eliminieren e Entscheidung festlegen und begr nden Bewertungsunsicherheiten absch tzen Das Festlegen von Bewertungskrit
45. Service Zug nglichkeit ee vergessen friedenheit Technik Organisation Bild B014modZ Ursachen Wirkungs Diagramm Fishbone Technik M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich 2 3 product Innov tion Dieselbe Aussagekraft besitzt auch das Netzbild Erh hung der Funktionalit t k rzere Lieferfrist Lagerhaltung erh hen gr ssere Kundenzu friedenheit Durchlaufzeit reduzieren Bild B015modZ Netzbild von Ursachen und Wirkungen Oder das Mindmap Informationssystem Leistungsl hne N RY 5 Beteiligung am Kapital O 9er Gep ckabfertigung Wartung Reservationssystem eine g nstige Fluggesellschaft lt C R Verpflegung Klassensystem Reservationssystem Bild B094modZ Darstellung als Mindmap Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 3 5 Bewerten Vielfach sind nun viel mehr Ideen wichtige als auch weniger wichtige gesammelt Zu viele um alle zu vertiefen Priorit ten m ssen deshalb gesetzt werden Dazu eignet sich die Mehrpunkte Abfrage Jeder Teilnehmer und jede Teilnehmerin erh lt halb so viele Punkte wie Bewertungsthemen vorliegen grobe Empfehlung und setzt die Punkte zu den Themen welche ihr als besonders wichtig erscheinen wobei maximal zwei Punkte pro Thema gesetzt werden d rfen Problem
46. Sicherungsring Bild BO14gesZ Beispiel Grob und Feingestaltung TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 6 Basishandlungen des Gestaltens Die gezeigten Strategien beschreiben bew hrte bergeordnete Vor gehensweisen beim Gestalten Die Basishandlungen hingegen beschreiben die T tigkeiten welche permanent durchlaufen werden und so den Prozess zyklisch begleiten Produkt gt Handlungen ___ 5 Modul gt Teil informieren T generieren variieren D analysieren validieren 2 beurteilen entscheiden k O Bild B907entZ Basishandlunge im berblick Jede Problemstellung sowohl eine kleine als auch eine grosse wird durch den allgemeinen Probleml sungszyklus bew ltigt F r den Ent wurfsprozess heisst dies e Informieren und abgrenzen e generieren und variieren e analysieren und validieren bzw e bewerten und entscheiden 6 1 Informieren und abgrenzen Eine sehr zeitintensive T tigkeit ist das Informieren Kl ren und Abgrenzen der Problemstellung Bemerkung Dieser Teilprozess war schon im Markt Leistungs und Konzeptprozess wesentlich um die Anforderungen vollst ndig zu erfassen e Ist die genaue Problemstellung bekannt und abgegrenzt e Diskussion mit Marketing Kunde Service Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern e Studium der Anforderungen Sind alle Anforderungen bekannt u
47. Ziel und den Output erl utern e kennen die Strategien des Gestaltens und k nnen diese beschreiben e kennen weitere Richtlinien und Regeln und sind in der Lage diese an einer Konstruktion zu interpretieren und zu diskutie ren e verstehenden den Begriff und die Bedeutung des Kraftflusses und k nnen Kraftfl sse in Konstruktionen zuordnen und disku tieren e sind in der Lage konstruktive Verbesserungen an bestehenden Konstruktionen vorzuschlagen E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e k nnen Methoden aufz hlen und die Zielsetzungen beschrei ben Einleitung Der Entwurfsprozess l sst sich im Gesamtentwicklungsprozess zwi schen dem Konzeptprozess in VDI 2221 Ausarbeitung genannt und dem Dokumetationsprozess eingliedern Im Entwurfsprozess werden alle Eigenschaften des zuk nftigen Produktes in Bezug auf die Pro dukt Struktur Baustruktur als auch Material Oberfl chen Design Fertigungsverfahren usw festgelegt Dieser Prozess ist abh ngig von der Produktart den Personen und den eingesetzten Werkzeugen sehr unterschiedlich geartet Die sprunghafte Arbeitsweise von grob zu detailliert von abstrakt zu real ist nicht oder nur fragmentiert in einem geradlinigen Prozessablauf abbildbar Verschiedenste Strategien Regeln Vorschriften und Richtlinien helfen jedoch die Qualit t des Prozesses sowohl in funktion
48. daraus R ckschl sse auf die konkrete Gestaltung der L sungen zu erhalten Bild B132gekD Informationen durch Experimentieren gewinnen Bild B131gekD Experiment zur Bestimmung der Beschleunigung eines Roboterarmes Obwohl das rechnerunterst tzte Simulieren mit virtuellen Produktmo dellen durch die Leistungsf higkeit heutiger Hard und Software sehr stark zugenommen hat gibt es die Notwendigkeit gegenst ndliche Modelle zu nutzen um aus deren Verhalten Handhabung und Design auf die erforderlichen Eigenschaften der L sungen zu schliessen 126 ETH TE zes Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Typische reale Modelle die insbesondere in den fr hen Phasen der Produktentwicklung eingesetzt werden k nnen sind e Versuchsmodelle Produktnahe Modelle zur Kl rung grunds tz licher physikalischer Zusammenh nge zum Beispiel kinemati sche Modelle zur Analyse von Bewegungsabl ufen oder Ver suchsmodelle f r Handhabungs oder Verpackungsprozesse e Funktions Prototypen Oft aus Modellbauk sten oder einfachen Materialien gefertigte Modelle zur Untersuchung funktioneller Eigenschaften e Durch Versuche mit umgebauten alten Produkten oder durch Rapid Prototyping erzeugte Modelle werden meist sehr reali t tsnahe Erkenntnisse f r die neuen Produkte gewonnen e Anschauungs und Design Prototypen Holz Schaumpappe oder Kuns
49. der Entwicklung einer neuen Spezialfr smaschine f r Kegelradverzahnungen beteiligt berlegen Sie welche Komponenten der Werkzeugmaschine Sie unter welchen Umst nden bevorzugt als Zulieferteile beziehen und 154 ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess welche Sie bevorzugt selbst fertigen lassen w rden Begr nden Sie Ihre Uberlegungen Verst ndnisfrage 17 Welche Arten von realen L sungen kennen Sie und unter welchen Umst nden w rden Sie schwerpunktm ssig diese recherchieren Verst ndnisfrage 18 Welche Arten von virtuellen L sungen kennen Sie und unter welchen Umst nden w rden Sie schwerpunktm ssig diese recherchieren Verst ndnisfrage 19 Wie unterscheiden sich L sungssammlungen von Konstruktionskata logen Verst ndnisfrage 20 In welchen F llen w rden Sie eher einen Konstruktionskatalog wann eher Zulieferkataloge nutzen um vorhandene L sungen zu recher chieren Verst ndnisfrage 21 Welches sind die Voraussetzungen f r das Erarbeiten prinzipieller Gesamtl sungen Verst ndnisfrage 22 Wie viele Konzeptvarianten ergeben sich bei einer vollst ndigen syste matischen Kombination in folgendem Fall e Teilfunktion 1 3 m gliche Teill sungen e Teilfunktion 2 2 m gliche Teill sungen e Teilfunktion 3 gt 4 m gliche Teill sungen e Teilfunktion 4 1 m gliche Teill sung Verst ndnisfrag
50. e Statische Bestimmtheit Die Kr fteverteilung in den Beinen eines Dreibein Stuhls ist ein deutig Mit der Methode der statischen Kr ftebestimmung k nnen die Einzelkr fte der Beine berechnet werden Mit die sen eindeutigen Kr ften k nnen die Querschnitte eindeutig dimensioniert werden Bei einem Vierbein Stuhl ist die Kraft nicht mehr eindeutig das System ist statisch berbestimmt Damit wird es auch schwieriger die Querschnitte optimal zu dimensionieren Es muss die Annahme getroffen werden dass nur drei Beine den Stuhl tragen In die Thematik der Eindeutigkeit fallen auch die L sungsprinzi pien der Wellenlagerung Eine Welle welche durch zwei Festla ger Lager nimmt radiale und axiale Kr fte auf Lagerkr fte gelagert wird Bild BO28gesZ ist berbestimmt weil die Vertei lung der axialen Kr fte z B bei W rmeausdehnung der Welle auf die beiden Lager unbestimmt ist Der L sungsweg durch die Kombination Fest Los Lager Loslager nimmt nur radiale Kr fte auf verschafft die Eindeutigkeit der Lastaufnahme ZEGSLTITIZGRGZ N NLA Ausdehnung eindeutige KR L sung LK ne NIS nicht eindeutige SH L sung b Bild B028gesZ a Kombination Fest Los Lager b Kombination Fest Fest Lager aus Pahl Beitz Zum Beispiel im Bild BO28gesZ Bei Fertigungstoleranzen oder L ngen nderungen durch Erw rmung ergeben sich axiale M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Sw
51. einfache kosteng nstige L sung welche diese Anforderungen erf llt skizzieren Sie die L sung L sungsm dlichkei ten Verst ndnisfrage 8 Innerhalb des Kapitels sicher wurde das Grenzrisiko als das gr sste nach zeitgem ssem Verst ndnis noch vertretbare gesamt heitliche Risiko das ein System beinhaltet definiert Versuchen Sie zu erkl ren wieso hier nach zeitgem ssem Ver st ndnis steht und erl utern Sie dies anhand der Sicherheitsaspekte in heutigen und fr heren Personenwagen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Verst ndnisfrage 9 Bild B923entZ Eine auf Torsion belastete Welle Die Welle ist auf Torsion belastet Skizzieren Sie den Kraftfluss Momentfluss ein E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Verst ndnisfrage 10 Zeigen Sie in der folgenden Nietverbindung den Kraftfluss einer Zug beanspruchung LL Bild BO73entZ Nietverbindung M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Verst ndnisfrage 11 In der folgenden Konstruktion wird von der rechten Seite her ein Torsi onsmoment auf die untere Welle geleitet En an n v ZZ22ZZ2ZA V ZZZ
52. erfordern entweder Versu che oder Simulationen und im ung nstigsten Fall Annahmen Um bei Annahmen den Unsicherheitsfaktor m glichst klein zu halten fallen die entsprechenden Entscheide immer auf die konservative sichere Seite und so werden ganze Konstruktionen berdimensioniert schwe rer und ergeben infolge der m chtigeren Konstruktion selber wieder gr ssere Kr fte Eine unsch ne Spirale ffnet sich Es lohnt sich Zeit in die Analyse der Kr fteverh ltnisse zu stecken Auch das Fest Fest Lager ist ein Beispiel von berbestimmtheit Weil nicht festgelegt ist welches Lager die Axialkraft bernimmt m ssen beide Lager f r die gesamte Kraft dimensioniert werden us sere Kr fte werden durch die Bauteile geleitet und auf die benach barten Teile bertragen z B ber Befestigungen oder Lagerungen Statische Bestimmtheit wird bevorzugt nur dann kann eine einfache M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion TE ETH Entwurfsprozess Aussage ber die Reaktionskr fte gemacht werden Ansonsten muss von konservativer Annahme ausgegangen werden Als Beispiel der Unbestimmtheit der Kr fte wurde der Vierbein Stuhl erw hnt Bei dessen Dimensionierung muss konservativ angenommen werden dass ein Bein unbelastet ist und nur drei Beine tragen Konkret bedeu tet dies dass das Gewicht und der Platz eines Beines berz hlig ist und die Herstellkoste
53. erkombination wird in der Matrix gekennzeichnet Es empfiehlt sich f r sp tere R ckgriffe gleichzeitig auch den Grund der Unvertr glich keit zu dokumentieren Da es sich um eine symmetrische Matrix han delt reicht es aus nur eine H lfte oberhalb oder unterhalb der Hauptdiagonalen auszuf llen zZ ronmotor nl mn Stirnradgetriebe Hydraulikzylinder Bild B847konD Vertr gliche und unvertr gliche Zweierkombinationen bzw Teill sungspaare Quelle www boschrexroth se www sew eurodrive de 114 ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Vorteile e Die v llig von Konzeptvarianten losgel ste Betrachtung von Zweierkombinationen f rdert erheblich die Objektivit t der Beurteilung e Durch eine rechnerunterst tzte Pr sentation der Zweierkombi nationen wird der Bearbeiter von jedem Kombinatorikaufwand entlastet und kann sich voll auf die Beurteilung konzentrieren Nachteile e Das Verfahren ist wegen seines schnellen Wechsels zwischen Vorstellungsbildern kognitiv extrem anspruchsvoll e Eine Fehlentscheidung kann erhebliche Auswirkungen auf die Vollst ndigkeit und Qualit t der Konzeptvarianten haben wird selbst aber nur schwer entdeckt e Es werden nur Vertr glichkeiten von Zweierkombinationen betrachtet Wirkungsketten in der Vertr glichkeit zwischen mehr als 2 Teill sungen m ssen durch eine nachgeschaltete
54. f L d Al Wirkprinzip Wirkstruktur Grobentwurf Tabelle T019konD bergang zwischen den einzelnen Beschreibungsarten am Beispiel eines Leistungsschutzschalters M ETH 93 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Funktion Produkt I gt Tax Tein Aus A i Trennen E Stromkreis trennen bei berstrom Bild B928konZ Leistungsschutzschalter Haushaltssicherungsautomat mit Gesamtfunktion Jedes Produktmodell hat einen eigenen Satz an Merkmalen F r ein bestimmtes Objekt wie den Leistungsschutzschalter m ssen daf r die Werte festgelegt werden e Bei der Funktionsbeschreibung die Gr ssen und Operationen z B Eingangsgr sse Strom wandeln in Signal e Bei der Beschreibung der physikalischen Effekte die Geometrie und Stoffgr ssen z B W rmekapazit t c oder Ausgangsl nge lo e Bei der Beschreibung der Wirkprinzipien weitere Geometrie und Stoffgr ssen z B die Anordnung der Spule und des Ankers oder die Einspannung des Bimetallstreifens Das schrittweise Konkretisieren mit unterschiedlichen Beschreibungen hilft enorm einen berschaubaren Gestaltungsspielraum zu behalten alles bedenken zu k nnen und nichts zu vergessen 4 3 5 Systematische Variation Definition Die systematische Variation ist eine grunds tzliche auf jedes Objekt anwendbare diskursive Methode zum Generieren von Varianten und zum
55. f r Entwicklung und Kon struktion sind deutlich eingeengt Anwendung der Anforderunggsliste Neben einem Arbeitshilfsmittel f r die Folgeprozesse wird sie auch als Grundlage zur Beurteilung von Ideen und daraus abgeleiteten Varian ten verwendet werden indem zum Beispiel unterschiedliche Konzepte oder Entw rfe anhand der Erf llung der Anforderungen miteinander verglichen werden Daneben stellt sie auch eine verbindliche Vertrags grundlage f r Auftraggeber und Auftragnehmer dar Anforderungslisten werden sinnvollerweise mittels EDV Unterst t zung erfasst Grunds tzliche Vorteile der Arbeit mit Anforderungslisten sind e Ziel wird umfassend gekl rt bevor Folgekosten auftreten Pro bleme und Schwerpunkte werden bewusst e Informationsaustausch einfach neue Mitarbeiter werden schnell auf einen Kenntnisstand gebracht Einarbeiten nach l n gerer Pause erleichtert e Anforderungen werden bersichtlich und komprimiert gespei chert Computerunterst tzung m glich und hilfreich beson ders bez glich der nderungsorganisation e Kunde Auftraggeber und Entwickler verst ndigen sich auf gemeinsame Basis und verantworten sie e ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Beurteilung von Varianten wird erheblich erleichtert durch Kri terien die der Anforderungsliste entnommen werden e Anforderungsliste kann Entscheidungsgrundlage f r P
56. gibt keine absolute Sicherheit Um den Sicherheitsanforderungen ann hernd gerecht zu werden m ssen mehr oder weniger wahrscheinli che Szenarien erdacht werden f r die entsprechende konstruktive Massnahmen getroffen werden Es ist und bleibt dem Konstrukteur E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess bzw dem Entwicklungsteam die anspruchsvolle Aufgabe berlassen mit Verantwortung aber auch gesundem Menschenverstand die L sung auf ein Minimum aller Risiken auszurichten Hierher geh rt auch der Begriff des Grenzrisikos Definition Das Grenzrisiko stellt das gr sste nach zeitgem ssem Verst ndnis noch vertretbare Risiko eines technischen Vorganges oder Zustandes dar Die Absch tzung dieses Risikos erfolgt immer ber die zwei Koordina ten e Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit des Schadenseintritts e Wie gross ist der voraussichtliche Schadensumfang Gliederung des Sicherheitsaspektes Zur Erhaltung des Uberblicks ber die Gesamtthematik soll hier eine logische Gliederung des Sicherheitsaspektes durchgef hrt werden Umweltsicherheit Arbeitssicherheit Betriebssicherheit Anlagezuverl ssigkeit Maschinenzuverl ssigkeit Q a L Q z 0p 0p 0 Q N O L A Bauteilzuverl ssigkeit Bild B029gesZ Gliederung des Sicherheitsaspektes Definition Zuverl ssigkeit ist die F higk
57. in dieser Frage versagen 6 4 Bewerten und entscheiden Das Bewerten und Entscheiden kleiner Teilschritte findet w hrend des Gestaltens zusammen mit dem Analysieren permanent statt Anl sslich gr sserer Zwischenetappen oder beim Abschluss des Entwurfsprozesses liegen meist mehrere L sungsalternativen vor die systematisch beurteilt werden m ssen um die beste L sung auszu w hlen entscheiden Als Basis der Beurteilung dient selbstverst ndlich wieder die Anfor derungsliste Wie bei der Beurteilung im Rahmen des Konzeptprozes ses k nnen weitere Kriterien wie Risiko Absch tzung Kundenakzeptanz etc hinzugezogen werden Jede Bewertung ist subjektiv Beurteilende Personen sehen unter schiedliche Schwerpunkte in den Kriterien Dies ist vor allem dann der Fall wenn eigene bevorzugte L sungen dem Beurteiler nahe stehen not invented here syndrom Deshalb ist es sehr wichtig die Gewich tung der Kriterien gemeinsam vor dem Bewerten festzulegen Methoden die sich zur systematischen Bewertung eignen sind e Nutzwertanalyse e Paarvergleich e Conjoint Analyse und e Benchmarking Zur Visualisierung der Qualit t der L sungen k nnen z B Fieberkur ven oder Matrix Darstellungen eingesetzt werden E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Anforderung Erf llung der Anforderung 1 2 T 1 e L sung 1 i NI L
58. in eine mechanische L ngsbewegung Produktmodell 2 das Effektmodell Die Arbeitsweise von Produkten basiert auf physikalischen vermehrt auch chemischen oder biologischen Vorg ngen welche als Effekte in einem Effektmodell beschreibbar sind _ ps F p F m g Fa a 6 l2 Bild B003konZ Darstellungen und Beispiele von Effektmodellen Produktmodell 3 das Wirkprinzipmodell Wirkprinzipmodell Wirkprinzipien nutzen physikalische Effekte und konkretisieren bzw pr zisieren deren Umsetzung in geometrische und stoffliche Eigenschaften hinsichtlich der Erf llung der Aufgabenstel lung Sind mehrere Wirkprinzipien in einem Produkt vorhanden k n nen sie entsprechend der Topologie Aufbaustruktur zu Wirkstrukturen verkn pft werden M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess gt w DS N su NN IS Bild B002konz Darstellung eines Wirkprinzips bersetzung einer Drehbewegung in L ngsbewegung Die Strukturierung des Konzeptprozesses basiert auf dem Prinzip des diskursiven Vorgehens Die Arbeitsschritte werden als Teilprozesse beschrieben Die Ergebnisse der Teilprozesse orientieren sich an Pro duktmodellen Aus methodischer Sicht wird das schrittweise Vorgehen ber meh rere Zwischenzust nde Produktmodelle mit Zweckm ssigkeits berle gungen begr ndet e Das schrittweise Vorgehen von Produktmode
59. in so genannten weissen Feldern unter st tzt Variantenbaum Definition Ein Variantenbaum ist die visuelle Darstellung Baumstruk tur der durch Kombinieren erhaltenen Varianten In einem Variantenbaum wird die Kombination der Werte aller Merkmale als Baumstruktur dargestellt Merkmal A Wert A1 Wert A2 PASS PA Merkmal B Wert Bi Wert B2 Wert B3 Wert B1 Wert B2 Wert B3 AANA MAAA N Merkmal C wert Ci Wert C2Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Bild B838konD Variantenbaum f r Eigenschaftskombinationen schematisch mit drei Ebenen ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Der Vorteil von Variantenb umen ist ihre Anschaulichkeit und ber sichtlichkeit Sie eignet sich besonders f r die Darstellung kleineren Variantenspektren Gr ssere Variantenspektren ergeben un bersichtli che und ausladende Darstellungen Darstellen von Systematiken in Ordnungsschema Definition Ein Ordnungsschema ist ein Ordnungssystem in Matrizen form Dreibholz 1975 1 in dem die gliedernden Eigenschaften nach Pahl Beitz 1993 1 auch Ordnende Gesichtspunkte mit Merkmalen und Werten zueinander in den Kopfspalten und Kopfzei len aufgetragen sind Ordnungsschemata sprechen in besonderem Masse die ingenieur m ssige Vorstellung durch ihre Matrixstruktur an Tabelle T022konD
60. jedem Zeitpunkt w hrend des Gestaltens wird die L sung auf Schwachstellen oder Fehlerpotentiale hin berpr ft Vor dem inne ren Auge geht man eine Unmenge von Fragen automatisch durch wie e Ist das Teil herstellbar montierbar siehe design for x Richtlinien e Was sind die m glichen Belastungsarten blockieren des Getrie bes Sturmb en fallen lassen etc H lt es diese aus e Was passiert bei falscher Bedienung siehe Grundregeln e Etc Es lohnt sich erg nzend zu dieser permanenten unbewussten ber pr fung durch Erfahrung eine systematische Schwachstellenanalyse an klar definierten Entwurfsprozess Zeitpunkten vorzunehmen Folgende Methoden k nnen dazu eingesetzt werden Fehlerbaumanalyse In der Fehlerbaumanalyse werden m gliche ev unerw nschte Ereig nisse z B klemmende Lagerung gesucht einzeln n her betrachtet und ihre Ursache wird eruiert Um zur grundlegenden Ur Ursache zu gelangen m ssen teilweise mehrere Ursachen Wirkungsstufen durch laufen werden Es gilt immer die Fragestellung e Was ist die Ursache Ursachen f r das Ereignis e Ursache 1 2 3 e Was ist die n chst tiefere Ursache e Ursache1 1 1 2 Auf tiefster Stufe wird versucht durch verbesserte Gestaltung diese Ursache zu eliminieren Ursache 1 1 Ursache 1 3 Schwachstelle Bild BO26gesZ Fehlerbaumanalyse TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swis
61. kg Preis in CHF 2000 3000 Harddisk 40 GB 25 GB Wireless integriert extern Modem integriert 128 extern Tabelle T040konZ Bewertungskriterien Wertebereich Gewichten der Kriterien durch Paarvergleich A X un z z 5 Is 8 je J S D I S m ol al ol ol un ee w BE BE e e ww O BEE e A BE a a a T an a e A E normiert 0 82 0 64 1 0 0 27 0 27 0 27 Tabelle T041konZ Gewichten der Kriterien durch Paarvergleich 2 wichtiger 1 gleich wichtig O weniger wichtig Werteskala Da durch Prospekte sehr exakte Werte vorliegen k nnte eine Skala von 1 10 eingesetzt werden M ETH IE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Spezielle Werteskala Punkte T gt 9 Monitorgr sse 14 BIS 16 ei 3000 2000 Wireless extern BE u EG BE integriert Modem extern integriert Tabelle T042konZ Spezielle Werteskala Bewertung Angebot 1 Angebot 2 Monitor ERLCJEBE 4 92 Gewicht 0 64 2 56 4 48 Harddisk 0 27 1 35 1 35 Wireless 0 27 8 2 16 0 81 Modem 0 27 8 2 16 8 2 16 Summen 36 17 8 35 19 72 Rang 2 1 Tabelle T043konZ Bewertung In der Bewertung erkennt man aber auch eine grosse Sensitivit t vor allem des Preiskriteriums Eine nur leichte Variation der Bewertung l sst die kleine Distanz von 10 schrumpfen 164 ETH en Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Fed
62. mit L sungssammlungen Kon struktionskatalogen oder bei der systematischen L sungsent wicklung e bei der disziplin bergreifenden L sungssuche mechanische elektrische und Softwarel sungen 3 2 Produktfunktionen und ihre Darstellung Der Prozess der von einem Produkt erf llt wird kann als definierte nderung eines Anfangszustandes in einen Endzustand betrachtet werden Die Ein und Ausgangsgr ssen sind bei Maschinenbaupro dukten meist Stoff Energie und Signalfl sse Die Ausgangsgr ssen werden im Produkt aus den Eingangsgr ssen durch eine oder mehrere Transformationen erzeugt die vom Entwickler so gewollt sind Die funktionale Betrachtung eines Produkts ist eine l sungsneu trale Beschreibung Es wird dabei ganz bewusst ausser acht gelassen durch welche physikalischen Effekte und Wirkprinzipien diese Trans formation realisiert wird um so den L sungsraum nicht unzul ssig einzuschr nken Definition Eine Funktion ist eine l sungsneutrale Beschreibung als Operation des gewollten Zusammenhangs zwischen Ein und Aus gangsgr ssen Zur Beschreibung von Funktionen werden h ufig Funktionsmodelle in der Black Box Darstellung genutzt die aus der Systemtechnik stam men Daenzer 1999 Die jeweiligen Stoff Energie oder Signaltrans formationen ergeben sich dabei kausal aus dem Unterschied zwischen den Eigenschaften der Eingangs und Ausgangsgr ssen Die eigentli che Funktion wird verbal beschrieben indem die Eingangs
63. mit ca 20 50 Varianten geeignet um diese vor dem Bewerten auf eine kleinere L sungsmenge zu reduzieren 7 2 Bewerten von Varianten Prinzipielle Gesamtl sungen erf llen das Anforderungsspektrum im allgemeinen unterschiedlich Diese Unterschiede k nnen durch Bewerten ermittelt werden Bewerten ist ein Prozess zum Ermitteln des Werts des Nutzens oder der St rke einer L sung in Bezug auf vorher festgelegte Zielvor stellungen Soll Eigenschaften Ergebnis des Bewertens ist eine Aus sage ber die G te der L sung die den Grad der Zielerreichung repr sentiert Ziel aller Bewertungsmethoden ist es e die f r eine Aufgabe geeigneten L sungen hinsichtlich ihres Grades der Zielerreichung zu unterscheiden und die besten L sungen zu ermitteln e die Bewertung zu objektivieren und e die Entscheidung nachvollziehbar zu gestalten ER ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Bild B852konD Bewertungsergebnis als Grad der Zielerreichung der einzelnen L sungen Dazu wird f r jede L sung ein Gesamtwert ermittelt der den Grad der Zielerreichung repr sentiert Bewertungsmethoden basieren auf den nachfolgenden Grunds t zen Birkhofer 1980 1 e Durchf hren einer umfassenden Bewertung Es werden alle relevanten Eigenschaften der einzelnen L sungen nicht nur Einzelgesichtspunkte im richtigen Verh lt
64. sen Die Moderationstechnik bietet dazu eine Vielzahl von Methodenfragmenten welche in einer moderier ten Sitzung kurz Moderation kombiniert aus einer Werk zeugkiste angewendet werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Moderation CN Aktionen f r die L sung Person A Person B Person Bild B0O04modZ Grundprinzip der Moderation E1 E eeii w ga r NV i m 2 Zu 3 N u 7 ri lt Bild B099modZ Szene aus einer Moderation N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 Moderation Im Folgenden werden die wichtigsten Punkte der Moderationstechnik und die wichtigsten Teilmethoden vorgestellt Im Zentrum der Moderation steht die gemeinsame Arbeit und Dis kussion innerhalb der Gruppe und die zentrale Visualisierung Alle Beteiligten konzentrieren sich auf das eigentliche Problem und auf den aktuellen visualisierten Stand des Arbeitsfortschritts i urute sku iute Bild B005modZ Typische Sitzordnung innerhalb einer Moderation ohne Arbeitstisch Die Moderationssitzung erfolgt abwechselnd in einem Plenum oder aber verteilt auf mehrere Gruppen Gruppenarbeit Bild B098modZ Gr ssere Anzahl von Teilnehmenden im Plenum M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Insti
65. sind in Dichtungsaufgaben realisiert Der Druck wird dazu verwendet die Dichtung noch zu verst rken Ein Bei spiel ist die Manschettendichtung Der Innendruck wirkt auf den elas tischen Ring so wird die Dichtlippe noch st rker an die zu dichtende Zone gepresst N N N ZN ZN Welle di hi1 Bild B060gesZ Manschettendichtung verst rkte Dichtwirkung unter Druck M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Auch in Produkten welche Sicherheitsaspekten unterliegen wird das Prinzip der Selbsthilfe benutzt wie z B bei der Deckelanordnung von Druckbeh ltern Gleichzeitig ist hier der Aspekt sicher ber cksich tigt Deckel Druckbeh lter Bild B063gesZ Deckelordnung von Druckbeh lter von innen 7 4 Gestaltungsrichtlinien design for x Unter Gestaltungsrichtlinien auch design for x oder Konstruktions regeln bzw Gerechtheiten genannt summiert man zweckm ssige Gestaltungs Empfehlungen welche sich vielfach bew hrt haben und damit eine allgemeine G ltigkeit erhalten Produkt Gestaltung der Objekte N Richtlinien belastungsgerecht ausdehungsgerecht korrosionsgerecht fertigungsgerecht montagegerecht normgerecht benutzungs ergonomie gerecht formgebungsgerecht instandhaltungsgerecht recyclinggerecht Bild B915entZ Gestaltungsrichtlinien im berblick N E
66. ssen Die folgende Aufstellung ist demnach als Vorschlag zu verstehen und geht davon aus dass moderne Arbeitsmittel und methoden eingesetzt wurden e CAD Modell Es liegt ein vollst ndig in 3D CAD modelliertes Produktmodell vor Die Bauteile sind r umlich exakt dargestellt Die Funktions weise und Wirkstruktur sind eindeutig erkennbar Formele mente welche im Zusammenhang eine untergeordnete Rolle spielen und keinen Einfluss auf die anderen Elemente aus ben sind u U noch nicht in jedem Detail erfasst sondern erst sym bolisiert z B als H llelement e Produkt Struktur Im PDM oder CAD ist die Produkt Struktur vorliegend F r Vari anten Baugruppen oder Bauteile welche noch nicht entwor fen sind besteht schon ein Platzhalter Die Eigenschaften der Bauteile Material Lieferant etc soweit bekannt sind erfasst e Projektplanung Die Terminplanung ist aktualisiert und die nachfolgenden Pro zesse sind geplant e Kosten Die aktuelle Kalkulation der Herstellungskosten ist mit den abgekl rten und aktualisierten Werten erg nzt Wo noch nicht vorhanden sind noch die Zielwerte eingetragen e Projekt Dokumentation Alle Modulordner bzw die vollst ndige Projekt Dokumenta tion d h Sammlung aller relevanten Unterlagen wie Berech nungen Lieferantenabsprachen Offerten Abkl rungen etc sind geordnet und abgelegt u U im PDM E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technolo
67. strukturieren Damit soll seine Komplexit t beherrschbar werden und gleichzeitig der Prozess selbst und sein Ergebnis verbes sert werden Der Konzeptprozess ist in Teilprozesse gliederbar siehe Bild BOO1konz Bild B001konZ Gliederung des Konzeptprozesses in Teilprozesse Jedem dieser Teilprozesse ist eine Beschreibungssprache des Produk tes das entsprechende Produktmodell zugeordnet Definition Produktmodell ist der Ssammelbegriff f r formal festge legte virtuelle Beschreibung in abstrakter Form von Produkten w h rend des Entwicklungsprozesses Die Konstruktionsmethodik hat zur Definition von Arbeitsebenen geeignete Produktmodelle erarbeitet die sich am Grundprinzip von Abstraktion und Konkretisierung orientieren M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess l sungsneutrale Problemformulierung ON L Q amp X F Ka Barriere z B Vorfixierung optimale Bild B804konD Abstrahieren und Konkretisieren beim Konzipieren Barrieren die einen direkten Zugang zur optimalen L sung versper ren k nnen umgangen werden indem zun chst vom Problem abstra hiert wird Vom h heren Abstraktionsniveau ausgehend werden dann wiederum zunehmend konkretere Vorstellungen Probleml sungen entwickelt Der Konzeptprozess basiert auf einer Anforderungsliste und drei Produktmodellen entlang der Teilprozesse M
68. sung 2 n D e L sung 2 0 1 2 3 4 5 Beurteilung Risikobeurteilung Bild BO27gesZ Beispiel von Bewertungsdarstellungen Links Fieberkurve der Erf llung der Anforderungen rechts 2 dimensionale Darstellung der gesamthaften Erf llung der Anforderungen in Bezug auf das Risiko Eine Bewertung und Entscheidung ist umso bedeutender e je gr sser die Konsequenz der Entscheidung ist e je weniger das Ergebnis sp ter korrigiert werden kann Weniger bedeutend ist sie wenn e die Konsequenz klein ist e eine sp tere Korrektur m glich ist Joker im Sack e eine L sung sich eindeutig abhebt e die Alternativen sich nur marginal unterscheiden Die Grundlage einer korrekten und aussagekr ftigen Bewertung und Entscheidung liegt in der fundierten Informationsbasis und den Vali dierungsergebnissen Merke Eine Beurteilung und ein Entscheid sind nur so gut wie ihre Informations und Validierungsbasis Es ist aber ebenso klar dass jede Bewertung mit einem gewissen Anteil von Unsicherheiten behaftet ist Die Konkretisierungsstufe des Produktes hat bei weitem noch nicht die H he um alle Fragen zu beantworten Mit diesem Restrisiko in der Entscheidung leben Ent wickler st ndig M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 7 Regeln Prinzipien und Richtlinien des Gestaltens Entw rfe hoher G te zeichnen sich dadurch aus dass sie an
69. sung die Ziele verschiedener Bed rfnisse erf llen e ber cksichtigt werden dass die Umsetzung mehrere Personen betrifft e die L sung von den Betroffenen nachhaltig getragen werden Typische Problemfelder dieser Art sind e Prozessverbesserungen in Unternehmen e Erarbeiten von Strategien e Implementierung bergeordneter IT Projekte e Innovationsprojekte Solche vernetzte und komplexe Problemstellungen k nnen mit unter schiedlichen L sungsmethoden angegangen werden e Probleml sung durch Einzelperson Wir betrauen eine Person mit dem Problem welche die L sung selbst ndig erarbeitet und anschliessend pr sentiert W hrend der Bearbeitung konsultiert diese Person entsprechende Fach stellen holt sich dort die notwendigen Informationen und ver arbeitet diese zu einer eigenen L sung Diese Arbeitsweise hat den Nachteil dass die L sung nicht gemeinsam erarbeitet wurde und die Betroffenen nur kon sultiert wurden Damit wird die L sung h ufig nicht nachhaltig von allen getragen Empfohlen ist diese Form der Probleml sung wenn e der L sungsweg vorgezeichnet ist e die Arbeit in der Detaillierung liegt e Probleml sung durch moderierte Besprechung Moderation Zur Bew ltigung von gr sseren Fragestellungen oder Problem komplexen suchen wir eine Arbeitsmethodik die es einer Gruppe von Personen erm glicht zielgerichtet unter Einbin dung aller Beteiligten zu kommunizieren und zu arbeiten bzw Probleme zu l
70. ten zu achten blicherweise werden nach dem Kombinieren Reduzieren und Ausw hlen 3 6 Gesamtl sungen f r die weitere Bearbeitung ausge w hlt E ETH 117 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 6 Gesamtl sungen konkretisieren Die aus dem Morphologischen Kasten erzeugten Gesamtl sungen sind meist wenig konkrete Wirkprinzip Kombinationen Aufgrund des noch recht geringen Informationsgehalts ist eine Beurteilung der L sungen nur mit einer erheblichen Unsicherheit m glich Anderer seits m ssen aber die L sungen sehr genau beurteilt werden da die Entscheidung f r oder gegen eine Gesamtl sung den weiteren L sungsweg festlegt und entscheidend den Produkterfolg bestimmt Um fundiert beurteilen zu k nnen werden vertiefte Informationen ber die Machbarkeit Risiken und Chancen einer Gesamtl sung ben tigt sonst sind Vermutungen und Vorlieben T r und Tor ge ff net Alle M glichkeiten m ssen ausgesch pft werden um in diesem Stadium kurzfristig entscheidungsrelevante Informationen zu erhal ten Dieses Fr herkennen von L sungseigenschaften kann mit unter schiedlichen Methoden unterst tzt werden L sungen Konkretisieren Recher Gestaltungs Berechnung Bild B849konD Methoden zur Konkretisierung von L sungen Modell Experimente Dieser Vorgriff auf erst sp ter erkennbare L sungseigenschaften wi
71. und Doppelentwicklungen bzw Schutzrechtsverletzungen vermeiden e Lizenzgeber f r kritische oder wichtige L sungen finden wenn keine eigene Entwicklungskapazit t vorhanden ist e Wettbewerber beobachten und aus der H ufigkeit von Anmel dungen R ckschl sse auf deren Entwicklungsaktivit ten schliessen systematische Patentauswertung e Schutzrechte des Wettbewerbs umgehen indem bekannt gemachte Schutzrechte als Grundlage f r das systematische Erarbeiten eines vollst ndigen L sungsfelds herangezogen wer den damit k nnen oft neue schutzrechtsf hige L sungen ver besserter Funktionalit t erarbeitet werden e Eigene Schutzrechtsanspr che durch das systematische Erarbei ten eines vollst ndigen L sungsfelds und die darauf Bezug neh mende Schutzrechtsanmeldung absichern M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Ablagesystem Beutelablage Pakettransport Beutel Beutel Stapel Paket Paket Paket Ausgabe bernahme bildung transfer es setung H abnahme Schutzrechte 02 04 86 03 04 86 Kollidiert mit L t nur noch DE 35 30 648 Ai neuem Stift Trennen auf f rdererkonzept station rer Gegenlage zu DE 36 08 345 A1 DE 31 38 221 C2 4 DE 36 11 369 A1 Universeller An Blockiert Schnei spruch hohe den mit absenk
72. und Widerspr che Verst sse kennzeichnen Bei ein deutigem Verstoss gegen Festforderung oder Bereichsforderungen werden die betreffenden L sungen aus der weiteren Betrachtung ausgeschlossen Nur prinzipiell geeig nete L sungen passieren diesen Siebprozess e Verbliebene L sungen einer weiteren Feinbeurteilung unterzie hen E ETH HE ZZ Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Vorteile e schnelle und gezielte L sungsfindung e weitgehende Vollst ndigkeit bei Konstruktionskatalogen e weitgehend branchen und unternehmensunabh ngig univer seller Einsatz Nachteile e selten Zuordnung von Herstellern zu L sungen im Katalog e zur Zeit noch konventionelle Dokumentation in Printmedien dadurch zum Teil erheblicher Rechercheaufwand und geringe Flexibilit t f r Benutzer e Rechnerunterst tzung erst in Ans tzen vorhanden Derhake 90 4 2 Intuitive L sungsfindung Die kreativste Phase in der T tigkeit eines Ingenieurs ist die intuitive L sungssuche Hier sind der Erfindergeist die Innovationskraft die Vorstellungsgabe und besonders die F higkeit bergeordnet vernetzt und systematisch zu denken gefordert Bild B113konZ Testmaschine f r Golfschl ger M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Alle folgenden Me
73. zeitliche Abfolge der Vorg nge in einfacherer Form darzustel len bedient man sich des Balkenplans Dieser ist eine bersichtlichere Ausgabeform einzelner Elemente des Netzplans und zeigt die Vor g nge auf der Zeitachse 3 M rz 10 M rz 17 M rz 24 M rz etc we Vonsangsname mom F so oi oo se ro m Ir so oi oo se 5 Marketing und Vertrieb 6 Marktuntersuchung BEE Vertriebs_Ang 7 Werbungsvorbereitung Vertriebs_Ang 0 5 8 Werbekampagne Vertriebs_A 9 Bestellungen aufnehmen u 10 Versand 11 Entwicklung und Konstruktion 12 Detailstudie Konstrukteuri1_PL 0 5 Konstrukteur2 0 7 13 Patentuntersuchung Konstrukteur2 0 1 14 Spezifikationen erstellt 7 3 Konstrukteuri1_PL 0 3 Konstrukteur2 0 5 15 Konzepte und Entwurf l Konstrukteur2 0 8 Konstrukteur 16 Detailkonstruktion BER A Konstrukteur 17 Modifikation Konstruktion 18 Konstruktion abgeschlossen 2 19 Muster und Versuch Werkeri 0 5 20 Musteranfertigung 21 Versuchsaufbau Werkeri 0 5 22 Versuchsdurchf hrung werkeri 0 5 23 Arbeitsvorbereitung Bild B0O30konZ Balkenplan 2 2 4 Meilensteine Abgeschlossen werden Projektphasen von so genannten Meilenstei nen Meilensteine sind Termine zu denen Zwischenergebnisse des Projekts bzw Endergebnisse einer Projektphase vorliegen und die
74. 8 ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 64 Meadows D Die neuen Grenzen des Wachstums Stuttgart Deutsche Verlags Anstalt 1992 65 Morgan Michael Creating Workforce Innovation Business and Professional Publishing 1993 66 Mukerjea Dilip Brainfinity ISBN 019 588290 3 Oxford Univer sity Press Singapore 1997 67 M ller J Arbeitsmethoden der Technikwissenschaften Berlin u a Springer Verlag 1990 68 Nadler Gerald and Shozo Hibino Breakthrough Thinking ISBN 1 55958 421 1 Prima Publishing 1994 69 Nadler Gerald and Shozo Hibino with John Farrel Creative Solution Finding ISBN 1 55958 567 6 Prima Publishing 1995 70 Nickels R und B Reeg Wege zur Patent und Markeninforma tion Hessische Landes und Hochschulbibliothek Patentinfor mationszentrum 1991 71 Nolan Vincent The Innovators Handbook Problem Solving Communication amp Teamwork Sphere Books 72 Oerter Psychologie des Denkens Donauw rth Verlag Ludwig Auer 1974 73 Pahl G Beitz W Konstruktionslehre Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 1993 74 Pahl G Beitz W Konstruktionslehre Springer Verlag Berlin 1997 75 Peter Edelbert Dold Innovationsmanagement Handbuch f r mittelst ndische Unternehmen Gentsch Luchterhand Fachb 2000 76 Pepels Werner Innovationsmanagement Cornelsen D ssel dorf 1
75. 996 51 Hoffherr Glen D John W Moran Gerald Nadler Breaktrough Thinking in Total Quality Management ISBN 0 13 090820 7 Prentice Hall 1994 52 Hubka V Theorie Technische Systeme 2 Auflage Berlin u a Springer Verlag 1984 53 Kellner Hedwig Business Basica Die besten Kreativit tstechni ken in 7 Tagen Mod Verlagsges M n 1999 54 Keutgen l Vom Zulieferer zur Zulieferkomponente Gezielte Informationsbereitstellung in der Produktentwicklung durch den virtuellen Marktplatz CompoNet Fortschr Ber VDI Reihe 20 Nr 319 D sseldorf VDI Verlag 2000 55 Grundmann Wolfgang u a Wettbewerbsfaktor Kreativit t Th Gabler Wiesb Erschienen 2000 56 Kao John Jamming The Art and Discipline of Business Creati vity ISBN 0 88730 746 9 Harper Collins 1996 57 Koller R Konstruktionslehre f r den Maschinenbau 3 Auf lage Berlin Heidelberg New York Springer Verlag 1994 58 Kraftfahrtechnisches Taschenbuch 19 Auflage D sseldorf VDI Verlag 1984 59 Lumsdaine Edward amp Monika Creative Problem Solving McGraw Hill 1995 60 Magee Patrick T Braindancing Published 1996 61 Marra James L Advertising creativity Techniques For Genera ting Ideas Prentice Hall N J 1990 62 Mattimore Bryan W 99 Inspiration Amacom American Management Assotiation 1994 63 Meadows D Die Grenzen des Wachstums Bericht des Club of Rome 15 Auflage Stuttgart Deutsche Verlags Anstalt 1990 16
76. 999 77 Plsek Paul Creativity Innovation and Quality ISBN 0 87389 404 9 ASQ Quality Press 1997 78 Popitz Heinrich Wege der Kreativit t Mohr Tbg Erschienen 2000 79 Reinemuth J Hypermediale Produktkataloge flexibles Bereit stellen und Verarbeiten von Informationen ber Zulieferkompo nenten Fortschr Ber VDI Reihe 20 Nr 175 D sseldorf VDI Verlag 1995 80 Reinemuth J und H Birkhofer Hypermediale Produktkataloge Flexibles Bereitstellen und Verarbeiten von Zulieferinformatio nen Konstruktion 46 1994 395 404 Springer Verlag 1994 81 Reinhart G Lindemann U Heinzl J Qualit tsmanagement Springer Verlag Berlin 1996 N ETH 169 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 82 Roth K Konstruieren mit Konstruktionskatalogen Band 1 Konstruktionslehre Band 2 Kataloge Berlin Heidelberg New York Springer Verlag 1994 83 Rodenacker W G Methodisches Konstruieren Grundlagen Methodik praktische Beispiele 3 Auflage Konstruktionsb cher 27 Band Berlin Heidelberg New York Springer Verlag 1984 84 Scheitlin Victor Kreativit t Das Handbuch f r die Praxis Orell F ssli Z rich 1993 85 Schlicksupp Helmut Innovation Kreativit t und Ideenfindung Vogel Vgl W rzbg 1998 86 Schneider J Konstruktionskataloge als Hilfsmittel bei der Ent wicklung von Antrieben Dissertatio
77. Anforderun gen zu gewichten Dies dann wenn z B Zielkonflikte in den Zielforde rungen und W nschen auftreten Eine Priorisierung der Anforderungen ist auch sinnvoll um die meist knappen Ressourcen der Entwicklung gezielt den Anforderungen zuzuordnen und dem Entwicklungsteam ein klares Bild der wesentli chen Punkte zu erm glichen Zur Bewertung und Priorisierung eignen sich die Methoden e Quality Function Deployment QFD e Target Costing e Conjoint Analyse e Kano Analyse M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 1 7 Anforderungsliste Die Anforderungsliste enth lt alle qualitativen und quantitativen Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt sowie s mtliche Bedingungen die in der Produktentwicklung ber cksichtigt werden m ssen Sie ist ein nach formalen Gesichtspunkten aufgebautes Dokument f r die Produktentwicklung Eine Anforderungsliste ist demzufolge eine e schriftlich formulierte e m glichst vollst ndige e m glichst quantifizierte e strukturierte e mit Priorit ten versehene e durch organisatorische Hinweise erg nzte Sammlung der Anforderungen an ein Produkt F r einzelne Anforderungen k nnen Spezifikationen abgeleitet wer den Spezifikationen enthalten Anforderungen die im Sinne von Vor schriften einzuhalten sind Diese Form ist besonders in Verbindung mit Zulieferern gebr uchlich Die Freir ume
78. Bild B819konD Allgemeine Funktionen in Anlehnung an Roth 1994 1 3 5 3 Physikalische Funktionen In vergleichbarer Weise wie die Allgemeinen Gr ssen k nnen auch physikalische Gr ssen und entsprechende Operationen zur Beschrei bung von Funktionen verwendet werden Definition Physikalische Funktionen beschreiben die Transforma tion physikalischer Gr ssen mit definierten Operationen physikalische physikalische Operation Gr e 1 Gr e 2 Bild B820konD Physikalische Funktionen Tabelle T008konD zeigt nach einem Vorschlag von Roth 82 die grundlegenden physikalische Gr ssen in unterschiedlichen energeti schen Systemen Andere physikalische Gr ssen k nnen auf diese Gr ssen zur ckgef hrt werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Energieart Physikalische Gr ssen Mechanisch tanslatorisch Kraft F Impuls L Verschiebung s Geschwindigkeit v Tabelle T008konD Physikalische Gr ssen bersicht Mechanisch rotatorisch Drehmoment M Drehimpuls L Winkelverschiebung Winkelgeschwindigkeit Hydraulisch pneumatisch Volumenstrom U Volumen V Druckimpuls II Druck p Elektrisch Stromst rke I Ladung Q Induktionsfluss Spannung U Thermodynamisch W rmestrom Q W rmemenge Q Temperatur T Aus den Merkmalen dieser physikalischen Gr ssen kann systematisch auf m gliche Transformationen zwischen Ein
79. Definition ist die Konkretisierung des Entwicklungsziels Was soll entwickelt werden durch die Anforde rungsliste sowie die Definition der Vorgehensweisen im Projektablauf Wie soll das Ziel erreicht werden durch den Projektplan Das im Markt Leistungs Prozess erarbeitete und von den Verant wortlichen genehmigte Pflichtenheft bildet die unverr ckbare Basis des Projektes Das Kl ren der Problemstellung auch Bereinigen der Anforderungsliste genannt wird in die Arbeitsschritte der Analyse Strukturierung sowie der Formulierung unterteilt Dabei sind grund s tzlich qualit tsbestimmende Forderungen in gleicher Weise wie Ter mine und Kosten zu beachten Bei der Analyse des Problems wird mit Methoden der Abstraktion mit Checklisten mit Systemgrenzenverschiebung mit der Analyse des Umfelds usw gearbeitet Das Ziel dieses Arbeitsschritts ist es den Kern des Problems dank intensiver Auseinandersetzung mit der Frage stellung zu erkennen und ein besseres Verst ndnis f r die Abh ngig keiten im Allgemeinen zu gewinnen Daraus ergeben sich dann neue oder erg nzende Anforderungen Das Strukturieren der Anforderungen ist notwendig um bei einer gr sseren Zahl von Anforderungen die bersichtlichkeit zu garantie ren Die Strukturierung kann nach jeweils geeigneten Gesichtspunk ten erfolgen die sich zum Beispiel an inhaltlichen Gesichtspunkten Technik Kosten Organisation an Fachdisziplinen Maschinenbau Verfahrenstechnik Elektronik e
80. ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product t ION INNOV Konzept Prozess Die Anforderungsliste Die Anforderungsliste stellt die zuk nftigen Eigenschaften in tabella rischer Textform dar Z0 60 6Z Ipaly 449419 WU GO jne ww g5 uoa Bunbil1a z0 60 7 USNSYUDI DOW yw 9yDeldsy gt ny ypeu uneug sbunBbi119J J ZO 60 LZ un1 p104 J JNN U9PUNY J wnJeg UDIIOMJUEJIOA wnjeg 3WEeN Bbunia ne MV4 Pun1ap10 zuUeJ9 0 MW USUONEYILIPONN 19 84543 13 Bunidsin yDsunM 49PO 1594 p mu jyez J8ssswuing XEN yYQH LWIXEN u un 1 p10 4UY YDSIJ WO2D Dun1 pI0zUY N Bild B039konZ Aufbau einer Anforderunggsliste N ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Produktmodell 1 das Funktionsmodell Die Gesamtfunktion des Produktes wird durch Teilfunktionen darge stellt Teilfunktionen beschreiben l sungsneutral die Aufgabe f r die sp ter konkrete L sungen erarbeitet werden m ssen Das Zusam menwirken mehrerer Teilfunktionen l sst sich oft zweckm ssig in Funktionsstrukturen darstellen Systemgrenze nA u nm Eei E ech E ech Emed E mech w rot ul rot v rot u trans 5 mech Bild B004konZ Darstellung des Funktionsmodells bersetzung einer Drehbewegung mit elektrischem Antrieb
81. Erstellen eines vollst ndigen L sungsfeldes Beim systematischen Variieren werden relevante innere Eigenschaf ten von Ausgangsobjekten benannt durch Zuordnen aller Werte zu den entsprechenden Merkmalen erg nzt und systematisch zu Eigen schaftskombinationen verkn pft M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Systematische Variation Merkmale und Systematisch Eigenschaften Variieren und identifizieren Kombinieren Varianten darstellen Bild B835konD Systematische Variation Struktur und Verlauf Das systematische Variieren enth lt bekannte Varianten ergibt aber durch die generische Kombination der Eigenschaften oft so genannte weisse Felder mit unbekannten Varianten die dann hinsichtlich ihrer Eignung als L sungen weiter untersucht werden k nnen Im folgenden wird das Vorgehen beim systematischen Varileren erl utert E Duni FE NE I R 2 AnguN Axial Axial Axial EES AMERS TERH RA TTT TA RA H HHHH FF TI IIND E70 NT Rt NIIT Bild B836konD Variantenfeld mit bekannten Varianten und weissen Feldern F Formschluss E Elastischer Schluss R Reibschluss M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 1 Ausgangsobjekte ermitt
82. Feinbeurteilung erfasst werden 5 4 3 Alternierende Kombination und Auswahl Definition Eine alternierende Kombination und Auswahl integriert Auswahlschritte in das Generierungsverfahren indem nach jedem Kombinationsschritt sofort die erzeugten Kombinationen beurteilt werden Birkhofer 1980 1 Bei der alternierenden Kombination und Auswahl von Konzept varianten wird der Variantenbaum erstellt wobei nach jeder weiteren Zuordnung von Teill sungen sofort ein Auswahlverfahren durchge f hrt wird Daraus resultierende abgebrochene ste des Varianten baums werden blicherweise durch einen Strich gekennzeichnet Al A2 Bl B2 B3 AN B2 B3 1 Schritt Spalte B E d FT 2 Schritt EA 1 C2 A C1C2C3C4 C1C2C3C4 Spalte C IR AR 3 Schritt D1 DI INN vo Di DA p1 DI Spalte D D2 D2 o D2 D2 D2 D2 D2 Bild B108gesD Alternierende Kombination und Auswahl theoretisch m gliche Kon zeptvarianten 48 verbliebene Konzeptvarianten 14 N ETH IE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Es empfiehlt sich die Teilfunktionen vorher so zu ordnen dass die l sungsbestimmenden Teilfunktionen zuerst kombiniert werden Die alternierende Kombination ist eines der effizientesten Verfah ren zur Beherrschung der Variantenflut und wird bevorzugt nach der Anwendung der Reduktionsstrategien eingesetzt Dabei k nnen gleichzeitig die Eigenschaften der Teill s
83. H e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 3 7 Massnahmen festlegen Nach dieser vertieften Bearbeitung und Pr sentation der Themenbe reiche k nnen die verbleibenden Einzelvorschl ge nochmals in eine Bewertung z B durch Mehrpunkte Abfrage gelangen Dabei kann entschieden werden welche Themen weiter verfolgt werden Mass nahmen und welche fallen gelassen werden Wenn in diesen Phasen noch Punkte auftreten die wichtig sind aber nur am Rande zum vor liegenden Thema passen so lohnt es sich eine zus tzliche Wand mit unerledigt Ideenb rse einzurichten siehe Bild BO22modZ Ideen Board Unerledigtes Bild B0O22modZ Ideen Board Wer eine Sitzung bzw Moderation ohne Massnahmenplan beendet h tte die Sitzung nicht einberufen m ssen Am Ende des Meetings oder am Ende einer Phase m ssen alle Entscheide gesammelt und eine Massnahmenliste erstellt werden Wichtig dabei ist bei jeder ein zelnen Massnehme e das Ziel die Messung der Zielerreichung e die Verantwortlichkeit die R ckmeldung und e die Frist anzugeben vergleiche TOO5modZ M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Massnahmen To do s Was Erwartetes Ergebnis Wer Wann Tabelle T005modZ Massnahmenliste 3 3 8 Abschliessen Protokollieren Als Abschluss eines Meetings sollt
84. Kombinieren erhaltenen Varianten als Verkettung ihrer Elemente Al A2 DER a RE ren rn Bes gt pe OIN ON Sil eA C4 a C2 C3 T C2 C3 C4 o C2 C3 aa C2 C3 aa o C2 C3 C4 Ad le Ad N A d a Adel Adel Bild B103gesZ Variantenbaum f r alle Konzeptvarianten des Morphologischen Kastens 110 ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 4 Variantenflut beherrschen Die beim Erarbeiten von Konzeptvarianten genutzte Kombinatorik ist ein reines Generierungsverfahren Sie liefert deshalb keinerlei Hin weise auf die Eignung und Qualit t der kombinierten Varianten Dar aus ergeben sich drei Probleme 1 Problem der Variantenf lle Bereits bei mittleren Anzahlen von Teilfunktionen und Teill sungen ergeben sich schon 10 10 theoretisch m gliche Konzeptvarianten z B 3125 Konzept varianten bei 5 Teilftunktionen mit je 5 Teill sungen 2 Problem des Variantenschrotts Erfahrungsgem ss sind mehr als 95 der theoretisch m glichen Konzeptvarianten untauglich Ein Elektromotor z B ist funktionell unvertr glich mit einem nachgeschalteten Hydraulikzylinder 3 Problem der geringen Ausbeute an guten und eigenst ndigen Konzeptvarianten Die prinzipiell m glichen Konzeptvarianten enthalten meist viele mittelm ssige oder sich nur unwesentlich unterscheidende Konzeptvarianten Erfahrungsgem ss ergeben viele mittelm ssige Teill sungen mei
85. Konzeptprozess hat also eine enorme Bedeutung und Tragweite obwohl er im Verh ltnis zu den nachfolgenden Arbeiten weniger Aufwand erfordert Die Arbei ten im Konzeptprozess sind daher sehr anspruchsvoll und erfordern eine vorausschauende und veranwortungsbewusste Bearbeitung Zu Beginn der Arbeiten ist das Produkt noch weitgehend bestimm bar Daher bestehen hier die meisten Einflussm glichkeiten auf Funkti onal t t Qualit t und Kosten des Produkts Umgekehrt sind die dabei ablaufenden Prozesse im Verh ltnis zu nachfolgenden Produkt und Herstell Prozessentwicklungsarbeiten bescheiden TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Aufwand Einflu m glichkeit Markt Konzept Entwurfs Dokumentations Leistungs Prozess Prozess Prozess Prozess Bild B800KonD Aufwand und Einflussm glichkeiten bei derProduktentwicklung Produktentwicklung kann positiv beeinflusst werden indem der Kon zeptprozess intensiver durchgef hrt wird Durch nur wenig Mehrauf wand kann das gr sste Potenzial im gesamten Entwicklungsprozess erschlossen werden Aufwand in sp teren Phasen Mehraufwand in fr hen Phasen Aufwandgewinn Entwicklungsprozess Bild B801konD Verlauf des Entwicklungsaufwands bei mit Projekten ohne und mit betonten fr hen Phasen Durch eine sehr sorgf ltige Aufgabenkl rung und Konzept en
86. Ordnungsschema mit 3 Merkmalen M Merkmale W Wert V Variante Je nach Aufteilung der Merkmale auf Kopfspalten und zeilen ergeben sich f r die gleiche Variantenmenge unterschiedliche Ordnungssche mata Ein konkretes Ordnungsschema mit zwei Merkmalen zeigt Bild844konZ M ETH LE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Auftragsvor As A richtung rotierend BE oszillier Streifen ruhend translat oszillier rotierend Tania oszillier translat B E Sa a A rotierend translatorisch rotierend oszilierend 2 ES E gag H Lig Bild B844konD Systematische Variation der Wirkbewegung von Streifen und p T oszilierend translatorisch Auftragsvorrichtung zum Beschichten von Teppichbahnen Pahl Beitz 97 Die Vorteile von Ordnungsschemata sind ihre bersichtlichkeit die Platz sparende ordnungsbetonte Darstellung Zudem k nnen in die Matrixfelder Skizzen und Bemerkungen eingetragen werden Nachteilig ist bei einer zunehmenden Gliederungstiefe die recht schnell anwachsende Un bersichtlichkeit 106 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 Prinzipielle Gesamtl sungen Ein Produkt erf llt mehrere Teilfunktionen von denen jede grunds tz lich durch mehr
87. So ergibt sich bei nur halben Normalkr ften dieselbe Reibkraft Fr mit dem konstruktiven Unterschied dass keine Lagerkr fte Fa und Fg auf treten weil diese sich gegenseitig aufheben Die Lager sind viel schlanker zu Gestalten Dies kann man als Symmetrieprinzip bezeichnen und findet auch Anwendung z B bei e schr gverzahnten Zahnr dern e Bremsbacken und e Kupplungen Beim genauen Betrachten der L sungen erkennt man dass die Kraft nicht von beiden Seiten aktiv eingeleitet werden m sste sondern eine einseitige Krafteinleitung ausreicht falls die Gegenkraft ber eine Reaktionskraft eines geschlossenen Kraftkreises eingeleitet wird M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B053gesZ Konstruktiv geschlossene L sung Dies wird als Prinzip des Kr fteschlusses bezeichnet Nur die im Kraft kreis betroffenen Bauteile m ssen dimensioniert werden Benachbarte Teile wie z B die Aufh ngung der Schiene sind vollst ndig entlastet und es entstehen leichte Konstruktionen Ein Beispiel bei welchem die Kr fte auf kurzem Weg geschlossen sind und somit die Konstruktion von Nebenkr ften entlastet ist zeigt das folgende Bild einer Reibkupplung Bild B054gesZ Verschiedene Ausf hrungen von Reibkupplungen 2 Links wird die Reibkraft durch eine Feder an der linken Lagerstelle abgest tzt Nebenk
88. TH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Die Einhaltung dieser Empfehlungen bewirkt dass e g nstigere Teile resultieren e die Montage oder Handhabung erleichtert wird e die Zuverl ssigkeit erh ht wird e die Umwelt geschont wird etc Vor allem bei fehlender Konstruktionserfahrung k nnen diese Richtli nien auf Verbesserungspotentiale hinweisen Erschwert wird die Anwendung der Richtlinien dadurch dass sich die Anweisungen h ufig widersprechen z B korrosionsgerecht und kostengerecht Dies bedeutet dass eine eigene Priorit t gesucht und ein Optimum angestrebt werden muss Im Folgenden soll eine Auflistung der Richtlinien erfolgen und dabei auf die vertiefende Literatur verwiesen werden Dort finden sich diese Richtlinien in einem geordneten Kontext Wichtige Gestaltungsrichtlinien sind e belastungsgerecht Festigkeit Verformung Stabilit t und Schwingung e ausdehnungsgerecht e Temperatur Ausdehnung e kriechen e korrosionsgerecht e Tertigungsgerecht e montagegerecht e normgerecht e benutzungsgerecht ergonomiegerecht e Tormgebungsgerecht designorientiert e instandhaltungs und wartungsgerecht e recyclinggerecht M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 8 Management und Methoden im Entwurfsprozess Neb
89. Werteberei che dann wenn sie den Stand der Technik und die Marktakzeptanz ber cksichtigen und hierzu Eckwerte von guten bis zu gerade noch tragbaren Werten festlegen Die Wertebereiche k nnen teilweise direkt aus den Anforderungen abgeleitet werden z B bei Bereichsfor derungen a Ermitteln von b Ableiten von c Festlegen von Wertbereichen Zielvorstellungen Bewertungskriterien sehr gut Soll Eigenschaften Merkmalen gerade noch tragbar hohe Zuladung Zuladung Z gt 400 L Gep ck lt 300 L Gep ck geringer Kraftstoffverbrauch K 6 5 7 L 100 km Energieverbrauch 7 5 8 L 100 km ansprechendes Design Design D sportlich konventionell Nutzform Tabelle T026konD Zielvorstellungen Bewertungskriterien und Wertebereiche am Beispiel eines PKW f r junge Familien 2 Bewertungskriterien gewichten Bewertungskriterien sind im allgemeinen unterschiedlich wichtig f r den Nutzen einer L sung Birkhofer et al 1992 1 Die Wichtigkeit Gewichtung von Kriterien h ngt von unterschiedlichen Faktoren ab e Konkrete Aufgabenstellung Bedeutung des Kriteriums Pro duktgewicht bei Diesellokomotiven oder bei Segelflugzeugen e Kunde Markt und dessen Bedarfen Neigungen Erfahrungen und Einstellungen Bedeutung des Kriteriums Zuladung bei PKW Kombis oder bei Funmobilen e Zeitlich ver nderliche Einfl ssen wie Trends oder Moden Bedeutung des Kriteriums Benzinverbrauch 1960 oder 1979 lkrise
90. Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e Gestaltung der massgebenden Module und Schnittstellen Die Gestaltung der Bauteile und gruppen wie auch die organi satorischen Aspekte der Produktgestaltung sind untereinander komplex vernetzt Wesentliche Funktionstr ger umfassen meist mehr Verkn pfungen als Nebenfunktionstr ger Um den Pro zess effizient durchzuf hren lohnt es sich die Gestaltung der massgebenden Module und der Schnittstellen priorit r anzuge hen Dies schliesst auch deren Dimensionierung ein Sehr vorteilhaft ist es sich bestm glich nach existenten L sun gen f r die ben tigte Funktion im Unternehmen selbst aber auch auf dem Zuliefermarkt zu erkundigen und diese sinnvoll zu integrieren Meist werden mehrere Varianten der Groben tw rfe ausgearbeitet welche alle im Anschluss mit den Anfor derungen verglichen bewertet und ausgew hlt werden e Gestaltung des Gesamtproduktes Parallel werden nun die verschiedenen Nebenfunktionstr ger grob gestaltet und die Hauptfunktionstr ger verfeinert Stets sind die verschiedenen Bereiche aufeinander abgestimmt Kontinuierlich erh ht sich der Konkretisierungsgrad der Module und Schnittstellen immer unter Ber cksichtigung aller Regeln Vorschriften und Richtlinien welche wir sp ter einzeln darstel len werden grob fein c Q U 4 u p c c O 09 Konkretisierungs richtung Bild B003entZ Bildlic
91. ZZ ZZ2 lL Bild B92 1entZ Konstruktion mit Torsionsmoment 2 Versuchen Sie die Konstruktion zu verstehen erkl ren Sie das Prinzip und zeigen Sie den Kraftfluss durch die Konstruktion und auf die Abgangswelle oben links Verst ndnisfrage 12 Erkl ren Sie in kurzer Form was ein Target Costing ist E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Antwort 1 e Der vorausgehende Produktes ist der Konzeptprozess Dessen Ergebnisse Prinzipielle L sung Prinzipskizzen Funktionsmus ter Projektplan Anforderungsliste bilden den Input e Das Ziel besteht in der Gestaltung des Projektes und in der Fest legung der meisten Eigenschaften Oft werden auch Designmo delle und weitere einfache Prototypen erstellt um das Resultat zu verifizieren e Der Output besteht im Wesentlichen aus e Produktstruktur St ckliste e massst blichem Entwurf e Teilergebnissen der Verifikation Modellen Berechnungen Simulation e Projektplan Termine Kosten Antwort 2 e Modulgliederung e Bauraumaufeilung e von Hauptfunktion zu Nebenfunktion e von Bekanntem zu Unbekanntem e von innen nach aussen e von abh ngig zu unabh ngig e von grob zu fein von abstrakt zu konkret Details siehe Skript Antwort 3 Module e Rechner mit Geh use CPU Graphikkarten Laufwerke e Monitor e Tastatur e Kabel Gr nde e individuelle K
92. annt e Sie sind mit der Positionierung konfrontiert und m ssen das Produkt entwickeln e Ist dies die optimale L sung Gibt es bessere Betrachten wir einige alternative L sungsvorschl ge aus einer Bilder galerie Studien der Hochschule f r Gestaltung und Kunst Z rich 2002 M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Vorschlag 1 e Fahrer sitzt e Scheibenbremsen e aufblasbar e 3 Rollen Bild BO16konz L sung 1 Vorschlag 2 e Fahrer sitzt e Bremsen durch Fussst tze e Textil in Al Rahmen e 2 fach klappbar Bild B017konZ L sung 2 Vorschlag 3 e Fahrer steht e Bremsen ber Schutzblech E ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Antrieb ber Pedal e Einfach klappbar e Al Gestell Iran iin aM x tun eg Bild B018konZ L sung 3 Vorschlag 4 e Fahrer steht e Backenbremsen e Antrieb mit Fuss e 2 fach klappbar e Kunststoff Bild BO19konZ L sung 4 Die Ideen sind beliebig erweiterbar e Wie gehen Sie vor um die optimale L sung zu finden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Ein methodisches Vorgehen ist notwendig um das L sungsfeld zu berblicken D
93. as Vorgehen im berblick Gliederung in Funktionen e Fahrzeug bewegen e Fahrzeug antreiben e Fahrzeug lenken e Fahrer tragen e Fahrzeug tragen Fahrzeug abstellen e Strasse beleuchten Fahrzeug abschliessen 2 Zu jeder Funktion k nnen einzelne L sungen generiert werden siehe B900konZ2 3 Gesamtl sungen generieren siehe B9O1konZ Gesamtl sung konkretisieren siehe BO2OkonZ und B902konZ 5 Ausw hlen und Bewerten Morphologischer mE Kasten Fahrzeug bewegen 2 Rollen 3 Rollen Grosse Kleine Rollen Gleiten H pfen Rollen Fahrzeug antreiben Direkt mit Wippen Fusswippe Gewichtsver Aufziehen Treten Fuss mit Lenker lagerung Fahrzeug lenken Steuerrad Lenker Kn ppel Gewichtsver lagerung Fahrzeug tragen Unter Arm Am In Tasche Klappen Bu R cken Fahrzeug abstellen Zusammen In Tasche In Velo An Wand klappen und st nder mitnehmen Fahrzeug beleuch Akkulampe Mit Keine Katzenaugen stecken tung Fahrzeug abschlies Mit mitge Rad Nicht ab sen leifertem blockie schliessbar B gelschloss rung Bild B900konZ Morphologischer Kasten N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Morphologischer A Kasten Fahrzeug bewegen 2 Rollen 3 Rollen Grosse Kleine Rollen Gleiten H pfen RQ r QULEN Fahrzeug antreiben Wippen Fusswibia z Gewiektsver DE mit Lenker Baal i Fahrzeug lenken Steuerrad
94. as sind zwei diametral unterschiedliche Forderungen einerseits eine Anforderung an hohe Steifigkeit und Festigkeit f r die Moment bertragung und anderer seits eine Elastizit t f r den geometrischen Ausgleich Hier m ssten mit Sicherheit auch vertiefte Tests siehe Experimentieren durchge f hrt werden Funktionsvereinigung kann auch erschwerte Montage und Ser vice Aufgaben zur Folge haben Unter anderem kann das gezeigte Einf hren von Leitungen in die Maschinenprofile z B bei Kabelbruch Probleme beim Auswechseln bereiten Man sieht dass die Funktions vereinigung h ufig der notwendigen Einfachheit und teilweise auch der Eindeutigkeit zuwider l uft Eine generelle Empfehlung kann wie in vielen Fragestellungen der Konstruktion nicht gegeben werden Die Antwort wird stark von der Aufgabenstellung gepr gt Eingrenzend kann aber gelten e Funktionstrennung Bew hrt sich innerhalb von einmaligen Sonderkonstruktionen zur Steigerung der Eindeutigkeit und Sicherheit e Funktionsvereinigung Bew hrt sich bei Serienprodukten mit der M glichkeit einge hender Berechnungs und Testphasen Dies steigert meist die Einfachheit durch den Gebrauch von wenigen Teilen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 7 2 2 Bauteilvereinigung Bauteilauftrennung Integral und Differentialbauweise Dieses Konstruktionsprinzip ist mit de
95. as w rden Sie als Moderator in bei solchen Unstimmigkeiten vorschlagen Verst ndnisfrage 8 Beim Bewerten von Aufwand Nutzen mittels einer Matrix gibt es drei Bereiche Beschreiben Sie diese Felder und empfehlen Sie eine Vorge hensweise Verst ndnisfrage 9 Was sind die wichtigsten Prozessschritte gegen Ende einer moderier ten Besprechung Verst ndnisfrage 10 In der Ein Punkt Abfrage am Ende des Workshops zeigen sich die meisten Teilnehmer und Teilnehmerinnen mit dem erreichten Resultat zufrieden Eine Person setzt den Punkt jedoch in den unzufriedenen Bereich Wie gehen Sie als Moderator vor Antwort 1 e Bei der Informationssitzung ist das gegenseitige Informieren im Vordergrund und nur kleinere Problemstellungen werden direkt angegangen e Die moderierte Besprechung ist haupts chlich f r das Bearbei ten komplexer vernetzter Probleme geeignet Antwort 2 e Die Visualisierung richtet die Gedanken und Handlungsweise auf das Problem aus e Sie hilft zu konzentrieren e Visualisierung ist verbindlich E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Antwort 3 e Interdisziplin re Zusammensetzung e kreative aufgeschlossene Personen e Vollst ndigkeit des Wissens e Integration der Betroffenen Antwort 4 e Definieren und Abkl ren von e Ziel Zweck e Messgr ssen des Projekterfolges e Inputs Unterlagen e Ressourcen e Rah
96. auf Modulbasis Gestaltung der massgebenden Module und Schnittstellen Grobentw rfe der Hauptfunktionstr ger und kritischer Be reiche Grobdimensionierung Verwendung von Zulieferkomponenten oder firmeninter ner L sungen pr fen Designstudien Schnittstellen mit benachbarten Modulen defineren Erf llung der Anforderungen pr fen bewerten entschei den Gestaltung des Gesamtproduktes Grobentw rfe der Nebenfunktionstr ger Feinentw rfe der Hauptfunktionstr ger Verwendung der Zulieferkomponenten oder firmeninter ner L sungen pr fen Massst blicher Gesamtentwurf St ckliste Kostenstruktu rierung Designentw rfe und Muster Erf llung der Anforderungen pr fen bewerten entschei den Output Entwurfsprozess Bild BOO 1entZ Idealtypischer Entwurfsprozess im berblick Bemerkungen zu den Teilprozessen e Strukturierung des Produktes in Module Im Gegensatz zur Funktionsstruktur des Konzeptprozesses wird das Produkt in physikalische Baugruppen einschliesslich deren Verkn pfungen Schnittstellen gegliedert Verschiedene Richtli nien und Empfehlungen helfen eine optimale Struktur des Pro duktes zu erhalten e Meist werden die einzelnen Module durch verschiedene Pro jektteams oder Personen bearbeitet und verantwortet Eine Aufteilung der Anforderungen und Kosten sowie eine detail lierte Terminierung der Module erweist sich als sinnvoll bzw notwendig Target Costing M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule
97. ch product Innov tion Konzept Prozess 172 ETH Gm Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Entwurfsprozess Autor Prof Dr Markus Meier M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 1 berblick Motivation Rasenm her Drei Bilder aus der Entwicklung eines Rasenm hers Studienprojekt des Jahres 2000 an der ETH zeigen verschiedene Stadien des Entwick lungsprozesses Bild B946entZ Ideenskizze eines vierr drigen Rasenm herfahrgestelles Bild 947entZ Weiterentwickelte CAD Zeichnung der ersten Idee M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild 948entZ Fertige CAD Version des nun dreir drigen Rasenm hers Von den Prinzipskizzen und Funktionsmustern im Konzeptprozess bis zum fertig gestalteten CAD erfassten Produkt ist es ein langer Weg Unz hlige Entscheide ber Formgebung Materialwahl und Ferti gungsmethoden m ssen gef llt werden Jeder Entscheid ist mit ande ren Entscheiden gekoppelt Berechnungen Visualisierungen und Simulationen werden durchgef hrt um am Ende ein qualitativ hervor ragendes Produkt zu erhalten Lernziele Die Studierenden e k nnen den Entwurfsprozess einordnen und den Input die
98. ch Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 6 2 4 Konkretisieren durch Gestaltungsstudien Definition Gestaltungs und Anordnungsstudien sind Methoden zur geometrischen Konkretisierung von L sungen Skizzieren Zeichnen Gerade in den fr hen Phasen sind Produktentwickler in hohem Masse auf grafische Repr sentationen von L sungen angewiesen Gute Entwickler nutzen intensiv Skizzen und grobmassst bliche Ent w rfe als Gestaltungs und Kommunikationsmittel Das Denken mit der Hand ist ein hervorragendes Werkzeug f r die Entwicklungsar beit Bild B127gekD Informationen gewinnen durch Gestalten von Skizzen und Zeich nungen Dabei wirken die Vorl ufigkeit und Unbestimmtheit von Skizzen in hohem Masse kreativit tsf rdernd Bild B128gekD Gestaltungsstudien zum Konkretisieren einer wassergek hlten Traverse Das Anfertigen von Skizzen zum Konkretisieren von L sungen kann besonders helfen E ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e beim Ermitteln einer geeigneten Bauteilform im Hinblick auf Funktion Fertigung Gebrauch und Design e beim Untersuchen der r umlichen Vertr glichkeit z B Platzbe darf Einbausituation Kollisionen mit Nachbarteilen in der Montage oder im Gebrauch 6 2 5 Konkretisieren durch Berechnen und Simulieren Definition Simulieren ist das
99. ch noch unn tige Schwierigkeiten beim Montieren Bedie nen usw hineinkonstruiert sind Einfachheit hat viele Facetten e Ein Produkt mit vielen Funktionen die klar und bersichtlich zugeordnet sind und einfachen Gesetzm ssigkeiten unterliegen das definiert einfach e Oft zeigt sich dass einfache L sungen auch weniger Teile ben tigen Das zieht gleichzeitig weniger Logistik und Monta geaufwand nach sich e Die einzelnen Bauteile sollen auch so ausgelegt sein dass sie mit wenig Operationen und wenig R staufwand einfach her stellbar sind e Ihre Formen sind falls m glich so zu w hlen dass Festigkeits berechnungen einfach durchf hrbar sind e Die Binsenwahrheit Erfinde das Rad nicht ein zweites Mal geh rt auch an diese Stelle Einfachheit wird h ufig erreicht indem bereits auf dem Markt erh ltliche Komponenten einge setzt werden und nicht partout neue L sungen erzwungen werden Existente L sungen sind erprobt und ergeben weniger Probleme und sind unter dem Strich meist auch g nstiger e Auch bei der Montage des Produktes ist diese Forderung einzu halten d h die Montage soll einfach und kosteng nstig sein die Einstellungen einmalig und mit wenig Aufwand verbunden und die Anweisungen f r die Pr fung bersichtlich e H ufig werden Maschinen und Anlagen ab Bedienkonsole bedient deren Monitore sch nste graphische Oberfl chen haben Dies ist nur dann sinnvoll wenn die Bedienvorg n
100. chaft 0 x Nm bertragbares Drehmoment 75 Nm 27 Eigenschaft 2 innere Eigenschaft Anzahl der Anpressfedern 5 St ck Eigenschaft 3 innere Eigenschaft plan gelocht Form der Kupplungs nalen scheibe plan Bild BOO6konZ Beispiele f r innere und ussere Eigenschaften einer Einscheiben Trockenkupplung TE ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Iinnov tion Konzept Prozess ussere Eigenschaften Innere Eigenschaften der Kupplung der Kupplungsbauelemente Werkstoff Kupplungsscheibe Reibwert u Werkstoff Kupplungsglocke Werkstoff Anpressscheibe Reibradius Rm Reibbelag bertragbares 575 Aussendurchmesser Ra Drehmoment Rm Rat _Ri_ T FA m Rm 2 Reibbelag Innendurchmesser Ri Windungszalhl i Windungs durchmesser D Feder steifigkeit c Draht durchmesser d Feder werkstoff Anpress kraft FA Ausgangsl nge Lo Federvor spannung AL Vorgespannte L nge Lv Anzahl Federn gt Anzahl Federn n Bild B833konD R ckf hrung von usseren Eigenschaften der Einscheiben Trocken kupplung auf innere Eigenschaften am Beispiel bertragbares Drehmoment Entwickler legen die inneren Eigenschaften gezielt so fest dass die geforderten bzw gew nschten usseren Eigenschaften erreicht wer den Durch eine Festigkeitsrechnung l sst sich der Werk
101. che Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Intensiv wird das Thema wie immer visualisiert gemeinsam bearbei tet Bild BO19modZ Gemeinsame Bearbeitung in der Gruppe Die Ergebnisse der Gruppenarbeit werden anschliessend vor dem Gre mium pr sentiert durch reine Pr sentation des Gruppensprechers oder durch Galeriemethode und diskutiert Vielfach werden dabei die Ideensammlungen konsolidiert Bild B093modZ Pr sentation mittels Galerie M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Bild B0O20modZ Gegenseitiges Erkl ren der L sungsans tze Bei gr sseren Gruppen entsteht h ufig ein Ungleichgewicht zwischen aktiven und passiven Teilnehmern und Teilnehmerinnen Die Beteili gung von eher passiveren Personen kann durch eine gezielte Diskussi onsmethode aktiviert werden die Zwei Kreis Methode Be N I x n Ss Ya T ad Bild B02 1modZ Zwei Kreis Diskussion Dabei sind immer eine bestimmte Anzahl von Personen in einem inne ren Diskussionskreis die Teilnehmer im usseren Kreis bilden die Zuh rer ein Stuhl im aktivem Bereich steht frei und muss durch eine Person vom usseren Kreis belegt werden Sobald der Stuhl belegt ist muss ein anderer Teilnehmer der bereits einen Diskussionsbeitrag geleistet hat den inneren Kreis verlassen und so wieder einen Stuhl frei machen e ET
102. che des Werkst cks ndern Bearbeiten Tabelle T012konD Zubringoperationen nach VDI 3239 1996 1 Diese Zubringoperationen k nnen graphisch dargestellt werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product INNOV tI on Konzept Prozess AS 1 Bunkern 4 Ordnen 7 Positionieren dnet Herstellen einer Herstellen einer N Son u en bestimmten gt genauen m Werkst cklage Werkst cklage 2 Magazinieren 4a Lagepr fung 7a Spannen geordnetes Erkennen der Speichern gt lt Werkst cklage gt 3 Weitergeben 4b Wenden 7b Entspannen Schwenken X Umlenken gt Drehen P4 3a Abzweigen 5 Zuteilen 8 Ausgeben Bereitstellen einer Entfernen des bestimmten Men Arbeitsgutes aus ge von Arbeitsgut der Bearbei tungsstelle 3b Zusammen 6 Eingeben N f hren gesteuertes Be Bearbeiten gt wegen an die Bearbeitungsstelle Bild B112konZ Zubringfunktionen und ihre Schaltzeichen VDI 3239 1996 1 Zubringfunktionen werden insbesondere bei der Planung von Betriebsanlagen Fertigungs und Montageeinrichtungen und beim Erstellen eines Hallen Layouts verwendet 3 6 Funktionsstrukturen erarbeiten Das Arbeiten mit Funktionsmodellen kann sowohl zur Verbesserung bestehender Produkte als auch f r die Neuentwicklung eingesetzt werden Das bestehende Produkt wird in Funktionen gegliedert und analy siert um Teill
103. chule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Allgemeine Operationen i Verkn pfen Allgemeine Gr en Spei Um i REN chem Leiten formen Wandeln Summativ Distributiv Gleiche Verschiedene Gleiche Verschiedene Gr en Gr en Gr en Gr en St St St St St St St St St St St St St St I St St St St St St Fr Black Box S s FT 1 u E Y E v E Sa Sy lv FE VI St E S St E S e Platinnet y m RED St 2 le Ea I Ei Beispiel I Knallgas H 0 Durchlauf Bierglas Rohrleitung Pr gepresse Katalysator Hosenrohr erhitzer Wasserhahn Zerspanung Kondensation Wasseruhr E E E E E E E E VE E E E E E E E E E E E 1 3 Biack Box 15 E HE HE EE E VE VE E S St E S St A T T 7 T fanno h gt z VARTA E 4 apapa go E0000 H H ys Ai NH WE N A A gt I Beispiel T E oei Batterie Welle Getriebe E Motor Reihenmotor Schalter Transrapid Differential Me ger t labscheider S S S S S S S S S S S S Fr S Biack Box 15 E HTS 0 E E S St E D 3 m AH AP Beispiel BE Richtfunk Overhead Taschen R hren j Streu Compact Disk strecke Projektor Fax Ger t rechner Drucker Verst rker Kopierer Abziehbild verluste
104. d Six Action Shoes ISBN 0 00 255021 0 Har per Collins 1991 29 Derhake T Methodik f r das rechnerunterst tzte Erstellen und Anwenden flexibler Konstruktionskataloge Dissertation TU Braunschweig 1990 30 Design Zentrum Hessen BESSER SEIN Wettbewerbsf hig mit Design Darmstadt 1995 31 Diekh ner G Systematische L sungsfindung mit Konstrukti onskatalogen VDI Z 120 1978 Nr 8 S 351 357 32 Dilts Robert Todd Epstein Robert W Dilts Tools for Dreamers Meta Publications Cupertino CA ISBN 0 916990 26 5 33 D rner G D Probleml sen als Informationsverarbeitung Ver lag W Kohlhammer Stuttgart 1987 34 Dreibholz D Ordnungsschemata bei der Suche von L sungen Konstruktion 27 1975 S 233 240 35 Ealy C Diane Ph D The Woman Book of Creativity ISBN 1 885223 06 4 Words Puplishing inc 1995 36 Ehrlenspiel K Integrierte Produktentwicklung Hanser Verlag M nchen 1995 37 Eiletz R Zielkonfliktmanagement bei der Entwicklung komple xer Produkte Shaker Verlag Aachen 1999 38 Ewald O L sungssammlungen f r das methodische Konstru ieren D sseldorf VDI Verlag 1982 39 Figel K Optimieren beim Konstruieren M nchen Wien Han ser 1988 40 Fisher Marsh The IdeaFisher Peterson s Parcesetter Books 1995 41 Fobes Richard The Creative Problem Solver s Toolbox Soluti ons Through Innovation Corvallis OR 1995 42 Franke H J Untersuchungen zur A
105. d Unterlagen fr hzeitig an alle Teilnehmer M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 2 Werkzeuge Charakteristisch f r die Moderationstechnik ist das verwendete Arbeitsmaterial Die Visualisierung des gesamten Prozesses steht im Zentrum der Methode d h Gesagtes Beschlossenes offene Punkte usw werden dynamisch erfasst und systematisch f r alle sichtbar gemacht denn e Gesprochenes ist fl chtig Visualisierung h lt das Gesagte ver f gbar e Visualisierung pr zisiert die Information vermeidet Missver st ndnisse und erh ht die Verbindlichkeit e Visualisierung fokussiert auf das Thema und vermeidet unge richtete Arbeitsweisen und erm glicht einen dynamischen Auf bau des L sungsweges e Visualisierung steigert den berblick und die Identifikation F r die Visualisierung kann man sich jederzeit improvisierter Werk zeuge bedienen um eine erfolgreiche Sitzung zu erzielen Hilfreich sind aber eine Reihe von professionellen Werkzeugen Pinw nde Packpapier und Moderationskarten Pinw nde sind Korkplatten auf St ndern mit Massen von etwa 120x150cm die meist mit Filz berzogen sind F r eine Moderation sollten rund 4 W nde bzw mehr zur Verf gung stehen Bild B096modZ Pinwand C ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Die Pinwand wird m
106. dZ Arbeitsformen Der Entscheid f r die effizienteste Arbeitsform und vor allem den gezielten Wechsel der Form alle 1 2 Stunden wird vom Moderator vorbereitet 3 5 Moderation mit IT Unterst tzung Auch die Moderationstechnik wird zunehmend durch moderne IT Werkzeuge beeinflusst Ein Beispiel daf r ist rtlich verteilte Teams k nnen Ideen mittels des pers nlichen Organizers oder Laptops eingeben Diese werden auf einem Server gesammelt und durch den Moderator strukturiert und ber das Netz werk wieder allen anderen Teilnehmenden mit Beamern visualisiert M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Es ist abzusehen dass solche M glichkeiten auch bald in die Praxis gelangen Bild B092modZ Oberfl che einer EDV unterst tzten Kartentechnik ETH Z rich Bild B091modZ Digitale Pinwand E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 6 Funktion der Moderierenden Der Moderator oder die Moderatorin vereint viele einzelne Funktionen in einer Person Es sind dies e Planer Im Vorfeld der Moderation wird der Workshop detailliert vorbereitet e Taktgeber Die moderierende Person achtet auf die Einhaltung des Zeitplans l sst aber auch gezielt Abweichungen zum vor gegebenen Fahrplan zu wenn die Situation dies erfordert e Methodiker Die moderierende P
107. duct Innov tion Konzept Prozess 4 Eigenschaften systematisch kombinieren vollst ndiges Kombinieren von Eigenschaften Mit einer vollst ndigen Kombination wird ein vollst ndiges Varianten feld erzeugt Definition Kombinieren ist eine mathematische Methode die Ele mente aus einer Elementmenge systematisch zu vollst ndigen Kombi nationen verkn pft wobei sich diese Kombinationen nur durch die Art der in ihnen enthaltenen Elemente unterscheiden Franke 1976 ml Jede Kombination von Eigenschaften repr sentiert eine eigene Variante z B die Variante A1 B2 C1 Werte l a ne Merkmal A Wert A1 Wert A2 N Merkmal B Wert B1 Wert B2 Wert B3 Wert B1 Wert B2 Wert B3 AAN MA AAN Merkmal C wert Ci Wert C2Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Wert C1 Wert C2 Bild B838konD Vollst ndige Kombination von Eigenschaften dargestellt in einem Variantenbaum Ai Bj Ck Eigenschaften Die maximale Anzahl an Varianten ergibt sich als Produkt der jeweili gen Gesamtzahl an Werten Merkmal Vorteile e Die Kombinatorik stellt durch ihr algorithmisches Vorgehen sicher dass keine Variante verloren geht e Sie l sst sich als mathematisches Verfahren programmieren und kann damit den Aufwand f r das Kombinieren stark reduzie ren Nachteile e Kombinieren ist ein reines Generierungsverfahren das neben geeigneten auch ungeeignete und unsinnige Kombinationen erzeugt Deshalb ist
108. duct Innov tion Konzept Prozess chen Termin begonnen werden kann bzw bei Beginn zum fr hest m glichen Termin die Bearbeitung des Arbeitspakets um den Puffer l nger dauern kann Der Kritische Pfad markiert die Vorg nge die bei jeder nderung in der Bearbeitungsdauer oder dem Bearbeitungszeitpunkt eine sofor tige Wirkung auf den Endzeitpunkt des Gesamtprojektes haben Beim Erstellen des Netzplans geht man in folgenden Schritten vor e Die Arbeitspakete aus dem Projektstrukturplan in eine logische Reihenfolge bringen und Abh ngigkeiten durch Pfeile markie ren e Bisher bekannten Daten wie AP Nummer Verantwortli cher Name des Arbeitspakets und Dauer in die Vor gangsk sten eintragen e Vom Startzeitpunkt des Projekts angefangen die Daten f r den fr hesten Anfang und das fr heste Ende in alle Vorgangs k sten eintragen Vorw rtsplanung e Vom fr hesten Ende des letzten Arbeitspakets die Daten f r sp testes Ende und sp testen Anfang in alle Vorgangsk s ten eintragen R ckw rtsplanung e Den Puffer der einzelnen Vorg nge als Differenz zwischen dem fr hesten und dem sp testen Anfang bzw Ende errechnen e Den kritische Pfad Kette der Vorg nge mit Puffer 0 einzeich nen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Um die
109. dukte oder Zulieferkomponenten sein Sie k nnen als reales Produkt identifiziert beschafft u U modifiziert und genutzt werden Virtuelle L sungen sind dokumentierte L sungen in Form von Pro duktmodellen die direkt als L sungen oder als L sungsanregung in unterschiedlichen Ebenen der Produktentwicklung verwendet werden k nnen Beispiele f r virtuelle L sungen sind Schutzrechte L sungs sammlungen und Konstruktionskataloge In vielen Entwicklungsvorhaben zeigt sich dass die Chancen neu entwickelter L sungen ber und ihre Risiken untersch tzt werden Birkhofer 1993 1 Von experiments in transportation Bild B824konD Karikatur Early experiments in transportation Quelle www unm edu jerome research htm Da neue L sungen in ihrem qualitativen Verhalten und hinsichtlich ihrer Marktakzeptanz nie vollst ndig und exakt beurteilt werden k n nen bleibt immer ein Restrisiko bzw eine aufw ndige Entwicklung und umfangreiche Tests mit vielen unerwarteten Problemen Bew hrte L sungen f r Teilfunktionen sind zu bevorzugen wenn sie den Anfor derungen hinreichend entsprechen und mit den anderen benachbar ten L sungen harmonieren F r Aufgaben in der Produktentwicklung gibt es eine Unzahl von L sungen die entweder als reale Produkte vorhanden oder als Pro N ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess duktmod
110. duktentste hung und der Dualit t zwischen inneren und usseren Produkteigen schaften ein Schl ssel f r das Verst ndnis der inneren Mechanismen in der Produktentwicklung 4 3 4 Produktmodelle im Konzeptprozess Beim diskursiven Vorgehen im Konzeptprozess gehen Entwickler schrittweise von abstrakteren zu konkreteren Produktbeschreibungen ber Dieser bergang nutzt die Produktmodellkette abstrakt nn konkret Anforderung Funktionsmodell Effektmodell Wirkprinzipmodell Anforderungslisten Funktionsdarstellung physikalisches Prinzipskizze Prinzip Gleichung Bild B908konZ Produktmodellkette Die Eigenschaften der virtuellen Produkte werden schrittweise durch immer konkretere auf den einzelnen Produktmodellen basierenden Beschreibungen pr zisiert Das Beispiel des Leistungsschutzschalters T019konD zeigt exemplarisch den bergang zwischen den einzelnen Beschreibungsarten der Produktmodelle N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Produktmodell L sung 1 L sung 2 Physikalische Funktion S2 f l S f Elektromagnetisches Thermisches Ausl sen Ausl sen bei berstrom bei berstrom S Strom in Verschiebung wandeln AT Physikalischer Darstellung Effekt lo il Ay N Al Gleichung gt und Te Ent cm Benennung Durchflutung Erw rmung durch einen Widerstand F f H x Al Io AT Ss
111. e 23 Welche Probleme treten beim Erarbeiten von Konzeptvarianten auf wenn sie kombinatorisch generiert werden N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Verst ndnisfrage 24 Was m ssen Sie hinsichtlich der Vollst ndigkeit Ihres zu erarbeitenden L sungsfeldes bedenken wenn Sie Reduktionsstrategien zur Reduzie rung eines Morphologischen Kastens anwenden Verst ndnisfrage 25 Wof r kann man die Methode Vertr glichkeitsmatrix verwenden und worauf basiert die Leistungsf higkeit dieser Methode Verst ndnisfrage 26 Sch tzen Sie ab unter welchen Rahmenbedingungen der Einsatz der unterschiedlichen Methoden zur Konkretisierung geeignet ist Methode Kriterien Ressourcen Personal Mittel klein mittel gross Recherchieren Befragen von Kollegen Anordnungs oder Gestaltungsstudien Experimentieren Eigene Erfahrungen Berechnen und Simulieren Tabelle T036konZ Verst ndnisfrage 26 Verst ndnisfrage 27 Sie wollen einen Laptop erwerben und recherchieren hierf r eine Viel zahl von Angeboten sowohl auf dem Gebrauchtmarkt als auch auf dem Markt f r Neuger te Stellen Sie mindestens 4 Auswahlkriterien auf um die Anzahl der Angebote in einem ersten Schritt zu reduzieren Nachdem nun noch eine geringe Anzahl von Angeboten vorliegt wol len Sie eine Bewertung durchf hren um das f r S
112. e Methodik kurzfristig zu aktualisieren und trotzdem zielsi cher vorzugehen Zu jedem Teilschritt der Moderation existieren n tzliche Teilmetho den welche im folgenden berblick vorgestellt werden 3 3 1 Einsteigen Physische Pr senz bedeutet nicht automatisch auch geistige Aufmerk samkeit Ein Spiel am Anfang w rmt einerseits die Stimmung auf und f rdert andererseits die Konzentration der Anwesenden Aus dem reichhaltigen Angebot solcher Einstiegsm glichkeiten sollen die fol genden vorgestellt werden e Bild Person Identifikation Bereiten Sie Bildpostkarten mit verschiedensten Motiven vor und zwar rund doppelt so viele wie die Anzahl der Teilnehmer Nun muss jeder pers nlich eine Karte ausw hlen die am bes ten zu seinem Typ passt In einer zweiten Runde stellen sich nun die einzelnen Personen vor und erg nzen locker die Vorstellung mit einer Erkl rung inwiefern die Karte f r sie gut passt Auch M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion sollen sich die Teilnehmer ussern was sie von diesem Meeting erwarten Dieses Spiel startet von der emotionalen Ebene aus und eignet sich besonders wenn die Personen sich nicht ken nen e Moderations Lotto Auch dies ist eine Variante f r Teilnehmer die sich noch nicht kennen und die Anonymit t gelockert werden soll Die Basis bildet das Lottoblatt mit einer Anzahl von beliebigen Fragen Ein
113. e Zielkonflikte bereits in den fr hen Phasen der Produktentwicklung erkannt werden In der Regel m ssen Kompromisse gefunden werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess In der Entwicklung k nnen einige dieser Zielkonflikte Widerspr che durch technische Innovationen aufgel st werden Die Forderung nach geringen Massen und geringem Bauraum verlangt zum Beispiel f r die mechanische Leistungs bertragung eine schnell laufende Welle da so die Drehmomente und damit der erforderliche Wellen durchmesser reduziert werden k nnen In anderen F llen werden Kompromisse erforderlich die dann mit dem Auftraggeber rechtzeitig zu vereinbaren sind Bei der Entwick lung von Sondermaschinen sollte dieses vor Abschluss des Vertrags erfolgen Schlanke Steife gro dimen Dachpfosten sionierte Dachpfosten Harte Federung gt Weiche Federung gute Sicht Sicherung bei berrollun steife Radf hrung Radf hrung und f llen sportliches Fahrverhalten Nachgiebigkeit Federungs und Ge r uschkomfort Zielkonflikte m ssen fr hzeitig erkannt und gel st werden Langer Radstand Kurzer Radstand Fahr Brems und Wendigkeit und Ran Federungsverhalten gierfreundlichkeit Gro er Innenraum Kleiner Innenraum Mehrgewicht Leichtbau Transportleistung Kleine Luftwiderstands Ma nahmen zur Ver Wirtschaftl
114. e bewirken Spannungen innerhalb der Bauteile Spannungen sind Kr fte pro Fl che infinitesimale Kr fte E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e Spannungen erzeugen Dehnungen im Material infinitesimale Verformungen e Ein Material kann nur begrenzt Spannungen ertragen danach kommt es zum Versagen durch plastisches Verformen oder Bruch e Die ber das ganze Bauteil integrierten Dehnungen entspre chen den Verformungen des Bauteiles L ngsverformungen Torsionen etc Hier vorerst als berblick eine Gliederung der Regeln zur konstrukti ven Beherrschung und Optimierung der Kr fte und Momente im Hinblick auf gute Konstruktionen Regeln 1 Eindeutigkeit in den Kr ften und der Kr ftef hrung anstreben 2 Kr fte bertragung e F r steife Konstruktionen kurze Kraftwege gestalten Zug und Druckkr fte bevorzugen e F r weiche Konstruktionen lange Kraftwege gestalten Biege und Torsionsmomente bevorzugen 3 Starke Kr fteumleitungen und verengungen vermeiden Mini mierung der Kerbwirkung 4 Lastausgleich anstreben durch e Schliessen von Kr ftekreisen e Elimination von Nebenkr ften 5 Gleiche Beanspruchung innerhalb eines Bauteils anstreben 7 3 1 Eindeutigkeit der Kr fte und Kr ftef hrung Innerhalb einer Konstruktion m ssen die eingebrachten Kr fte und Belastungen bekannt sein Unsicherheiten
115. e eine Reflexion auf die gemeinsame Arbeit das Resultat erfolgen Dies kann beispielsweise eine R ckf h rung der pers nlichen Zufriedenheit des Erreichten sein Dazu kann wieder die Ein Punkt Abfrage eingesetzt werden 1 Punkt Abfrage Stimmungsbild mehrere Dimensionen E EEEE PEEN ihre Position kommentieren meine Zufriedenheit schlecht mittel gut sehr gut mit dem Ich identifiziere mich mit dem Resultat Stimmungsbild 1 Dimension Bild B024modZ Ein Punkt Abfrage Einige Tage nach dem Workshop erhalten die Teilnehmer ein Simul tanprotokoll direkte digitale Foto Aufnahme der erarbeiteten Pla E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion kate Dies hat den Vorteil dass es sehr schnell realisierbar jedoch den Nachteil dass es meist nur von den Teilnehmern verstanden wird 3 4 Arbeitsformen des moderierten Workshops Eine gezielte Variation der Arbeitsformen f rdert die geistige Pr senz aller Teilnehmer und Teilnehmerinnen Arbeitsformen Einsatz Arbeit im Gremium Konsensfindung Ausrichtung der Gruppe Gruppenarbeit Ausarbeitung von Teilthemen unterschiedliche Blickwinkel generieren Pr sentation durch Gruppen Vermittlung von Teilresultaten Konsensbildung Einzelarbeit Konzentrationsarbeit Ideengenerierung Pr sentation durch Einzelperson Wissensvermittlung Ausgleich des Wissens der Beteiligten Tabelle T006mo
116. e ohne oder mit Nacharbeit f r eine Entwicklung verwendet werden k nnen Recherche nach eigenen oder Wettbewerbsprodukten Die Recherche nach eigenen oder Wettbewerbsprodukten kann einen umfassenden berblick ber bekannte und bew hrte L sungen im Unternehmen oder beim Wettbewerb liefern Die gefundenen L sungen sind meist nicht unmittelbar verwend bar und m ssen oft an die neue Aufgabenstellung angepasst werden Dennoch kann die Recherche helfen e zur Beschaffung von Informationen ber L sungen und L sungsdetails e als Grundlage f r eine gezielte L sungsermittlung im Sinne des Reverse Engineering dabei werden systematisch Wettbe werbsprodukt hinsichtlich der Nutzung von Teill sungen f r den eigenen Bereich analysiert E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e als Grundlage f r die systematische Variation und die darauf basierende Erarbeitung eines vollst ndigen L sungsfelds e als Ausgangspunkt f r eine Systematisierung des eigenen Pro duktspektrums mit dem Ziel der Reduzierung der Variantenviel falt und der Bereitstellung von bew hrten Teill sungen f r immer wiederkehrende Aufgaben Funktionen Produkte Fertigungsbereiche Allgemeine Synonyme u T Bezeichnung 4 2 z z o 2 eo un C Va Z ee x U 5 I Nn M a lt x U gt A Z o m af Magazin Stauen SC1 RCA MS1 RH1 Puffern
117. echend der Philosophie der Punktbewertung den aus der Addition der Teilnutzen ermittelten Gesamtnutzen Bewertungskriterien L sung 1 L sung 2 L sung 3 Norm Werte Norm Werte Norm Werte gew verbale Beschreibung ung gew ung gew ung gew gi Pi gpPi1 P2 gP P3 gP 0 6 Kraftstoffverbrauch 1 8 100km Tabelle T032konD Ordnungsschema zur ungewichteten und gewichteten Punktbewertung am Beispiel Bewertung von PKWs M ETH EE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Die Nutzwertberechnung erfolgt durch Normierung des Gesamtwer tes Im ungewichteten Fall ist der Nutzwert das Verh ltnis des erreich ten Gesamtwertes zum maximal erreichbaren Gesamtwert Beispiel PKW 3 4 Punkte 12 Punkte Gesamtwert 23 Nutzwert N max Gesamtwert Im gewichteten Fall berechnet sich der Nutzwert aus der maximalen gewichteten Punktzahl Beispiel PKW 1 0 4 0 6 4 0 2 4 7 2 Gesamtwert gewichtet Nutzwert gewichtet Ngi me 0 24 max Gesamtwert gewichtet Die Rangreihenfolge ordnet L sungen entsprechend Bewertungskriterien L sung 1 L sung 2 L sung 3 Norm Werte Norm Werte Norm Werte verbale Beschreibung gew gew gew g P 1 oo g Pi2 o EDE Kraftstoffverbrauch 100km COS EHI ENKGENE Jena ef feet 3 3 2 2 1 1 Bild B038konD Ordnungsschema zur ungewichteten ung und gew
118. echnische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess E E mech rot E h rot Ea Energie Broda Ea Energie 2 wandeln wandeln E Funktion Verhalten mem Bild B810konD Funktion und Verhalten eines Elektromotors Beim Konzipieren neuer Produkte werden gewollte Funktionen als Grundlagen f r eine zweckm ssige L sungszuordnung betrachtet Die Analyse des Verhaltens wird notwendig wenn den Funktionen L sun gen zugeordnet werden und deren Wirken hinsichtlich der jeweiligen Aufgabenstellung beurteilt werden soll Das Verhalten f hrt konsequenterweise wieder zu neuen Anforde rungen bzw Nebenfunktionen z B W rme abf hren M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 3 4 Gesamtfunktion Teilfunktionen und Funktionsstruktur Produkte die gegen ber ihrer Umgebung abgegrenzt sind erf llen eine Gesamtfunktion Definition Eine Gesamtfunktion beschreibt die Transformation von Gr ssen durch ein Produkt insgesamt Produkt Produktbezeichnung Black Box Darstellung E T Fai Drehmoment und Emech Getriebe Drehzahl umformen Aluminium Stein ST as a Stoff leiten a F rderband Messgr ssen bestim men und anzeigen Bsp Teilfunktion berlast begrenzen Bild B811konD Beispiele f r Produkte und ihre Gesamtfunktin Beispiele f r Teilfu
119. egien der Konkretisierung ecceccssseseeeeeeeeenenennnnnnnenennnnneennnnnnennnnenen 25 Basishandlungen des Gestaltens cueneeeeeesennneeneennen 27 Informieren und abgrenzen un 27 Generieren und variieren cceeessesssssssssennneeeenennnnnnnnnnnennnnnenenenennnnnnnenennnnn 28 Analysieren und validieren usssssssssseseeeeennnnnnnnnnneneneennnnenen nn 33 Bewerten und entscheiden ucsssssseseeeeeeennnnnnnnnnnenenneneeennnnennnnnnnnnn 42 Regeln Prinzipien und Richtlinien des Gestaltens 44 Regeln des Gestaltens c ceeeeeeeeneenenenennnnnsnennnneneenennnnnnnnnnnennenennnnnnennnnn 44 Prinzipien des Gestaltens uueeesssssssseseeeeennnnnnnnnnnnnnnnenennnnnnenennnn nn 54 Prinzio der Kraftleitung Kran lu Sasse 62 Gestaltungsrichtlinien design for x uuueeeeasassssseeeeeneeeeeennnnnnnnenennnn 76 Management und Methoden im Entwurfsprozess _ 78 Dokumentation des Entwurfsprozesses _ nneeeenneen 82 Zusammenfassung nee een ee 83 ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Moderation Autor Prof Dr Markus Meier M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 1 berblick Motivation Bierdosen Verpacker Der Projektleiter f r eine Masch
120. eil gleichm ssig verteilen M Torsions moment Bild B048gesZ links schroffe Momentumlenkung rechts sanfte Umlenkung 2 Mit der heutigen Finite Elemente Berechnung von Bauteilen k nnen die Modellvorstellungen der Str mung verifiziert werden Hier am Beispiel eines flachen Zugstabes mit zentralem Loch als Verengung E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess u um _ nn om Bild B049gesZ FE Berechnung einer Zugprobe Die kleinen Pfeile zeigen die erh hte Beanspruchung infolge Umlenkung um das Loch Eine krasse Umlenkung der Kr fte erkennt man bei Schraubenverbin dungen a b C Bild B050gesZ Kraftfluss und Kraftumlenkung am Beispiel der Schraubenverbindung a Mutter mit berh hter Belastung in den ersten Gewindeg ngen b Zugmutter mit optimaler Kraftverteilung und Einleitung c Mutter mit Entlastungskerbe f r vorteilhafte Krafteinleitung und Vertiefung 1 Im Bild BO50gesZ a sieht man die krasse Umlenkung der Kr fte und die Konzentration der Str mungslinien bei den ersten Gewindeg n M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess gen Bei einer Zugmutter b oder Nutmutter c ist die Umlenkung sanfter und der erste Gewindegang
121. eilthema m ssen nun L sungsideen Aspekte wichtige Punkte etc gesammelt und gelistet werden Dazu eignet sich die fol gende Methode e Kartenabfrage Vielfach geht es darum Inputs Ideen Problemfelder etc zu sammeln Bei der daf r geeigneten Kartenabfrage schreiben entweder die Teilnehmer stichwortartig Meldungen auf oder rufen diese dem Moderator zu der sie aufschreibt So entsteht eine Sammlung von losen locker aufgeh ngten Karten Dabei steht immer die Visualisierung der Arbeit als informative Plattform im Zentrum sus 2 ZA Bild B095modZ Beispiel von Ideensammlung E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 3 4 Strukturieren In diesem Schritt werden die ungeordneten Karten nach sinnverwand ten Themen zu gemeinsam festgelegten Gruppentiteln Themengrup pen geordnet Die Thementitel der Cluster werden innerhalb der Moderation durch die Teilnehmenden vorgeschlagen hohe Akzep tanz Problem Bild B013modZ Visualisierung des Sammelprozesses und Strukturierung in Gruppen Gruppe x Gruppe y Eine weitere n tzliche Methode in diesem Umfeld ist das Ursachen Wirkungs Diagramm Visuell gleicht diese Methode einem Fischgrat Vorerst steht die horizontale Linie und am Kopf das Problem bzw die Fragestellung Als Hauptgr te des Fisches gehen nun Ursachen Haupt gruppen weg Marketing Service 24h
122. eit des Systems die definierten Anforderungen zu erf llen e Bauteilzuverl ssigkeit Unter den Begriff Bauteilzuverl ssigkeit fallen die richtige Form gebung sichere Auslegung und Dimensionierung sowie die richtige Auswahl des Materials in verschiedenster Hinsicht wie Festigkeit Korrosion Kriechen Alterung usw mit dem Ziel die erforderte Lebensdauer f r das Bauteil unter den festgelegten Betriebsbedingungen sicher zu stellen e Maschinenzuverl ssigkeit M ETH FF Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Sicheres Zusammenwirken aller Bauteile und Komponenten in Bezug auf die geforderten Leistungen und die erwartete Zuver l ssigkeit w hrend der gesamten Lebensdauer e Anlagenzuverl ssigkeit Sicheres Zusammenwirken der verschiedenen Maschinen Vor richtungen und peripheren Komponenten wie z B den Robo tern w hrend der gesamten Lebensdauer berlagert zu den drei beschriebenen Zuverl ssigkeitskategorien liegt die e Prozesssicherheit Die Beherrschung des Prozesses innerhalb der Leistungsgrenzen bildet den Sicherheitssockel f r jede Maschine Ausgiebige Grundlagenversuche nicht nur unter Labor Bedingungen son dern mit realen usseren Gegebenheiten m ssen einen stabi len Prozess aufzeigen Physikalisch ausgedr ckt muss die Wirkkette bekannt sein und der Einfluss der Randbedingungen sowie der St rgr ssen beherrscht werd
123. eiter der Technik der Fertigung der Montage und erfolgt zu festgelegten Zeitpunkten z B Montag Morgen Sitzung Der Stand der einzelnen Arbeitspa kete wird durch den Projektleiter abgefragt und koordiniert Die ein zelnen Stellen informieren ber den Stand die noch bestehenden Probleme und Terminierungen Solche Sitzungen werden dann ineffizient wenn versucht wird neben dem Informieren und Koordinieren auch gr ssere Probleme am Tisch zu l sen Schnell artet dies zu einem unstrukturierten ziel losen Gespr ch aus und frustriert die Sitzungsteilnehmer In solchen F llen bewahrheitet sich der Spruch eine Sitzung ist ein Anlass wo viele hingehen und wenig herauskommt Problemfelder die in solchen Situationen vorliegen sind e lange unstrukturierte Diskussionen die vom Thema abweichen lange Monologe e nicht ausreden lassen e unklare Ziele e Dominanz einzelner mangelnde Integration anderer e unterschiedlicher Wissensstand e pers nliche nicht sachbezogene Angriffe e schlechte Gespr chsleitung Um diese Gefahren generell zu verhindern gilt Merke keine Sitzung ohne vorher festgelegte Ziele und Traktanden N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 2 3 Komplexe Problemstellungen erarbeiten Bei vielen Problemstellungen muss z B e das Wissen unterschiedlicher Akteure Disziplinen gleichermas sen integriert werden e die L
124. elbearbeitung von Teilaufgaben e erleichtert das Ermitteln geeigneter L sungen weil der Such raum kleiner ist Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e f rdert das kreative Arbeiten weil man vom komplexen Gesamtzusammenhang zun chst abstrahieren kann 1 6 Realer Konzept Prozess Reale Konzeptprozesse basieren wesentlich auf diesen konstruktions methodischen Grundlagen Je nach Aufgabe Produkt Unternehmen und Branche laufen sie jedoch sehr unterschiedlich ab mehr sequenti ell oder parallel oft vernetzt oder verschachtelt immer aber in hohem Masse arbeitsteilig Ihr Verlauf ist von vielen Einfl ssen abh ngig z B von der Konstruktionsart Neu Anpassungs oder Variantenkonstruk tion oder der Fertigungsart Einzel Serienfertigung Fricke Fricke 1993 hat durch Analyse von konkreten Entwicklungsprozessen gezeigt dass das Konzipieren oft intuitiv erfahrungsbasiert und meist stark iterativ verl uft Zudem werden parallel zum Konzipieren immer wieder Anforderungen pr zisiert und erweitert Konkrete Konzeptab l ufe sind deshalb Unikate M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 Projekt Definition Nach Abschluss des Vorstudien Prozesses der aus den Unterprozessen Markt Leistungs Prozesses und Grob Konzept Prozesses besteht
125. ele daf r sind der Lieferant der Preis durchge f hrte Festigkeitsberechnungen etc Diese Eigenschaften werden viel fach auch Metadaten genannt Die Eigenschaften eines Teileverbundes Baugruppe Modul k n nen nun auf die Summe seiner Teilelemente zur ckgef hrt und durch eigene Eigenschaften erg nzt werden z B Montagevorschrift Pr f vorschrift etc Dokumentiert werden diese Eigenschaften direkt auf den Hand skizzen bzw auf der provisorischen St ckliste oder aber falls schon EDV Mittel eingesetzt werden im entsprechenden Produktmodell z B im PDM System Product Data Management Software TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 4 Bedeutung der Anforderungen W hrend des Gestaltens werden die Eigenschaften der Objekte fest gelegt Dabei kann es sich um direkte Eigenschaften wie die eigentli chen Gestaltungseigenschaften Form Anordnung und um Werkstoffeigenschaften wie Material oder W rmebehandlung han deln Indirekt festgelegt werden gleichzeitig Eigenschaften wie Material kosten Gewicht Montageart F gekraft Recyclingf higkeit etc Vor allem diese indirekten Eigenschaften korrelieren meist mit den Anforderungen welche an unser Produkte gestellt werden Wie stark die Anforderungen die Gestaltungseigenschaften beein flussen kann am Beispiel eines Lagerbockes gezeigt werden Im Spezi
126. elle in unterschiedlichsten Quellen dokumentiert sind Kern problem ist der gezielte Zugriff auf die aktuell geeigneten L sungen Hier wird durch den Einsatz der Informationstechnologie eine erhebli che Verbesserung erreicht Suchmaschinen Internet Intranetl sun gen hypermediale Produktkataloge Grunds tzlich sollte bei jeder Entwicklungsaufgabe gepr ft wer den ob nicht vorhandene L sungen den Anforderungen entsprechen und eingesetzt werden k nnen Ihr Einsatz ist blicherweise dann sinnvoll wenn e L sungen bekannt sind die den Anforderungen entsprechen e L sungen bew hrt sind oder ihr Einsatz aussichtsreich erscheint e das Entwickeln einer neuen L sung zu nicht vertretbaren Kon sequenzen f hren w rde z B zu sp ter Markteintritt zu hohes Entwicklungsrisiko zu hohe Produktkosten e keine Rechte von Wettbewerbern den Einsatz verhindern Die Suche nach vorhandenen L sungen ist dabei keineswegs auf das eigene Unternehmen beschr nkt sondern muss auch Wettbewerbsl sungen Schutzrechte den Zuliefermarkt sowie L sungssammlungen und Konstruktionskataloge mit ber cksichtigen Auch wenn dabei vielfach nur L sungsprinzipien gefunden werden k nnen muss eine effiziente und effektive Produktentwicklung immer den Grundsatz beachten Bekanntes nicht neu erfinden Das Rad nicht neu erfinden 4 1 1 Reale L sungen recherchieren Reale L sungen sind gegenst ndliche Produkte bzw Produktkompo nenten di
127. eller und zeitlicher als auch in kostenorientierter Sicht effizient und effektiv vor allem aber bewusst zu machen Die Sektion Entwurfsprozess ange lehnt an die Norm DIN 2223 Entwurf ordnet die verschiedensten Aspekte und verhilft zu diesem berblick des Gesamtprozesses Handlungsbedarf Ideensteckbrief Vorstudienauftrag Anstossbeschreibung Markt Leistungs Profil Entwicklungsauftrag Anstoss Prozesse Ideen Prozess Vorstudien Prozess Produkt Entwicklungs Prozess Konzept Prozess Entwurfs Prozess Grob Konzept Prozess aktive passive Markt Technologie Anst sse Ideen Sammlungs Prozess Ideen Ausarbeitungs Prozess Dokumentations Prozess i A Serienreifer Prototyp Realisierungs Prozess Produktions Planungs Prozess Markt Einf hrungs Planungs Prozess Markt Leistungs Prozess 1 1 1 I 1 Tanken TEETETTIIN nn Bann nn nn nn nn gt Datengenerierung Transfer in andere Prozesse Bild B1 10entZ Innovationspfeil M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 2 Verschiedene Aspekte des Entwurfsprozesses Zun chst besch ftigen uns die folgenden Themen e die Eingliederung und Zielsetzung e der Gestaltungsprozess im Entwu
128. eln Als Grundlage f r die systematische Variation k nnen bekannte L sungen z B eigene oder Wettbewerbsl sungen Schutzrechte oder Zulieferkomponenten herangezogen werden Es f llt im Allgemeinen leichter bekannte L sungen hinsichtlich relevanter Merkmale zu ana lysieren als sich L sungen ohne Vorbilder auszudenken 2 Variationsmerkmale ermitteln F r die Variation werden nur innere Eigenschaften herangezogen Sys tematische Variation kann sehr schnell zu einem grossen kaum mehr berschaubaren Variantenspektrum f hren Es ist deshalb unm glich alle denkbaren Varianten zu erzeugen Dies ist auch unsinnig da es f r eine konkrete Aufgabe immer auf ganz bestimmte Merkmale von Produktmodellen ankommt die es vor der Variation zu ermitteln gilt F r die Effizienz der Variationsarbeit ist es deshalb wichtig nur wesent liche Eigenschaften zu variieren Formal eignen sich Merkmale f r eine systematische Variation besonders gut wenn sie e disjunkte oder gar bin re Werte besitzen z B ruhend bewegt e klar abgrenzbare Werte besitzen z B translatorisch rotato risch e endliche Wertebereiche mit wenigen Werten aufweisen im all gemeinen ungeeignet sind z B Abmessungen e Klassen bilden in dem Wertebereiche mit einer Vielzahl von Werten bzw einem Wertkontinuum in disjunkte Bereiche unterteilt werden z B 0 10 gt 10 20 gt 20 30 usw Folgendes Bild zeigt ein Beispiel f r eine systematische Variation mit
129. elte Auswahl der jeweils g nstigsten L sung erm glichen Da in Konstruktionskatalogen meis tens physikalische Effekte und Wirkprinzipien enthalten sind sind sie auch f r einen grossen Benutzerkreis geeignet N ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Gliederung Inhalt Kurzform Fundort Kurzform Physikalische Physikalische Effekte Koller Konstruktionsmethode Effekte Springer 1994 Kraft erzeugen Roth 94 Einstufige Kraftmultiplikation Roth 94 Kinematik Mech Wegumformer Ewald 75 Getriebelehre Mech R cklaufsperren Roth 94 Mech RS und T Flip Flops Roth 94 Reibsysteme Roth 94 Gesperre VDI Richtlinie 2253 BI 1 VDI Verlag 1967 Maschinen Verbindungen Ewald 75 elemente und Nietverbindungen Roth 94 Antriebstechnik Schnappbare Form K ufer u a Z Konstruktion 29 schlussverbindungen 1977 H 10 S 387 ff Spannverbindungen VDI VDE Richtlinie 2251 BI 1 VDI Verlag 1972 Welle Nabe Verbindungen Kollmann Springer 1984 Antriebe Roth 82 Mech einstufige Getriebe Schneider Konstruktionskata loge als Hilfsmittel Diss DA 1985 Gleit und W lzlager Roth 94 R dergetriebe Roth 94 Federn Roth 94 Elektrische Antriebe Ewald 75 Getriebetechn Habiger Z Maschinenbau technik 22 1973 H 4 S 179 ff L sungskatalog Merhar Z Maschinenbau technik 27 1978 H 5 5 215 ff Stufenlos einstellbare M ller VDI Bericht 195 VDI Ge
130. en Druckschalter Kupplung eingeschaltet Schaltsignal berdruck gt ber Schalt Antriebs druck berdruck signal energie Antriebsenergie Antriebs gt 10 bar erkennen Schalt Schalten energie signal Bild B809konD Funktionen von Produkten im Black Box Modell links Druckschalter rechts Kupplung 3 3 Funktion und Verhalten Reale Produkte und ihre Bauteile sind toleranz und massebehaftet und weisen elastische oft auch d mpfende Eigenschaften auf An den Ber hrungsfl chen zwischen Bauteilen tritt Reibung auf die zu Energieverlusten und Verschleiss f hrt Bei Temperatur nderungen k nnen sich Abmessungen und Werkstoffeigenschaften ndern Diese Effekte f hren dazu dass die tats chlich mess bzw beob achtbare Ausgangsgr sse von der gew nschten Ausgangsgr sse abweicht und zus tzlich unbeabsichtigte Nebenwirkungen auftreten Die Nebenwirkungen wiederum k nnen ebenso wie unbeabsichtigte Eingangsgr ssen als St rgr ssen wirken und ebenfalls die Ausgangs gr sse beeinflussen Definition Das Verhalten ist die Beschreibung eines beobachteten oder gemessenen Zusammenhangs zwischen Ein und Ausgangsgr s sen beim Wirken eines realen Produkts Das reale teilweise auch unerw nschte Verhalten eines Produkts kann sich mehr oder weniger von seiner gewollten Funktion abwei chen Funktion und Verhalten m ssen deswegen also deutlich unter schieden werden E ETH HE ZZ Eidgen ssische T
131. en Immer wieder in Zwischenschritten aktive Konsensbildung durch Fra gen im Team herbeif hren falls dies verpasst wird besteht das Risiko dass die erarbeitete L sung keine Tragf higkeit besitzt oder in der Diskussion nochmals weit zur ckgegangen werden muss e Unverbindlichkeit vermeiden wie z B man sollte Wenn immer m glich klare Stellungnahme herbei f hren wie z B ich werde e Beobachten Es lohnt sich die zwischenmenschlichen Bezie hungen innerhalb der Gruppe zu beobachten und von Zeit zu Zeit ein Feedback zu geben d h die Mitglieder auf gewisse Gewohnheiten hinzuweisen e Keine externen St rm glichkeiten wie Piepser Telefonapparate etc zulassen Eingehende Anrufe zentral ausserhalb des Sit zungsraumes abfangen Diese k nnen in speziellen Pausen wei tergegeben und beantwortet werden Unter Umst nden lohnt es sich einige dieser Regeln sichtbar f r alle aufzuh ngen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 4 Zusammenfassung F r komplexe Problemstellungen welche nur durch kombiniertes Wis sen mehrerer Personen erarbeitet werden k nnen und deren L sung nachhaltig von den Betroffenen getragen werden soll eignet sich die Methode der Moderation Durch einen Moderator oder eine Moderatorin gef hrt werden die Ziele gesteckt das Problem strukturiert L sungen erarbeitet bewertet und Massnahmen abge
132. en Die Basiszuverl ssigkeiten ergeben dann folgerichtig die e Betriebssicherheit Verminderung des Schadenrisikos f r die Einrichtung selbst wie auch f r die unmittelbare Umgebung e Arbeitssicherheit Verminderung des Unfallrisikos f r den Menschen bei der Benutzung der Maschine oder im unmittelbaren Umfeld Nah bereich e Umweltsicherheit Verminderung des Schadenrisikos f r die gesamte Umwelt Fernbereich Die Massnahmen zum Erreichen der geforderten Sicherheit k nnen gegliedert werden in e unmittelbare e mittelbare und e hinweisende Sicherheit Definition Sicherheit insgesamt ist die angestrebte Sachlage bei der das Risiko des Vorganges oder Zustandes kleiner als das Grenzrisiko ist E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Sicherheitstechnik hinweisende mittelbare unmittelbare Bild B030gesZ Hierarchie der Sicherheitstechnik F r den Entwickler hat diese Gliederung auch hierarchischen Charak ter Er muss der unmittelbaren Sicherheit erste Priorit t einr umen Unmittelbare Sicherheit F r die unmittelbare Sicherheit m ssen die Produkte so gestaltet sein dass keine Gef hrdung entstehen kann direkte Sicherheit durch geeignete Gestaltung in das Produkt konstruiert Unmittelbare Sicher heit wird weiter gegliedert in e Sicheres Bestehen Die Bauteile und deren Zusammenhang sind so zu gestalte
133. en Problem anzupassen und sich zu fragen e Welche Methode eignet sich f r die Fragestellung e W re eine individuelle Vorgehensweise als Kombination ver schiedener Methoden optimal Kombinationsm glichkeiten in einer m glichen Reihenfolge sind Methode Ziel Durchf hrung 1 Brainstorming Ideenfluss erarbeiten kurz gemeinsam 2 Brainwriting Vertiefungsphase individuell 3 Kombination Galerie Assoziations gemeinsam Brainstorming Wertungsphase Tabelle T018konZ Kombination verschiedener Kreativit ts Methoden Wesentlich ist trotz des angestrebten gedanklichen Freiraumes Methodiksessionen gut und gezielt vorzubereiten Diskussionen k n nen in viele Seiten ste abgleiten und dann stark unter Effizienzverlust leiden Die Methode die Vorgehensweise und das Ziel m ssen den TeilnehmerInnen bekannt sein so dass sie sich vorg ngig mit der Fra gestellung besch ftigen und sich w hrend der Sitzung auf das Geschehen konzentrieren k nnen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 3 L sungen durch systematische Variation Wenn bei der L sungsfindung nicht auf vorhandene L sungen zur ckgegriffen werden kann und auch das intuitive Arbeiten keine befriedigenden Ergebnisse liefert hilft das systematische Erarbeiten eines Variantenfeldes weiter Das systematische Variieren basiert darauf dass bestehende L sun
134. en den rein gestaltenden T tigkeiten sind w hrend des Entwurfs prozesses auch verschiedenste Managementaufgaben zu erf llen Das qualitative Gesamtziel welches es zu erreichen gilt ist zu gliedern in Kosten minimieren Qualit t maximieren Entwicklungskosten Qualit t des Ent Herstellkosten BnS wicklungsprozesses Qualit t der Produkte ZIEL Simultaneous Engineering Zeiten minimieren Entwicklungszeiten Herstellzeiten Lieferzeiten Bild BO61gesZ Ziele des Simultaneous Engineering Damit ist der Qualit tsbegriff breit abgest tzt und umfasst nicht nur Qualit t in engerem Sinne sondern auch Kosten Zeit etc H ufig wird in Bezug auf diesen gesamtheitlichen Qualit tsanspruch auch der Begriff Simultaneous Engineering oder Null Fehler Ansatz ver wendet Damit wird ausgedr ckt dass alles Handeln darauf abzielt Fehler zu verhindern fr hzeitig zu erkennen und zu beheben Bemerkung In der Literatur wird der Begriff des Simultaneous Engineering doppelt belegt Einmal als Synonym f r Concurrent Engineering paralleles Arbeiten und einmal im gesamtheitlichen Kontext wie hier beschrieben Qualit t in bergeordneter Bedeutung ist bestm gliche Erf llung der Kunden Marktbed rfnisse und der Unternehmensziele Die Methoden und organisatorischen Empfehlungen mit welchen die Arbeit und Zielerreichung unterst tzt werden sind unter anderem e Projektmanagement e Teamorganisati
135. en die Kundenforde rungen und w nsche e Welche L sungen sind f r das Unternehmen hinsichtlich Zeit Kosten und Qualit t optimal e Welche Funktionsstruktur ist vorteilhaft Bild B806konD Unterschiedliche L sungen f r die gleiche Funktion Blindniete vernie ten Quelle www tocafix ch Eine Funktionsmodellierung beschreibt das Produkt auf einer l sungs neutralen Betrachtungsebene und vermeidet damit das Denken in ein gefahrenen L sungen Sie f hrt die Aufgabenstellung auf ihren eigentlichen Kern zur ck und ist die Grundlage f r eine umfassende L sungsermittlung Die Funktionsbetrachtung ist hilfreich e zur Vermeidung von Vorfixierungen und eingefahrenen Denk Mustern e zur Strukturierung einer un bersichtlichen Gesamtfunktion in einfachere leichter zu bearbeitende Teilfunktionen e als Grundlage f r die Verkn pfung von L sungen in Wirk und teilweise Baustrukturen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e als Wegweiser f r das Zuordnen und Optimieren von L sun gen e zum Erkennen und Priorisieren von Entwicklungsschwerpunk ten z B schwierig zu realisierende oder besonders wichtige Teilfunktionen e zur Minimierung des Aufwandes bei der Realisierung eines Pro dukts Prinzip Minimalstruktur e bei Funktionskostenanalysen zur berpr fung der Kostenstruk tur e bei der weiteren L sungssuche
136. en eine fundierte Beurteilung m glich M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 L sungsfindung Ausgehend von der Funktionsstruktur der Problemstellung werden L sungen f r die einzelnen Teilfunktionen erarbeitet Die L sungsfindung kann durch Zugriff auf existente L sungen erfolgen wobei existent sowohl real als auch virtuell bedeuten kann Unter intuitive L sungsfindung fallen Methoden wie Brainstorming Brainwriting etc Systematische Variation der Eigenschaften schafft eine weitere Vergr sserung des L sungsraumes Funktion L sungsfindung Zugriff auf vorhandene L sungen Intuitive L sungsfindung Variation der Eigenschaften Bild B0O5konZ L sungsfindung durch Intuition oder Zugriff auf Bestehendes 4 1 Auf vorhandene L sungen zugreifen Vorhandenen L sungen beinhalteten zweierlei Arten von L sungen zum einen die realen und zum anderen die virtuellen Vorhandene L sungen Reale Virtuelle L sungen L sungen Eigene Produkte Konstruktionskatalog Zuliefermarkt physikalische Effekte un Schutzrechte Bild B823konD Unterschiedliche Arten von vorhandenen L sungen E ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Reale L sungen k nnen eigene Produkte Wettbewerbspro
137. en vollst ndigen Paarvergleich von Elementen hinsicht lich ihrer Vertr glichkeit Birkhofer 1980 1 Die Vertr glichkeitsmatrix wird hier genutzt um die Vertr glichkeit zwischen allen Teill sungen eines Morphologischen Kastens zu unter suchen In die Vertr glichkeitsmatrix werden dazu alle Teill sungen eines Morphologischen Kastens in der Kopfzeile und in der Kopfspalte eingetragen Teill sungen A B s D Teill sungen X Kombination unvertr glich Kombination vertr glich Bild B846konD Vertr glichkeitsmatrix theoretisch m gliche Konzeptvarianten 48 ver bliebene Konzeptvarianten 14 M ETH JE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Eine Unvertr glichkeit ist ein Widerspruch zwischen Teill sungen der ihre Kombination verhindert Birkhofer 1980 1 Widerspr che k n nen durch die unterschiedlichen Eigenschaften der Teill sungen selbst begr ndet sein z B durch Unterschiede in Handhabung Design Wirkprinzip oder Bauart Widerspr che k nnen aber auch aus nicht kompatiblen Anschlussbedingungen resultieren z B Unvertr glichkeit hinsichtlich geometrischer kinematischer oder energetischer Anschlussbedingungen Unvertr glichkeiten f hren zum Ausschluss einer Kombination Durch einen Paarvergleich werden alle Teill sungen miteinander verglichen und ihre Vertr glichkeit beurteilt Jede unvertr gliche Zwei
138. enerierung nicht nur aus Sicht des effizienten Entwurfsprozesses von Bedeutung ist sondern auch aus dem Blickwinkel des gesamten Produkt Lebens Zyklus M gliche Thesen einer Modulstruktur sind e Module sind funktionell und r umlich abgeschlossene Einhei ten e Module sind berblickbar und haben einen klaren Leistungsbe schrieb e Die Schnittstellen zwischen den Modulen sind eindeutig und m glichst einfach beschreibbar e Die Modularisierung lehnt sich an die funktionelle Gliederung an e Die Gliederung erfolgt nach nutzbringenden Kriterien f r alle Prozesse des Life Cycle Verkauf Montage Lagerung Nutzung er Den Modulen und u U den Submodulen werden Namen f r die wei tere Identifikation vergeben Antriebsstrang Bremssystem Jedes Modul ist eine in sich geschlossene Einheit und bernimmt Teilaufgaben aus der gesamthaften Anforderungsliste Diese umfang reiche Anforderungsliste des Produktes wird in Teilanforderungen aufgebrochen und auf die einzelnen Baugruppen bertragen sowie die Verantwortung und Terminierung f r jedes Modul festge legt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Modul 1 Anforderung Anforderungen an Modul 1 Gesamtprodukt mit Schnittstellen 1 2 3 Anforderungsliste an das Produkt UrRWDPDNDH Anforderung Modul 3 Bild BO1 1entZ Aufbrechen der Anforderungsliste i
139. enker Bild B90 1entZ Entwurf einer Ausgleichskupplung mit CAD erstellt FE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B902entZ Entwurf eines Ventils mit 3D CAD Quelle Unigraphics Solutions M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 2 6 Realer Entwicklungsprozess Der dargestellte Abla uf ist stark vereinfacht Im realen Fall stellt sich der Ablauf als usserst iterativ und sprunghaft dar und eine grosse Anzahl von Regeln Richtlinien und Prinzipien m ssen simultan ber cksichtigt werden Nur unter diesen Voraussetzungen kann der Entwurfsprozess qualitativ erfolgreich durchgef hrt werden Das folgende Bild gibt einen ersten berblick ber die Strategien Richtlinien Handlungsweisen Regeln und Prinzipien welche zu beachten sind Strategien _ Management und Methoden Modulgliederung Projektmanagement Bauraumaufteilung Organisation von Hauptfunktionen zu Nebenfunktionen Werkzeuge von innen nach aussen Simultaneous Engineering von abh ngig zu unabh ngig QFD von grob zu fein von abstrakt zu konkret FMEA aN DFMA Design Review Produkt g Modul Handlungen p Teil 2 O 5 n L Regeln informieren g a validieren 2 __ einfach a entscheiden en nd
140. ennnn 5 Komplexe Problemstellungen erarbeiten nenenenennnn 7 MOOCA ON ee ee aE ehe 9 VOLDELEILUNG ee een r EAEE E Ten 10 AS 02 10 0 gt EEE NEN RER O A E EEO 14 Ablauf einer Moderation 2202ssssssasssasssnsssnsnnnnnnnnnnnnnnnnenenennnnnn 16 Arbeitsformen des moderierten Workshops nnnnn 31 Moderation mit IT Unterst tzung eennnnnnnennenenenennnne nn 31 Funktion der Moderierenden 0202202000eennnennnnnnnssennnnneennnnennnnnnennn 33 Regeln und Hinweise f r eine erfolgreiche Moderation 34 ZU AED iE EE E aussen ee ee 35 KONZEIIL PLOZESS ae ee ee ee 1 BOCIAN u EN EBENEN EUER A E 3 Bedeutung des Konzept Prozesses ccccceeeeeeeeenennnnnnnnnnnnsnnnnnnennnnnnnennnnnnn 10 Intuitive und diskursive Probleml sung nennen 12 Divergenz und Konvergenz beim Konzipieren ennnen 14 Teilprozesse Produktimodelle u uu u 15 Strukturieren des Produkts esesesssseseeeeeneeennnennnnnnnennnnneneennenennnnnnnnnn 20 Realer Konzept Prozess cceceeeneeeeeenennnnnnnnnnnnsnennnneennnnnnnnnnnnennnne nennen 21 Projekt Definition eeeeeeeeeneeennseeneennnnnsennnnnnnnnennne nennen 22 Antorderunglist een ier EE E EEEE 23 Projekt Projektplanung zu seen 30 Kommunikationskonzept uud 42 F nktionsglieder Ng a nennen enden 44 Bedeutung einer Funktionsmodellierung
141. er Anforderungsarten Diese Unterteilung der Anforderungen ist auch deshalb von Bedeu tung weil die Nichterf llung der Fest und Bereichsforderungen zum Ausschluss von L sungen f hrt die Zielforderung und W nsche jedoch zur Bewertung der verbleibenden L sungen herangezogen werden 2 1 3 Ermittlung der Anforderungen Eine m glichst vollst ndige Anforderunggsliste bildet die Basis des Kon zeptprozesses Grundlagen hierzu bilden das Marktleistungs Profil und das Pflichtenheft Als weitere Quellen kommen in Frage e Gesetzesliteratur Patente e Analyse des Produktumfelds e Analyse des gesamten Lebenszyklus insbesondere der Handha bung e Systemgrenzenverschiebung e Mitarbeitergespr che e Kunden Lieferantengespr che Befragung e Nettbewerbsanalyse e Service Informationen Beschwerde Management e Checklisten M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Einige Methoden unterst tzen die Ermittlung und die Bereinigung der Anforderunggsliste e Methode der Abstraktion e Black Box Methode e Checkliste e die Analyse der Produktumgebung e Systemgrenzenverschiebung e die Lead User Methode Dies nat rlich nur soweit wie diese Methoden nicht schon im Markt Leistungsprozess angewendet wurden 2 1 4 Marktbezug Kundenbesuch Bei kundenindividuellen Produkten wie zum Beispiel bei Sonderma schinen gibt es in vielen
142. er Entwick ler k nnen unterschiedliche Vorgehensweisen und L sungen resultieren e Werkzeuge Starken Einfluss auf den Prozess selber hat der Einsatz von Werkzeugen wie CAD CAE und PDM sowie Rapid Prototyping M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 5 Strategien des Gestaltens Das Gestaltens zielt gesamthaft darauf in m glichst kurzer Zeit die Eigenschaften der Objekte festzulegen und dabei die Anforderungen bestm glich zu erf llen Wir suchen nicht nur eine gute L sung wir m chten dies auch auf einem effizienten Weg vollziehen Einige Stra tegien sind daher n tzlich und haben sich bew hrt Strategien Modulgliederung Bauraumaufteilung von Hauptfunktionen zu Nebenfunktionen von innen nach aussen von abh ngig zu unabh ngig von grob zu fein von abstrakt zu konkret Produkt Modul Teil Gestaltung der Objekte Bild B904entZ Strategien des Gestaltens im berblick 5 1 Modulgenerierung Eine enorme Bedeutung f r den Erfolg des Produktes ist die geschickte Aufteilung in einzelne Baugruppen auch Module genannt Einige Gr nde f r diese hohe Bedeutung sind e Der Trend nach individuellen Produkten ist steigend Die Kun den w nschen spezifische L sungen die Ihre Bed rfnisse befriedigen Produkte welche modular auf einer Produktplatt form basierend aufgebaut sind k nnen diese W nsche d
143. er Kreativit tstechnik e K nnte die Methode der Synektik weiterhelfen e Hilft ein L sungskatalog e Konsultation von L sungskatalogen Eine L sung ist keine L sung ist eine bedeutende Aussage im Ent wurfsprozess Erst durch mehrere Varianten erkennt man Vorteile und Nachteile der einzelnen L sungen und erh lt die M glichkeit sich einer optimalen L sung anzun hern Vielfach ist es auch so dass die erste L sung durch Assoziationen weitere L sungen hervor bringt und so weitere Verbesserungen nach sich zieht Es ist aber schwierig sich von der ersten L sung wieder zu distan zieren um Platz f r weitere Gedanken zu machen Vor allem wenn es um eigene Ideen geht grenzt man sich selber ab und befindet sich in e ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess einer Sackgasse Systematisches Variieren kann Anregungen bieten sich aus dieser Sackgasse heraus zu bewegen Entsprechende Beispiele von Varianten sind e Variation des Materials e Variation des Herstellverfahrens e Variation der Wirkfl chen e Geometrische Umkehr e Variation der Wirkk rper e Variation des Wirkprinzips e Variation der kinematischen Kette gedankliche Umkehr e Variation des Kraftflusses Art GG20 St37 Qualit t R Gef ge unbehandelt ln Struktur Verbundwerk Anzahl Voll AL Teil stoff Kern mit AL Deckschicht Bild B908entZ Materialva
144. er Nacharbeit in das eigene Produkt eingebaut werden k nnen Birkhofer et al 1993 1 Zulieferkomponenten werden als Zulieferteile Kaufteile Katalog teile bezeichnet obwohl viele l ngst nicht mehr den Charakter von Teilen haben sondern umfassende Probleml sungen darstellen Der Einsatz derartiger Zulieferkomponenten Reinemuth 1995 1 ist ins besondere bei kleinen bis mittleren Seriengr ssen wegen der techni schen und wirtschaftlichen Vorteile weit verbreitet Er kann beispielsweise in der Montage Handhabungs und Verpackungstech nik mehr als 90 der gesamten Produktkosten ausmachen N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess nr Bild B101konZ Modulares hybrides Montagesystem auf der Basis vieler Zuliefer komponenten zur Fertigung eines Sicherungssockels Quelle http www faps uni erlangen de persons LangStefan TT Zelle TT Zelle htm Der Einsatz von Zulieferkomponenten wird aufgrund funktioneller Kri terien vorbereitet und durch sogenannte Make or buy Entscheidun gen abgesichert blicherweise ist ein Einsatz dann sinnvoll wenn e die Zulieferkomponente die Anforderungen erf llt e Entwicklungs und Fertigungskapazit t f r eine Eigenentwick lung fehlt e das Anwendungs Know how des Zulieferers genutzt werden kann um das Risiko einer Fehlentwicklung zu reduzieren in diesem Fall wird h ufig die Zuliefer
145. er Praxis Abweicungen von dieser Grundregel beispielsweise e Es gibt mehrheitlich St hle mit 4 Beinen was auf die bessere Stabilit t der St hle zur ck zu f hren ist Die Elastizit t der F sse gleicht die Kr fte aus e Es existieren gut funktionierende L sungen mit Fallbewegun gen die L sung ist viel kosteng nstiger Das Streben nach Eindeutigkeit erh ht jedoch die Chance z B e optimal dimensionierte minimale Gr sse und minimales Gewicht Teile zu erhalten statische Bestimmtheit e viele nachtr gliche Verbesserungen zu vermeiden z B Begren zungsf hrungen bei freiem Fall und e R ckfragen zu minimieren nicht eindeutige Zeichnungsunterla gen Also gen gend wichtige Gr nde die Eindeutigkeit wo immer sinnvoll anzustreben Eine Checkliste hilft bei der berpr fung E ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 7 1 2 Einfache Konstruktion Stehen wir nicht immer wieder verbl fft vor einem berraschend ein fach gestalteten Produkt Einfach bezogen auf Funktionalit t Bedie nung St rungsfreiheit Wartung und g nstige Herstellung etc Der Fachbegriff einfach ist eine weitere Grundregel einer Kon struktion Unsere heutigen technischen Produkte sind technologisch meist komplex Deshalb ist diesem Begriff spezielle Beachtung zu schenken Es ist erschwerend wenn zu dieser technologischen Kom plexit t au
146. eral Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Relevante Cases e Stanzautomat e K hlschrank e Jeansknopf e Uhren e Verpackungsanlage e Bohrd bel e Nietanlage Publikationsverzeichnis Literatur 1 Altshuller G S Erfinden Wege zur L sung technischer Pro bleme Berlin VEB Verlag Technik 1984 2 Anderl R Produktdatentechnologie Umdruck zur Vorlesung Darmstadt Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion 1996 3 Ayan Jordan Aha Ways to Free Your Crearive Spirit and find your great ideas ISBN 0 517 88400 3 Random House 1997 4 Beitz W und K H K ttner DUBBEL Taschenbuch f r den Maschinenbau Springer Verlag Berlin u a 18 Auflage 1995 5 Bennis Warren und Patricia Ward Biedermann Geniale Teams Das Geheimnis kreativer Zusammenarbeit Campus Verlag Frankfur a Main 1998 6 Birkhofer H Analyse und Synthese der Funktionen technischer Produkte Fortschr Ber VDI Z Reihe 1 Nr 70 VDI Verlag D s seldorf 1980 7 Birkhofer H Von der Produktidee zum Produkt Eine kritische Betrachtung zur Auswahl und Bewertung in der Konstruktion Festschrift Gerhard Pahl Prof Dr F G Kollmann Dipl Ing U M ller Hrsg TH Darmstadt 1990 S 195 204 8 Birkhofer H Erfolgreiche Produktentwicklung mit Zulieferkom ponenten VDI Berichte Nr 953 1992 S 155 17 0 9 Birkhofer H Vom Produktvorschlag zum Produktflop mit Pla nung u
147. erbunden dass bei einer anders lautenden Entscheidung der Zeitvorteil wieder verspielt ist Dies ist jedoch grunds tzlich das Dilemma des Handelns unter Zeit druck Dieser methodische Ansatz der Parallelisierung ist in der industriel len Praxis unter den Begriffen Simultaneous Engineering SE oder auch Concurrent Engineering CE bekannt Simultanes und paralleles Handeln wird hier angesprochen Die Begriffe werden h ufig synonym genutzt Simultaneous Engineering Concurrent Engineering Der Weg zu paralellen Prozessen Bild BO21pdpM Parallelisierung von Projektphasen TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 2 9 Kick off Meeting Meilenstein Meeting F r den bergang von einem Prozess zum n chsten ist ein geordnetes Vorgehen von grosser Bedeutung Bisherige Informationen Einsch t zungen und Erfahrungen m ssen an das neue Projektteam weiterge geben werden Die Teammitglieder vertiefen sich individuell in die Dokumentation des Vorprozesses Dabei werden Notizen gemacht und Fragen gestellt damit m glichst alle Unklarheiten eliminiert werden Der Start gr sserer Prozessabschnitte erfolgt durch so genannte Kick off Meetings Der Abschluss von Teilabschnitten und der ber gang von einem Teilprozess zum N chsten durch Meilensteinmee tings Der Teamleiter l dt die Mitglieder zum Me
148. ere Teill sungen erf llt werden kann W hlt man f r jede Teilfunktion eine Teill sung aus und verkn pft sie untereinander erh lt man eine Konzeptvariante auch Prinzipielle Gesamtl sung genannt Prinzipielle Gesamtl sungen werden im Konzeptprozess zum Abschluss der L sungsfindung erarbeitet Voraussetzung f r das Erarbeiten Prinzipieller Gesamtl sungen sind eine detaillierte Anforderungsliste und eine Funktionsgliederung mit zugeordneten Teill sungen Dieser Teill sungsvorrat wird zuerst in einem Ordnungsschema Morphologischer Kasten bersichtlich dargestellt Diese lassen sich durch systematisches Kombinieren der Teill sungen vollst ndig erzeu gen und z B in Variantenb umen darstellen Im allgemeinen ergibt sich aus der systematischen Kombination eine Variantenflut aus der nun in einem Arbeitsschritt aussichtsreiche Gesamtl sungen extrahiert werden m ssen Dazu werden Methoden wie Reduktionsstrategien eingesetzt Durch eine anschliessende Beurteilung dieser Konzeptvari anten lassen sich erfolgsversprechende Gesamtl sungen ermitteln Prinzipielle Gesamtl sungen werden vorzugsweise dann erarbeitet wenn der berblick ber das L sungsfeld wichtig ist z B bei Neuent wicklung mit besonderer Tragweite oder bei der Absicherung eigener bzw der Umgehung fremder Schutzrechtsanspr che 5 1 Teill sungen den Teilfunktionen zuordnen Um Konzeptvarianten zu bilden ben tigt man einen berblick ber die Teilfunktionen
149. erien Gewichtungsfaktoren Werte bereichen und Werteskalen ist erfahrungsgem ss nicht immer eindeu tig und unterliegt individuellen Einfl ssen e Art und Interpretation der Darstellungsform Die Wahl der Dar stellungsform kann einen Einfluss auf das Abschneiden der L sungen haben da unterschiedliche Gesichtspunkte mehr oder weniger stark betont werden k nnen e Absch tzen der Beurteilungsunsicherheiten die aus personen bedingten und die verfahrensbedingten Fehler resultieren k n nen Bild B158abeZ Bewertungsdiskussion im Team M ETH 149 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Personenbedingte Fehler Abhilfen Subjektivit t des Bewertenden e Im Team neu bewerten e dominante Teilnehmer z B Vorgesetzte zur ckhalten e bei Einzelbewertungen die Ergebnisse gemeinsam diskutieren und zu einem Gruppenergebnis zusammenfassen Bewertungskriterien nicht f r e L sungen neutral bezeichnen alle L sungen geeignet e Kriterium umformulieren oder weglassen e Checklisten beim Ableiten vom Bewertungskriterien verwenden Abh ngigkeit der Kriterien e Vorgehen schematisieren untereinander e Kriterium umformulieren oder weglassen e Kriterien zusammenfassen Klassen bilden Ge wichtung berpr fen e Checklisten beim Ableiten vom Bewertungs kriterien verwenden Unvollst ndigkeit der Kriterien e Vorgehen schematisieren e Checkliste
150. erkannte Regeln Prinzipien und Richtlinien des Gestaltens ber cksichtigen und diesen entsprechen Diese Empfehlungen wurden ber Jahre gesam melt in eine strukturierte Form gebracht und liegen dem Entwickler nun als Kompass vor In einem ersten groben berblick sind dies e Einhalten von Regeln bedeutet dass die Konstruktion einfach e eindeutig und e sicher ist e Prinzipien sind ber cksichtigt wenn vertieft Gedanken und Optimierungen in Bezug auf e Kraftfluss in der Konstruktion e Funktionsvereinigung auftrennung und Integral Differen tialbauweise durchgef hrt wurden e Die Richtlinien umfassen alle zu erf llenden Kriterien der Gerechtheiten bzw der design for x wie e fertigungsgerecht e montagegerecht e korrosionsgerecht e belastungsgerecht e normgerecht etc 7 1 Regeln des Gestaltens Die bergeordneten Grundregeln der Konstruktion sind in den Begrif fen eindeutig einfach und sicher zusammengefasst Produkt x Modul Regeln i O Teil 5 einfach U eindeutig a sicher E 09 Bild B913entZ Regeln des Gestaltens im berblick N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 7 1 1 Eindeutige Konstruktion Eine wesentliche Anforderung an eine Konstruktion ist die Eindeutig keit Was damit gemeint ist soll anhand von folgenden Beispielen gezeigt werden
151. erson berlegt sich die weite ren Moderationsschritte wobei sie immer das Gesamtziel vor Augen hat Obwohl gedanklich vorbereitet erfordert dies eine Just in time Anpassung an die aktuelle Gegebenheit W h rend die Gruppe in der Ausarbeitung und Diskussion eines Moderationsschrittes ist bedenkt die moderierende Person schon die m glichen Resultate des aktuellen Schrittes und die danach notwendige Methodik zum n chsten Etappenziel e Analytiker Die moderierende Person muss eine gute Antenne entwickeln um eintretende Unstimmigkeiten fehlende Identifi kation und vieles Weitere w hrend des Arbeitens zu erkennen fr hzeitig eine notwendige Diskussion einzuleiten und Pro blemfelder zu beleuchten M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 7 Regeln und Hinweise f r eine erfolgreiche Moderation Einige Regeln und Hinweise helfen mit eine f r alle erfolgreiche Moderation zu erleben e Abwechslung Zwischen Gruppen und Einzelarbeit wechseln mit Pausen unterbrechen so kann das Leistungsniveau hoch gehalten werden e Unordnung in der Diskussion eine gewisse Zeit zulassen sie ist ein Hexenkessel der Gedanken und f r die L sungssuche und sp tere gezielte L sungsfindung notwendig e Konsens abfragen Schweigen kann Ablehnung bedeuten Nicken kann passive Zustimmung bzw Duldung bedeuten aber beides ist kein klares ja Ich bin einverstand
152. erung mit dem integrierten Pflichtenheft Im Endzustand des Konzeptprozesses liegen eine oder mehrere prinzipielle L sungen vor welche die geforderten Funktionen des Produkts erf llen und durch ihre Wirkprinzipien und strukturen bereits geometrische und stoffliche Festlegungen enthalten Ebenso werden Zeit und Kostenin formationen f r Projekt und Produkt konkretisiert Methodisch ist der Konzeptprozess in abwechselnd divergierende Schritte Erweiterung des L sungsraumes und konvergierende Schritte Reduktion des L sungsraumes darstellbar Sowohl diskursi ves als auch intuitives Vorgehen werden gezielt eingesetzt Prozessorientiert ist der Konzeptprozess in die folgenden Teilpro zesse gliederbar 1 Projektdefinition Funktionsgliederung L sungsfindung Kombination der Gesamtl sung Konkretisierung der Gesamtl sung ne N Auswahl Bewertung Die Konzeptphase kann auch detailliertere Teilbetrachtungen im Sinne einer Machbarkeitsanalyse beinhalten Ein konkretes Funktionsmuster beispielsweise erm glicht die Analyse kritischer Wirkprinzipien und die Fr herkennung von Problemen Eine Konzepterarbeitung wird im Rahmen einer Produktentste hung bevorzugt dann durchgef hrt wenn z B bei Neu oder Anpas M ETH E SS Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess sungskonstruktionen L sungen auf der Grundlage funktionaler oder physikalischer
153. es Projektes sind zu hoch Die Aufgabe der Projektplanung ist es nun den urspr nglichen Projektplan in Iterationsschritten zu optimieren e Sind alle Arbeitspakete essentiell oder kann man Teile davon k rzen e Kann man Prozesse oder Arbeitspakete weiter unterteilen und parallelisieren Sind Vorg nge verschiebbar um die Auslastung der Mitarbeiter zu harmonisieren e Kann man weitere Mitarbeiter gewinnen e Sind Einzelkosten reduzierbar oder kann man finanzielle Mittel erst sp ter in Anspruch nehmen 2 Dieser Optimierungsprozess bedarf einigen Kombinierungsgeschicks und evtl mehrerer Iterationsschritte Ist die Projektzielsetzung nicht erreichbar muss eine Anpassung der Ziele erfolgen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 2 8 Simultaneous Engineering In den seltensten F llen ist f r die Bearbeitung des Projektes so viel Zeit vorhanden wie die Summe der Einzelzeiten der Teilprozesse erge ben w rde Deshalb versucht man durch Parallelisierung der Aktivit ten nicht nur innerhalb der Teilprozesse sondern auch durch berlappung der Teilprozesse den Ablauf zu beschleunigen Die nach folgenden Teilprozesse beginnen bereits bevor die vorhergehenden Teilprozesse abgeschlossen sind In vielen F llen muss man sich auf nicht abgesicherte Sachverhalte st tzen und damit Entscheidungen vorgreifen Dies ist immer mit der Gefahr v
154. eting ein vorzugsweise auch mindestens ein Mitglied aus dem Team das die letzte Arbeits phase durchgef hrt hat Vielfach bernimmt hier auch ein externer Coach die Funktion des Sitzungsmoderators Sinnvoll ist dies auch deshalb weil es h ufig nicht nur um sachliche Fragen zum besseren Verst ndnis geht sondern auch erkannt werden muss inwiefern Widerst nde existieren oder negative Teammeinungen Stimmungen vorhanden sind Das Kick off Meeting muss eine perfekte Stabs ber gabe von dem einem motivierten Team zum n chsten sein W hrend des Meetings werden die noch offenen Fragen beantwortet und Modifikationen des neuen Prozess Auftrags festgehalten Es ist damit auch nahe liegend dass im Anschluss an dieses Meeting der Inhalt des neuen Prozess Auftrags die Anforderungsliste entsprechend erg nzt und korrigiert wird Die Meetings werden professionell vorbereitet Siehe Sektion Organisation und Moderation Eine personelle Verflechtung der Teams in den verschiedenen Fol geprozessen ist dringend zu empfehlen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 3 Kommunikationskonzept Ein willk rlicher Aspekt jedes Projektes ist ein definiertes Kommunika tionskonzept siehe auch Sektion in Organisation Schon fr h wird festgelegt e wer die Empf nger der Kommunikation sind e wie f r sie kommuniziert wird e wann f r sie kom
155. evante L sungseigen schaften gezielt durch den Vorgriff auf sp tere Entwicklungsprozesse zu ermitteln und die Gesamtl sungen insgesamt auf einen ann hernd gleichen f r die Beurteilung ausreichenden Informationsstand zu bringen Ziel der Konkretisierung ist es die Ermittlung weiterer L sungsei genschaften der Gesamtl sungen soweit zu treiben bis sie beurtei lungsf hig sind Bei mehreren Varianten sollte ein vergleichbares Konkretisierungsniveau angestrebt werden um eine gerechte Beur teilung durchf hren zu k nnen Wird z B eine prinzipielle L sung mit einem massst blichen Entwurf verglichen besteht die Tendenz den Entwurf wegen der vielen offensichtlichen Details zu kritisieren und die prinzipielle L sung sch nzureden E ETH IE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Zur Informationsbeschaffung wird versucht m glichst alle verf g baren Quellen auszusch pfen Beim Befragen und Recherchieren wird das Wissen von anderen genutzt Mit Gestaltungsstudien Berechnun gen Simulationen und Experimenten an Modellen konkretisiert der Entwickler selbst die L sung und erarbeitet so neue und f r die nach folgende Beurteilung wichtige Produkteigenschaften 6 2 Methoden zur Konkretisierung Nachfolgend werden unterschiedliche Methoden zur Konkretisierung von L sungen vorgestellt In jedem Fall sind dabei der zu erreiche
156. ezeit e weniger Einstellarbeit Nachteile der Bauteilvereinigung e Umkehrung der Vorteile e komplexere Teile meist werden Werkzeug Formen und Modelle ben tigt e l ngere Entwicklungszeit aufw ndigere Testphasen e bei grossen Maschinen Transport teilweise verunm glicht e h heres Entwicklungsrisiko e aufw ndigeres nderungswesen e schwierige Bauteil bzw Materialtrennung bei der Entsorgung Die Bauteilvereinigung eignet sich eher f r Serienprodukte mit gen gend zur Verf gung stehender Entwicklungszeit Leider werden Kostenanalysen f r oder gegen eine Bauteilvereini gung nur selten ber den gesamten Lebenszyklus eines Bauteiles M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess durchgef hrt Die Betrachtungsweise muss alle anfallenden Kosten z B f r Zeichnungserstellung Zeichnungsverwaltung Bestellwesen Rechnungswesen Lagerhaltung nderungswesen Entsorgung usw umfassen Die vollst ndige Kostenrechnung ber den Produkt Lebens Zyklus umfassend erstellt ergibt vielfach einen Vorteil f r die Reduk tion der Teilezahl auch wenn die Erstbeschaffungskosten im Moment ein gegenteiliges Bild zeigen Beispielsweise haben Untersuchungen eines Motorenherstellers gezeigt dass die Gemeinkosten eines Teils ohne die eigentlichen Beschaffungskosten ber seine gesamte Lebensdauer mehr als 3500 EUR betragen Sogar die soge
157. f gung stehende CAD Zeichnungsdateien der entspre chenden Komponenten f r die eigene Zeichnungserstellung und Dokumentation Address http fec brw ch servlet brw KLASSE DM amp AKTION SENDPAGEBPAGE BESTELLWESEN Go Links Br tsch R egger AG 23 8 2002 16 52 Postfach Ae HELPF D04 8010 Z rich Tel 41 0 1 736 63 63 we Rn 7669300 Technische Artikel Informationen RUEGGER PARTNER OF DO l 03150 Kugelf hrungsbolzen ohne Kopf Eingang ToolShop iil Artikel Nr Stichwortsuche EA m Ea Warenkorb anzeigen NON Katalog bestellen Aktionen 12 x 80 a Messtechnik 12 x 100 E a Fertigungstechnik 2072 Montagetechnik 12 x 125 EA Normiteile EA F hrungen 18 x 80 5 2 F hrungen E Ei Lochstempel mal H A Schrauben Zubeh r 18 x 120 E Diverse Maschinenbauteil 18 x 125 E A gt Federdruckst cke 4 gt Druckfedern 18 x 140 g B chsen 18 x 160 KR Online Passwort beantragen 2 BE Anmelden 18 x 180 W Br tsch R egger Homepage 18 x 200 24 x 100 6 24 x 140 24 x 160 Bild BO25konZ Gleitlager Angebot Br tsch Ruegger http www b r ch M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Address newtron Kontakt http www newtron net mp componet CompoNET new trading online anzeige R ckruf Login Kennwort Marktplatzkonzept Indus
158. f Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess s tzlich sind jedoch auch bei kleineren Projekten eine Projektplanung durchzuf hren Was ist Planung Planung ist die gedankliche Vorbereitung des zuk nftigen Handelns um dieses sinnvoll zielorientiert wirtschaftlich und effektiv zu gestalten Ziel der Planung ist das effiziente und effek tive Handeln Ziele setzen Haani Planen a sieren lieren F hren Bild B028konZ Projektplanung allgemein Die wichtigsten Ergebnisse der Projektplanung sind e Projektstrukturplan e Ablaufplan z B Netzplan e Terminplan e Kostenplan e Organisationsplan e Kapazit tsplan e Risikoplan e USW Die Planung des Projekts findet intensiv vor Projektbeginn statt muss aber w hrend der Projektlaufzeit immer wieder berpr ft werden In begr ndeten F llen kann es auch notwendig werden die urspr ngliche Planung zu ver ndern bzw den neuen Gegebenheiten anzupassen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 2 1 Projektstrukturplan Der Projektstrukturplan PSP strukturiert das Projekt e objektorientiert OPSP am Beispiel Fahrrad in e Rahmen e Antrieb e Lenker e phasenorientiert PPSP am Beispiel Fahrrad in e Konzept Prozess e Entwurfs Prozess e gemischt orientiert am Beispiel Fahrrad in e Rahmen Konzept Prozess Entwurfs Prozess e Antrieb Konzept Prozess E
159. fen und viele L sungsans tze unrealistisch oder schon bekannt sind Der Erfolg liegt schon vor wenn mit neuen Anre gungen neue Wege ge ffnet werden 4 2 2 Brainwriting Bei Brainstorming Sessionen kann vor allem bei anspruchsvollen Auf gaben bei den Teilnehmern das Bed rfnis nach Zur ckgezogenheit und Ruhe auftreten um ber eine m gliche L sung vertieft nachzu denken Diesem Bed rfnis nach Konzentrationsm glichkeit wird bei der Brainwriting Methode entsprochen 1 Individuell dies kann auch rtlich und zeitlich getrennt erfol gen erarbeiten die Teilnehmenden eine beschr nkte L sungs menge 2 Diese L sungsvorschl ge werden im Kreis zum n chsten Mit glied gereicht das die Ideen des Vorg ngers bernimmt modi fiziert erg nzt und daraus seinerseits neue L sungswege assoziiert 3 Dieses zyklische Arbeiten Erg nzen Erneuern und Vervollst n digen wird so h ufig wie notwendig bevorzugt 3x wiederholt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Eine konzeptionelle identisch aufgebaute Methode welche jedoch wieder das Stressmoment bewusst einsetzt ist die 6 3 5 Methode e 6 Teammitglieder erarbeiten je e 3 L sungsvorschl ge und reichen diese e nach jeweils 5 Minuten zum n chsten Mitglied weiter Dieser Vorgang dauert so lange bis jedes Mitglied Stellung zu jedem L sungsvorschlag genommen hat Die Za
160. frage 1 Wie unterscheiden sich das intuitive und das diskursive Vorgehen Geben Sie jeweils zwei Beispiele aus dem privaten Umfeld f r die bei den Vorgehensweisen an Verst ndnisfrage 2 Sie haben den vereinfachten Konzeptprozess der Konstruktions methodik kennen gelernt Vergleichen Sie den theoretisch idealen mit einem realen Konzeptprozes indem Sie drei wesentliche Unterschiede anf hren Verst ndnisfrage 3 Sie haben den Begriff des Produktmodells kennen gelernt Stufen Sie den Abstraktionsgrad der folgenden Produktmodelle ein hoch mittel gering Effektmodell e Funktionsmodell e Wirkprinzipmodell E ETH HE ZZ Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Verst ndnisfrage 4 Aus welchem Grund eignet sich bei der Probleml sung die Verwen dung dieser Produktmodelle Verst ndnisfrage 5 Was versteht man unter dem Begriff fr he Phasen Aus welchen Gr nden sollten die fr hen Phasen intensiv bearbeitet werden Verst ndnisfrage 6 Erl utern Sie den Unterschied zwischen Funktion und Verhalten Erl utern Sie diesen Unterschied anhand einer Fahrrad Bremsanlage Hand Bremshebel Bowdenzug Bremse indem Sie einmal die Funk tion und einmal das Verhalten beschreiben Verst ndnisfrage 7 Warum ist das Arbeiten mit Funktionen oft hilfreich Nennen Sie min destens drei Vorteile Verst ndnisfrage 8 Nenne
161. frage 5 W hrend einer Schwachstellenanalyse erkennt man die Gefahr dass ein Kugellager wegen Erw rmung versagt Eine Massnahme besteht darin ein gr sseres Lager herzustellen Wie lautet Ihre kritische Bemerkung zu diesem Entscheid M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Verst ndnisfrage 6 Eine Welle Nabe Verbindung wurde mittels Passfeder gestaltet Passfeder Kleben Bild B999entZ Eine Welle Nabe Verbindung mit Passfeder Der Entwurf wird auf Schwachstellen und Versagenspotentiale unter sucht die Analyse ergibt dass diese Verbindung wegen der Belastung der Passfeder kritisch ist Eine vorgeschlagene Massnahme ist Welle und Nabe auf der Umfangsfl che der Welle zus tzlich zu kleben Was halten Sie davon N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Verst ndnisfrage 7 ROA Auffangwanne f r Kaffee Bild B916entZ Kaffeemaschine mit Auffangwanne Eine neue Kaffeemaschine soll entwickelt werden Das Konzept sieht vor dass unter der Tasse eine Auffangwanne f r Wasser und Kaffee br he entwickelt werden soll Die Anforderungsliste legt fest dass der F llstand dieser Wanne sicher berwacht und dem Benutzer sichtbar gemacht werden soll Die gestalterische L sung daf r ist noch frei Suchen Sie eine
162. ften Eigenschaften Eigenschaften Werkst cke Mechanische Energie Mechanische Signale Bandmaterial Kr fte Momente elektrische Signale Sch ttgut Bewegung thermische Signale usw Fliessgut hydraulische Energie Beschriftungen Fl ssigkeiten pneumatische Energie Anzeigen Gase thermische Energie digitale analoge Signale USW elektr Energie USW usw Tabelle T007konD Allgemeine Gr ssen mit Beispielen Die Allgemeinen Operationen sind entsprechend dem Zusammenhang zwischen Ein und Ausgangsgr ssen normiert Sie werden hier aus Gr nden der Einheitlichkeit als Black Boxes dargestellt und nicht als eigene Symbole wie von Roth Roth 1994 1 vorgeschlagen s A Wandeln Speichern E A i Zeit nderung Andern der E A s Art N A Leiten En v A Verkn pfen Orts nderung e u mit gleichen 2 oder verschie Umformen denen Gr ssen E A ndern der E Ai nderung der v Erscheinungs v Anzahl form Bild B818konD Allgemeine Operationen allgemeine Funktionen und Symbole E Eingang A Ausgang Mit allgemeinen Funktionen lassen sich praktisch alle technischen Pro dukte beschreiben in denen ein Stoff Energie bzw Signalfluss statt findet Ist dies nicht der Fall z B bei statisch beanspruchten Produkten wie bei einem Stuhl einem Gestell oder einem Tr ger ist diese Funktionsbeschreibung wenig hilfreich und sollte nicht einge setzt werden E ETH e Eidgen ssische Technische Hochs
163. funktionen TG TH Bild B845konD Die Wirkung von Reduktionsstrategien Es hat sich bew hrt Reduktionsstrategien in der nachfolgend genann ten Reihenfolge anzuwenden e Strategie 1 Teilfunktionen nach Wichtigkeit ordnen e Strategie 2 Weniger wichtige oder l sungsbestimmende Teil funktionen f r die erste Kombination zur ckstellen e Strategie 3 Weniger geeignete Teill sungen f r die erste Kom bination zur ckstellen e Strategie 4 Einzelne Teill sungen zu Teill sungsklassen zusam menfassen Mit den zur ckgestellten Teilfunktionen und Teill sungen k nnen in einem sp teren Schritt die aussichtsreichen Konzeptvarianten angerei chert werden e Vorteile 112 ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Der Morphologische Kasten kann erheblich reduziert und die Anzahl an Konzeptvarianten drastisch eingeschr nkt werden e Man erkennt in einem reduzierten Morphologischen Kasten wesentlich besser die aussichtsreichen Konzeptvarianten so genannte Stellvertreterl sungen e Nachteile e Werden Teill sungen zur ckgestellt fallen damit ganze L sungszweige aus dem Variantenbaum weg Ein Zur ck stellen muss daher gut berlegt werden und erfordert oft eine Vorausschau auf sp tere L sungseigenschaften 5 4 2 Vertr glichkeitsmatrix Definition Eine Vertr glichkeitsmatrix ist ein spezielles Ordnungs schema f r d
164. ge einfach bersichtlich und an das Verst ndnis des Bedieners bzw der Bedienerin angepasst sind Alles was dar ber hinaus geht erschwert die Bedienbarkeit und das Verst ndnis e Gelangen wir an das Ende des Produkt Lebenszyklus Auch f r die abschliessende Demontage die Entsorgung und das Recyc ling muss auf Einfachheit und damit niedrige Kosten geachtet werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Ausgangslage Einfachere L sung IN AS IH a ri i i NN N N N N A N x Schraube Rahmen a an me YES ARN N N S Tabelle T004entZ Unterschiedliche Beispiele von Vereinfachungen in der Gestaltung Oben Schwenkverbindung aus einfacher Blechkonstruktion Mitte Klingel f r Kinder telefon mit einfachem Lagerungs und Federmechanismus Unten einfacher Nieder halte Mechanismus durch ein Kunststoffteil 3 7 1 3 Sichere Konstruktion Der Aspekt der Sicherheit ist vielschichtig und usserst komplex aber auch von h chster Wichtigkeit Das Thema logisch zu gliedern und in die entsprechenden Kapitel abgegrenzt zu verteilen ist schwierig Der Aspekt der Sicherheit begleitet die Entwickler w hrend dem ganzen Prozess Um es vorweg zu nehmen Sitzungen zum Thema der Sicherheit gestalten sich h ufig endlos Der Grund dazu ist einfach es
165. gen Wenn ja wo sind sie dokumentiert e Waren die damaligen Randbedingungen vergleichbar e Kann ich die Resultate bertragen Das gezielte Suchen nach entscheidungsrelevanten L sungs eigenschaften kann insbesondere bei schwierigen Aufgaben durch eine Schwachstellenanalyse unterst tzt werden Dazu ist es hilfreich systematisch vorzugehen die funktionalen Zusammenh nge zu analy sieren die Wirkprinzipien zu betrachten ihre Wechselwirkungen untereinander und mit der Produktumgebung vorauszusehen und m gliche Realisierungen Eigenfertigung Zulieferkomponenten zu berdenken 6 2 2 Konkretisierung durch Befragen Die mit Abstand wichtigste Informationsquelle in der Produktentwick lung sind Kollegen Bild B124gekD Erfahrungen von anderen nutzen Etwa 70 der handlungsrelevanten Information Frankenberger 1997 1 wird ber diesen Informationsweg gewonnen F r die Fr herkennung von Produkteigenschaften sollten Konsulta tionen m glichst intensiv genutzt werden da sie meist wenig Auf wand erfordern und eine besonders hohe Erfolgsquote aufweisen Befragungen k nnen sich in einem weiten Spektrum abspielen e Diskussion mit Kollegen ber L sungsaspekte anhand von Skiz zen Zeichnungen oder Modellen e Konstruktionskritik in Entwicklergruppen e Konstruktionsberatung durch Mitarbeiter anderer Abteilungen z B der Arbeitsvorbereitung E ETH 121 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Insti
166. gen oder erste L sungsideen anhand von Eigenschaften bzw Eigen schaftskombinationen beschrieben werden Variiert man diese Eigenschaften gezielt und kombiniert sie zu neuen Eigenschaftskom binationen kann man daraus neue Varianten ableiten und so zu neuen L sungen f r die Teilfunktionen kommen Die systematische Variation ist eine ausserordentlich m chtige Methode zum Generieren neuer Varianten da sie auf alle Produktmo delle angewandt werden kann Funktionelle physikalische wirkprinzi pielle und gestalterische Varianten lassen sich damit systematisch erarbeiten Ein Variantenfeld umfasst sowohl bekannte L sungen enth lt aber in der Regel so genannte weisse Felder die durch ihre Eigenschaftskombination unbekannte Varianten repr sentieren und oft auf innovative L sungen hinf hren Die gebr uchlichen Darstellun gen von Variantenfeldern vermitteln einen anschaulichen berblick und erleichtern die Auswahl geeigneter Varianten f r die nachfol gende Kombination 4 3 1 Eigenschaft Merkmal und Auspr gung Ein zentraler Begriff bei der systematischen Variation ist der Eigen schaftsbegriff Birkhofer 1980 1 Fine Eigenschaft setzt sich zusammen aus einem Merkmal und einer Auspr gung Wert aus einer merkmalspezifischen Wertemenge Eine konkrete Eigenschaft wird dadurch gebildet dass dem ent sprechenden Merkmal eine Auspr gung zugeordnet wird Jedes Merkmal hat eine Wertemenge Es gilt Eigenschaft Merkmal Auspr
167. gewisse Regeln oder deren Verletzung durch Meta Karten zu unterst tzen bzw zu verhindern wie z B Flip out Hinweis auf Entfernung aus der Gruppe selber f r Wiederintegration verantwortlich T Time out Wir arbeiten nicht optimal wir m ssen unsere Arbeitsweise berdenken und neu strukturieren P Pause Eine Pause ist gef llig Meta Bla Wir sind am Plaudern und nicht am Arbeiten Wir sollten uns wieder auf das Thema konzentrieren mir beliebt Ich erhalte von allen diesen Freiraum Die Kollegen und Kolleginnen danken mir am Schluss Time Limit Die vereinbarte Zeit ist abgelaufen In sp testens einer Minute abbrechen Motz Karte Im Folgenden darf ich sagen und tun was Bild BO10modZ Sammlung von Meta Karten Diese Karten liegen griffbereit vor und jede Person kann sie nach Bedarf durch Aufzeigen aktivieren Wenn z B ein Mitglied zu lange redet kann ihn ein anderes mit der Time Limit Karte darauf auf merksam machen Eine solche Kritikaus bung br skiert wesentlich weniger weil sie vorher als Regel abgesprochen wurde als eine aus gesprochene Kritik Einpunkt Abfrage Eine Teilmethode welche hier aber auch an anderen Abschnit ten eingesetzt werden kann ist die 1 Punkt Abfrage Jede anwesende Person klebt einen Bewertungspunkt in die vorbe reitete Beurteilungsmatrix oder Beurteilungslinie M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product
168. gr sse und die Operation Art der Ver nderung angegeben wird z B Energie leiten E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Eingangsgr en Ausgangsgr en Eein Gr e n Operation en Eaus Sein aus Stein Substantiv Verb Infinitiv Staus Bild B807konD Funktionsdarstellung im Black Box Modell E Energie S Signal St Stoff Beispiel Produkt 7 Ein Ausgangsgr en Eingangsgr e E Elektrische Energie Ausgangsgr en E Mech Energie rot mech rot E medh rot Eel Energie Emech rot Elektrische Energie in wandeln rot mech Energie wandeln Black Box Darstellung Verbale Beschreibung Bild B808konD Funktion eines Elektromotors in Black Box Darstellung Quelle www sew eurodrive de Eine systemtechnisch begr ndete Funktion ist demnach eine l sungs neutrale Beschreibung des gewollten Zusammenhangs zwischen Ein und Ausgangsgr ssen im Black Box Modell durch Angabe der Gr sse n und Operation en evtl erg nzt durch pr zisierende Attri bute oder Adjektive Die Operationen werden dabei durch Substantiv und Verb Infinitiv beschrieben M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Mit systemtechnisch begr ndeten Funktionen lassen sich viele Pro dukte einheitlich beschreib
169. gte FMEA Studien als Entlastung fehlende Studien hingegen k nnen belasten e DFMA Design for Manufacturing and Assembling In den 80er Jahren erarbeiteten die amerikanischen Forscher Boothroyd und Dewhurst die Grundlage dieser Methode Teil methoden sind entsprechend der Bedeutung der Buchstaben unter DFM und DFA bekannt Das prim re Ziel der Methode ist die Reduktion der Teilezahl des Produktes Bauteilvereinigung trennung Jede Bauteilre duktion ndert auch die Randbedingungen f r die Herstellung der Teile und die sp tere Montage Die Methode DFMA behandelt das Beziehungsfeld zwischen Teileanzahl Montage und Fertigungsaufwand M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Teileanzahl Montageaufwand Fertigungsaufwand Bild B062gesZ Beeinflussung des Montage und Fertigungsaufwandes durch die Anzahl der Teile Methodisch setzen wir uns in der DFMA immer mit den folgen der Fragen auseinander e M ssen sich zwei miteinander in Verbindung stehende Bau teile relativ zueinander bewegen und ist die Bewegung nicht durch ein elastisches Material m glich e M ssen zwei miteinander in Verbindung stehende Teile aus unterschiedlichen Materialien bestehen e Muss ein Teil l sbar sein damit die Zug nglichkeit zu ande ren Teilen f r Montage oder Demontage erhalten bleibt H Falls eine der Fragen mit einem eindeutigen Ja
170. gy Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 10 Zusammenfassung Der Entwurfsprozess liegt zwischen Konzeptprozess und Dokumenta tionsprozess Ein Grossteil der Eigenschaften des Produkts und der Modelle wird im Entwurfsprozess gestaltet und festgelegt Strategien der Vorgehensweise dienen dazu diesen komplexen interaktiven Pro zess qualitativ und effizient durchzuf hren Modulgliederung Bauraumaufteilung und Konkretisierungsstrate gien helfen dabei Im weiteren bestehen viele Regeln und Richtlinien f r das Konstruieren so dass einfache eindeutige und sichere Pro dukte entstehen Ein wichtiger Aspekt besteht in der Beherrschung und Optimierung der Kr fte innerhalb einer Konstruktion Verschie dene Methoden z B auch Managementwerkzeuge wie das Projekt management sichern die Einhaltung der Qualit t im Bezug auf Funktionalit t Kosten und Zeit Verst ndnisfrage 1 Wo ordnet sich der Entwurfsprozess in den Entwicklungsprozess ein Womit startet der Entwurfsprozess welches sind die Ziele und wie sieht der Output aus Verst ndnisfrage 2 Welches sind die wichtigsten Strategien beim Entwerfen Z hlen Sie diese auf und erl utern Sie eine davon genauer Verst ndnisfrage 3 Zeigen Sie die einzelnen Module eines PC s auf und nennen Sie Gr nde wieso dies in diesem konkreten Fall sinnvoll ist Verst ndnisfrage 4 Welche Gr nde gibt es daf r dass St hle trotz Unbestimmtheit meis tens 4 Beine haben Verst ndnis
171. he Darstellung des Entwurfsprozesses M1 M3 Modul Hauptfunktionstr ger TE ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 2 4 Output des Entwurfsprozesses In der Sektion Produkt Innovations Prozess wurde gezeigt dass der Entwicklungsprozess auch mittels Repr sentationsebenen dargestellt werden kann W hrend wir uns im Konzeptprozess noch auf den Ebe nen Anforderungsliste Prinzipskizze Designstudien etc befinden wird die Konkretisierung im Entwurfsprozess weiter erh ht Am Ende des Entwurfsprozesses haben wir die folgenden Repr sentationen in unterschiedlicher Detaillierungstiefe erreicht e Massst blicher Gesamtentwurf des Produktes und der Module e Produktstruktur inkl vorl ufiger St ckliste e Grob und teilweise Feingestaltungen der Baugruppen und teile mit e Materialwahl e Fertigungsverfahren e Dimensionierungsunterlagen e Lieferanteninformation e Prototypen digital oder real e Vorl ufige Montageanleitung e Kostenkalkulationen strukturiert e Verfeinerte Terminplanung 2 5 CAD im Entwurfsprozess Eine immer wieder offene Frage ist der optimale Einsatz des CAD im Entwurfsprozess Ab wann bzw ab welcher Konkretisierungsstufe lohnt es sich die Gestaltung in CAD durchzuf hren oder aber weiter hin von Hand zu skizzieren Einmal mehr gibt es auch hier keine ein deutige Antwort Klar ist nur dass der Wech
172. heidung Variante ist geeignet ungeeignet Ist eine Entscheidung nicht m glich wird eine Informationsbeschaffung eingeleitet Durch Ausw hlen k nnen aus einer grossen Anzahl von Varianten diejenigen relativ einfach schnell und nachvollziehbar herausgefiltert werden die aussichtsreich f r die weitere Konkretisierung sind Ausw hlen kann nach jedem Arbeitsschritt im Entwicklungspro zess angewendet werden Es ist jedoch besonders f r den Konzept prozess geeignet wenn die erzeugte Variantenmenge noch unbrauchbare Varianten enth lt wie es z B nach einer Kreativit ts technik oder nach dem Erstellen eines vollst ndigen Variantenbaums auftreten kann 7 1 1 Auswahlliste Die Methode Auswahlliste wurde von Pahl Beitz 1993 1 entwik kelt Grundlage dieser Methode ist ein Formblatt mit organisatori schen Angaben sowie einem Vorschlag von Auswahlkriterien und werten Projekt Werte Entscheidung ja nein Informationsmangel Widerspr che weiterverfolgen scheidet aus Information beschaffen erneut beurtei Auswahlkriterien mit Aufgabe len Vertr glichkeit gegeben Forderungen der Anforderungsliste erf llt Grunds tzlich realisierbar Aufwand zul ssig Unmittelbare Sicherheitstechnik gegeben Im eigenen Bereich bevorzugt Bemerkungen Hinweise Begr ndungen a 5 v O Z 2 3 4 5 Bild B851konD Formblatt
173. hlen sind hier weniger von Bedeutung als die Arbeitsweise unter Zeitdruck 4 2 3 Galeriemethode Unabh ngig zu den oben erw hnten Methoden soll hier die Galerie methode als weiterer bew hrter Schritt vorgestellt werden Die bisher gefundenen L sungen z B durch Brainwriting werden bildhaft in Skizzen erstellt und gut bersichtlich an den W nden des Sitzungs zimmers aufgeh ngt Dadurch k nnen weitere Assoziationen gefunden teilweise erstes Sortieren und Werten siehe sp ter vorgenommen und so eine Selek tion oder Kombination durchgef hrt werden Diese Methode eignet sich sehr gut f r Fragen ber das Design die Zug nglichkeit und hnliches weil die bildhafte Darstellung die Vorstellung der Wirklichkeit am besten erm glicht 4 2 4 Synektik Erw hnenswert ist auch die Synektik in Erg nzung zu den erl uterten Methoden Die Aufgabenstellung wird weitgehend verfremdet um Analogien zu anderen Technologien Prinzipien und Wissenschaften zu spannen Die bekannteste Untergruppe der Synektik ist die Bionik Hier wird eine Analogie aus der Biologie f r den L sungsweg techni scher Probleme gesucht amp EN Ke Pr A Ae i 22 er er ee de de di Pe Bald X x b Alten Alten Alte gt Bild B115konZ Belastungsstabile Leichtbaustruktur in Form von Bienenwaben N ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product
174. hnungen z B zur Absch tzung bzw Ermittlung von Taktzeiten Leistungen Wirkungsgraden Geschwindigkei ten oder Durchs tzen e St rgr ssenabsch tzungen z B zur Ermittlung von Schwin gungen Erw rmungen Reibungseinfl ssen e Wirtschaftlichkeits und Rentabilit tsberechnungen z B zur Absch tzung von Herstellkosten Materialverbrauch Amortisa tion Deckungsbeitrag oder Gewinn Taktzeitdiagramm Prinzipielle L sung Zeitbedarf L sung 1 Zeit t in sc e Bild B130gekD Taktzeitabsch tzung f r ein Transfersystem f r Heisspr geteile t4 t gt Zustellzeit t3 Zeit f r R ckbewegung des Werkzeugs WZ t4 Zeit f r Vorschub der Werkst cke t Verfahrenszeit f r Heisspr gen Simulationen werden bevorzugt f r Kinematiksimulationen Simula tion von Bewegungsabl ufen f r Beanspruchungssimulationen FEM BEM f r Animationen und zur Visualisierung Virtual Reality Simulati onen eingesetzt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich 125 product Innov tion Konzept Prozess 6 2 6 Konkretisieren durch Experimentieren mit Modellen Definition Experimentieren ist das Durchf hren von Versuchen zur Verhaltensanalyse mit gegenst ndlichen Modellen Im Unterschied zur Simulation werden beim Experimentieren gegenst ndliche Modelle genutzt um durch Versuche das Verhalten des sp teren Produkts oder seiner Komponenten zu untersuchen und
175. hr gt gt Ausschreibung bis 18 09 02 Gericom bekr ftigt Prognose f r das Gesamtjahr 11 02 mehr gt gt gt optimiert f r Microsoft Internet Explorer 5 0 oder h her Handelsblatt com Bild B827konD Virtueller Marktplatz CompoNet Screenshot Internetseite der Firma Newtron Virtuelle Marktpl tze findet man z B bei folgenden Adressen www newtron de www wlw de www fiz technik de www cadenas ch M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 1 2 Virtuelle L sungen Produktmodelle recherchieren Virtuelle L sungen sind Produktmodelle wie physikalische Effekte Wirkprinzipien Prinzipielle L sungen Grobentw rfe massst bliche Entw rfe Technische Zeichnungen oder 2D bzw 3D CAD Modelle Recherche in Schutzrechten Definition Schutzrechte f r technische Erfindungen sind Patente und Gebrauchsmuster die sich durch Neuheit Erfindungsh he und gewerbliche Anwendbarkeit auszeichnen und formal angemeldet und eingetragen worden sind Technische L sungen werden in Patenten und Gebrauchsmustern schutzrechtlich dokumentiert Ihre Nutzung durch andere ist lizenz pflichtig Trotz der Absicherung gegen eine unberechtigte Nutzung kann eine Recherche in Patenten und Gebrauchsmustern wertvolle Informa tionen f r die Produktentwicklung liefern die folgendes erm glichen e Stand der Technik ermitteln
176. i 0 sicher 69 Richtlinien Funktionsvereinigung Integral Differentialba Kr fte Momente leiten Eindeutigkeit Kraftfluss Lastausgleich konstante Beanspruchung Selbsthilfe Bild B0O0O4entZ Beeinflussu N 4 belastungsgerecht ausdehungsgerecht korrosionsgerecht fertigungsgerecht montagegerecht normgerecht benutzungs ergonomie gerecht formgebungsgerecht instandhaltungsgerecht recyclinggerecht auftrennung uweise ng des Gestaltungsprozesses im berblick Den einzelnen Aspekten sind vertiefende Kapitel gewidmet C ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 3 Das Gestaltungsobjekt und seine Eigenschaften Ein zu gestaltendes Produkt besteht aus einer endlichen Anzahl von Objekten bzw Elementen Dabei kann es sich in einer ersten Gliede rungsstufe um Baugruppen Module und in einer weiteren um Bau teile handeln Das Bauteil selber besteht wiederum aus einer Menge von Teilobjekten wie z B Fl chen bzw Formelementen Formele mente Formfeatures sind Verb nde von Fl chen die meist eine genormte Kombination darstellen Beispielsweise beschreibt ein genormter Welleneinstich oder ein Gewindeloch ein Formfeature Gestaltungselemente des technischen Produkts p Technisches Einzel Teileverb nde Einzelteile Formelemente Einzelteil Produkt Module Ba
177. i Zugbeanspruchung RETTET ENTE EEEETEETEENT SS gt gt gt IE sc EEE TEEN EHEN E EEE a E NONE TIEREN TE HZ E LA Z LELLA VEA N FA A BE BEE L Die Kraftlinien konzentrieren sich in der Blechebene auf die Niete Senkrecht dazu existiert ebenfalls eine starke Umlenkung Antwort 11 Die Antriebswelle ist mit einer starren Kupplung mit der Eintrittswelle verbunden 1 Diese Welle besteht aus einer inneren Vollwelle und einer usseren Hohlwelle Diese beiden Wellen sind nur links am Ende miteinander verbunden 2 Die Hohlwelle ist beidseits in der N he des grossen Zahnrads gelagert 3 Das gr ssere Zahnrad 4 bertr gt das Torsionsmoment auf das kleinere Zahnrad 5 oben Beide sind schr g verzahnt Die obere Welle ist auch zweifach gelagert 6 und links geht das Torsionsmoment ber eine Konusverbindung 7 Der Fluss des Torsionsmoments vom Eintritt ber die innere Welle nach links und umgeleitet ber die ussere Hohlwelle auf das grosse Zahnrad zum kleinen Rad in die Abgangswelle ist im folgenden Bild dargestellt rote Pfeile M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess z AA ES g A GE HH ale RE B 7 DID NL DS x BT 1 IN Tl N NRSSLZZZZZZZELLTELLLLL ANZ I fn p In T jimsan i N Sa aak D ZZZIN K pre N 2 N
178. ich product Innov tion Entwurfsprozess erm glichen es ein reales Objekt in relativ kurzer Zeit einige Stunden bis einige Tage direkt vom CAD Modell ber die STL Modell Beschrei bung spezielles Export Datenformat herzustellen Die meisten dieser Verfahren basieren auf einem additiven Kon zept indem Material Schicht um Schicht aufgebaut wird Die Wahl des Materials meist Kunststoffe ist heute noch eingeschr nkt erwei tert sich aber laufend 5L5 Rapid Prototyping System STLFormat 3D CAD Datensatz eines Objektes Fertiges SLS Teil Beliebige Komplexit t variable Werkstoffe Bild B067gesZ Beispiel eines Fertigungsverfahrens des Rapid Prototyping Quelle FH St Gallen Die Verwendung dieser im RP Verfahren hergestellten Teile ist vielf l tig e Design Modell Formgebung Handlichkeit Farbe etc werden verifiziert e Funktions Modell Einzelne Funktionen des Produktes k nnen in einem fr hen Stadium getestet werden z B Schnappmecha nismus eines Geh uses e Prototypen Die einzelnen Teile teilweise durch RP Verfahren hergestellt werden montiert und das Gesamtprodukt wird gepr ft Solche Prototypen k nnen sogar schon bei ausgew hl ten Kunden Key Customer zum Einsatz kommen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 6 3 3 Schwachstellenanalyse Fehlerpotential ermitteln Zu
179. ich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Genauso wichtig wie die organisatorische ist die methodische Vorbe reitung Eine intensive methodische Vorbereitung kann am Meeting den Anschein erwecken dass die Problemstellung spielerisch und sozusagen automatisch in Richtung der L sung bergeht Um das zu erreichen berlegt sich der die Moderierende den Verlauf des Mee tings sehr genau wie z B e Gestaltung des Einstiegs e Vorstellung der Teilnehmer und Teilnehmerinnen falls notwen dig e Abstimmung des Gesamtzieles der Teilziele e Bearbeitung der Einzelthemen und Setzen der Priorit ten e Massnahmenplanung e Gestaltung des Abschlusses Drehbuch Empfehlenswert ist das konzeptionelle Vorbereiten der Pinw nde Ein erfahrener Moderator hat die Gliederung der W nde f r die verschie denen Phasen des Meetings im Kopf Methodisch falsch w re es die W nde schon gestalterisch vorzubereiten denn der Kern der Modera tion liegt im gemeinsamen Erarbeiten der Visualisierung erzielt eine viel h here Akzeptanz Damit ist eigentlich die schwierigste Aufgabe in der professionellen Moderation dargelegt Einerseits soll die Metho dik gut vorbereitet sein andererseits soll die Gruppendynamik genutzt werden Vielfach l uft die Gruppe in eine Richtung welche metho disch nicht geplant ist Hier gilt es als Moderator jederzeit die Situa tion zu erkennen w hrend der Sitzung voraus zu denken die vorbereitet
180. ichkeit Raumkomfort und fl che und geringes besserung von Sicher Fahrleistung Fahr innere Sicherheit Fahrzeuggewicht heit Komfort und und Bremsverhalten Abgasreinigung Bild B027konZ Zielkonflikte aus Anforderungen 2 2 Projekt Projektplanung Ein Projekt ist ein Vorhaben mit meist folgenden Eigenschaften e Einmalig e Komplex e Risikobehaftet e Klar definiert durch eine Anforderungjsliste e Klar terminiert durch ein Anfangs und ein Enddatum e Ausgestattet mit begrenzten finanziellen Ressourcen e Durchgef hrt von einer begrenzten Anzahl Personen meist aus unterschiedlichen Unternehmenseinheiten Die Dauer eines Projektes reicht von wenigen Wochen bis zu mehre ren Jahren die Anzahl der Beteiligten von eins bis zu mehreren hun dert das Budget von wenigen Tausend bis hin zu mehreren Millionen Der Erfolg eines Projektes l sst sich am Magischen Dreieck mes sen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Qualit t Ergebnis Q Produktivit t Kapazit t Das magische Dreieck R T Kosten Aufwand Termin Dauer Bild B012pdpM Das Magische Dreieck Die drei Ecken Qualit t Ressourcen und Termine sind prinzipiell mit einander konkurrierende Aspekte des Projekts Zu Beginn eines Pro jektes m ssen sie aufeinander abgestimmt w hrend der Laufzeit des Projektes im Sinne des Controll
181. ichteten gew Nutzwertberechnung am Beispiel Bewertung von PKWs Rangfolge 144 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 7 2 3 Darstellung als Werteprofil Werden nur zwei Varianten verglichen kann die Darstellung als Wer teprofil sinnvoll sein Teil und Gesamtwerte werden darin gewichtet oder ungewichtet grafisch visualisiert Variante 1 Variante 2 Bild B854konD Werteprofile f r 2 L sungen Balkenl nge Punktwert Balkenbreite Mass f r Gewichtung Fl cheninhalt Gesamtwert der L sungsvariante M ETH 145 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 7 2 4 Darstellung im St rke Diagramm Die VDI Richtlinie 2225 VDI 2225 1977 1 schl gt die getrennte Ermittelung des Nutzwertes aus Kundensicht technische Wertigkeit und Unternehmenssicht wirtschaftliche Wertigkeit vor Zum Ermitteln der technischen Wertigkeit Wt werden Kriterien ver wendet die den Kundennutzen betreffen Kundenwertigkeit Zum Ermitteln der wirtschaftlichen Wertigkeit Ww werden die Kri terien verwendet die den Aufwand des Herstellers betreffen Herstel ler Wertigkeit Das Ergebnis der beiden Nutzwertberechnungen wird im so genannten St rke Diagramm visualisiert NEBEN I Bee w sind Unter schiedliche
182. ie am besten geeignete Ger t bestimmen zu k nnen Stellen Sie mindestens 5 Bewertungskriterien auf und legen Sie die zugeh rigen Wertebereiche fest 156 ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Wertebereich Bewertungskriterium Sehr gut Gerade noch tragbar Tabelle T037konZ Verst ndnisfrage 27 Da der neue Computer eine gr ssere Investition f r Sie bedeutet stre ben Sie ein m glichst objektives Urteil der verschiedenen Ger te an Sie wollen die Kriterien gewichten F hren Sie dies durch Sie haben verschiedene Allgemeine Wertskalen f r eine Punkt bewertung kennen gelernt Welche Allgemeine Wertskala w hlen Sie f r die Bewertung der Computer aus und warum F hren Sie dies durch Ihnen liegen noch zwei interessante Angebote vor e Angebot 1 Monitor 16 2 8 kg CHF 2900 30 HD W LAN integriert M integriert e Angebot 2 Monitor 15 2 2 kg CHF 2300 30 HD W LAN extern M integriert Welchen w hlen Sie Antwort 1 Intuitives Vorgehen l st eine Problemstellung als Gesamtes durch mul tiples und unbewusstes Denken Beispiel Geschenk f r Geburtstag ausdenken Diskursives Vorgehen strukturiert das Gesamtproblem in Einzel schritte vielfach methodisch unterst tzt Beispiel Planung eines Umzuges Antwort 2 Im idealen Prozess sind die Teilprozesse sequenziell geordnet Im rea len Fall existiere
183. iert konkretisiert und dokumentiert N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Input Output Anforderungen Massst bliche Entw rfe Prinzip Skizze Produktstruktur Module Machbarkeitsstudien Entwurfsprozess St cklisten Designstudien Baugruppen und Eigen Kostenziele schaften der Bauteile wie Terminplanung Leistungswerte Formge bung Material Fertigungs verfahren Schnittstellen Kostenstruktur Terminierung Bild B104entZ bersicht des Entwurfsprozesses mit Input und Outputdokumenten Entwurfsprozess Anforderungen St ckliste Herstellverfahren Material Durchfluss x L min Lieferant der Bauteile Druck y bar Herstellkostenziel der Bau Herstellkosten z CHF gruppe und teile St ckzahl w St ck Jahr Berechnungen Designstudie Prototyp Projektpl ne Bild B101entZ Entwurf am Beispiel eines Eckventils 2 2 Gestaltungsprozess im Entwurfsprozess Der Entwurfsprozess umfasst sowohl die eigentlichen gestaltenden Prozesse wie z B das Festlegen der Eigenschaften als auch die organi satorischen Aspekte und den Einsatz geeigneter Engineering Werk zeuge Der Gestaltungsprozess ist somit ein Unterprozess des Entwurfsprozesses M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Entwurfsprozes
184. ile e Die Formulierung ist jedermann e Die Anzahl m glicher gel ufig Formulierungen ist sehr gross e Sie kann leicht an die jeweilige e Es k nnen Definitions und Aufgabe und Branche angepasst Kommunikationsprobleme werden auftreten z B beim Unterscheiden e Sie ist sofort ohne Lernaufwand zwischen Begriffen wie Drehen anwendbar Schwenken Rotieren e Sie erleichtert insbesondere Neigen Kippen Anf ngern den Umgang mit e Der Aufbau von Verfahrens und funktionalen Beschreibungen L sungssammlungen f r konkrete e Sie ist zum Beschreiben von Funktionen ist nur sehr begrenzt statischen Aufgaben sehr hilfreich realisierbar Tabelle T0O5konZ Vor und Nachteile von nicht normierten Funktionsbeschreibungen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 3 5 2 Normierte Funktionsbeschreibungen Die Nachteile waren f r einige Autoren der Entwicklungsmethodik VDI 2221 1993 1 VDI 2222 1996 1 Pahl Beitz 1993 1 Roth 1994 1 der Anlass normierte Funktionsbeschreibungen vorzuschla gen mit denen ein Grossteil der Funktionen technischer Produkte auf einem einheitlichen Standard beschrieben werden kann Definition Normierte Beschreibungen von Funktionen basieren auf der Systemtechnik und verwenden standardisierte Gr ssen und Ope rationen zum Beschreiben von Gr ssentransformationen fl
185. ilen Teil werte bilden Die Eigenschaften jeder L sung werden mit der speziellen Werteskala in normierte Teilwerte transformiert e Gesamtwert bilden Die normierten Teilwerte werden f r jede L sung zu einem Gesamtwert addiert wobei ungewichtete und gewichtete Teilwerte eingesetzt werden k nnen Bevor zugt sollen daraus Wertigkeiten ermittelt werden die dem Grad der Ann herung einer L sung an eine Ideall sung ent sprechen 1 Zielvorstellungen aufstellen und Bewertungskriterien ableiten Die Zielvorstellungen beschreiben die Solleigenschaften einer fiktiven Ideall sung Sie werden aus den Anforderungen ermittelt oder aus L sungseigenschaften die im Verlauf der Produktentwicklung erkenn bar werden Beim Aufstellen von Zielvorstellungen ist anzustreben e Eine weitgehende Vollst ndigkeit der Ziele ganzheitliche Bewertung M ETH 137 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Eine weitgehende Unabh ngigkeit der einzelnen Ziele nicht das gleiche Ziel in unterschiedlichen Formulierungen mehrfach beschreiben e Ziele auf derselben Zielhierarchie beschreiben nicht bergeord nete Gesamtziele auf derselben Ebene wie ein Teilziel auff h ren Aus den Zielvorstellungen die Eigenschaftscharakter haben lassen sich dann die Bewertungskriterien ableiten Den Bewertungskriterien werden sinnvolle Wertebereiche zugeordnet Sinnvoll sind
186. ilweise sind Teilbereiche schon festgelegt oder bekannt und es ist effizient von dort auszugehen und im Umkreis des Bekannten fortzufahren e Von innen nach aussen Vielfach nehmen die gegenseitigen Abh ngigkeiten auch von innen nach aussen ab sodass sich die Strategie bew hrt innen zu starten und nach aussen fortzufahren e Von grob zu fein bzw von abstrakt zu konkret Die Konkretisierungen eines Bereiches werden immer nur soweit wie sinnvoll und notwendig betrieben Es lohnt sich nicht einen Bereich schon als Feinentwurf mit allen Details zu gestalten wenn unklare Abh ngigkeiten im Umfeld noch starke Modifikationen an den Objekten bewirken k nnen von Hauptfunktion zu Unterfunktion von Bekanntem zu Unbekanntem grob abstrakt fein konkret von Innen nach Aussen Modulgliederung Bauraumaufteilung von Abh ngigkeit zu Unabh ngigkeit Bild B906entZ Effiziente Strategien in der Gestaltung M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Beispiel Von einer Welle wird in einem ersten Schritt der Durchmesser grob dimensioniert die Lagerung bestimmt und erst in einem sp te ren Zeitpunkt die Feingestaltung der Welle z B die gestalterische Bestimmung der axialen Sicherung der Welle durchgef hrt grob abstrakt fein konkret FAG 6001 Welle 12 Rillenkugellager 12x22x12
187. immer eine Beurteilung erforderlich Der Aufwand eines vollst ndigen L sungsfeldes lohnt sich besonders bei Innovationsvorhaben mit besonderer Tragweite f r das Unterneh men und bei Schutzrechtsanmeldungen um alle M glichkeiten das Patent zu umgehen von vornherein auszuschliessen e ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 5 Eigenschaften systematisch kombinieren alternierende Kombination und Auswahl von Eigenschaften Wenn eine vollst ndige systematische Kombination nicht m glich ist oder nicht zweckm ssig erscheint kann eine alternierende Kombina tion und Auswahl Birkhofer 1980 1 durchgef hrt werden Definition Eine alternierende Kombination und Auswahl integriert Auswahlschritte in das Generierungsverfahren indem nach jedem Kombinationsschritt sofort die erzeugte Kombination beurteilt wird Bei der alternierenden Kombination und Auswahl von Eigenschaf ten wird der Variantenbaum erstellt wobei nach jeder weiteren Zuordnung von Eigenschaften sofort ein Auswahlverfahren durchge f hrt wird Wert Merkmal A Wert Ai wegen Informations Merkmal B Wert B2 Wert B3 mangel zun chst zu A AJ r ckstellen Merkmal C Wert C1 Wert C2 nicht weiter verfolgen ungeeignete Kombination Bild B839konD Alternierende Kombination und Auswahl Die alternierende Kombination ist sehr effizient da beim Ausw hlen
188. in der Gruppe erarbeitet werden sollen darlegen Falls es sich um Problemstellungen handelt welche weit in die Zukunft reichen m ssen die Teilnehmer geistig von der Gegenwart weg bewegt werden 3 Sammeln Gemeinsam Informationen Ideen zur Problemstellung sammeln 4 Strukturieren Die Ideen werden gemeinsam strukturiert und geordnet Die Ordnung dient dazu Teilthemen zur weiteren Ausarbeitung zu kristallisieren 5 Bewerten Die Teilthemen oder Einzelbeitr ge werden gemeinsam bewertet Damit werden Priorit ten f r die weitere Bearbeitung gesetzt 6 Bearbeiten Die favorisierten Teilthemen werden meist in Gruppenarbeit vertieft bearbeitet 7 Pr sentieren Die Gruppenarbeiten werden pr sentiert und weiter vertieft Das Ziel liegt darin aus den einzelnen Pr sentationen die wesentlichen Punkte zu selektieren die Ideen zu konsolidieren und daraus einen Massnahmenplan zu erarbeiten 8 Massnahmen Parallel zu den einzelnen Schritten bzw gegen Ende des festlegen Workshops werden die Massnahmen T tigkeitenliste weiteres Vorgehen to do s festgelegt und grob geplant mit Termin und Verantwortlichkeit 9 Reflexion Analog dem Eintritt in die Moderation soll auch das Ende positiv Abschluss gestaltet werden Dazu k nnen Stimmungsbilder aufgefangen Protokoll werden Abschliessend wird das Protokoll erstellt Tabelle T0O2modZ Ablauf einer Moderation TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z r
189. ine Produktkatalogen den Nutzen f r Zulieferer und Abnehmer steigern Konstruktion 48 1996 S 174 182 18 Buzan Tony and Raymond Keene Buzan Book of Genius and how to Unleash your own Random House 1994 19 Buzan Tony Kopftraining Anleitung zum kreativen Denken Tests und bungen Goldmann M nchen 1999 20 Buzan Tony with Barry Buzan The Mind Map Book ISBN O 525 93904 Dutton 1994 21 Buzan Tony Use Both Sides of Your Brain Plume New York 1991 22 Caroselli Marlene Breakthrough Creativity Quality Resources White Plains New York 1994 23 Daenzer W F Hrsg Systems Engineering Verlag Industrielle Organisation Z rich 1994 24 Daenzer W F Systems Engineering Methodik und Praxis Verlag Industrielle Organisation Z rich 10 Auflage 1999 25 Dannheim F Die Entwicklung umweltgerechter Produkte im Spannungsfeld von kologie und konomie Eine Analyse unter besonderer Ber cksichtigung der Nutzungsphase Fort schritt Berichte VDI Reihe 1 Nr 320 D sseldorf 1999 S 114ff 26 DeBono Edward Serious Creativity ISBN 0 99730 566 0 Har per Business 1992 27 DeBono Edward Serious Creativity Die Entwicklung neuer Ideen durch die Kraft lateralen Denkens Sch fer Verlag Stutt gart 1996 166 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 28 DeBono Edwar
190. inen Neuentwicklung zum Verpacken von Bierdosen in Schachteln steckt mitten in der Konzeptphase und sucht L sungsm glichkeiten f r die Problemstellung Mit Kollegen aus dem Marketing und der Konstruktion wurden schon viele gute Ideen generiert und man ist berzeugt die beste L sung gefunden zu haben alle gestellten Anforderungen sind damit erf llbar W hrend der Pr sentation der L sung vor der Gesch ftslei tung ergeben sich grosse Diskussionen und man kommt zum Schluss dass noch weitere Varianten gesucht und beurteilt werden m ssen Was ist schief gelaufen H tte dies verhindert werden k nnen Lernziele Die Studierenden e erkennen den Unterschied zwischen einer Pr sentation einer Sitzung und einer moderierten Besprechung bzw einem Work shop e verstehen die Moderation als ganzheitliches Werkzeug zum Bearbeiten vernetzter Problemstellungen und k nnen die Teil schritte ausf hren e Vorbereiten e Einsteigen e Sammeln e Strukturieren Bewerten e Pr sentieren e Massnahmen festlegen e Abschliessen Protokollieren e kennen die Werkzeuge der Moderation k nnen sie einordnen und erkl ren Sie k nnen absch tzen wann der Einsatz einer bestimmten Methode sinnvoll ist e k nnen einige wichtige Verhaltensregeln der Moderation auf z hlen e sind in der Lage einfache Moderationen in der Gruppe durchzu f hren M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Z
191. ing berwacht und bei nderung der Anforderungen oder Randbedingungen der neuen Situation wieder angepasst werden Projekte befassen sich mit neuartigen und komplexen Systemen und beinhalten damit f r das Unternehmen ein nicht zu untersch t zendes Risiko Dieses Risiko wird begrenzt durch eine vorausschau ende Planung die es in der Folge auch umzusetzen gilt Das Endergebnis der Projektplanung ist ein Projektplan der den Projektzielen und den Rahmenbedingungen der Beteiligten gerecht wird Bei der Erstellung der Pl ne kann man auf die Unterst tzung durch Software zur ckgreifen Diese nehmen vorwiegend Berech nungsaufgaben ab die geistige Leistung der Optimierung bleibt vom Anwender zu erbringen Die Intensit t der Projektplanung ist stark von den verschiedensten Faktoren abh ngig Einerseits spielt die Bedeutung des Projekts f r das Unternehmen im Sinne von Marktposition Konkurrenzf higkeit und Prestige eine Rolle andererseits sind Projektgr sse und der damit ver bundene Aufwand wichtig Grossprojekte mit hoher Komplexit t und einem ausgepr gten Pioniercharakter beinhalten immer auch ein sorgf ltig abzuw gendes Risiko Projekte mit drei Mitarbeitern und wenigen Monaten Dauer muss man sicherlich weniger ausf hrlich planen als Grossprojekte mit Beteiligung mehrerer Unternehmen hundert Mitarbeitern und einer Laufzeit von mehreren Jahren Grund M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute o
192. insbesondere in fr hen Kombinationsschritten ganze ste des Varian tenbaums abgeschnitten M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 4 3 6 Systematische Variation von Produktmodellen Im folgenden soll die systematische Variation von Physikalischen Effek ten und Wirkprinzipien besprochen werden Systematische Variation der Physikalischen Effekte Die meisten technischen Produkte basieren auf physikalischen Effek ten Rodenacker 1984 1 Definition Ein physikalischer Effekt ist eine physikalische Erschei nung bzw der Ablauf eines physikalischen Geschehens Ein physikali scher Effekt ist durch Gesetze z B Erhaltungss tze beschreibbar und f r technische Anwendungen nutzbar Neue L sungen k nnen durch die Variation physikalischer Effekte und oder ndern deren Reihenfolge erarbeitet werden physikalischer Effekt Wirkprinzip Bauform Hebelgesetz N Anzahl Hebel Keileffekt Bild B840konD Korkenzieher mit Kraftverst rker als Beispiel f r unterschiedliche Physi kalische Effekte Die Variation des physikalischen Effekts erfolgt durch Ver ndern der inneren Eigenschaften der Effekte 100 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Merkmale Wertmenge Beispiele Art des Effekts Gravitation Elasti
193. ische Kette Variation 3 Wechsel Feder Prinzip Wechsel Tragwerk Prinzip Fachwerk Tr ger Zug Druck Biegung Asymmetrischer symmetrischer Kraftfluss Tabelle T003entZ Kraftflussvariation 3 E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 6 3 Analysieren und validieren Simultan mit dem Generieren von L sungen werden die Eigenschaf ten der Gestaltung quantifiziert z B Durchmesser festlegen und die Qualit t der gefundenen L sung berpr ft z B Berechnen Prototyp bauen und testen Teilthemen dazu sind e berechnen dimensionieren simulieren und Kosten bestimmen e experimentieren visualisieren und Rapid Prototyping e Schwachstellenanalyse und Fehlerpotential ermitteln und e berpr fen der L sungen in Bezug auf die Anforderungsliste funktionell wirtschaftlich terminlich und kologisch 6 3 1 Berechnen dimensionieren simulieren und Kosten bestimmen Viele Eigenschaften der Gestaltungsobjekte k nnen nur durch Berech nungen festgelegt werden So wird z B der Durchmesser eines Lei tungsrohres durch die F rdermenge pro Zeit beeinflusst und der Durchmesser einer Welle durch das zu bertragende Drehmoment Um diese quantitativen Gr ssen festzulegen wird Wissen und Erfahrung aus der Physik der Mechanik der Elektrotechnik der Werk stoffkunde etc eingesetzt Abh ngig davon wo wi
194. iss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Kr fte welche in der L sung a eindeutig vom linken Lager bernommen werden 2 e Material Handling Innerhalb des Material Handlings Handhabung von Bautei len in der Automation ist es in der L sungsfindung immer wie der verlockend das Teil von einer Position abzuwerfen und im freien Fall in eine zweite Position zu bringen Beispielsweise k nnen Bleche fertig gestellt in einer Maschine auf einen Sta pel abgeworfen werden Die Flugbahn des Teiles ist jedoch nie eindeutig es kann in Schr glage gelangen abschmieren beim Landen verrutschen usw Eindeutig ist nur wenn das Teil in der Position 1 durch ein wei teres Transportmittel definiert bernommen und eindeutig gef hrt zu Position 2 transportiert wird Merke Eindeutig beschreibbare Zusammenh nge zwischen Ursache und Wirkung anstreben e Schraubensicherungen Eine Verschraubung kann sich z B durch Schl ge oder Vibra tion lockern und l sen Das Verbleiben in der angezogenen Position ist nicht eindeutig Dieses Beispiel hat auch einen Anspruch auf sicher Eindeutig sollen aber auch alle erarbeiteten Dokumente sein e Bedienungsanleitung e Fabrikations Montage und Pr funterlagen wie Zeichnungen Toleranzen St cklisten usw Frappant erkennt man hier die Diskrepanz zwischen der Anforderung nach Eindeutigkeit und der realisierten Wirklichkeit Trotzdem existie ren in d
195. it Packpapier als Schreibgrundlage berzogen Pinwand Plakat Oder es werden direkt auf ihr Moderationskarten aufgepint Hierzu existiert eine Vielzahl von Kartentypen in den ver schiedensten Formen und Farben weitere Informationen ber den gezielten Einsatz finden sich in der Fachliteratur Kartenformen der Neuland Modera tion berschriften Kommunikations karte 10x21mm Bild B007modZ Pinwandmit Moderationskarten Moderationskoffer Ein handels blicher Moderationskoffer enth lt alle Werkzeuge Kar ten Nadeln Stifte bersichtlich geordnet und jederzeit greifbar Bild B0O08modZ Moderationsmaterial in Moderationskoffer Quelle http www ultradex de http www neuland ch M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Weitere Hilfsmittel zu den weiteren konventionellen Hilfsmitteln z hlen e Flipcharts e Tafeln Smartboards e Hellraumprojektoren Beamer 3 3 Ablauf einer Moderation Moderierte Besprechungen oder Klausuren sind im Gesamten aber auch innerhalb der Teilprobleme immer hnlich strukturiert 1 Einsteigen Gute Ausgangslage schaffen Teilnehmer psychisch in die Arbeits und Denkumgebung bringen und positiv stimmen Regeln festlegen 2 Informieren Alle Teilnehmer auf einen notwendigen gemeinsamen Wissens stand bringen Rahmenbedingungen und Ziele soweit diese nicht
196. klungen immer die Grundlage einer systematischen Kon zepterarbeitung sein konkreter ge Wirkstruktur Baustruktur z B Drehmoment Getriebe Stirnradgetriebe wandeln abstrakter Bild B815konD Funktionsstrukturen Wirkprinzipienund Baustruktur E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 3 5 Funktionen beschreiben Funktionen k nnen mit nicht normierten und normierten Darstellun gen beschrieben werden Birkhofer 1980 Funktionen Normierte Beschreibungen Allgemeine Physikalische Logische Funktionen Funktionen Funktionen Bild B816konD Beschreibungsformen von Funktionen Nicht normierte Beschreibungen Zubringe funktionen 3 5 1 Nicht normierte Funktionsbeschreibungen Definition Nicht normierte Funktionen sind Beschreibungen im allge meinen oder im technischen Sprachgebrauch die keiner Norm bzw keinem Standard unterliegen Beispiele f r nicht normierte Funktionsbeschreibungen z T auch pragmatische Funktionsbeschreibung genannt e Lasten transportieren Innenraum heizen e Z hlimpuls registrieren Nicht normierte Funktionen sind insbesondere zur Beschreibung von Produktkomponenten hilfreich in denen vor allem Kr fte und Momente ohne eigentlichen Energiefluss umgesetzt werden Typische Beispiele sind St tz Lagerungs Spann oder F hrungsfunktionen Vorteile Nachte
197. komponente vom Zulieferer in einer so genannten Bemusterung hinsichtlich der Eignung f r die neue Aufgabe erprobt e mit einer Teill sung keine Differenzierung am Markt oder sogar Kernkompetenzen aufgebaut werden sollen e die Zulieferl sung konomisch vertretbar ist Gesamtbetrach tung ber Lebenszyklus obwohl die L sung nicht spezifisch sondern allgemein ist M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Der Einsatz von Zulieferkomponenten kann durchaus zu innovativen L sungen f hren wenn entweder die Komponente neu auf dem Markt ist oder in einem neuen Anwendungskontext eingesetzt wird Standardkonsole mit Befestigung Druckluft Kanal B j Pneumatikzylinder Befestigung g Anschlussst ck 7 Nam Druckluft y Kanal A 7 Druckluft speicher Kabelkanal mit Abdeckungen Befestigung Tr ger Bild B826konD Einsatz eines stranggepressten Aluminiumprofils aus einem Profilmontagesystem als multifunktional genutzte Greifertraverse Profil Werkbild Firma Rose amp Krieger Bosch Rexroth AG Linear Motion and Assembly Technologies Microsoft Internet Explorer Datei Bearbeiten Ansicht Favoriten Extras m amp Hzw k O A Al Ashen iFavorten vera Er G i A R Links Kostenlose Hotmail JLinks anpassen 4 amp Windows Adresse g ttp www rexroth star com ProdInfoDE cai bin i
198. l 2 Das innere d nnere Rohrteil soll sich nicht vollst ndig vom Gesamtsystem l sen k nnen Mittelbare Sicherheit Erst in zweiter Priorit t ist die mittelbare Sicherheit welche z B mit Abschrankungen T ren oder Lichtschranken vorhandene Risikoberei che sch tzt anzuwenden Definition Schutzsysteme aktiv wie z B Lichtschranken und Schutzeinrichtungen passiv wie z B ein Zaun sind mittelbare Mass nahmen welche die notwendigen Sicherheiten ergeben wo unmittel bare Techniken den erforderlichen Schutz ungen gend erf llen Beispiele Airbag berdruckventil Schutzr ume E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B033gesZ Mittelbare Sicherheitstechnik Schutzzaun um Roboterzelle Mittelbare Sicherheiten m ssen so gestaltet werden dass sie zuverl s sig zwangsl ufig und unumgehbar sind Hinweisende Sicherheit Falls beide M glichkeiten nicht realisierbar sind oder aber das Risiko verantwortbar klein ist k nnen wie h ufig angewendet hinweisende Sicherheitsmassnahmen getroffen werden hinweisende Sicherheit Letzteres gilt auch wenn f r die M glichkeiten der unmittelbaren und mittelbaren Sicherheit unverantwortbar hohe Kosten Aufwen dungen bei absch tzbar geringem Risiko entstehen Definition Schutz ist die Verringerung der Schadens Eintrittsh u figkeit oder des resultierenden Schade
199. le solcher Treffen sind so stark differieren auch die angewandten Methoden Abh ngig von der Situ ation eignen sich verschiedene Methoden daf r e Pr sentation Vortrag Informationsveranstaltung e Informationssitzung Koordinationssitzung e Moderation 2 1 Pr sentation Vortrag Informationsveran staltung Das Ziel einer Pr sentation bzw eines Vortrages besteht darin das Wissen der Vortragenden auf die Teilnehmer zu bertragen Die Inter aktion zwischen den Sendenden und den Empfangenden ist jedoch eingeschr nkt und einseitig indem z B lediglich am Ende des Vortrages einige Minuten f r Fragen oder Diskussionen geplant ist Bild B002modZ Informationsfluss beim Vortrag 2 2 Informationssitzung Koordinationssitzung Wie es der Namen sagt dient eine Informationssitzung zum gegensei tigen informieren Abstrakt gesprochen geht es darum die Elemente von Informationen verschiedener Teilnehmer zu sammeln und ein Gesamtbild zu erstellen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Bild B003modZ Informationsfluss in der Besprechung Dabei geht es nicht darum oder nur in kleinem Masse neue Erkennt nisse oder Wissen zu generieren siehe Moderation sondern sich lediglich gegenseitig ins Bild zu setzen Angewendet wird die Informationssitzung z B zwischen dem Pro jektleiter eines Kundenauftrages und dem Bereichsl
200. leitet Eine der wesentlichen Erfolgs faktoren ist die gute Vorbereitung auf die moderierte Sitzung Die Moderationstechnik bietet verschiedene Methoden und struk turierte Arbeitsweisen Die dargestellte Methodik eignet sich sowohl f r Managementaufgaben wie Strategieerarbeitung Prozessoptimie rungen als auch Entwicklungsprozesse Wichtige Begriffe bzw Prozesse e Informationssitzung Besprechung oder Moderation e Vorbereitung einer Moderation e Organisation e Werkzeuge e Der Ablauf e Der moderierte Workshop e Der Moderator e Regeln zur erfolgreichen Durchf hrung Verst ndnisfrage 1 Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einer Informationssitzung und einer moderierten Besprechung Verst ndnisfrage 2 Wieso ist die Visualisierung ein wesentliches Element der Moderation Verst ndnisfrage 3 Auf welche Kriterien achten Sie bei der Auswahl der Teilnehmenden Verst ndnisfrage 4 Welche Vorbereitungsarbeiten sind dringend durchzuf hren Verst ndnisfrage 5 Welche Einstiegsmethoden haben Sie kennen gelernt und welche w rden Sie wann einsetzen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Verst ndnisfrage 6 Mit welcher Methode sammeln Sie die Vielfalt der Ideen einer Pro blemstellung Verst ndnisfrage 7 Beim Strukturieren ergeben sich unterschiedliche Meinungen dar ber unter welchen Thementitel eine Idee zu ordnen ist W
201. lge von 7 Arbeitsschritten die durch Werteskalen und Formbl tter unterst tzt werden Arbeitsschritte EG ETH nz zY rr Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Zielvorstellungen aufstellen und Bewertungskriterien ableiten Die Zielvorstellungen werden aus Nutzen berlegungen abgelei tet Aus den Merkmalen der Zielvorstellungen lassen sich dann Bewertungskriterien ableiten e Bewertungskriterien gewichten Bei deutlich unterschiedlicher Bedeutung der Bewertungskriterien werden diese durch Gewichtungsfaktoren ber cksichtigt Diese lassen sich durch Kundenbefragungen Absch tzen im Team oder durch Paarver gleich ermitteln e Eigenschaften der einzelnen L sungen zusammenstellen Die zu bewertenden Eigenschaften der L sungen m ssen mit den Bewertungskriterien korrelieren und k nnen durch alle Metho den die bereits beim Konkretisieren eingesetzt wurden ermit telt werden e Allgemeine Werteskala ausw hlen Werteskalen normieren die konkreten L sungseigenschaften auf verrechenbare Werte oder Symbole Sie stellen Standards f r die Vergabe von Punk ten oder Symbolen dar denen eine verbal beschrieben Wer tung zugeordnet ist e Spezielle Werteskala erarbeiten Spezielle Werteskalen ordnen den normierten Werten der allgemeinen Werteskalen konkrete aufgabenspezifische Werte zu e L sungseigenschaften nach Wertvorstellungen beurte
202. lgorithmisierbarkeit des Konstruktionsprozesses Fortschritts Berichte VDI Z Reihe 1 Nr 47 D sseldorf VDI Verlag 1976 43 Frankenberger E Arbeitsteilige Produktentwicklung Fort schritts BerichteVDI Z Reihe 1 Nr 291 D sseldorf VDI Ver lag 1997 44 Fricke G Konstruieren als flexibler Probleml seprozess Empi rische Untersuchung ber erfolgreiche Strategien und methodi sche Vorgehensweisen beim Konstruieren Fortschr Berichte VDI Reihe 1 Nr 227 D sseldorf VDI Verlag 1993 45 Gardner Howard So genial wie Einstein Schl ssel zum kreati ven Denken Klett Cotta Stgt 1996 M ETH 167 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 46 Geisselhart Roland R und Christine Burkhard Ged chtnispo wer Bildhaftes Denken Kreativit t Intelligenz GABAL Offen bach 1997 47 Heidemann B Trennende Verkn pfung Ein Prozessmodell als Quelle f r Produktideen Arbeitstitel Diss TU Darmstadt Erscheinung vorauss 2001 VDI Verlag 48 Herb R Herb T Kohnhauser V TRIZ Der systematische Weg zur Innovation Verlag Moderne Industrie Landsberg 2000 49 Higgins James M 101 Creative Problem Solving Techniques The New Management Publishing Company Winter Park FL 50 Higgins James M und Gerold G Wiese Innovationsmanage ment Kreativit tstechniken f r den unternehmerischen Erfolg Springer Verlag 1
203. ll zu Produktmo dell unterteilt den gesamten Konzeptprozess in berschauba rere Teilprozesse e Die einzelnen Teilprozesse k nnen gezielt mit speziellen Metho den angegangen werden Dabei ist es m glich geeignete Res sourcen zuzuordnen Die Aufgaben k nnen im Team mit teilweise wechselnder Zusammensetzung bearbeitet werden e Die Ergebnisse der Teilprozesse sind genau definiert und mess bar Damit wird der Konzeptprozess planbar steuerbar und kontrollierbar hinsichtlich Zeit Kosten und Qualit t e Der bewusste bergang von Modell zu Modell schafft beim Bearbeiter ein Verst ndnis f r seine Gestaltungsspielr ume auf jeder Modellebene und erleichtert ihm die Auswahl erfolgver sprechender Varianten e Das Generieren und Ausw hlen von L sungselementen auf jeder Modellebene erh ht die Wahrscheinlichkeit erheblich ein f r die Aufgabe optimales Konzept zu finden Gleichzeitig wird das Risiko von Fehlentwicklungen reduziert weil das gesamte L sungsfeld erarbeitet wird und f r eine Beurteilung zur Verf gung steht e Es ist ein Erfahrungsgrundsatz dass erfolgreiche Produkte meist eine klare Produktstruktur eine einfache Funktionsstruktur eine eindeutige und funktionssichere Wirkstruktur und eine kosteng nstige Baustruktur aufweisen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion TE ETH Konzept Prozess 1 5 Strukturieren des Produkts Nich
204. logy Zurich product Innov tion Konzept Prozess ovrtrie b5 bhe we guno Kettenmagazine dienen zum taktgebundenen Wei aj tergeben und Speichern von geordneten Werk st cken Die Werkst cke sind hierbei meist in horizontaler oder vertikaler Richtung linien haft angeordnet Die Werkst ckaufnahmen sind an einer umlaufenden Kette montiert Die Po sitionierung der Werkst cke erfolgt durch Form oder Kraftschlu Ketten Band magazine Funktions beschreibung Der Antrieb erfolgt i a elektrisch ber einen Getriebemotor oder Schrittmotor Antrieb Kettenmagazine sind in verketteten Anlagen i a mit einer elektrischen Steuerung verbunden Steuerung Kettenmagazine sind meist f r ein bestimmtes Werkst ck ausgelegt In Sonderf llen k nnen sie auch innerhalb eines Verhaltenstyos in bestimmten Grenzen an unter schiedliche Werkst ckabmessungen angepa t werden Umr st barkeit Speicherkapazit t Umr stbarkeit Teilungsabstand Platzbedarf An und Einbaulage Be und Entladem glichkeiten Konstruktive re 65 Kenngr en I O ET I ALA EALER a Bild B829konD Selbst erstellte L sungssammlung eines Entwicklungsteams f r Hand habungsaufgaben Auch wenn der Zugriff auf L sungssammlungen derzeit bereits durch IT Werkzeuge erheblich verbessert wurde bleibt dennoch die gezielte Suche in L sungssammlungen die ber chtigte Suche nach der Nadel im
205. m vorangegangenen verwandt betrachtet die Aufgabe jedoch nicht von der Funktion aus sondern von der Seite der Anzahl Bauteile ob zwei oder mehr Teile zu einem einzigen Teil vereint werden k nnen Aus dem Ansatz der Funktions vereinigung folgert h ufig auch eine Bauteilvereinigung iS SNI RIISIN III ANZ S Bild B040gesZ Bauteilvereinigung 7 Einzelteile oben auf 2 Teile unten reduziert 3 Bild B041gesZ Insert Spritzgiessteil Das Kunststoff Zahnrad wird direkt auf die Stahl welle gespritzt Mikron Beispiel Armatur Fliese Die Funktion der Fliese ist sch tzen und dekorieren und die Funk tion der Armatur ist Wassermenge und Temperatur regeln Die Inte gralbauweise vereint die Funktionen und die Bauteile N ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B042gesZ Funktions und Bauteilvereinigung Das Unternehmen INAX vereint damit auch seine beiden Kompeten zen Keramik Armaturen Der Kommentar des Designers DROG Design lautet schliesst man Dekoration aus landet man automa tisch bei der Funktion Vor und Nachteile der Bauteilvereinigung Vorteile der Bauteilvereinigung e weniger Einzelteile e weniger Bestellungen e weniger Lieferanten e weniger Lagerpositionen e weniger Einzelteilrechnungen e Reduktion der F gestellen und Toleranzen e reduzierte Montag
206. male Werte Ubertragbares 60 Nm Drehmoment Art des Naben G werkstoffes raugliss Anzahl der Elasto 1 merelemente Farbe gelb Art der Welle Passfeder Nabe Verbindung fat o gt Eigenschaften 5 3 Merkmale Werte 5 A 7 F Ubertragbares 42 Nm Drehmoment D 5 3 Art des Naben Alumini O werkstoffes CLU 5 X O Anzahl der Elasto zi merelemente Farbe grau Art der Welle Flansch Einscheibentrockenkupplung a E 4 O ni 7 E Se Hl fi A j p i SH N Sl il LENAR Asynchronmotor NO a i EA Nabe Verbindung Eigenschaften Merkmale bertragbares Drehmoment Werte Art des Naben werkstoffes Anzahl der Elasto merelemente Farbe blau Art der Welle Nabe Verbindung Bild B832konD Objekte mit unterschiedlicher hnlichkeit im Vergleich In der Produktentwicklung werden virtuelle Objekte erarbeitet z B Wirkprinzipien Sind virtuelle Objekte hnlich nennt man sie Varian ten Die hnlichkeit der Varianten bezieht sich dabei auf eine defi nierte Teilmenge von Eigenschaften Sind z B alle Varianten L sungen f r dieselbe Teilfunktion sind diese Varianten funktionell hnlich Wei sen alle Varianten eine Quaderform auf sind sie gestalt hnlich Bestehen sie alle aus Kunststoff sind sie werkstoff hnlich Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich
207. male nicht vergleichbar w ren Antwort 13 Das Wirkprinzip ist konkreter baut auf physikalischen Effekten auf wird jedoch durch geometrische werkstoffspezifische kinematische etc Eigenschaften erg nzt Antwort 14 Wirkelemente sind Wirkk rper Wirkfl chen Wirkraum und Wirk bewegung Bei einem T rgriff w re der Wirkk rper der Griff selber u U auch der Stift welcher Griff mit Vierkant verbindet Die Wirkfl che ist der Bereich der mit der Hand in Ber hrung kommt und auf den die ff nungskraft wirkt Auch eine Wirkfl che ist das Vierkantloch welches das Moment auf den Vierkant bertr gt Die Wirkbewegung ist die Schwenkbewegung und der Wirkraum der umh llende Raum im ruhenden und geschwenkten Zustand Antwort 15 Variantenbaum und Ordnungsschema Antwort 16 Konzeptionell kann diese Maschine vereinfacht aus den folgenden Modulen aufgebaut werden e Zahnradaufnahme e Werkst ck Positioniermodul e Spindel e Werkzeugaufnahme e Gestell e Steuerung und e Bedienung Aus Zuliefererkatalogen k nnten die folgenden Komponenten gesucht werden e Zahnradaufnahme Spannmittel http www gressel ch e Werkst ckpositioniermodul lineare und rotative Positionier tische www ina com http www schneeberger ch 160 ETH nz zY rr Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Spindel Standardspindeln http ww
208. menbedingungen e Organisation von e Teilnehmereinladung e Ort e Werkzeuge e Verteilte Vorbereitung der Struktur und Methodenauswahl der Moderation Antwort 5 e F nfziger Ziel f r Teilnehmer welche Sie schon kennen e Ein Punkt Abfrage um Stimmungsbilder aufzunehmen e Bild Person Identit tskarte um Personen auch auf der emo tionalen Seite kennenzulernen e Moderationslotto um zwischen den Teilnehmern einen Erst kontakt zu schaffen Antwort 6 Kartenabfragetechnik Antwort 7 In solchen F llen verdoppelt man die Karten und ordnet die Karten in beiden Gruppen ein M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Antwort 8 e Hoher Nutzen kleiner Aufwand sofort Massnahme definieren und umsetzen e Tiefer Nutzen hoher Aufwand nicht Iohnende Themen u U sp ter wieder aufnehmen e Hoher Nutzen hoher Aufwand Projekte mit Massnahmen und Verantwortung definieren Antwort 9 e Massnahmen definieren e Protokoll erstellen e Reflexion des Workshops Antwort 10 Die Person signalisiert eine klare Unzufriedenheit bzw einen Wider stand Lassen Sie die Person die Gr nde kurz erl utern und notieren Sie die Bemerkungen auf dem Plakat Gemeinsam legen Sie weitere konkrete Massnahme fest um die Problematik zu l sen oder wieder aufzunehmen Relevante Cases e Globe Air e Rasenm her Publikationsverzeichnis Literatur 1 Schnelle C
209. mit Auswahlkriterien Ausschnitt nach Pahl Beitz 1993 1 M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Die Methode gliedert sich in drei Arbeitsschritte e Auswahlkriterien festlegen Die Methode kann mit vordefinier ten Auswahlkriterien durchgef hrt werden die aus Fest und Bereichsforderungen der Anforderungsliste abgeleitet werden erg nzt mit weiteren situationsorientierten Kriterien e Varianten beurteilen Die Varianten werden hinsichtlich der Erf llung der Auswahlkriterien beurteilt und das Ergebnis mit H den Symbolen gekennzeichnet Varianten die mit beurteilt wurden scheiden aus dem weiteren Auswahl prozess aus Bei einer Beurteilung ist ein weiterer Kl rungs prozess notwendig bevor entschieden wird gt Wiedervorlage Die erf llen die Kriterien e Entscheiden Ergebnis der Auswahl ist eine eingeschr nkte Menge von geeigneten Varianten die es sich lohnt weiterzu verfolgen Zudem k nnen Fragen zur Informationsbeschaffung angestossen und eine Diskussion von Anforderungen angeregt werden Das Ausw hlen beinhaltet das Risiko dass g nstige Varianten aufgrund von Fehlbeurteilungen aus Informations mangel nicht weiterverfolgt werden Deshalb empfiehlt sich eine nachtr glich Reflektion ber das Auswahlergebnis Die Methode Auswahlliste ist f r eine Variantenmenge
210. muniziert wird e durch welchen Informationskanal f r sie kommuniziert wird e welche Werkzeuge eingesetzt werden sollen Bei den Empf ngern werden unterschieden e interne Kommunikationspartner wie e Verwaltungsrat e Gesch ftsleitung e betroffene Mitarbeiter innen der Unternehmung e externe Kommunikationspartner wie e Kunden e Lieferanten e Gesellschaft bzw Presse Als Kan le k nnen e Newsletter e Meilensteintreffen e E Mail e Homepages e Anschl ge e Zeitschriften intern extern e Radio Fernsehen e Messen benutzt werden F r jede Empf ngergruppe wird der oder die Kan le und die zeitliche Staffelung festgelegt Je nach Kanal kann es sich um eine Push Information z B E Mail oder Pull Information z B Homepage handeln Innerhalb des Entwicklungsteams existiert selbstverst ndlich ebenso ein sorgf ltig definiertes Kommunikationskonzept Dazu eig nen sich neben den definierten Meetingprotokollen auch moderne Kommunikationsserver wie z B BSCW Lotus Notes First class View Share oder aber Product Data Management Software die auch sp ter im Entwicklungskonzept grosse Bedeutung hat E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess pmen 7 iolz Lehre PiE Datei Besbeten Nachich Konieere Verbindung Ansicht H e Desktop D Datei Bewbeten Nachricht Konleenz Werbindung Ansicht H
211. n dass alle wahrscheinlichen Zust nde ohne Versagen berstan den werden safe life Dies erfolgt durch e Kl rung der Belastung Art Gr sse Dauer e Kl rung aller m glichen ausserordentlichen Einfl sse und Zust nde Methode z B FMEA Auslegung der Teile und Baugruppen nach bew hrten Hypothesen und Verfahren Literatur und Normenstudien und e Erstellung von Funktionsmuster und Messaufbauten e Beschr nktes Versagen Die Bauteile und deren Zusammenhang sind so zu gestalten dass bei Versagen keine schwerwiegenden Folgen auftreten fail safe Dies erfolgt durch e fr hzeitige Erkennbarkeit des Schadenseintrittes e langsamer gest tzter Schadensverlauf und Reproduzierbarkeit des Schadenseintrittes e Redundanz Die Bauteile und deren Zusammenhang sind so zu gestalten dass bei Versagen die Funktion von anderen Bauteilen oder gruppen bernommen wird Dies erfolgt durch e aktive Redundanz wie z B gespiegelte Festplatten oder mehrere kleinere Energieaggregate anstelle eines grossen Systems M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e passive Redundanz wie z B externe Backup Laufwerke oder Notstromaggregate und e parallele oder serielle Anordnung der redundanten Systeme Konstruktionsbeispiel unsichere Konstruktion unmittelbare Sicherheit durch passive serielle Redundanz Bild B031gesZ Einfaches Beispie
212. n Divergentes Vorgehen erh ht die Anzahl von L sungen erweitert also den L sungsraum Definition Konvergentes Vorgehen scheidet L sungen aus oder stellt sie zur ck reduziert also den L sungsraum Divergentes und konvergentes Vorgehen finden beim Konzipieren abwechselnd statt um e den L sungsraum gross genug zu halten damit alle wichtigen L sungen enthalten sind e klein genug zu halten damit der Konzeptprozess beherrschbar bleibt und effizient bew ltigt werden kann Q o QY L sungssuche Auswahl geeigneter L sungen Systematische Kombination Bewertung Ausw hlen Bild B803konD Wechsel zwischen divergenten und konvergentem Vorgehen bei Kon zipieren Divergentes Vorgehen wird mittels Variieren und Kombinieren erreicht konvergentes Vorgehen durch Strukturieren Ausw hlen und Bewerten C ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 1 4 Teilprozesse Produktmodelle Der Konzeptprozess ist in der Regel komplex d h eine Vielzahl von Einflussfaktoren und Unsicherheiten wirken hochgradig vernetzt und zeitlich ver nderlich auf die Entwicklungsarbeit ein Die Entwickler innen haben eine grosse Informationsf lle zu bew ltigen und viele Abh ngigkeiten und Restriktionen zu ber cksichtigen Die Optimie rungskriterien sind un bersichtlich Ein wichtiger Ansatz der Konstruktionsmethodik ist den Konzept prozess zu
213. n gemeint sind Besonders gef hrlich sind die scheinbaren Selbstverst ndlichkeiten zum Beispiel der Bedienung oder auch der Instandsetzung eines Ger ts weil sie oft vergessen und vernachl ssigt werden Ein sp tes das war doch klar hilft dann wenig 2 1 2 Anforderungsarten Die Anforderungen k nnen unterschieden werden in e Festforderungen ohne Toleranzbereich e Bereichstorderungen Toleranzbereich der unbedingt erf llt werden muss e Intervallforderungen zul ssiger Bereich von bis e Mindestforderungen nur berschreitung zul ssig e Maximalforderungen nur Unterschreitung zul ssig e Zielforderungen e W nsche e Explizite W nsche ausgesprochene W nsche klar formu liert Ger uschabstrahlung m glichst reduzieren E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Implizite W nsche nicht ausgesprochene Selbstverst nd lichkeiten wie zum Beispiel leichte Bedienung f r Rechts und Linksh nder Hauptgruppe Unterteilung Beispiel Festforderung Punktforderung Stahrahmen FF 24 G nge Bereichs gt 7 Intervall Spreizungsbereich forderung BF i forderung der bersetzung Mind 12 G nge Mindest Max 3kg forderung Maximal forderung Zielforderung Zielforderung Etwa 6 cm Einfederung Wunsch Wunsch Gep cktr ger N N N Tabelle T003konZ Unterteilung d
214. n Darmstadt 1985 87 Schneider M Produktentwicklungsmethodik in der Praxis Empirische Untersuchung von Kooperationsprojekten in Ver bund Hochschule Industrie als Grundlage zum Ver ndern Anpassen und Vermitteln von Produktentwicklungsmethoden Arbeitstitel Diss TU Darmstadt Erscheinung vorauss 2001 VDI Verlag 88 Seeger H Design technischer Produkte Programme und Sys teme Berlin Heidelberg New York u a Springer Verlag 1992 89 Thompson Charles Chic What a Great Idea Key Steps Cre ative People Take Harper Perennial 1992 90 Thompson Charles Chic Yes But The Top 40 Killer Phra ses and how to fight them ISBN 0 88730 660 8 Harper Busi ness 1993 91 Vahns Dietmar und Ralf Burmeister Innovationsmanagement Von der Produktidee zur erfolgreichen Vermarktung Sch ffer Vlg Stuttg 1999 92 Valance Mike amp Diane Deacon Think Out of the Box ISBN 1 56414 186 1 Career Press 1995 93 Volkamer Klaus Intuition Kreativit t und ganzheitliches Den ken Neue Wege zum bewussten Handeln Suhrkamp Ffm 1996 94 Wack Otto Georg u a Kreativ sein kann jeder Windm hle Vlg Hbg 1998 95 West Michael A Innovation und Kreativit t Praktische Wege und Strategien f r Unternehmen mit Zukunft Beltz Fachbuch V 1999 96 Wycoff Joyce Mindmapping Your Personal Guide to Explo ring Creativity and Problem Solving ISBN 0 425 12780 X Ber kley Publishing Group 1991 170 ETH E
215. n R ckspr nge Iterationen Im idealen Fall werden alle Teilprozesse durchlaufen Im Realen werden einzelne Teilprozesse bersprungen M ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Im idealen Prozess helfen Methoden immer weiter Im realen Ver lauf ist dies nicht garantiert Antwort 3 e Hoch Funktionsmodell e Mittel Effektmodell e Gering Wirkprinzip Antwort 4 Das Formulieren eines Problems auf h herer Abstraktionsstufe hilft Denkbarrieren zu berwinden Antwort 5 Markt Leistungsprozess als auch Konzeptprozess wird als fr he Phase bezeichnet In diesen Teilprozessen werden wesentliche Weichen gestellt Antwort 6 Funktionsgliederung Bremskraft Kraft einleiten Kraft leiten auf Felge bertragen Handkraft Reibkraft Bild BO2 1konz Funktionsgliederung Verhalten Bremskraft auf Felge bertragen Handkraft FH Reibkraft Kraft einleiten Kraft lenken W rme erzeugen Reibmoment in Hebelge lenk erzeugen Reibung in Bowdenzug Verschleiss Verschmutzung Schmierung Bild BO22konz Verhalten E ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Antwort 7 e Es abstrahiert das Produkt auf l sungsneutrale Ebene e Es hilft einen gr sseren L sungsraum zu erzeugen e
216. n Sie Vor und Nachteile einer normierten Funktionsbeschrei bung Verst ndnisfrage 9 Beschreiben Sie folgende technische Produkte mit den allgemeinen Funktionen e Zweistufige Zahnradgetriebe e Autobatterie e Pneumatikzylinder e PKW Antriebswelle Solarzelle Verst ndnisfrage 10 In welchen F llen ist eine Funktionsanalyse hilfreich Was ist der Unterschied zu einer Funktionssynthese M ETH EE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Verst ndnisfrage 11 Stellen Sie sich vor Sie haben einen Bleistift einen Textmarker und einen Kugelschreiber Mit welchen Eigenschaften w rden Sie die drei Stifte beschreiben um sie hinreichend voneinander zu differenzieren Werte Merkmale l Kugelschreiber Bleistift Tabelle T035konZ Verst ndnisfrage 11 Verst ndnisfrage 12 Wie stufen Sie den Grad der hnlichkeit der drei Stifte ein Gleich hnliche oder unterschiedlich Warum Verst ndnisfrage 13 Erkl ren Sie den Unterschied zwischen einem physikalischen Effekt und einem Wirkprinzip Verst ndnisfrage 14 Welche Wirkelemente kennen Sie Bezeichnen Sie diese Elemente an einem T rgrift Verst ndnisfrage 15 Welche Arten von Darstellungsformen von Variantenspektren kennen Sie Verst ndnisfrage 16 Stellen Sie sich vor Sie sind Entwickler in einem mittelst ndischen Werkzeugmaschinenbau Unternehmen und sind an
217. n Varianten eeeseeeeenseeennsnnnnseennnnnn nennen 129 Auswahl von Varianten essen ae 130 Bewerten von Varianten eseeesssseesenennnssnnennnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnennnennn 132 berpr fen und Entscheiden 2 000222022nneennneennneennneennnennnenenneeenennn 149 Z sammenfassUNg ae a ee 152 M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion ENtwurfsprOZ amp SS neenannnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnen 1 berblick uuacaeannenaanneennnnnnneennnnnnnnennnnnnnnennnnnnne sense 3 Verschiedene Aspekte des Entwurfsprozesses nnnen 6 Eingliederung und Zielsetzung u 6 Gestaltungsprozess im Entwurfsprozess u 7 dealer ENtWUrTSproZes nn sanaiadi aaeain 8 Output des Entwurfsprozesses _ cceeeeeeeenenneeneeeenenennnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 11 CAD im Entwurfsprozess uuueeensenenenenenenenenenenneneneneneneneneneneneneenenennnnn 11 Realer Entwicklungsprozess cceeeenssassssssseeeennnnnnnnnnnnnnnneneneenennnnennnn 14 Das Gestaltungsobjekt und seine Eigenschaften 15 Bedeutung der Anforderungen _ u eeeeeeeeeeeseeeeeneenenneeeenennnnnenn 17 Strategien des Gestaltens cueenseeeeeseeenennneennneenennen nn 19 Modu ulgenenerung une ae aan 19 Bauraumaufteilung und H llelement e 23 Strat
218. n beim Ableiten vom Bewertungs kriterien verwenden Tabelle T034konD Personenbedingte Fehler beim Bewerten Verfahrensbedingte Fehler Abhilfe Teil und Gesamtwerte sind e Streuung der Werte grob absch tzen keine eindeutig festen e verbale Sch tzangaben verwenden Gr ssen Bereiche e Ausgewogene Kriterien anstreben e realistische Bewertungen anstreben e keine Zahlenarithmetik e Ergebnis mit erstem Eindruck vor Beginn der Bewertung vergleichen Tabelle T050konD Personen und verfahrensbedingte Fehler beim Bewerten Schwachstellen der L sungen eliminieren Eine Bewertung gibt konkrete Hinweise auf Schwachstellen einzelner L sungen Damit kann eine gezielte berarbeitung der L sungen angestossen werden um e vor der weiteren Konkretisierung zu noch besseren Ergebnissen zu kommen e weniger gut bewertete L sungen mit eventuell geringem Auf wand erheblich aufzuwerten 150 ETH HE ZZ Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Die Chance der berarbeitung von L sungen aufgrund von Schwach stellen im Bewertungsergebnis sollte unbedingt genutzt werden da dies im Konzeptprozess noch mit vergleichsweise geringem Aufwand m glich ist Entscheidung festlegen und begr nden Die endg ltige Entscheidung ber das weitere Vorgehen bezieht die einzelnen Bewertungsergebnisse in einer Gesamtschau ein Die Ent scheidung soll
219. n die Module und Anforderungen f r das Gesamtprodukt Erg nzend werden neue Anforderungen an diese Module gestellt wie e R umliche Begrenzung Bauraum des Moduls e Mechanische Schnittstellen und falls vorhanden Signalaus tausch Empfehlung die Abh ngigkeiten unter den einzelnen Modulen sind meist gross und jeder Arbeitsschritt ergibt neue Eigenschaften die gegenseitig definiert werden m ssen Auch kommen weitere Gedan kenblitze Ideen und Problemstellungen laufend hinzu so dass es sich lohnt ein Notizheft Papier oder EDV immer auf sich zu tragen in dem diese Themen jederzeit notiert und zu einem sp teren Zeitpunkt abgekl rt und bearbeitet werden k nnen Schon zu Beginn der Entwurfsphase wird physisch oder digital ein Modulordner mit sinnvoller Gliederung angelegt Gestartet wird mit wenig Inhalt wie z B Entwicklungsauftrag Anforderungsliste Ter minplan Produktstruktur und Skizzen aus dem Entwurfsprozess W hrend des Entwurfsprozesses werden die Dokumente in sauberer und bersichtlicher Form abgelegt um f r die Arbeit selbst eine Ord nung zu haben aber auch um in einem Produkthaftfall auf die Doku mente zur ckgreifen zu k nnen E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Moderne EDV Systeme PDM Product Data Management erlau ben es diese Dokumente schon zu einem fr hen Zeitpunkt anzulegen und zu ve
220. n ein zweites Standbein erm glicht und die Unternehmengzziele erf llt e Besprechungzsziel erarbeiten TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Welche Erwartungen haben wir an das Resultat des gesamten Meetings Welche Ziele setzen wir uns zur konkreten Bearbei tung z B Wir wollen innerhalb des Meetings M glichkeiten f r neue Produktlinien sammeln und auflisten e Phasen gliedern und die Ziele dieser Phasen definieren Die vorbereiteten Traktanden nochmals in Frage stellen und eventuell besser gliedern Die verschiedenen Phasen des Mee tings definieren und die Teilziele der Phasen festlegen Als Abschluss erhalten wir demnach einen von der ganzen Gruppe erarbeiteten Phasenplan Obschon sich der Moderator intensiv mit einem konkreten Phasenplan vorbereitet hat kann es hier passieren dass ad hoc umgestaltet wer den muss Viel Erfahrung ist notwendig diese Flexibilit t zu erm gli chen Das gesamte Meeting ist nun in einzelne Themenbl cke Teilfragen gegliedert und diese Felder werden in einzelnen Zeitbl cken im Ple num oder durch Personengruppen bearbeitet Die folgenden Teilpro zesse werden somit zu mehreren Zeitpunkten hintereinander oder parallel eingesetzt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 3 3 Sammeln F r jedes T
221. n im Vergleich In der Praxis ist bei Konzeptentwicklungsprozessen sowohl das intui tive vermutlich h ufiger als auch das diskursive Vorgehen verbreitet Trotz der Vorteile des intuitiven Vorgehens ist dieses bei komplexen Produkten nicht unproblematisch Insgesamt erm glicht das diskursive Vorgehen einen besseren berblick ber die ganze Breite des L sungsfeldes Damit wird gegen ber dem intuitiven Vorgehen die Chance erh ht eine optimale L sung zu finden Effizientes und effektives Konzipieren ist dann gegeben wenn die Vorteile des intuitiven und diskursiven Vorgehens individuell und kon textabh ngig beim Konzipieren genutzt werden Vielfach ist es vorteil haft zuerst intuitiv erste L sungen bzw Teill sungen zu generieren und dann in einem diskursiven Vorgehen darauf systematisch aufzu bauen bzw die intuitiv erarbeiteten Teill sungen in eine diskursiv erarbeitete Struktur zu transferieren M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 1 3 Divergenz und Konvergenz beim Konzipieren Beim methodischen Entwickeln wird grunds tzlich versucht viele Vari anten zu generieren Durch Ausw hlen und Bewerten wird die Zahl wieder reduziert In mehreren Schritten wird abwechselnd der L sungsraum erweitert divergentes Vorgehen und eingeengt kon vergentes Vorgehen Damit bleibt die Anzahl der L sungen handhab bar Definitio
222. n um 1 4 verteuert Merke Die Belastungen auf das Produkt m ssen bekannt Last f lle und die Kr fteeinleitung im Produkt muss eindeutig sein Anschaulich sind die Unterschiede auch im folgenden Bild einer Lagerung Der Kraftfluss der radialen Kr fte erfolgt eindeutig ber das Zylinderrollenlager die axialen Kr fte werden ber das Rillenkugella ger geleitet j N Q IVAN 7720 N BT ZN i W Nee Bild B045gesZ Kr fte bertragung am Beispiel Wellenlagerung Radiale Kr fte werden durch Zylinderrollenlager axiale Kr fte nur durch Rillenkugellager bertragen 7 3 2 Kr fte bertragung Kr fte werden innerhalb der Konstruktion unterschiedlich bertragen zum Beispiel ber Zug Druck Biege oder Torsionsbelastung Viel fach auch eine Kombination dieser Belastungsarten Bauteile verhal ten sich bei identischer Last unterschiedlich steif abh ngig von der Beanspruchungsart e Kr fte bertragung durch reine Zugbeanspruchung hat die gr sste Steifigkeit Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e bertragung durch Druckbeanspruchung ist identisch steif birgt aber eine Knickgefahr in sich e Biege und vor allem Torsionsbeanspruchung ergeben weiche Strukturen Ein eindr ckliches Beispiel dazu stellt ein Profilstab aus Stahl dar mit dem Quadrat Querschnitt 10x 10 mm und der L nge 100 mm
223. n werden z B auch bei Welle Nabe Verbindungen zum Ausgleich von Fluchtfehlern angewendet TER EH L Bild B057gesZ Kupplungen zum Verbinden von achsversetzten Wellen Links statisch bestimmt f r grossen Achsversatz G del rechts mit Elastomer statisch unbestimmt verspannt Biegung f r geringen Achsversatz M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Links sehen wir den Ausgleich durch zus tzliche Gelenke rechts eine L sung mit elastischem Ausgleich Trotz der prinzipiellen Verspannt heit ist auch die Elastomer Kupplung eine erprobte L sung der Ein fachheit wird hier der Vorrang gegeben 7 3 6 Prinzip der konstanten Beanspruchung Das Prinzip der konstanten Beanspruchung soll der Vollst ndigkeit halber erw hnt werden Das str mungstechnische Modell der Kr fte leitung durch das Bauteil zeigt auch Zonen die nicht oder weniger beansprucht durchstr mt sind siehe bei der Presse die usseren Bereiche der Joche Eigentlich bersch ssiges oder berdimensionier tes Material Um eine leichte Konstruktion zu erreichen besteht die Zielsetzung diese Zonen einzusparen H ufig widerspricht diese For derung jedoch dem Ziel einer kosteng nstigen einfachen Fertigung Die Elimination unbeanspruchter Zonen erfordert vielfach komplexere Werkzeuge oder zus tzliche Bearbeitungsschrit
224. nannten billigen Produkte wie z B Schrauben deren Beschaffung einige Rappen kosten werden in den Gesamtkostenberechnungen um ein Mehrfaches teurer bei Schrau ben ein Faktor von rund 8 7 3 Prinzip der Kraftleitung Kraftfluss Wodurch zeichnen sich gute konstruktive L sungen aus Wieso sind die einen viel leichter gebaut als andere und trotzdem erf llen beide dieselben Anforderungen Neben den gezeigten Aspekten liegt die Antwort in der konstrukti ven Beherrschung der Kr fte und Momente Kr fte sind in fast jedem Produkt vorhanden und werden von aussen eingebracht und von Bauteil zu Bauteil weitergeleitet Das Erkennen der Kr ftebezie hungen und optimale Nutzen derselben wie Einleitung Transport und Ableitung sowie besonders das Schliessen der Kr fte f hren zu guten Konstruktionen In der Mechanik werden die Grundlagen ber Kr fte und ihre Wir kung Spannungen Dehnungen behandelt Prinzip der Kraftleitung Hier eine grobe Zusammenfassung f r das Verst ndnis des Kraftflus ses e Kr fte und Momente werden von aussen oder innen durch Belastungen Gewichte und dynamische Effekte z B Beschleu nigung auf Bauteile eingebracht e Die Bauteile bertragen diese Kr fte und Momente auf ihre Umgebung Dies erfolgt ber F gestellen und Lagerungen sogenannten Wirkfl chen e Im betrachteten abgegrenzten Teilsystem sind alle Kr fte und Momente im Gleichgewicht actio reactio e Die Kr fte und Moment
225. nd Methodik ins Desaster in Strohschneider S u R v d Weth Hrsg Ja mach nur einen Plan Pannen und Fehl schl ge Ursachen Beispiele L sungen Huber Bern G ttin gen Toronto Seattle 1993 10 Birkhofer H G ker M und K H Beelich Einsatz wissensba sierter Systeme beim Beurteilen in Wissensbasierte Systeme in der Konstruktions und Arbeitsplanung Hrsg VDI EKV Gl VDI Verlag D sseldorf 1992 S 97 103 N ETH 165 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 11 Birkhofer H Reinemuth J Zulieferer im Wettbewerb VDI Berichte Nr 1098 1993 12 Birkhofer H B ttner K Reinemuth J und H Schott Netz werkbasiertes Informationsmanagement f r die Entwicklung und Konstruktion Interaktion und Kooperation auf virtuellen Marktpl tzen Konstruktion 47 1995 9 S 155 173 13 BMBF Patentinitiative Patente sch tzen Ideen Ideen schaffen Arbeit Bundesministerium f r Bildung Wissenschaft For schung und Technologie Bonn 1996 14 Brodbeck Karl Heinz Mut zur eigenen Kreativit t Wie wir wer den was wir sein k nnen Herder Freiburg 2000 15 Bronstein I N Semendjajew K A Taschenbuch der Mathema tik B G Teubner Verlagsgesellschaft Leipzig 25 Aufl 1991 16 Busch Burkhard G Erfolg durch neue Ideen Cornelsen D s seldorf 1999 17 B ttner K und H Birkhofer Mit Onl
226. nd verstanden e Studium der Anforderungen e Diskussion e Studium von Kundenumfragen Service Rapporten und Reklamationen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e Vorg ngerprodukt kennen lernen e Konkurrenzprodukt kennen lernen und testen e Existieren Voruntersuchungen und Abkl rungen e Studium und Gespr ch e Existieren bew hrte L sungen in oder ausserhalb des Unterneh mens e Suche nach L sungen im Unternehmen durch Gespr che e Suche nach externen L sungen an Messen in Katalogen im Internet in Zeitschriften in der Literatur und in Fachb chern e Gibt es Patente e Abkl rungen im Internet oder durch Patentanwalt Diese und viele weitere Fragen helfen das Problem ganzheitlich zu verstehen und eine gute Ausgangslage f r die weitere Bearbeitung zu haben generieren und variieren 6 2 Generieren und variieren Die Kernt tigkeit des gesamten Gestaltens liegt im Generieren von L sungen bzw im Festlegen der Eigenschaften von Objekten Eine Hilfestellung dazu k nnen folgende Fragen geben e Gespr ch mit Kollegen und Kolleginnen e Haben Kollegen Kolleginnen Erfahrung auf dem Gebiet oder k nnen sie sonst weiterhelfen e Gibt es bew hrte L sungen im Unternehmen e K nnen diese bernommen variiert und angepasst wer den e Gibt es in anderen Anwendungsgebieten L sungen hnlicher Natur e Hilft die Anwendung d
227. nde Nutzen der erforderliche Aufwand und die spezifischen Randbedin gungen der konkreten Entwicklungssituation verf gbare Zeit Res sourcen Risiko abzusch tzen und erst danach die Entscheidung f r eine Methode zu treffen In den meisten F llen bedient man sich einer Kombination der einzelnen Methoden e Konkretisierung durch eigene Erfahrung e Konkretisierung durch Befragen e Konkretisierung durch Recherche e Konkretisierung durch Gestaltungsstudium e Konkretisierung durch Berechnen und Simulieren oder e Konkretisierung durch Experimentieren mit Modellen 6 2 1 Konkretisieren durch eigene Erfahrung Definition Erfahrung ist erworbenes Wissen das abrufbar vorliegt strukturiert genutzt und auf eine neue Aufgabe schlussfolgernd ange passt werden kann Wenn Entwickler Gesamtl sungen aus eigener Erfahrung beurtei len nutzen sie Erkenntnisse aus vergangenen Entwicklungsaufgaben und ziehen daraus Schl sse auf die sp teren Eigenschaften der neuen Gesamtl sung Altes Neues Produkt Produkt Bild B123gekD Erfahrung aus alten Aufgaben nutzen f r neue Aufgaben 120 ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Hilfreich ist es dabei die Aufgabenstellung zu hinterfragen e Gab es in der Vergangenheit gleiche oder vergleichbare Aufga ben e Wie wurde die Aufgabe damals gel st e Habe ich dar ber eigene Aufzeichnun
228. nehmen So k nnen meist an der glatten Fl che noch Mitnehmer beliebi ger Formgebung integriert werden A Be Br Bild BO37gesZ Zus tzliche Funktionsvereinigung durch integrierte Mitnehmer Uiker e Alu Profil Dass Funktionsvereinigung gut berlegtes Vorgehen der Kon strulerenden ist zeigt folgendes Beispiel Maschinengestelle ob aus geschweissten Profilen oder aus Alu Profilen wie hier im Bild gezeigt k nnen nicht nur als Gestelle eine tragende Funktion bernehmen sondern auch als Hohlka n le zum F hren von Leitungen verwendet werden Es gibt L sungen bei welchen diese Hohlr ume sogar ohne zus tzli che Rohre als Druckluftleitung oder als Druckspeicher einge setzt wurden Eine weitere Funktion bernehmen die Nuten in den Alu Profilen zum Befestigen weiterer Bauteile M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B038gesZ Funktionsvereinigung durch Integration von Leitungen in ein Gestell Profil Item e Anlaufkupplung Das bertragen der Motorleistung auf die Abtriebswelle erfolgt vorteilhaft erst beim Erreichen der Nenndrehzahl des Motors Dadurch kann der Motor schw cher ausgelegt werden weil er beim Hochfahren das Moment aufbauen kann bevor die Schwungmasse angeh ngt wird Eine m gliche Kupplung wel che die Funktionen e Drehmoment bertragen bei h herer Drehzahl und e gummielas
229. nen oder ber m oder an dem eine die eine Wirkung Wirkung erzwun erzwungen oder gen wird erm glicht wird Bild B841konD Wirkelemente am Beispiel eines Klemmrings Wirkfl chen und Wirkk rper k nnen neben mechanischen auch z B elektrische oder thermische Wirkungen bertragen Systematische Variation der Wirkelemente Neue L sungen k nnen durch das ndern von Wirkprinzipien bzw ndern ihrer Anordnung Wirkstrukturen erarbeitet werden radial tangential axial Bild B842konD Systematische Variation der Klemmschrauben Anordnungam Beispiel von Klemmringen 102 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Bild B843konD Axialer Klemmring zur reibkraftschl ssigen Sicherung einer Wellenmut ter Quelle http www ina de inaupdate index asp Die systematische Variation von Wirkstrukturen variiert Wirkprinzipien bzw deren Anordnung Wirkprinzipien haben Wirkelemente mit inne ren Eigenschaften eine Auswahl der Merkmale ist in Tabelle TO21konZ dargestellt Wirkelement Merkmal Wertmenge Wirkk rper Form W rfel Quader Kugel Zylinder Kegel gt t symmetrisch asymmetrisch Zustand St ckgut Sch ttgut Verhalten fest fl ssig gasf rmig starr elastisch plastisch viskos Abmessung L nge Breite H he Durchmesser Anzahl einfach doppelt mehrfach Anordnung zusammenh ngend geteil
230. ng hier suchen e Falsch dimensionierte Passtederverbindung neu gestalten Bei der Neugestaltung ist eine Verbindung von Kleben und Passfeder nicht eindeutig tr gt die Feder oder die Klebung und widerspricht auch sonst sicher den Anforderungen e Passfederverbindungen werden f r wieder l sbare Wellen Nebenverbindungen eingesetzt e Kleben geh rt zu den nichtl sbaren Verbindungen Somit kommen nur gestalterische L sungen in Frage e Gr ssere Dimensionen Durchmesser oder L nge e zwei Passfedern e anderes Material TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Antwort 7 Alle Sensor basierten L sungen sind wahrscheinlich aufw ndig und teuer Eine L sung k nnte eine mechanische sein ein Schwimmer im Beh lter zeigt den F llstand an Eine solche L sung hat Solis realisiert Ein Schwimmer mit rotem Stift in der Wanne eingelegt wird durch das Wasser angehoben und ragt wenn der Wasserstand zu hoch ist ber die Wannenoberfl che hinaus Interessant ist auch der Ort des Zapfens n mlich dort wo die Tasse hingestellt werden soll Die Benutzenden werden sicher und eindeutig auf den vollen Beh lter hingewiesen Bild B91 7entZ Wasserstandsf hler mittels Schwimmer unterhalb Tasse Bild B918entZ Auffangwanne mit Schwimmereinrichtung M ETH Eidgen ssische Technische Hoch
231. ngen Sie wird von der Produktumgebung durch die Systemgrenze abgegrenzt Definition Die Systemgrenze umfasst die in einem System enthal tenen Teilfunktionen Funktionen ausserhalb der Systemgrenze wer den nicht in einem Produkt realisiert Funktionsstruktur Teilfunktion Systemgrenze E Energie mech Energie Emech Energie Energie Emech Energie mech wandeln rot umformen rot umformen trans speichern trans leiten trans Bild B813konD Einfache Funktionsstruktur mit Teilfunktionen in Reihenschaltung Antrieb der Ansetzmaschine umschlossen von der Systemgrenze Sind mehrere Eingangs und oder Ausgangsgr ssen oder interne Ver zweigungen bzw R ckf hrungen Regelung vorhanden ergeben M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess sich Funktionsstrukturen in Form von Funktionsb umen oder Funkti onsnetzwerken Systemgrenze E E E E mech rot mech rot mech trans mech trans E E umformen speichern Signal Stempelposition mech trans Signal Motortemp Signal Ein Aus Signal Einzel Daltertalkt m m te ea ae m ann Bild B814konD Funktionsstruktur mit Teilfunktionen in einem Funktionsnetzwerk Die Gesamtfunktion eines Produktes kann in der Regel durch unter schiedliche Funktionsstrukturen erf llt werden Die einfachste Funkti onsstruktur wird Minimalstruktur genannt Sie sollte bei Neuentwic
232. nis entsprechend den Zielvorstellungen ber cksichtigt e Transformation unterschiedlicher Eigenschaften in normierte Teilwerte Teilnutzen Es wird eine Werteskala genutzt bzw erstellt als Massstab f r die Einordnung einzelner Eigenschaften und f r deren Transformation in einen Teilwert der als Rechen gr sse Zahl abz hlbares Symbol dargestellt ist e Bilden eines Gesamtwerts Gesamtnutzen Die Teilwerte wer den zu einem Gesamtwert als Mass f r die Ann herung einer L sung an eine bez glich der Zielvorstellungen als ideal gedachte L sung zusammengefasst Bewerten kann f r alle Entscheidungen durchgef hrt werden bei denen grunds tzlich geeignete L sungen hinsichtlich mehrerer Eigen schaften beurteilt werden m ssen 7 2 1 Paarvergleich L sungen lassen sich gesamthaft bewerten auch wenn ihre Eigen schaften nur l ckenhaft vorliegen oder dar ber nur wenige tendenzi elle Informationen vorliegen Eine derartige intuitiv gepr gte Bewertung ist dann sinnvoll wenn der Bewertende mit den L sungen und deren Eigenschaften vertraut ist und ihre Realisierungs und Marktchancen aufgrund seiner Erfahrung einsch tzen kann Exper tise Intuitive Bewertungsmethoden wie z B der Paarvergleich k nnen vielseitig eingesetzt werden z B auch um Gewichtungsfaktoren oder die Bedeutung von L sungseigenschaften festzulegen M ETH EE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zu
233. nkti onen Quelle www gmc instruments com Komplexe Gesamtfunktionen k nnen meist in einfachere Teilfunktio nen aufgespaltet werden Definition Teilfunktionen sind Elemente der Gesamtfunktion und tragen durch ihr Zusammenwirken zum Erf llen der Gesamtfunktion bei Teilfunktionen k nnen als Funktionsliste und als Funktionsstruktur dargestellt werden E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Systemgrenze mech trans Signal Motortemp Signal Stempelposition Signal Ein Aus Signal Einzel Bl lab ee en en Bild B814konD Gesamtfunktion Funktionsstruktur Funktionsliste Als Funktionsliste stellen sie eine Auflistung von Teilfunktionen dar die zum Erf llen der Gesamtfunktion erforderlich sind Das Aufstellen einer derartigen Teilfunktionsliste kann helfen eine komplexe Gesamtfunktion besser zu verstehen und Realisierungs Chancen sowie Realisierungs Probleme zu erkennen Kann man eine Gesamtfunktion als Black Box mit den entspre chenden Ein und Ausgangsgr ssen darstellen kann es oft hilfreich sein sie in ihre Teilfunktionen partitiv zu zergliedern und deren Ver kn pfungen mit Hilfe der Ein und Ausgangsgr ssen darzustellen Auf diese Weise erh lt man die Funktionsstruktur Definition Eine Funktionsstruktur ist die Gesamtheit aller darge stellten Teilfunktionen und deren logischen Verkn pfu
234. nn Intuitives Vorgehen Diskursives Vorgehen Ausgangs Ausgangs zustand zustand Arbeitsschritt 1 Zwischenzustand 1 Arbeitsschritt 2 Zwischenzustand 2 Arbeitsschritt n Zielzustand Zielzustand Bild B802konZ Intuitives und diskursives Vorgehen bei der Produktentwicklung FE ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Beim diskursiven Vorgehen werden schrittweise Teilaspekte der Auf gabe bearbeitet Das Endergebnis wird ber Zwischenzust nde erreicht Dabei kann sich der Konstrukteur auf die Bearbeitung der jeweiligen Teilaspekte konzentrieren Seine mentale Belastung wird verringert Die Vor und Nachteile des intuitiven bzw diskursiven Vor gehens sind Intuitives Vorgehen Diskursives Vorgehen e Stimuliert den L sungsprozess e Besteht aus abgeschlossenen e Kann unterst tzt werden durch Teilschritten Kreativit tstechniken e Ist in Arbeitsschritten und e Ist bei guten Entwicklern und Zwischenzust nden beschreibbar vertrauten Aufgaben schnell und e Geht logisch folgerichtig vor effizient e Ist kontrollierter und damit e Ergibt gute Ergebnisse beherrschbarer bei erfahrenen Experten e Ist aufw ndiger e Ist schlecht zu managen e Sichert gr sseres L sungsfeld da der kreative Einfall nicht e Kann Erfindergeist hemmen erzwungen werden kann Tabelle T001konD Intuitives und Diskursives Vorgehe
235. nrichtung Visualisieren Das CAD selber aber auch verschiedenste andere Visualisierungssoft ware 3D StudioMax Maia Alias Wavefront k nnen schon in einem fr hen Stadium helfen Fragen der Anordnung und der Erscheinung Formgebung Farben etc realit tsnah zu beantworten Dazu ist es nicht notwendig das Produkt exakt zu modellieren sondern nur soweit wie f r die Verifizierung n tig Bild BO25gesZ Geometrische Studie mit Hilfe eines fl chenbasierten Modells M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Mit geeigneter Hardware ist es auch m glich diese Modelle im virtu ellen Raum zu begehen und zu beurteilen Bild B065gesZ Visualisierung eines virtuellen Prototypen Rapid Prototyping Zu den verschiedensten Zeitpunkten im Entwurfsprozess ist es n tz lich die Objekte nicht nur digital siehe Visualisieren sondern auch real vor sich zu haben Verschiedenste M glichkeiten stehen dem Ent wicklungsteam zur Verf gung um aus Karton Styropor Holz etc ein Modell herzustellen und zu berpr fen Bild BO66gesZ Realer und virtueller Prototyp Holzmodell und Rechnersimulation Eine Vielzahl von Verfahren die in den letzten Jahren entwickelt und unter dem Namen Rapid Prototyping RP zusammengefasst wurden E ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zur
236. nsumfanges Beispiele Warnschilder Hinweisschilder und Hinweise innerhalb von Betriebs und Wartungsanweisungen 9 VORSICHT Anlage steht AN unter Spannung Bild B032gesZ Hinweisendes Warnschild M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Fassen wir zusammen Bei jedem Konstruktionsschritt und entscheid muss die L sung in Bezug auf e Funktion und Wirkungsprinzip e Auslegung und Dimensionierung e Fertigung und Kontrolle e Montierbarkeit Pr fbarkeit und Demontierbarkeit e Ergonomie Bedienbarkeit und Unterhalt etc berpr ft werden Man untersucht inwiefern sie e eindeutig gibt es eindeutigere L sungen e einfach existieren einfachere L sungen oder e sicher wurden alle Aspekte bedacht ist Diese berlegungen begleiten uns parallel im Kopf ablaufend w h rend jedes Teilschritts der Gestaltung 7 2 Prinzipien des Gestaltens Gestaltungs Prinzipien sind bew hrte Strategien welche zu einer hochwertigen L sung f hren Hochwertig im vorliegenden Sinne bedeutet u a e bessere Funktionserf llung e minimale Herstellkosten durch weniger Teile oder kleinere Bau art e minimaler Platzbedarf und kleines Gewicht e h here Zuverl ssigkeit und unmittelbare Sicherheit e etc Eine m gliche Gliederung von Prinzipien erfolgt in e Prinzipien der Funktionsvereinigung Auftrennung e Prinzi
237. ntwurfs Prozess Projekt Objekt 1 Bild B903konZ Projektstrukturplan Ein Projektstrukturplan umfasst in der Regel mehrere Detaillierungs stufen und dient als Grundlage f r die Ableitung und Definition von konkreten Arbeitspaketen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 2 2 Arbeitspakete Von den untersten Struktureinheiten des Projektstrukturplanes wer den die Arbeitspakete abgeleitet Definition Ein Arbeitspaket ist eine in sich geschlossene T tigkeit auf der Basis des Projektstrukturplans eines definierten In und Out puts einer in der Regel klaren logischen Abh ngigkeit zu vorherge henden und nachfolgenden Arbeitspaketen eines zugeordneten Zeitfensters Es kann einer verantwortlichen organisatorischen Einheit zur Bearbeitung bergeben werden Projekt XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX AP Nr Datum xx xx xxxx Ergebnis Voraussetzung Aktivit ten Verantwortlicher Aufwand xx Stunden MA XXXXXXXX XXXXXXX Termin xXX XX XXXX Tabelle T004konZ Arbeitspaket Die einzelnen Arbeitspakete werden bez glich ihres Aufwands in Zeit Personal und Finanzen gesch tzt Aufgrund der Neuartigkeit des Pro jektes ist dies nicht immer einfach Als unterst tzende Methoden bie ten sich an e Analogieschl sse mit fr heren Projekten e Befragung von Kollegen Lieferanten e Sch tzungen Berechnungen
238. on Erkl rt ob es f r Innovation Querdenker Spinner braucht und wie man sie einbettet Beschreibt die zwei f r Modera tion am besten geeigneten Per sonen in ihrer seiner Umgebung Bild BO0O9mModZ Lottoblatt mit Fragen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich Beschreibt die gr ssten Innovations Killer im Betrieb Erkl rt warum solche Tagungen wie heute n tzlich sein k nnen Erkl rt Ihnen warum Moderation wichtig sein kann Beschreibt zwei wichtige Voraussetzungen f r Moderation im Betrieb Erkl rt was ihr sein pers nliches Lernziel f r den heutigen Tag ist Erkl rt ob Committment f r Innovation mehr auf Zufall oder auf Systematik beruhen Beschreibt woran man innovative Leute erkennt drei Merkmale Beschreibt das Betriebsklima in ihrem seinem Betrieb drei Merkmale Beschreibt wie sie er die besten Workshops Sitzungen hat und warum product Innov tion Diese Beispiele erscheinen verspielt erzielen aber immer einen positi ven Effekt Ein direkter Start in die eigentliche Arbeit erweist sich meis tens als sehr schwierig und mit R ckschl gen behaftet Zu Beginn eines Meetings werden die Regeln festgehalten Diese k nnen folgendermassen lauten e Redezeit begrenzen e ausreden lassen e keine pers nlichen Angriffe e nur vom Thema reden e USW Es existieren Methoden um
239. on e QFD Quality Funktion Deployment Die QFD Methode wurde schon vor geraumer Zeit in Japan ent wickelt hat sich bei uns aber erst in den letzten Jahren verbrei tet Die Methode hat folgende Zielsetzungen N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e Korrelationen zwischen den Kundenanforderungen und Produktmerkmalen erkennen e Klassifizierung der Bedeutung von Produktmerkmalen in Bezug auf die Kundenanforderungen e Korrelation der Merkmale untereinander erkennen Anders ausgedr ckt vermittelt das Resultat der QFD dem Team einen berblick welchen Produktmerkmalen welche Bedeu tung beigemessen werden kann Grunds tzlich erm glicht die QFD ein intensives Auseinandersetzen des Teams mit dem Spannungsfeld der Anforderungen und der Merkmale e FMEA Fehler M glichkeits und Einfluss Analyse Failure Mode and Effect Analysis Die FMEA Studie dient zum Lokalisieren der Risiken in Bezug auf den Prozess die Funktionalit t die Langlebigkeit die Sicherheit usw des Produktes Existieren neuralgische Punkte wo sich Fehler oder Probleme im allgemeinen Sinn verstecken k nnen Mit Hilfe der FMEA werden Massnahmen festgehal ten um die lokalisierten Risiken zu eliminieren bzw zu vermin dern Es sei hier noch auf einen rechtlichen Aspekt hingewiesen Bei einer Produkt Haftpflichtklage gegen einen Hersteller dienen durchgef hrte und bele
240. onfigurationsm glichkeit beim Kauf e M glichkeit zum Auswechseln von Einheiten wie z B neue Graphikkarte neuer Monitor e Entwicklung und Herstellung der Komponenten in unterschied lichen Werken e einfache Montage Demontage e klare Schnittstellen M ETH 2 SE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Antwort 4 e Damit ein Kippen des Stuhles verhindert werden kann muss der Schwerpunkt innerhalb der Verbindungslinie der Beine lie gen vier Beine ergeben ein gr sseres stabiles Feld e aus Symmetriegr nden e aus Designgr nden e aus Akzeptanzgr nden Antwort 5 In der Fehleranalyse sollten wir zu den eigentlichen Ursachen vorstos sen In diesem konkreten Fall k nnte das heissen e Wieso wird es zu warm e zu grosse Reibung e zu grosse Kraft e schlechte W rmeabfuhr e Wieso ist die Reibung zu hoch e falsches Schmiermittel e Wieso ist die Kraft zu gross e Kr fte besser verteilen e Wieso ist die W rmeabfuhr schlecht e W rmeleitf higkeit des umliegenden Materials ungen gend Bevor gr ssere Lager gestaltet werden h here Kosten lohnt es sich demnach zuerst andere Schmiermittel zu suchen oder eine verbes serte W rmeleitung zu gestalten Antwort 6 Zuerst muss die Ursache f r die Schwachstelle gesucht werden e Antriebsmoment zu gross Schl ge beim Anlauf eventuell k nnten diese gemildert werden L su
241. oordinaten Die einzelnen Baur ume definieren provisorisch die r umliche Anord nung und Ausdehnung der einzelnen Module Die H llelemente sind Vereinfachungen der schon bekannten gro ben Form und Abmessung eines Objektes aber der noch unbekann ten Gestalt H llelemente k nnen auch sp ter w hrend des Gestaltens als Platzhalter von benachbarten Objekten oder schon gestalteten Objekten eingesetzt werden Teilsysteme Teill sungen H llelemente Handrad Spindel mit Mutter Dichtung Ventilteller Rohr kr mmer Bild BO13entZ Beispiele von H llelementen 1 E ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 5 3 Strategien der Konkretisierung Vor der un berblickbaren Aufgabe des Gestaltens stehend stellt man sich die Frage Wo fange ich an damit eine minimale Anzahl von Iterationen durchlaufen werden muss Der erste Schritt liegt sicher im gezeigten Modulierungsschritt Der weitere Gestaltungsablauf kann in mehrere Strategierichtun gen die im Folgenden Konkretisierungsstrategien genannt werden unterteilt werden e Von der Hauptfunktion zur Nebenfunktion Die Hauptfunktionen eines Moduls beinhalten meist die gr sste Bedeutung und die meisten Abh ngigkeiten zu den benachbar ten Modulen Deshalb lohnt es sich diese zuerst zu selektieren und priorit r anzugehen e Von Bekanntem zu Unbekanntem Te
242. pien der Bauteilvereinigung Auftrennung Integral Dif ferentialbauweise e Prinzipien der Kraftleitung und e Prinzipien der Selbsthilfe E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Produkt Modul Teil Gestaltung der Objekte Prinzipien 7 Funktionsvereinigung auftrennung Integral Differentialbauweise Kr fte Momente leiten Eindeutigkeit Kraftfluss Lastausgleich konstante Beanspruchung Selbsthilfe Bild B914entZ Prinzipien des Gestaltens im berblick 7 2 1 Funktionsvereinigung Funktionstrennung Die Mehrheit von Ger ten Vorrichtungen oder allg Produkten muss viele Funktionen erf llen Betrachten wir z B ein Fahrrad Dieses muss grunds tzlich fahren aber auch antreibbar bremsbar beleuchtbar etc sein Dem Konstrukteur stellt sich nun die Frage wieweit verschiedene Funktionen in einem Funktionstr ger zu vereinen Funktionsvereini gung oder klar in einzelne Funktionstr ger aufzutrennen Funktions trennung sind Bevor dazu die Vor und Nachteile behandelt werden hier einige Beispiele e Bedienhebel im Auto Viele Fahrzeuge haben Bedienhebel welche viele Funktionen vereinen e Licht Abblendlicht Fernlicht Impuls permanent e Blinker e Tempomat e Halogenlampen Heutige Leuchtk rper erf llen einige Funktionen mehr als fr her e Tragen e Strom leiten e H he verstellen Ein en
243. preises verbunden Der Aufwand wird bei den meisten Produkten durch Betriebs und Instandhaltungskosten beim Gebrauch noch erh ht Wenn Produkte umfassend bewertet werden sollen m ssen also alle Nutzen und Aufw nde entsprechend ihrer Bedeutung f r den Kunden erfasst und in die Bewertung einbezogen werden N ETH EE Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Kosten Aufwand Investitionskosten Preis Betriebskosten Instandhaltungskosten Kaffee kochen Kaffee warm halten Geltungsnutzen Individual Sozialnutzen nutzen Marke Zeitschaltuhr Image Automatische Wartungsanzeige Bild B853konD Nutzen und Aufw nde bei einer Kaffeemaschine Quelle www krups de Diese Nutzen Aufwandsbetrachtung gilt sinngem ss auch auf der Herstellerseite Hier werden Aspekte der Synergie der Kompetenzer weiterung des Gewinnes und der Kundenbindung als Teilnutzen auf gef hrt Der Nutzwertanalyse liegt die Annahme zugrunde dass ein Gesamtnutzen um so gr sser ist je mehr Teilnutzen damit erreicht werden k nnen und je h her die einzelnen Teilnutzen sind Deshalb werden bei der Punktbewertung die Teilnutzen f r jedes Produkt sys tematisch ermittelt und zu einem Gesamtwert addiert Definition Gesamtnutzen Summe aller Teilnutzen Die Punkt Bewertung nach VDI 2225 VDI 2225 1977 1 besteht im Kern aus einer Fo
244. product Innov tion Der Innovations Prozess 2 Teil Autor Prof Dr Markus Meier WS 2004 05 lAnforderu ngen Sch nitt Gesetze i Hilfs Patente Garantien technische A 1 Umgebung Umwelt i Hardware Abmessun Terminplan Software gen Versuchszeit Messger te Toleranzen Reparaturzeit ai Gewichte Kostenziel Inbetriebnah Werkstffe Festigkeit y Betriebskosten me Oberfl Lebens Instandhaltungs Schulung chen dauer Sonderwerk kosten Kundendienst arb zeuge l Entsorgungs it t Motierbar Waanda 3 g Schutzrechte Kapazit t Schwingun g kosten Beratung l Instandhal Werkstoff und Dokumenta FRN tung Pr fvorschrif tion Transport Vertriebs Ene probleme g nstig Garantiezeiten Design Entsorgung Sicherheit ze Recycling N ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Der Innovations Prozess 2 Teil MOATO zen ee ee 1 ODAO ES PONEHBTEIEHEINEHESBUEERISEREENTEE SER NUUNEHDIENGAETUERERBIFNURERERAEAHREE NE DEEINEBNE 3 Pr sentation Informationssitzung Besprechung oder Moderation eine Abgrenzung uceesseeeeensseeennenseeenneneenen nenn 5 Pr sentation Vortrag Informationsveranstaltung eeeee 5 Informationssitzung Koordinationssitzung ecaeeeeeeeeeeeeeenennnannasnen
245. r gig von kr ften bar bar 1 2 1 2 3 2 3 4 5 6 7 dm Un Mt rE ATges Tzu Nr 1 Profil K i N LLN o7 LES einfache TOSYA 2 klein gli Montage N LIT F Klemm 4 en sitz gro j nur bei stufen 7 Fa gt Fr los Herstell F j und Mon Spann a ions tageauf element A wand No B Axial klein g T n J nein nein m gl element dst bindung Bild B830konD Konstruktionskatalog Welle Nabe Verbindungen bersichtskatalog Roth 1994 1 Konstruktionskataloge sind in der vorliegenden Form streng systema tisch gegliederte L sungsspeicher mit typischen Kennzeichen e einheitlicher erkennbarer Katalogaufbau mit Gliederungsteil Hauptteil Zugriffsteil und meist mit Anhang e Giliederungsteil mit Gliederungsmerkmalen zur widerspruchs freien Einteilung der Katalogobjekte e Hauptteil mit L sungsbeispielen als typische Vertreter der jewei ligen L sungsklasse oft als Skizzen dargestellt mit zum Teil erg nzender Beschreibung durch Text oder Gleichung e Zugriffsteil mit relevanten Eigenschaften der Objekte zur geziel ten Auswahl gt Siebeffekt e Anhang mit erg nzenden Angaben z B Literaturstellen Her stellerangaben Konstruktionskataloge sind beim Konzipieren deshalb von besonderer Effizienz weil sie im Rahmen der Gliederungsmerkmale ein vollst ndi ges L sungsspektrum beschreiben und durch die Angaben im Haupt und Zugriffsteil eine umfassende und gezi
246. r uns im Gestaltungsprozess befinden wird von Grobdimensionierung Absch tzung oder Auslegung gespro chen Ausgehend von den Anforderungen wird die Eigenschaft wie z B der Durchmesser berechnet Das zugrunde liegende Berech nungsmodell die Annahme als auch die Berechnungsmethode sind in diesem Stadium noch grob und stark vereinfacht Meist erfolgt diese Absch tzung von Hand bzw mit dem Taschenrechner M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Eigenschaft Achse d 500mm Bild B069entZ einfache berschlagsrechnung f r einen Wellendurchmesser M re zul s B F 1 gt d 22 8 mm festgelegt d 25 mm In einer sp teren Konkretisierungsphase wenn schon weitere Eigen schaften festgelegt sind werden die abgesch tzten Eigenschaften nachgerechnet verifiziert und berpr ft auch Festigkeitsnachweis genannt und z B Auswirkungen auf benachbarte Bauteile berechnet In diesem Stadium sind sowohl das Modell als auch die G te der Werte exakter und meist werden auch bessere Berechnungsverfahren eingesetzt Die Berechnungen sind vielfach EDV basiert wof r ver schiedenste Programme zu Verf gung stehen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess d d definitiv festlegen Durchbiegung f Gestaltung
247. raft Im mittleren Bild wird die Kraft am rechten Teil ber Kopf abgest tzt Im rechten Bild wird diese Abst tzkraft zus tzlich als Reibkraft genutzt 7 3 5 Vorgehen bei statischer berbestimmtheit Statische berbestimmtheit Regel der Eindeutigkeit sollte vermieden werden Bei technischen Systemen ist dies jedoch schwierig erreichbar Als Resultat davon treten Verspannungen auf Um diese zu mindern m ssen genauere und somit kostspieligere Fertigungstoleranzen ein gehalten werden Konstruktiv bestehen M glichkeiten die berbe E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess stimmtheit in erster Priorit t zu beseitigen oder aber falls dies nicht m glich ist die negativen Auswirkungen wie Verspannung und erh hte Kr fte zu minimieren Betrachten wir dies an einem einfachen Beispiel Ein Stab ist vier fach aufgelegt und somit statisch unbestimmt Die Beseitigung der berbestimmtheit kann rein mechanisch erfolgen Durch das Einbrin gen weiterer Gelenke wird das Gesamtsystem bestimmt mittleres Bild W A X X X unbestimmt bestimmt unbestimmt E SE 5 jedoch ausgleichend Bild BO56gesZ M glichkeiten zur Elimination unbestimmter Lagerungen Die Auswirkung der Unbestimmtheit kann jedoch auch reduziert wer den indem z B Federelemente eingelegt werden wie dies die untere Prinzipskizze zeigt Diese Methode
248. rd als Konkretisierung bezeichnet und ist ein erfolgsbestimmendes Merk mal methodischen Arbeitens im Konzeptprozess 6 1 Ziel der Konkretisierung Werden im Konzeptprozess Gesamtl sungen entwickelt stellen sie in der Regel Wirkprinzipkombinationen auf vergleichsweise abstraktem L sungsniveau dar Ihr Informationsgehalt ist erheblich geringer als z B der von Entw rfen oder technischen Zeichnungen 118 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Prinzipielle Vorentwurf Zeichnungssatz L sung mit St ckliste 8 Winkelelemente 50 Bauelemente 280 Einzelteile 20 Gestalteigen 2000 Gestaltei 50000 Gestaltei schaften genschaften genschaften 0 04 4 100 Bild B122gekD Unterschiedlich konkrete Produktmodelle und ihr Informationsgehalt am Beispiel eines Antriebssystems Andererseits m ssen bei der Entscheidung f r oder gegen eine Gesamtl sung in dieser fr hen Phase wesentliche Produkteigenschaf ten ber cksichtigt werden Dies ist aber f r mehrere L sungsvarianten insbesondere in der verf gbaren Zeit nicht m glich Daher wird ver sucht auf anderen Wegen gezielt Informationen ber die L sungen zu erhalten Dabei kann man sich auf die entscheidungsrelevanten Eigenschaften beschr nken Definition Konkretisieren ist ein Vorgehen in den fr hen Phasen des Entwicklungsprozesses entscheidungsrel
249. rfsprozess e der ideale Entwurfsprozess e der Output des Entwurfsprozesses e CAD im Entwurfsprozess und e der reale Entwicklungsprozess 2 1 Eingliederung und Zielsetzung Bei Produkten folgt der Entwurfsprozess auf den Konzeptprozess Die ser liefert Prinzipskizzen Machbarkeitsstudien und Funktionsmuster einerseits und eine erweiterte und pr zisierte Anforderungsliste und Kosten und Terminziele andererseits Der Konzeptprozess liefert z T erste konstruktive Entw rfe Muster oder einfache Prototypen von Teilbereichen des Produktes Dies ist vielfach notwendig weil im Konzeptprozess die Prinzipskizzen allein nicht zur Beurteilung der Machbarkeit gen gen Bei Anpassungs oder Variantenkonstruktionen existieren schon fr here Dokumentationen bzw Gesamtentw rfe welche als Aus gangsbasis dienen Im Folgenden konzentrieren wir uns auf den allgemeineren Fall der Neuentwicklung Das Ziel des Entwurfsprozesses besteht darin dass alle Produktei genschaften sowohl Modul als auch Bauteileigenschaften sowie deren Relationen untereinander soweit definiert sind dass die Erf l lung der Anforderungen garantiert ist und der Dokumentationspro zess gestartet werden kann Die am Ende des Entwicklungsprozesses vorliegende Dokumenta tion besteht aus massst blichen Entw rfen CAD Modellen der Pro duktstruktur den Bauteileigenschaften sowie weiteren Produktdaten Zus tzlich sind auch die Terminpl ne und Kosten bersichten aktuali s
250. riation ZDZ Form Art Abmessung ANN ISSN Bild B910entZ Wirkfl chenvariation 3 M ETH 29 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Grauguss a Sph roguss ST TS Stahlguss x d f 18 Er Teilfuge Schweiss a Schweiss konstruk In konstruk tion Q nn tion u De I ie i en Ir E Blech N U pressteil nor ENT O tigung L spanend aus ss pra dem Vollen aus Halbzeugen wenn keine Schweiss einrichtung vorhanden Bild B909entZ Herstellungsvariation 3 Bild B91 TentZ Geometrische Umkehr E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Form Art lem ann m ia S Sn Abmessung Anordnung T mnza A ea Bild B912entZ Wirkk rpervariation 3 Gelenkwechsel Translation lt gt Rotation Gelenkwechsel 2 einwertige Gelenke 1 zweiwertiges Gelenk Gelenkwechsel Starre Gelenke lt elastische Gelenke Tabelle T00O1entZ Wirkprinzipvariation 3 M ETH 31 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Gestellwechsel An Abtriebswechsel Wechsel der Kinematikkette Tabelle T0O2entZ Kinemat
251. rich product Innov tion Konzept Prozess Der Paarvergleich ist als Bewertungsmethode auch unter den Bezeichnungen Konkurrenzbewertung oder Dominanzmatrix bekannt Definition Ein Paarvergleich ist eine betont intuitive Bewertungs methode in der alle L sungen jeweils paarweise verglichen mit einer Einzelwertung belegt und diese zu einer Gesamtwertung addiert wer den Beim Paarvergleich werden die L sungen in der Kopfzeile und Kopfspalte einer quadratischen Matrix symmetrisch zur Diagonale reziproke Werte aufgetragen L sung x Ist m BEI BEN BERICHICH EHE Rang A 2 5 1 7 3 6 Bild B040konZ Paarvergleich von 7 L sungen 1 besser 0 nicht besser nicht bewertet Mit dem Paarvergleich e werden die L sungen paarweise verglichen vertikal gegen hori zontal e wird entschieden welche L sung besser bzw schlechter ist und dieses Ergebnis in das Matrixfeld eingetragen e wird ein Gesamtwert durch Addition der Spaltensumme gebil det und e daraus die Rangordnung folge der L sungen Ranking abge leitet Der Paarvergleich f hrt bei einer L sungsmenge mit maximal zehn L sungen in der Regel schnell zu einem begr ndeten Ergebnis ber die Rangfolge Dabei ist nur eine Aussage getroffen ob eine L sung EZ ETH TE zes Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess gesamthaft besser als eine andere ist Der Un
252. rlagen der TU Darmstadt Publikationsverzeichnis Weblinks e Online Project Collaboration Publikationsverzeichnis weitere relevante Dokumente e Checkliste Eindeutigkeit M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich
253. roduk tabnahme sein Die Anforderungsliste ist im Gegensatz zum Pflichtenheft ein dynami sches Dokument W hrend der folgenden Teilprozesse des Entwick lungsprozesses wird die Liste erg nzt modifiziert und vor allem konkretisiert Soweit ein Einfluss auf das urspr ngliche Pflichtenheft vorliegt nat rlich in Absprache mit dem Marketing nderungen wer den schriftlich dokumentiert mit e nderungsbeschreibung e Verantwortlichkeit e Datum Aufbau der Anforderungsliste Anforderungslisten werden vielfach nach folgender Struktur aufge baut fortlaufende Klassifizierung Hintergrund Dokumentation Nummerierung informationen von Modifikationen Nr Anforde Zahlen Anforde Ursprung Ersteller Modifikationen rung wert mit rungsart Erl ute Name Beschreibung Toleranz F W rung Datum Verantwortlicher Datum Geometrische Anforderungen Pr Maxima 170mm F Kunden M ller Zeitpunkt Struktur le H he 0 2mm forde 27 09 02 des Eintrags rung 65mm F Braun nach R cksprache 0 1mm 27 09 02 mit Fertigung von seez d o ER 55 mm auf 65 mm erh ht Riedl 8 6 02 Anforderungen Quantifizierung Bearbeiter Bild B010pdpM Aufbau einer Anforderungsliste 2 1 8 Zielkonflikte Anforderungen an ein neu zu entwickelndes Produkt widersprechen sich oft Man spricht dann von so genannten Zielkonflikten also negativen Wechselwirkungen zwischen Anforderungen Von entscheidender Bedeutung ist dass derartig
254. rtevertei lung beste L sung Wert W x schlechteste L sung x beste L sungswert x schlechteste Xj Bild B023konZ Spezielle Werteskala Bewertgs Punkte nach VDI 2225 Kriterium 0 Zuladung lt 300 Gep ck Kraftstoff gt 8 0 verbrauch L 100km Design sportliches repr sentativ konven konven konven Image und sportliche tionell tionelle tionell Fahrleistung Fahrleistungen Nutzform bieder Tabelle T030konZ Spezielle Werteskala am Beispiel eines PKW 142 ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Das Erarbeiten einer speziellen Werteskala ist der entscheidende Arbeitsschritt in einer Punktbewertung und sollte sorgf ltig durchge f hrt werden Birkhofer et al 1992 1 6 L sungseigenschaften nach Wertvorstellungen beurteilen Teilnutzen bilden Die Eigenschaften der zu bewertenden L sungen werden nun mit Hilfe der speziellen Wertskala in normierte und addierbare Teilwerte transformiert L sung 1 L sung 2 L sung 3 Zuladung Liter Gep ck 4 Kraftstoffverbrauch L 100 km 3 Design 4 3 1 Tabelle T031konD Ermitteln der Teilwerte am Beispiel eines PKW 7 Gesamtnutzen bilden Die einzelnen Teilnutzen k nnen dann f r jede L sung zu einem Gesamtwert addiert werden Dies kann sowohl ungewichtet als auch gewichtet erfolgen Er repr sentiert entspr
255. rwalten MODUL Inhalt Entwicklungsauftrag adm Unterlagen Anforderungen Kosten Gliederung Kalkulation Termine Gliederung bersicht Massbilder Layouts Abh ngigkeiten offene Fragen Pendenzen Skizzen Berechnungen Funktionsdiagramme Lieferantennotizen Offerten Unterlagen Betriebsanleitung Vorschriften Diverses Bild B905entZ M gliches Inhaltsverzeichnis f r einen Modulordner 5 2 Bauraumaufteilung und H llelement Der erste Schritt des Gestaltens liegt in einer groben Aufteilung des gesamten Bauraumes in Teilbereiche Bauraumaufteilung Begrenzun gen und H llelemente Begrenzungen k nnen z B benachbarte Baugruppen welche schon festgelegt sind oder das Fundament W nde etc sein Zu die sem Zeitpunkt wird auch meist ein gemeinsames Bezugssystem f r das Produkt Basiskoordinaten festgelegt und falls sinnvoll die Koor dinaten zum globalen System definiert M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bauraum 2 H llelement des Bauraum 1 Antriebsmotors H llelement Koordinate xy Bauraum 3 Tischh he 700 Bezugssystem Globales System Bild B012entZ Beispiel einer Bauraumaufteilung mit dem globalen System des Bodens und der Wand dem bestehenden Antriebsmotor symbolisiert mit einem H llelement und drei Baur umen f r das zu entwickelnde Produkt und dessen Bezugsk
256. s TP1 Markt Leistungs Prozess MS1 Konzept Prozess MS2 Entwurfs Prozess Die einzelnen Teilprozesse TP werden durch Meilensteine MS abgeschlossen Bild B020pdpM Projektablauf 2 2 5 Kapazit tsplanung Die Kapazit tsplanung weist den einzelnen Arbeitspaketen Personen zu In den meisten F llen werden mehrere Projekte parallel durchge f hrt und die Mitarbeiter arbeiten an mehreren Projekten d h bei der Planung des aktuellen Projektes m ssen Informationen ber die freien Kapazit ten der Mitarbeitenden zur Verf gung stehen E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess berlast 20 Verf gbare Kapazit ten 18 16 c 14 Z Projekt D c 12 E Projekt y O Projekt C 10 N E Projekt B D g E Projekt A Z 6 Verplante 4 Kapazit ten 2 0 heute Bild BO19pdpM Kapazit tsplan 2 2 6 Aufwandsplanung Der Aufwandsplan beinhaltet die Kostenpositionen in Tabellenform gelistet als Funktion der Zeit Unter Aufwand versteht man Mitarbei terl hne externen Dienstleistungen Infrastruktur Material Werk stoffe Werkzeuge Verbrauchsmaterial etc und vieles mehr 2 2 7 Planungsoptimierung Das Ergebnis des ersten Planungszyklus ist selten zufriedenstellend Der Zieltermin des Projektes wird nicht erreicht Projektmitarbeiter sind zu stark oder schwach bzw ungleichm ssig ausgelastet die Kosten d
257. s Organi Werk sation zeuge Gestaltungsprozesse Bild B002entZ Entwurfs und Gestaltungsprozess 2 3 Idealer Entwurfsprozess Wie schon erw hnt ist der Entwurfsprozess ein sehr iterativer ja sogar sorunghaft verlaufender Prozess Innerhalb jedes Teilschrittes m ssen Dutzende von Regeln Richtlinien und Prinzipien gleichzeitig ber ck sichtigt werden und jeder Teilentscheid beeinflusst wiederum viele weitere Aspekte benachbarter Baugruppen und teile und ergibt vor allem wiederum neue Fragestellungen Beispiel Bild B900entZ Zuf hrschiene f r Kleinteile 3 e Gestaltungsentscheid e Vernickeln der F hrungsschiene wegen Korrosionsgefahr e Neue Fragestellungen e Kosten Vernickeln e Spielreduktion durch Schicht e Tribologische Eigenschaften N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess berblick Um den berblick dennoch zu behalten und sich vorerst von allen beeinflussenden Aspekten zu l sen soll ein rein sequentieller Ablauf zu Grunde gelegt werden demnach ein sehr vereinfachter Entwurfs prozess Input aus Konzeptprozess Strukturieren des Produktes in Module Bilden einer groben Produktstruktur Bauraumaufteilung Bestimmung der Haupt und Nebenfunktionstr ger der Module gt Aufteilung der Anforderungen und Kostenziele auf Module Terminierung des Entwurfprozesses
258. s Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Beispiel Schwachstelle Passfeder versagt Ursache zu klein dimensioniert MEN EEL LA Ursache falsche Lastenannahme Anfahrmoment hoch nicht optimale Verbesserung gr ssere Dimensionierung optimale Verbesserung Reduktion der Anfahrmomente durch Kupplung Bild B0O65entZ Passfeder FMEA Eine noch systematischere Methode ist die FVMEA Methode Auf der Basis der Fehlerbaumanalyse werden die Ursachen die Auswirkung und die Erkennbarkeit der Schwachstelle bewertet und Verbesse rungsmassnahmen festgelegt Bild B032konZ Durchf hrung einer FMEA Scintilla Gespr che Diskussion Mehr Augen sehen mehr Immer lohnt es sich Entw rfe mit erfah renen Kollegen oder Mitarbeitern aus der Fertigung bzw Montage kritisch zu diskutieren und gemeinsam Fehlerpotentiale zu finden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 6 3 4 berpr fen der L sungen in Bezug auf die Anforderungsliste Selbstverst ndlich aber trotzdem wichtig genug hier nochmals erw hnt zu werden ist die stetige Validierung der L sung in Bezug auf die Anforderungsliste Erf llt die L sung die Forderungen aus dem Anforderungskatalog vollst ndig Entsprechend werden schon in fr hen Phasen L sungen verwor fen welche
259. samtl sungen Die Kombination von Konzeptvarianten und die Reduktion des Varian tenspektrums liefern Konzeptvarianten die bereits das Sieb der Unver tr glichkeitsor fung passiert haben Meist bleiben jedoch noch zu viele Varianten brig die nicht alle weiter konkretisiert werden k n nen Hier ist eine dem Kombinieren nachgeschaltete Beurteilung not wendig Die verbleibenden Kombinationen werden konzeptionelle Gesamtl sungen genannt Definition Konzeptionelle Gesamtl sungen sind Varianten die aus untereinander vertr glichen Teill sungen bestehen und die als Ganzes die Anforderungen erf llen Definition Die systematische Auswahl ist eine Methode zum Ein grenzen der Variantenvielfalt in der die Eigenschaften von Varianten mit den entsprechenden Fest oder Bereichsforderungen verglichen und Varianten bei einem Verstoss gegen diese Anforderungen ausge schieden werden In vielen F llen ist es ausreichend die verbliebenen Konzeptvarian ten durch einen Vergleich mit Fest oder Bereichsforderungen zu selektieren und die aussichtsreichen auszuw hlen Ergebnis dieser sys tematischen Auswahl sind konzeptionelle Gesamtl sungen deren Teill sungen untereinander vertr glich sind und die Fest und Bereichsforderungen erf llen Bleiben immer noch zu viele Gesamtl sungen brig m ssen diese zus tzlich hinsichtlich ihrer Qualit t bewertet werden Dabei ist unbe dingt auf eine bewertungsrelevante Konkretisierung ihrer Eigenschaf
260. schauliche Hilfsvorstellung zu verstehen ist Ein Beispiel von Kraftfluss berlegungen soll an einer Presse durch gef hrt werden Detail Detail oberes Joch oberes Werkzeug Werkst ck Zuganker unteres Werkzeug unteres Joch Mutter Detail Bild B047gesZ Kraftfluss dargestellt am Beispiel einer Presse 1 Die Kr fte des oberen Werkzeuges werden ber das Werkst ck auf das untere Werkzeug bertragen und fliessen als Druckspannungen durch den unteren Tisch Dort verteilen sich die Beanspruchungen in die Breite Im unteren Joch werden sie stark umgelenkt und ber Bie gungsbeanspruchung nach links und rechts geleitet Die Beanspru chungen werden beim Mutterkopf ringf rmig in die Mutter geleitet dort stark umgelenkt auf die Gewindeg nge der Schraube umgelenkt und von dort als Zugspannungen durch die Schraube nach oben gef hrt Oben im Schraubenkopf werden die Spannungen wieder M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess ber den Schraubenkopf in das obere Joch umgelenkt und auf den Kolben im oberen Werkzeug geleitet Auch wenn diese Betrachtung nur als Anschauung dient ergeben sich daraus doch die Forderungen an den Konstrukteur wie Span nungs berh hungen bzw Spannungsspitzen vermieden werden e Sanfte Kraftumlenkungen realisieren e Verengungen im Kraftfluss verhindern e Kraftfluss auf das ganze Baut
261. schule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Antwort 8 Das Verst ndnis was Sicherheit ist hat sich mit der Zeit stark gewan delt Noch vor 20 Jahren beinhaltete sicheres Autofahren ein v llig anderes Grenzrisiko als heute Ausserdem waren auch die Rahmenbe dingungen andere weniger Verkehr langsamere Fahrzeuge weniger Hektik Innerhalb der vergangenen Jahre wurden zuerst die Sicher heitsgurten eingef hrt Dann entstanden verbesserte Knautschzonen Airbags kamen dazu zuerst nur vorn auf Fahrerseite dann beidseitig und neu auch seitlich Der Sicherheitsgedanken ist weiterhin im Wan del neue Technologien wie Abstandssensoren GPS f r die bermitt lung des Unfallortes usw Jeder dieser Schritte wird unser Selbstverst ndnis ber Grenzrisiken ver ndern Bild B920entZ Airbag bei der Entfaltung Antwort 9 MN Bild B924entZ Kraftfluss in einer Welle N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Der Kraftfluss ist im linken Teil schw cher breiterer Durchfluss als rechts in Bezug auf die Spannungen zeigt dies dass die Spannungen Schubspannungen infolge Torsion gr sser sind Bei der Wellenschul ter sp ren die usseren Str mungen die br ske Umlenkung und r k ken n her zusammen Kerbwirkung Antwort 10 Hi Bild B919entZ Kraftfluss be
262. sel w hrend oder am Ende dieses Prozesses erfolgt Die folgenden Punkte k nnen zur Ent scheidung beitragen e Bei Anpass und Variantenentwicklungen existieren schon CAD Modelle welche sinnvollerweise als Basis genommen werden e Beim grossz gigen grobmassst blichen Entwerfen hemmt CAD die notwendige Kreativit t e Beim verteilten Arbeiten sichert das CAD die geometrische Abstimmung zwischen den Modulen fr hzeitig ab und die Kommunikation zwischen den Teams hat eine einheitliche Basis M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e CAD Skizzen sind f r die Konkretisierung Dokumentation FEM Rapid Prototyping weiter verwendbar die Handskizze jedoch nicht e Verschiedene Dimensionierungs und Simulationssoftware basieren auf CAD Modellen Der Wechsel von einem Medium zum anderen ist auch stark abh ngig von der Person die entwirft W hrend die einen solange wie m glich mit Handskizzen arbeiten mit teilweise extrem hohem Informations gehalt wechseln andere fast ab Beginn des Entwerfens auf das CAD und beweisen auch dort eine hohe Kreativit t SITES ab STREN g ELLE KANN A 2 ri BR ANIN AXI 4 2 Hub 1o Hlatinenem te L t 41 III Bild B063entZ Massst bliche Entwurfszeichnung von Hand erstellt Aebersold Soudronic AG hoher Informationsgehalt Ring mit St tzrollen statt L
263. sen die Produktpositionierung aus Sicht des Marketings bzw des Produktmanagements erfolgt das Pflichten heft liegt vor Nun beginnt das eigentliche Entwicklungsprojekt gegliedert in die einzelnen Teilprozesse Der erste Teilprozess wird als Konzept Prozess bezeichnet N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Anstossbeschreibung Handlungsbedarf Ideensteckbrief Vorstudienauftrag Markt Leistungs Profil Entwicklungsauftrag Anstoss Prozesse Ideen Prozess Vorstudien Prozess Produkt Entwicklungs Prozess Konzept Prozess Entwurfs Prozess aktive passive Ideen Sammlungs Prozess Grob Konzept Prozess Dokumentations Prozess Realisierungs Prozess Produktions Planungs Prozess Markt Einf hrungs Planungs Prozess Serienreifer Prototyp Markt Technologie Anst sse Ideen Ausarbeitungs Prozess Markt Leistungs Prozess Li EE E E E A OR AS Datengenerierung Transfer in andere Prozesse Bild B034konZ Der Konzept Prozess im Innovations Prozess Im Konzept Prozess werden ausgehend vom Pflichtenheft und der Anforderungsliste ein Konzept oder mehrere Konzeptvarianten aus gearbeitet Definition Ausgangszustand f r den Konzeptprozess ist die Pro duktpositioni
264. sen die Eingangsgr ssen in mehreren Teil Teilfunktionen schritten ver ndert werden um die Ausgangsgr ssen zu aufspalten erzeugen Die Teilschritte entsprechen den zu erf llenden Teilfunktionen Funktionsstruktur Die Teilfunktionen m ssen in einem logischen aufstellen Zusammenhang verkn pft werden um die schrittweise Ver nderungen und Verkn pfungen der Fl sse zu erreichen Systemgrenze Die Abgrenzung der zu betrachtenden Bestandteile gegen eintragen ber den Nachbarsystemen wird in der Funktionsstruktur durch die Systemgrenze vorgenommen Funktionsstruktur Siehe Methode Funktionsstruktur variieren variieren Nebenfl sse Zur Erf llung der Teilfunktionen in den Hauptfl ssen sind erg nzen Nebenfl sse erforderlich Diese werden durch zus tzliche Teilfunktionen und deren Verkn pfungen in die Funktions struktur aufgenommen Tabelle T014konD Vorgehen bei der Funktionssynthese Bei der Funktionssynthese wird zuerst ein Minimalsatz Minimalstruk tur formuliert und dieser schrittweise erweitert wenn zugeordnete L sungen die Aufgabe nicht oder nicht gen gend erf llen Die Funkti onssynthese findet Anwendung e bei Neukonstruktionen um ein breites L sungsfeld zu erhalten e T r bewusstes Losl sen von Bekanntem TE ETH nz zY rr Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 3 6 3 Methode Funktionsvariation Mit der Funk
265. sfestigkeit 0 berpr fen Bild B068entZ Verfeinerte Berechnung der Welle nach Konkretisierung weiterer Gestaltseigenschaften Falls schon CAD Modelle vorliegen k nnen zur Festigkeitsberechnung auch schon FE Programme Finite Elemente eingesetzt werden I DEAS Visualizer Display 1 Femi mN mm 2 B C 1 STRESS_3 LOAD SET 1 I deas_data peO1 mfl STRESS Von Mises Averaged Top shell 4 39E 002 Min 1 32E 001 MN MM 2 Max 4 39E 002 mN mmA2 B C 1 DISPLACEMENT_1 LOAD SET 1 l deas_data peO1 mfl 3 95E 002 DISPLACEMENT XYZ Magnitude Min 0 00E 000 mm Max 3 21E 004 mm gt 2 i E Parn Coordinate System 3 51E 002 3 08E 002 2 64E 002 2 20E 002 1 76E 002 1 32E 002 8 80E 001 4 40E 001 1 32E 001 L Bild B200entZ Rechneruntrst tzte detaillierte Deformations und Spannungsanalyse mit Hilfe der Finite Elemente Methode Modell mit ca 14000 Freiheitsgraden darge stellt ist die deformierte Struktur Konturplot der Vergleichsspannungen berlagert M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Mittels Berechnungen k nnen auch Optimierungen von Gestalteigen schaften durchgef hrt werden indem rechnerisch unterst tzt die Eigenschaften solange variiert werden bis ein angestrebtes Optimum wie beispielsweise eine Gewichtsminimierung erreicht ist Mittels Simulation beispielsweise der Bewegungsabl ufe k
266. ssigen Stoff St leiten el Energie in Eol mech Energie Eech wandeln optische Signale Sopt speichern opt Bild B817konD Beispiele f r normierte Funktionen Als Gr ssen kommen je nach Art der Aufgabenstellung allgemeine physikalische logische oder branchenspezifische Gr ssen zum Einsatz Die Operationen werden entsprechend der Art des Zusammenhangs zwischen Ein und Ausgangsgr ssen festgelegt Meist werden fol gende grunds tzliche F lle unterschieden e Die Eingangsgr ssen werden zu einer Ausgangsgr sse summa tiv verkn pft e Die Eingangsgr sse wird in die Ausgangsgr ssen distributiv getrennt e Die Eigenschaften der Eingangsgr ssen werden in diejenigen der Ausgangsgr ssen ge ndert e Die Eigenschaften der Eingangsgr ssen werden erhalten Ein und Ausgangsgr ssen sind gleich E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Vorteile Nachteile e Die Beschreibungen sind definiert e Die Anwendung muss e Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von erlernt werden und ist Beschreibungen gew hnungsbed rftig e Es k nnen daf r weitgehend e Durch die Abstraktion der vollst ndige L sungssammlungen Beschreibungen kann ein erstellt werden Verlust an Anschaulichkeit e Unterschiedliche Produkte k nnen mit auftreten den gleichen Beschreibungen dargestellt e Die Vielfalt funktioneller werden Dies erleichtert das
267. st ckhandhabung exis tiert ein eigener Funktionssatz mit Schaltzeichen VDI 3239 1996 1 VDI 2860 1990 1 die zu einem Zubringfunktionsplan verkn pft den Werkst ckfluss in Maschinen und beim innerbetrieblichen Werk st cktransport beschreiben Definition Zubringfunktionen beschreiben die Handhabung von Werkst cken mit definierten Operationen Folgende Tabelle gibt die Merkmale der Ein und Ausgangsgr ssen hier Werkst cke an und leitet daraus die Zubringoperationen ab N ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Zusammenhang zwischen Ein und Ausgangsgr ssen Konzept Prozess Zubringoperationen Ort der Werkst cke erhalten Bunkern Lage der Werkst cke erhalten Magaziner Ort der Werkst cke ndern beliebig gt bestimmt Eingeben Ort der Werkst cke ndern beliebig beliebig Weitergeben Ort des Werkst ckes ndern bestimmt beliebig Ausgeben Lage der Werkst cke ndern beliebig gt bestimmt Ordnen Lage des Werkst cks ndern grob exakt Positionieren Lage der Werkst cke ndern bestimmt bestimmt Wenden Anzahl der Werkst cke ndern beliebig gt bestimmt Zuteilen Anzahl der Werkst cke ndern distributiv ndern Abzweigen Anzahl der Werkst cke ndern summativ ndern Zusammenf hren Freiheitsgrad des Werkst cks ndern 0 Spannen Freiheitsgrad des Werkst cks ndern gt 0 Entspannen Form Oberfl
268. stens eine schlechte Gesamtl sung die Mittelm ssigkeit verst rkt sich Auch sehr hnliche Varianten werden von der Kombinatorik als eigenst n dige Varianten generiert obwohl vielleicht nur unwesentliche Unterschiede in der Realisierung einer Teilfunktion bestehen Das Hauptproblem beim Erarbeiten Prinzipieller Gesamtl sungen ist das effiziente Ermitteln der optimalen Konzeptvariante n aus dem m glichen Variantenspektrum Birkhofer 1980 1 Variantenflut beherrschen Reduktions Vertr glich Stellvertre strategien keitsmatrix terl sungen Bild B104gesD Methoden zum Beherrschen der Variantenflut beim Erarbeiten prinzipi Alternierende Kombination und Auswahl eller Gesamtl sungen 5 4 1 Reduktionsstrategien f r Morphologische K sten Reduktionsstrategien sind Vorgehensvorschl ge die einen Morpholo gischen Kasten so reduzieren dass aussichtsreiche Konzeptvarianten N ETH 111 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess mit geringerem Aufwand gewonnen werden k nnen Birkhofer 1980 Ml Gelingt es die Anzahl der Teilfunktionen und Teill sungen vor der Kombination sinnvoll zu reduzieren m ssen deutlich weniger Kon zeptvarianten generiert werden und der Kombinations und Beurtei lungsaufwand kann drastisch abnehmen Teil Tei funktionen 1 TENSES 1 Di A N TB Teil Teill sungen
269. stoff einer Welle festlegen die Welle ist dann dauerfest Durch jede Festlegung werden viele weitere ussere Eigenschaften betroffen z B die biege kritische Drehzahl die Verg tbarkeit oder die Fertigungskosten der Welle Dieser Hydra Effekt beschreibt dass mit der L sung eines Problems sofort neue Probleme aufgeworfen werden Produktent wicklung ist daher recht treffend mit einem Optimierungsprozess zu vergleichen bei dem eine L sung in einem nichtlinearen hochgradig berbestimmtem Gleichungssystem mit einer Unzahl von unabh ngi gen und abh ngigen Variablen gesucht werden muss Franke 1976 ml M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Versch rfend kommt hinzu dass es nicht von vorneherein gesi chert ist dass Kunden ihre Forderungen vollst ndig und exakt formu lieren dass Entwickler diese Forderungen ohne eigene Interpretation in identische Anforderungen umsetzen und Kunden in ihrer Wahr nehmung des ausgelieferten Produkts v llig objektiv sind Es ist jedoch offensichtlich dass der Markterfolg eines Produkts das Funktionieren dieser Wirkungskette voraussetzt erwartet nimmt wahr beurteilt Produkt definiert entwickler E Eigenschaften Kunde ussere Eigenschaften Bild B834konD Die Produktentwicklung als Optimierungsaufgabe Insofern ist die Kenntnis der Zusammenh nge in der Pro
270. sungen zu verbessern oder Funktionen neu zu verkn p fen F r neue Produkte stellt die Funktionsstruktur eine abstrakte Form des Produktionsmodells dar und hilft zur L sungsfindung ETH E G8e r Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Entwicklungs aufgabe bestehendes Produkt neues Produkt durchzuf hrende Funktions Funktions Ma nahmen analyse synthese Variation der Funktionsstruktur aussichtsreiche Funktionsstruktur ermitteln Bild B822konD Funktionsanalyse synthese Funktionsvariation 3 6 1 Methode Funktionsanalyse Bei der Funktionsanalyse werden gegebene Produkte hinsichtlich der Funktionen und Funktionsstrukturen untersucht Das Vorgehen zeigt Tabelle T013konz Produkt in Beim Gliedern des Produkts in Funktionstr ger m ssen die Funktionstr ger funktionalen Beziehungen zwischen den Komponenten gliedern hinsichtlich Stoff Energie und Signalfluss erkannt werden Von Wirkprinzip abstrahieren und nur funktionale Zusammenh nge zwischen Eingang und Ausgang Funktionen den Funktionstr gern zuordnen beschreiben Funktionen Das kritische Hinterfragen der Funktionen zeigt hinsichtlich der Verbesserungspotentiale und Entwicklungsschwerpunkte Aufgabenerf llung blicherweise k nnen neue Strukturen erarbeitet werden kritisch pr fen wenn bei einer analytisch gewonnenen Funktionsstruktur alle
271. t axial radi al tangential vertikal horizontal schr g parallel seriell Wirkfl che Form punktf rmig linienf rmig fl chig Dreieck Quadrat Rechteck Polygon Kreis wie Wirkk rper Anzahl Anordnung punktf rmig linienf rmig fl chig Dreieck Quadrat Rechteck Polygon Kreis wie Wirkk rper Tabelle T021konD Merkmale zur Variation der inneren Eigenschaften von Wirkelementen Auswahl N ETH E Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 104 Konzept Prozess Wirkelement Merkmal Wertmenge Wirkbewegung Art ruhend bewegt Form translatorisch rotatorisch kombiniert gleitend w lzend rollend gleichf rmig ungleichf rmig kontinuierlich intermittierend Richtung oszillierend linear eben r umlich in x y z Richtung um x y z Achse Betrag langsam m ssig schnell Anzahl eine mehrere zusammengesetzte Bewegungen Tabelle T021konD Merkmale zur Variation der inneren Eigenschaften von Wirkelementen Auswahl 4 3 7 Darstellen von Varianten Die systematische Variation liefert ein oft beachtlich grosses Varianten spektrum das bevorzugt als Variantenbaum oder Ordnungsschema Dreibholz 1975 1 dargestellt wird Damit lassen sich sowohl die Varianten selbst als auch der Variationsweg bersichtlich darstellen Gleichzeitig wird das Einordnen bekannter L sungen erleichtert und das Finden neuer Varianten
272. t das eigentliche Brainstorming die Ideenge nerierung Dabei m ssen folgende Regeln strikte eingehalten werden e Gedanken usserungen nicht unterbrechen e Keine Kritik aus ben e Keine Killerphrasen wie Haben wir schon probiert geht bei uns nicht e Ideen werden z B durch einen Moderator visualisiert und festgehalten 3 In der dritten Phase vertiefen sich die Teilnehmer individuell in die einzelnen L sungsans tze kombinieren und verfeinern diese und generieren daraus wieder neue M glichkeiten um erst dann mit klaren Vorstellungen in die letzte jetzt qualitativ wertende Phase zu treten 4 In dieser Phase werden nun die L sungen auf ihre Machbarkeit analysiert und bewertet Hier d rfen auch Kritik ausge bt und die Ans tze hinterfragt werden E ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Brainstorming ist dann sinnvoll wenn e ein Losl sen von Konventionen angestrebt wird e das physikalisch technologische Konzept nicht festgelegt ist e das Team sich in einer Sackgasse bei der L sungssuche befin det H ufig werden Brainstorming Sitzungen ausserhalb der bekannten Umgebung abgehalten in einer gel sten Atmosph re wo kreatives Wirken erreicht werden kann Bild B114konZ Kreative Besprechung und Visualisierung Ern chternd muss erw hnt werden dass keine fertigen L sungen erwartet werden d r
273. t jedes Produkt muss als Ganzes konzeptionell berdacht werden Auch bei der Neuentwicklung komplexer Produkte k nnen durchaus bew hrte Baugruppen von bisherigen Produkten bernommen und Teilprozesse bersprungen werden Eine klare Strukturierung des Produkts ist in den meisten F llen hilfreich Die Teilbereiche des Produkts k nnen weitgehend getrennt betrachtet werden wodurch die Komplexit t der Aufgabe weiter reduziert und die L sungsfindung vereinfacht wird Abschnitts no Seitenfalt j ngen Schwei K hlstrecke Ablagestrecke l Abwickel Bahn Entnahmestation system spannung station verstellung einheit mit Paketstanze A O gt N Neue Taktzahl D mit bisheriger D L sung nicht o realisierbar a m Entwurf Halbzeuge Paketstanze a Abdr ckwalze Seitenwand an gr eren mi optimieren anpassen Hub anpassen o J O c 3 o er o gt bernehmen bernehmen bernehmen bernehmen Bild B805konD Unterschiedliche Teilprozesse und Nutzung von Produktmodellen f r das Entwickeln von Komponenten einer Verpackungsanlage Eine Strukturierung des Produkts in Baugruppen e ergibt eine Reihe von einfacher zu bearbeitenden Teilaufgaben mit geringerem Bearbeitungsumfang e erm glicht die Aufteilung von Teilbereichen auf unterschiedli che Bearbeiter um deren spezifische Kompetenzen zu nutzen e verk rzt die Entwicklungszeiten durch die M glichkeit der Par all
274. t sich je nach Problemstellung zwischen 6 und 30 Personen Ort Es lohnt sich einen Ort auszuw hlen wo die Teilnehmenden vom t glichen Gesch ft losgel st sind und sich entspannt f h len k nnen Bei der Auswahl der R ume wird Wert darauf gelegt dass diese grossz gig bemessen sind und so den Teil nehmenden Bewegungsfreiheit erm glichen e Einladung Die Einladung soll fr hzeitig an die Teilnehmer und Teilnehme rinnen verschickt werden und muss folgende Informationen enthalten e Datum Zeit Dauer e Ort Teilnehmerliste Moderationsleitung e Hauptziel des Meetings Nebenziele e Geplanter Ablauf e Vorbereitungsarbeiten f r die Teilnehmenden Als administrative Vorbereitungsaufgabe muss an die Vorbereitung der R umlichkeit Bestuhlung Auswahl und Bestellung von Mahlzei ten und Kaffeepausen technische Einrichtungen mit Moderationsma terial etc gedacht werden Wenn zu Beginn des Meetings die St hle noch umplatziert werden m ssen oder mehrere Personen versuchen das Videoger t in Betrieb zu nehmen usw so wirkt dies f r alle Teil nehmer unprofessionell Heutige komplexe Problemstellungen erfordern meistens dass sich die Teilnehmenden im Voraus mit den Fragen auseinandersetzen Ein zelne Teilnehmer erhalten sogar konkrete Aufgaben zur intensiven pers nlichen Vorbereitung Der Moderator stellt in der Einladung die zu leistenden Vorarbeiten schriftlich zusammen und schickt diese mit den notwendigen Informationen un
275. t und berwacht Ausgehenden von den Gesamtkosten eines Produktes Zielkos ten werden die maximalen Teilkosten f r jedes Modul bestimmt W hrend der Entwurfsphase werden die prognosti zierten Kosten jedes Moduls berwacht und bei Abweichungen Massnahmen definiert e Design Review Design Reviews dienen dazu an fixen terminlichen Meilenstei nen die Zielerf llung gem ss Anforderungen in Bezug auf Funktion e Qualit t e Kosten und e Termin zu berpr fen und zu entscheiden ob e das Projekt gem ss Terminplan weitergef hrt wird e das Projekt abgebrochen werden muss f r das Projekt eine Iterationsschlaufe eingef hrt werden soll welche die feh lenden Informationen oder sonstigen Erkenntnisse bringt oder Die Anzahl und der Zeitpunkt der Design Reviews werden vom Projektleiter festgelegt Meist werden Design Reviews zwischen dem Team und dem Lenkungsausschuss durchgef hrt M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 9 Dokumentation des Entwurfsprozesses Die Abgrenzung des Entwurfsprozesses vom anschliessenden Doku mentationsprozess ist nicht eindeutig geregelt Sie ist stark berlap pend und auch abh ngig vom e Produkt das entwickelt wird e der Arbeitsweise des Teams und e dem Werkzeugeinsatz Deshalb ist es auch schwierig zu definieren welche Ergebnisdoku mente im Anschluss an den Entwurfsprozess vorliegen m
276. tc oder am Lebenslauf eines Produk tes orientieren M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 2 1 1 Allgemeines zu Anforderungen Die Formulierung der Anforderungen muss e l sungsneutral sein e positiv formuliert e anspruchsvoll aber erreichbar sein e soweit m glich quantifiziert und durch Skizzen erg nzt e klar und eindeutig sein e auch vermeintlich selbstverst ndliche Punkte umfassen Durch eine l sungsneutrale Formulierung kann eine Einschr nkung bei der Ideenfindung vermieden werden Die Forderung maximale Kraft 1000 N l sst im Gegensatz zu maximale hydraulische Kraft 1000 N die Art der Krafterzeugung offen Die positive Formulierung ist besser geeignet als negative Formulie rungen Etwas erreicht zu haben ist besser zu vermitteln als etwas verhindert zu haben Wir haben den Terminplan eingehalten ver sus Wir haben Verz gerungen im Projekt verhindert Anforderungen an eine Produktentwicklung und innovation m s sen eine Herausforderung darstellen jedoch muss die Erreichbarkeit des Gesamtziels auch sinnf llig sein Anforderungen m ssen m glichst konkret formuliert werden Die Forderung nach einer sp rbaren Kostensenkung kann nicht konkret bearbeitet werden solange nicht die Gr ssenordnung quantifiziert ist die Ausgangsbas s definiert ist und klargestellt wird welche Koste
277. te Verschiedene moderne Fertigungsmethoden erlauben komplexe Formen ohne Kos tennachteil Als einfaches Beispiel sei hier ein eingespannter Biegestab mit einer Einzellast am freien Ende erw hnt Von der Angriffsstelle ausge hend nimmt das Moment linear zu und erreicht das Maximum an der Einspannung Das Prinzip gleicher Festigkeit ist beim Biegestab mit konstantem Querschnitt verletzt Im optimierten Fall sollte sich der Querschnitt in Richtung der Einspannstelle vergr ssern Optimierte Form F urspr ngliche Form Og x const h x c jl x Bild B058gesZ Gestaltoptimierung f r Bauteil gleicher Belastung M ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess 7 3 7 Prinzip der Selbsthilfe Im Prinzip der Selbsthilfe vereinigen sich konstruktive L sungen die sich physikalische Effekte zunutze machen Das ergibt gratis bes sere leichtere L sungen Wer kennt ihn nicht den Seilknoten der sich trotz grossen Zug kr ften nicht l st sondern im Gegenteil noch st rker anzieht hnli che L sungen existieren auch in der Konstruktion Betrachten wir dies an der Konus Verbindung Je gr sser F wird desto gr sser wird die Konus Normalkraft und desto mehr wird der Zugstab geklemmt Die Schulter auf der Welle k nnte nach Aufbau der Kraft weggelassen werden Bild B059gesZ Konus Verbindung Viele Selbsthilfe L sungen
278. te schriftlich fixiert pr gnant begr ndet und von den Verantwortlichen abgezeichnet werden M ETH 151 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 8 Zusammenfassung Der Konzeptprozess bezeichnet eine der wichtigsten Phasen der Pro dukt Entwicklung Die wesentlichsten Weichen werden gestellt Pro fessionelle Projektplanung mit Gliederung in Arbeitspakete funktionelle zeitliche und kostenorientierte Ziele und Verantwortlich keiten sind wichtige Voraussetzungen f r die Zielerreichung und Kon trolle Basierend auf dem Pflichtenheft wird die Anforderungsliste abgeleitet und kontinuierlich erg nzt Von dieser ausgehend wird eine Funktionsliste bzw struktur erstellt F r jede Funktion gibt es eine oder mehrere Teill sungen durch intuitive oder diskursive L sungsfin dungen Auf verschiedenen Abstraktions bzw Konkretisierungsni veaus wird das Produktionsmodell beschrieben Man unterscheidet das Funktionsmodell das Effektmodell meist physikalische Effekte und das Wirkmodell Die Teill sungen der einzelnen Funktionen werden im Ordnungs schema morphologischer Kasten genannt geordnet dargestellt Durch die Kombination der Teill sungen werden Varianten generiert In einem Auswahlverfahren werden geeignete Varianten bestimmt und anschliessend in einem Bewertungsverfahren mittels Paarver gleich oder Nutzwertanalyse rangiert Verst ndnis
279. terschied wird dabei jedoch nicht quantifiziert Trotzdem reicht das Ergebnis in vielen F llen aus um sich f r das Konkretisieren der besten L sungen im weiteren Entwicklungsprozess zu entscheiden Das Bewerten mit der Methode Paarvergleich ist dann beson ders zu empfehlen wenn sich Experten einen schnellen berblick ber die Qualit t eines nicht zu grossen aber schlecht einzusch tzen den L sungsspektrums verschaffen wollen 7 2 2 Nutzwertanalyse Definition Der Produktnutzen f r einen Kunden ist die Gesamtheit aller wahrgenommenen Grund und Zusatzteilnutzen In Anlehnung an Dannheim 1991 1 k nnen verschiedene Nut zenarten unterschieden werden e der Grundnutzen auch Gebrauchsnutzen wird durch den Zweck repr sentiert f r den das Produkt vom Kunden erwor ben wird z B die M glichkeit des Transports von Personen und G tern mit einem PKW e der Zusatznutzen umfasst den Individual und Geltungs Sozial nutzen e als Individualnutzen sind alle individuell vom Kunden erfahrba ren Teilnutzen zu betrachten die ber den eigentlichen Grund nutzen hinausgehen z B die aktive und passive Sicherheit eines PKWs Spiele bei Handys e der Geltungsnutzen verschafft dem Kunden ein h heres Selbst wertgef hl und zu einer gesteigerten Wertsch tzung durch sein Umfeld z B sportliches Design hochwertige Verarbeitung eines PKWs Mit dem Erwerb eines Produkts ist f r den Kunden ein Aufwand in Form des Kauf
280. thoden sind selbstverst ndlich nicht nur f r die Konzeptphase geeignet sondern k nnen berall dort wo neue Ideen gesucht sind eingesetzt werden z B MLP Produkt Strategie Letzt lich ist es die Intuition Inspiration die den Ingenieur zu einer bestimmten L sung f hrt Intuition kann bis zu einem gewissen Grad geplant oder gef rdert werden wenn z B das Umfeld stimmt Einf lle kommen vielfach beim Entspannen in der Freizeit usw Obwohl es f r solche Momente keine Anleitung gibt existieren zumindest Vor schl ge Methoden wie solche Kreativit tsphasen unterst tzt werden k nnen 4 2 1 Brainstorming Am treffendsten wird das Wort mit Gedankensturm bersetzt Diese Methode erm glicht geistig beweglichen Menschen ihre Ideen flies sen zu lassen frei zu assozileren und sich gegenseitig zu inspirieren Die Teamgruppe wird f r das Brainstorming bewusst vergr ssert bis auf rund 15 Personen Wesentlich bei der Gruppenbildung ist dass Leute aus verschiedensten T tigkeiten und Erfahrungsbereichen zusammenkommen um gedanklich auszuschweifen falls m glich aus der gleichen Hierarchiestufe Auch Nichttechniker k nnen neue Anre gungen einbringen Mit dem Brainstorming wollen wir eine m glichst grosse Menge an L sungen generieren vorerst ungeachtet der Quali t t dieser L sungen 1 In der ersten Phase werden den Mitgliedern das Problem die Fragestellung und u U die Randbedingungen erl utert 2 Die zweite Phase is
281. tionsvariation erfolgt ein gezieltes Ver ndern von Funkti onsstrukturen zum Optimierung des Zusammenwirkens der Teilfunkti onen des funktionellen Produktaufbaus der Systemgrenze Funktionsstruktur variieren e Verschiebung der Systemgrenze e Teilfunktionen aufteilen oder zusammenfassen e Reihenfolge der Teilfunktionen ndern Teilfunktionen paralleli sieren e Reduzieren Vervielfachen der Anzahl gleicher Teilfunktionen e Verkn pfung der Teilfunktionen ndern z B Steuerung lt gt Regelung Eine Funktionsvariation findet Anwendung e bei Funktionsanalysen e bei Funktionssynthesen um einen berblick ber das L sungs feld zu erhalten e wenn in einer Funktionsstruktur mehrere hnliche oder gleiche Funktionen auftreten und oder die Teilfunktionen in ihrer logi schen Reihenfolge weitgehend unabh ngig voneinander sind 3 7 Hinweise zum Arbeiten mit Funktionen Funktionsdarstellung sollten nur soweit entwickelt werden wie es f r die nachfolgende L sungszuordnung bzw findung sinnvoll ist Kei nesfalls ist eine nutzlose Systematik zu betreiben Es sind immer einfache Funktionsstrukturen anzustreben Minimal struktur Erst wenn deren Eigenschaften nicht den Anforderungen entsprechen sollen kompliziertere Funktionsstrukturen als Grundlage f r eine L sungsermittlung verwendet werden Zur Beurteilung von Funktionsstruktur Varianten sind die Teilfunkti onen durch L sungen zu konkretisieren Nur so Ist in den meisten F l l
282. tischer Ausgleich f r nicht exakt fluchtende Wel lenachsen gew hrleistet ist die dargestellte elastische Anlaufkupplung Reibscheibe bertr gt die Reibkraft Elastomer Verbindung Funktion R ckstellkraft f r Bremsbelag bertragung der Momente und Ausgleich von Fluchtungsfehler Bild B039gesZ Prinzip einer Anlaufkupplung 1 E ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Die Motorenwelle ist an der inneren Welle befestigt Bei einer bestimmten Nenndrehzahl werden die Bremsbacken durch die Fliehkraft entgegen der r ckziehenden Kraft des Gummi rings nach aussen gedr ckt und die Reibbelage ber das Dreh moment auf den Aussenring bertragen was dieser weiter auf die Abtriebswelle leitet Unterschreitet der Motor eine feste Drehzahl zieht die Fliehkraft den Gummiring zur ck und die bertragung wird unterbrochen Vor und Nachteile der Funktionsvereinigung Die Funktionsvereinigung bringt offensichtlich eine leichtere platzspa rendere Konstruktion mit meist weniger Teilen mit sich was h ufig eine kosteng nstigere L sung bedeutet Nachteilig ist dass die funkti onsvereinten Bauteile schwieriger dimensionierbar sind Dieser Nach teil zeigt sich klar am Beispiel der elastischen Kupplung wo der Gummiring zwei Funktionen Drehmoment bertragen und radialer Ausgleich von Fluchtfehlern erf llen muss D
283. triebe Verlag 1973 Gerade und Rotationsf hrungen Roth 94 Produktions Giesstechnische Ersoy Z industrieller Fertigung technik Fertigungsverfahren 66 1976 Nr 4 S 211 ff L tverfahren VDI VDE Richtlinie 2251 Bl 4 VDI Verlag 1965 Schweissverfahren VDI VDE Richtlinie 2251 BI 4 VDI Verlag 1965 Sonstige Bedienteile Neud rfer Z Werkstatt u Betrieb 110 1977 Nr 4 5 225411 Rotationskolbenmaschinen Wankel Einteilung der Rotationskolbenmaschinen Deutsche Verlagsanstalt Fachverlag 1963 Tabelle T016konD L sungssammlungen und Konstruktionskataloge Auswahl M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Hebelgesetz Keilgesetz Coulombsches Reibgesetz F F Druckfortpflanzung A A Al 22 A A Tabelle T017konZ Beispiel von Effekt Katalog Kraft verst rken Arbeiten mit Konstruktionskatalogen Um Konstruktionskataloge effizient zu nutzen ist folgendes Vorgehen zu empfehlen e Katalog ber Katalogverzeichnisse ausw hlen e falls Haupt und Detailkataloge vorliegen erst Hauptkatalog nach Erfolgversprechenden L sungsklassen und danach die L sungen der aussichtsreichen L sungsklassen durchmustern gestuftes Vorgehen e dabei Zugriffsmerkmale mit Anforderungen aus Anforderungs liste vergleichen und geeignete Zugriffsmerkmale markieren e L sungseigenschaften mit entsprechenden Anforderungen ver gleichen
284. triefokus CompoNET aktuell Suche nach Maschinenbau ffentliche Transaktionen hre N x sc Gesch ftspartnern Elektrotechnik Elektronik gt Kommende Auktionen Transportkalkulation Ba gt Funktionalit ten Zeichnungsteilet gt Neue Marktplatzteilnehmer i online Handelsverzeichnis gt CompoNET Partner Lohnfertigung gt Newsletter Einkauf gt Beratung gt Industriedienstleistungen gt Werbung mmm gt Kontakt gt Roh und Halberzeugnisse gt Downloads gemeine gt Tourguide Anlagentechnik N sur le X com Informationen gt Produktsuche Firmensuche D Per Andere Marktpl tze DE E BIG DEALS ARE NO BIG DEAL Uber newiron Aktuelle ffentliche Transaktionen News Ausschreibung _Schilderpr geanlage ibis 23 08 02 Handhakungsger t nach Kundenwunsch B rse Hongkong Geschw cht mehr ins Wochenende 13 40 p gt gt Ausschreibung Bohrwerk Heuinvestition bis 23 08 02 Bearbeitungszertren flexible Fertigungszellen und systeme Dax Anleger warten ab 13 27 mehr gt gt gt Ausschreibung Schilderpr geanlage bis 23 08 02 Gravierfr smaschinen Fragw rdiger ADL Umsatz mehr gt gt m glichenweise von Worldcom 11 59 batteriegepufferte Stromversorgung gt gt Stromversorgung ACDC Industrienetzteile p Ausschreibung bis 27 08 02 i LPKF mit leichtem Ergebnisr ckgang 11 05 Leiterkarten F gt gt Leiterplattenfertigung Best ckung nach Kundenwunsch me
285. tsprechendes Beispiel sehen wir im folgenden Bild rechts eine moderne 12V Halogenlampe bei welcher die Aufh ngung das Gewicht die flexible H heneinstellung und die Strom ber tragung bernimmt links eine ltere Beleuchtung wo die Funktionen Tragen und Stromleiten getrennt sind M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Bild B034gesZ Beispiel von Funktionsvereinigung tragen leiten verstellen links getrennt rechts vereint e Zahnriemen Die Umsetzung einer Rotationsbewegung von einer Welle zu einer n chsten kann durch z B durch Zahnr der Ketten fle xible Wellen aber auch Zahnriemen erfolgen Heutige Zahnriemen bernehmen gegebenenfalls mehrere Funktionen Bild BO35gesZ Einsatz von Zahnriemens Uiker Der Riemen kann die Antriebskr fte mittels Stahl und Aramid fasern die im Polyurethan eingelegt sind bertragen Das Rie Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess menmaterial ist sehr biegsam so dass der Riemen auch r umlich beschr nkt die Funktion des Verdrehens bernimmt B Decklage Verst rkungsfasern c Zahnprofil Bild B036gesZ Aufbau eines verst rkten Zahnriemen Uiker Dieses f r den Maschinenbau sehr n tzliche Maschinenelement kann u U noch weitere Transportfunktionen ber
286. tstoffmodelle zur Vermittlung eines realistischen Ein drucks des Produkts und zur Kl rung von Designfragen Es existieren viele unterschiedliche Ausdr cke in diesem Zusammen hang welche oft synonym f r dieselbe Sache gebraucht werden Bild B134gekZ Kinematische Untersuchungen an Lego Baukasten www lego com Bild B135gekZ Bau eines schaltbaren Rollstuhl Prototypen auf Basis eines bestehenden Produktes M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich 127 product Innov tion Konzept Prozess Bild B909konz Geh use Prototyp aus Rapid Prototyping Verfahren um Funktion zu berpr fen Bild B136gekZ Verpackungsanlage Anschauungsmodell Bild B133gekZ Holzmodell f r Einrastfunktion 128 ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 7 Beurteilen von Varianten Im Verlauf einer Produktentwicklung werden meist viele Varianten erzeugt Wegen ihrer verschiedenartigen Eigenschaften erf llen diese Varianten die Aufgabe mehr oder weniger gut oder berhaupt nicht Da beim Generieren von Varianten teilweise keine Beurteilung erfolgt muss dies nachtr glich durchgef hrt werden Dabei sind ungeeignete Varianten auszusondern und aus den geeigneten L sungen die besten zu ermitteln um letztere sp ter weiter zu konkretisieren Dieses Beur teilen und
287. ttmethode oder Flow Blume Ziel Hauptziel Nebenziele Input Projekt Vorgehen Output Vorarbeiten Projektarbeit Resultat Unterlagen Moderation messbare ann Erfolgsgr ssen z B Post it Ressourcen Rahmenbedingungen Personal Finanzen Zeit Rahmenbedinungen Bereitschaft H rden Unterst tzung Widerst nde H rden Bild B006modZ Auslegeordnung mit Flipchart Im intensiven Gespr ch werden die einzelnen Felder nun gemeinsam mit konkreten Inhalten gef llt siehe auch Bild BO97 modZ Als weite res Hilfsmittel k nnen die Notizen auch indirekt auf z B Post it Zettel geschrieben werden und den entsprechenden Feldern zugeordnet und aufgeklebt werden Ausgezeichnet erkennt man hier den Vorteil der Visualisierung Immer ist das Gesagte pr sent ist verbindlich und hilft den berblick zu wahren 3 1 2 Organisation In einem zweiten Schritt muss die organisatorische Vorbereitung mit folgenden Punkten erfolgen e Teilnehmerzahl Laden Sie an die Sitzung nur so viele Personen wie notwendig ein und w hlen Sie die Teilnehmer sorgf ltig aus e die das n tige Fachwissen f r die Probleml sung mitbrin gen e die das Potential zu positiven Beitr gen haben und e die von der L sung betroffen sind FE ETH nz zY rr Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Die Anzahl beweg
288. tute of Technology Zurich product Innov tion Bild B0O97modZ Arbeit in mehreren Gruppen 3 1 Vorbereitung Die Regel schon vorweg Was wir bei der Vorbereitung einer Mode ration vermeintlich an Zeit einsparen wird uns in der Sitzung ein Mehrfaches an Zeit kosten Mit der Vorbereitung ist in der Regel der Moderator bzw die Moderatorin betraut Diese Person koordiniert und leitet die geplante Besprechung oder Klausur und kann sowohl eine interne als auch externe Person sein Sie ist in der Lage eine Gruppe von Personen zu integrieren und zum Ziel zu begleiten Auch verf gt sie ber das not wendige methodische Wissen von Moderation Fr her war der bzw die Sitzungsleitende durch die Hierarchie bestimmt die heutigen Faktoren f r eine Sitzungsleitung liegen jedoch in der Sozialkompetenz und Methodenkompetenz der auszu w hlenden Person so dass sie die richtigen Methoden einsetzt die zwischenmenschlichen Prozesse erkennt welche in einem Meeting ablaufen k nnen und entsprechend die Sitzung steuert Die Moderati onsleitung kann bei schon ge bten Teilnehmenden innerhalb einer Besprechung auch von einem Mitglied zum anderen bergeben wer den TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 3 1 1 Problemstellung Gemeinsam mit dem Auftraggeber u U Vorgesetzte oder Gesch fts leitung sind durch den Moderator die folgenden
289. tute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Design Reviews vorzugsweise am Ende einer Entwicklungs phase Aufgaben Konzept Entwurfsreview e WWorkshops mit interdisziplin ren Teilnehmern teilweise unter Einbindung von Kunden Als Informanten stehen zur Verf gung e Produktentwickler im eigenen Bereich Kollegen Vorgesetzte e Mitarbeiter aus anderen Bereichen z B Arbeitsvorbereitung Fertigung Montage Verkauf und Service e Betroffene und Fachleute ausserhalb des eigenen Unterneh mens z B Kunden Zulieferer Berater Forscher 6 2 3 Konkretisierung durch Recherche Ausser den eigenen Dokumentationen existiert eine sehr grosse Menge an formalen Informationsspeichern innerhalb und ausserhalb des Unternehmens meist in elektronischer Form Definition Recherchieren ist ein Prozess zur Gewinnung von Infor mationen die in Dokumenten abgelegt und auf die ohne oder mit Rechnereinsatz zugegriffen werden kann Bild B126gekD Informationen durch Recherchieren gewinnen Beim Recherchieren werden e Dokumente wie Produktdokumentationen Fachliteratur Erfah rungsberichte oder Schutzrechte e hinsichtlich Technologien Anwendungen und Einsatzbeispie len Werkstoffen Zulieferkomponenten Kauf Wiederholteil und Normteilen gesucht und ihr Inhalt dargestellt analysiert und hinsichtlich der Rele vanz f r die vorliegende Aufgabe bewertet 122 ETH DT Eidgen ssische Technische Hochschule Z ri
290. twicklung k nnen in erheblichem Umfang in den nachfolgenden Entwicklungsprozessen Aufwand Entwicklungszeit und Kosten einge M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess spart werden Vermindert werden auch nderungen Nachentwick lungsaufw nde und Probleme beim Produktionsanlauf 1 2 Intuitive und diskursive Probleml sung Beim Probleml sen Konzipieren ist ein Probleml sungsprozess gibt es unterschiedliche Vorgehensweisen Oft wird versucht das Problem in einem Zug zu l sen d h man wird so lange nachdenken bis eine L sung offensichtlich ist Dieses Vorgehen wird als intuitives Vorgehen bezeichnet Intuitives Probleml sen ist eine spezifisch menschliche Denkform und basiert auf dem Multiplem Denken Oerter 1974 Man nimmt an dass dabei mehrere Denkprozesse simultan und weitgehend im Unter bewusstsein ablaufen Die Prozesse k nnen zu einem positiven Ergeb nis f hren das als pl tzlicher Einfall zutage tritt Definition Intuitives Vorgehen basiert auf parallelem multiplem weitgehend unbewussten Denken und nutzt in hohem Masse Erfah rung und Kreativit t Demgegen ber wird beim diskursiven Probleml sen versucht das Vorgehen zu strukturieren Definition Diskursives Vorgehen ist als schrittweises weitgehend bewusstes Denken aufzufassen das durch Vorgehenspl ne struktu riert und durch Methoden unterst tzt werden ka
291. ugruppen Fl chenver fl chen b nde EB Bild B903entZ Gliederung eines Ventils in Gestaltungselemente Quelle VDI 2223 Jedes dieser Objekte von der Fl che bis zum Gesamtprodukt wird durch Eigenschaften Merkmal x Auspr gung bzw Wert beschrieben und das Schwergewicht des Gestaltungsprozesses besteht darin diese Eigenschaften quantitativ festzulegen Als Beispiel f r die grosse Anzahl von Eigenschaften welche schon ein einfaches Element aufweist sei im folgenden Bild ein Zylinderstift aus einer Turbine dem Gesamtprodukt herausgezogen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Zylinderstift DIN 7 8 m6 40 St Einzelteil 3 ET Fl chen 1 Einzelteil Zylinderstift mit ca 20 Gestalt und Werkstoffeigenschaften wie 1 Zylinderfl che mit 8 und L nge 40 2 Kugelabschnitte mit 15 und Mittelpunkt auf Zylinderachse Werkstoff E360 Bild BOO5entZ Gestalt und Werkstoffeigenschaften Der Zylinderstift ist als Objekt ein Einzelteil und wird in der Gestaltung nicht mehr weiter aufgel st denn implizit ber die Normung ist mit den Angaben auch das Herstellungsverfahren die Oberfl chenqualit t und die Geometrie der Kugelabschnitte festgelegt Nebst diesen Geometrie und Materialeigenschaften existieren noch weitere Merkmale welche dem einzelnen Element zugeordnet werden m ssen Beispi
292. uktur k nnen in grunds tzlich verschiedene Produkte resultieren Die Beschreibung der Funktionen kann in normierter Darstellung als auch in nicht normierter Darstellung erfolgen Die Funktionstr ger Bauteile Komponenten usw erf llen aller dings ihre Funktion nicht exakt Aufgrund von Nebeneffekten z B Reibung Erw rmung Schwingungen sowie Bauteil und Materialei genschaften Masse Elastizit t D mpfung weicht ihr reales Verhalten von der idealen Funktion ab W hrend der Entwicklungsarbeit muss also immer klar zwischen Funktion und Verhalten unterschieden wer den 3 1 Bedeutung einer Funktionsmodellierung Die Funktionsmodellierung hat sowohl f r den Kunden als auch f r den Hersteller und hier speziell f r den Produktentwickler eine beson dere Bedeutung F r den Kunden wird durch eine Funktionsbetrachtung sicherge stellt dass das Produkt den Produktzweck erf llt F r den Hersteller ist das Arbeiten mit Funktionen zumindest bei Neu und Anpassungskonstruktionen hilfreich Da jede Funktion mit unterschiedlichen L sungen realisiert werden kann birgt die Funkti onsbetrachtung ein erhebliches Potential zur technischen und wirt schaftlichen Optimierung in sich e Welche L sungen gibt es f r die zu realisierenden Funktionen N ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess e Welche dieser L sungen erf llen am best
293. und die zugeordneten Teill sungen Diesen ber blick kann man besonders anschaulich durch ein Ordnungsschema Morphologischer Kasten erreichen Definition Der Morphologische Kasten ist ein spezielles Ordnungs schema zur Darstellung von Teilfunktionen und zugeh rigen Teill sun gen in Matrixform Die Methode des Morphologischen Kastens wurde von Zwicky 1971 1 entwickelt um die Totalit t aller L sungen f r eine Ent wicklungsaufgabe bersichtlich darzustellen Morphologisch bedeutet gestaltgebend und soll das Erarbeiten eines berblicks ber ein L sungsspektrum andeuten Der Morphologische Kasten ist auch unter den Bezeichnungen Morphologisches Schema oder nur Morphologie bekannt M ETH 107 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 108 Teill sungen Teil Funktionen TA TB TC TD D D D D D Tabelle T023konD Morphologischer Kasten schematisch Die Teilfunktionen werden in der Regel in der Zeile aufgelistet In den Spalten werden die Teill sungen in textueller oder bildlicher Form ein gef hrt F r die Teilfunktionen existieren unterschiedliche L sungs mengen somit ungleich gef llte Felder in der Zeile Kraft aufnahme Kraft bertragung Schaltung A Ji von Haag Bremsen ber Jue l Grefrunge Strassenlage Bild B101gesZ Ausschnitt aus einer L sungssammlung f r die
294. ungen finden und entscheiden wollen Schilling Berlin 1998 Publikationsverzeichnis Weblinks e Ultradex http www ultradex de e Moderationsmaterial bei Neuland AG Baar http www neuland ch Publikationsverzeichnis weitere relevante Dokumente e Orientierung Nr 108 der Credit Suisse AG Flow Teams Selbst organisation in Arbeitsgruppen M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Konzept Prozess Autor Prof Dr Markus Meier M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess 1 berblick Motivation Eine Produktpositionierung sieht vor ein individuelles Transportger t f r kurze Distanzen zu entwickeln Das Pflichtenheft h lt folgende Eigenschaften fest e Transportger t f r Belastung von max 100kg eine Person e Antrieb durch Muskelkraft e Einsatz f r kurze Distanzen auf asphaltiertem Boden e Bremse vorhanden e Zusammenlegbar so dass durch eine Person ergonomisch transportierbar Diese Positionierung entspricht offensichtlich dem modernen Scooter retrospektiv Bild B015konZ Scooter Drehen wir aber gedanklich die Zeit zur ck e Die L sung ist noch nicht bek
295. ungen selbst ihre direkte Ver tr glichkeit zu benachbarten und die Vertr glichkeit zu allen anderen bisher kombinierten Teill sungen ber cksichtigt werden Gleichzeitig gewinnt man einen zunehmend gesamthafteren Eindruck der jeweili gen Gesamtl sungen 5 4 4 Stellvertreterl sungen Definition Stellvertreterl sungen sind exemplarische Konzeptvarian ten die stellvertretend f r eine ganze L sungsklasse stehen und eine schnelle Absch tzung ihrer Eigenschaften erm glichen Schneider 2001 1 Viele Morphologische K sten lassen bereits vor der Kombination deutliche Schwerpunkte hinsichtlich aussichtsreicher L sungsklassen erkennen Durch eine gezielte Ansprache dieser L sungsklassen und Konzentration auf ihre typischen Elemente k nnen Stellvertreter l sungen Schneider 2001 1 ermittelt werden Teil Teill sungen funktionen N boa Doa ao n boa 1 Doa 2 ao n 3 Bild B848konD Morphologischer Kasten und Stellvertreterl sungen Stellvertreterl sungen lassen schnell erste Vorstellungen ber Gesamt l sungen erkennen und sind damit ein gutes Mittel um die bisherigen konzeptionellen berlegungen zu reflektieren Dabei ist jedoch darauf 116 ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess zu achten dass weitere aussichtreiche Konzeptvarianten nicht berse hen werden 5 5 Aussichtsreiche konzeptionelle Ge
296. urch vielf ltige Kombinatorik erf llen Ein sehr typisches Beispiel sind heutige Personenwagen Basierend auf einem Plattformkon zept k nnen unterschiedliche Motorst rken T renkonzepte Innenausstattungen Farben usw realisiert werden M ETH Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Beispiele Bild B201entZ Lego als Beispiel f r ein modulares Produktkonzept Bild B202entZ B rom bel als Beispiel f r ein modulares Produktkonzept USM Solche Kombinatorik ist nur dann m glich wenn diese schon in fr hester Entwicklungsphase angestrebt wird e Die Aufteilung in Module erm glicht w hrend des Entwerfens paralleles Vorgehen in Teilteams oder sogar mit externen Inge nieurb ros oder Lieferanten e Die Fertigung und Montage kann zeitlich parallel an mehreren Modulen erfolgen und z B in vormontierter Ausf hrung zwi schengelagert werden TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess e Die Wartung der Produkte kann vereinfacht werden weil Module gesamtheitlich ausgetauscht werden k nnen z B Gra fikkarten im PC e Das Recycling wird verbessert weil noch funktionsf hige Kom ponenten wieder in neue Produkte zur ckgef hrt oder artge recht entsorgt werden k nnen Diese Gr nde zeigen dass die Modulg
297. urich product Innov tion Einleitung Innerhalb komplexer stark vernetzter Problemstellungen muss eine Vielzahl vorerst ungeordneter Themenbereiche und eine Vielzahl von Interessen ber cksichtigt werden Schnell verliert man sich in einem Wirrwarr von vermeintlich iden tisch wichtigen Aspekten und l uft in Gefahr sich einseitig zu konzen trieren oder wesentliche Komplexe zu vergessen Die Moderationstechnik bietet Methoden und strukturierte Arbeitsweisen um sich in solchen Situationen gezielt und sicher vor allem aber unter Integration aller Beteiligter dem Ziel zu n hern Die Methodik eignet sich sowohl f r Managementaufgaben wie Strate gieerarbeitung Prozessoptimierungen als auch wie in unserem Fall f r anspruchsvolle Entwicklungsprozesse Die gesamte Methodik ist auf einzelnen kleineren Teilmethoden aufgebaut welche problembezogen entsprechend einem Baukasten system ein Drehbuch f r geplante Sitzungen oder Klausuren bzw Workshops bilden DER WILL BESTIMMT WIEDER TOTAL METHOD Bild B001modZ Besprechungsmoderation Seifert E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 2 Pr sentation Informationssitzung Besprechung oder Moderation eine Abgrenzung Im industriellen Alltag ist es aus verschiedensten Gr nden notwendig sich regelm ssig zu treffen und miteinander zu kommunizieren So unterschiedlich die Bed rfnisse und Zie
298. usw hlen werden die prinzipielle Eignung von Varianten untersucht und ungeeignete Varianten ausgeschlossen Beim Bewerten werden die verbleibenden geeigneten L sungen hinsichtlich ihrer Qualit t untersucht Eine betont intuitive Methode ist der Paarvergleich eine betont diskursive Methode die Methode der Nutzwertanalyse nach VDI 2225 1977 1 Eine anschauliche Darstellung der Bewertungsergebnisse in Auf wand Nutzen Diagrammen und Werteprofilen f rdert das Verst ndnis und erleichtert die Kommunikation 7 1 Auswahl von Varianten Definition Ausw hlen ist ein Prozess zum Eingrenzen der Varianten vielfalt in dem Varianten bei einem Verstoss gegen Fest oder Bereichsforderungen aus dem weiteren Entwicklungsprozess ausge schieden werden Der Auswahlprozess ist h ufig schon im Prozess der Generierung von Gesamtl sungen eingeschlossen Variantenmenge O Ungeeignete SH Varianten Filter Fest Bereichs forderungen L sungen geeignete Varianten Bild B850konD Ausw hlen von Varianten EN ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Die Auswahlkriterien so genannte K O Kriterien werden in erster Linie aus Fest und Bereichsforderungen abgeleitet Beim Ausw hlen werden nur absolute keine wertenden oder vergleichenden Ent scheidungen getroffen Ergebnis des Ausw hlens ist eine Ja Nein Ent sc
299. v tion Entwurfsprozess Kraft F Weg s Bild B044gesZ Sehr weiche Struktur durch weite Leitung der Kr fte bei der Spiralfeder Um steife Strukturen zu erhalten werden die Kr fte ber m glichst kurze Strecken mittels Zug oder Druck bertragen Ein Beispiel ist die konventionelle Schraubenverbindung 7 3 3 Kr ftefluss Kr fte werden im Bauteil von der Stelle des Krafteintritts zu jener des Kraftaustritts geleitet Dabei kann die Beanspruchungsart Zug Bie gung oder Torsion wechseln Zug Eintritt Biegung Torsion Austritt Zug Biegung Bild B046gesZ Kombinierte Belastung E ETH e Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess Zum besseren Verst ndnis bedient sich der Konstrukteur einer Hilfs vorstellung eines Gedankenmodells aus der Str mungslehre Darin wird ausgesagt dass Beanspruchungen zwischen Kr ften und Momenten wird nicht unterschieden wie eine Fl ssigkeit das Bauteil durchfliessen Beim Krafteintritt str mt der Kraftfluss ein und bei der Lagerung aus Scharfe Umlenkungen und Verengungen erh hen die Flussgeschwindigkeit Die sich in dieser Betrachtung ergebenden Str mungsgeschwindigkeiten widerspiegeln in der Modellanalogie die Beanspruchungsintensit t im Bauteil Eine theoretische Formulierung dieses Modells existiert nicht weshalb das hier Gesagte nur als prakti sche aber sehr an
300. w steptec com e Werkzeugaufnahme Standardisierte Spannfutter e Steuerung Steuerungskomponenten f r die Antriebe direkt von den Motorenlieferanten http www infranor ch Ablauf steuerung durch SPS Steuerung www siemens com e Bedienung Unter Umst nden von den Lieferanten der SPS Trotz dieser grossen Anzahl k uflicher Komponenten und Module ver bleibt ein grosser Anteil an Ingenieurarbeit die Baugruppen zu einem System mechanisch als auch elektrisch zu verkn pfen Antwort 17 Reale L sungen sind auf dem Zuliefermarkt zu finden und werden fast grunds tzlich vorrangig analysiert und bewertet Antwort 18 Virtuelle L sungen findet man in L sungssammlungen Konstruktions katalogen Patenten Fachb chern etc Antwort 19 L sungssammlungen sind lose Zusammenstellungen von L sungen ohne tiefe Systematik Konstruktionskataloge sind merkmalorientiert strukturiert Antwort 20 F r die Suche nach prinzipiellen L sungen Effekten und Wirkprinzi pien in einer fr hen Phase eignen sich Konstruktionskataloge Auch bevorzugt bei Entwicklungsvorhaben mit hoher Bedeutung Zuliefer kataloge kommen in einer sp teren Phase zum tragen Antwort 21 Wesentliche Voraussetzungen sind eine Anforderungsliste und eine Funktionsstruktur Antwort 22 N 3 2 4 1 24 Antwort 23 Variantenflut mit vielen unbrauchbaren L sungen Variantenschrott oder sehr hnlichen L sungen M ETH 161 Eidgen ssische Technische Hochschule Z
301. wird weniger stark belastet 7 3 4 Prinzip des Lastausgleichs Diese Prinzipien werden gegliedert in e Elimination von Nebenkr ften e Lastausgleiche e Symmetrieanordnungen e Schliessen von Kr ftekreisen e Vorgehen bei statischer berbestimmtheit e statische Bestimmtheit erreichen e Auswirkungen der Unbestimmtheit verringern Viele f r die Funktion notwendige Kr fte nennen wir sie die Haupt kr fte ergeben durch die Art der Krafteinleitung bzw durch das phy sikalische Prinzip unerw nschte Nebenkr fte v Bewegungsrichtung gt Loslager Fa Bild B05 1gesZ Kr fteerzeugung beim Abbremsen eines K rpers auf einer Unterlage Betrachten wir dies an einem anschaulichen Problemfall Ein bewegter K rper auf einer Ebene soll abgebremst werden Funktionsnotwenig ist die Reibkraft Fr Um diese zu erzeugen wenden wir das Gesetz der Reibkraft an Wir ben tigen demnach eine Normalkraft Fy Diese Normalkraft Fy erzeugt Lagerkr fte Fa Fg die f r die Reibung Fr eigentlich unn tig sind Die Reibung fordert nur die axiale Lagerkraft Fy als Reaktions N ETH ll Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Entwurfsprozess kraft Konstruktiv gibt es die M glichkeit die Kr fte Fa und Fg zu ver hindern indem zwei Bremskl tze symmetrisch angeordnet werden Bild BO52gesZ Symmetrische Anordnung zur Verhinderung der Nebenkr fte
302. xis der Produktanwendung soll genauso wie in Wartungs und Instandsetzungssituationen regelm ssig erfolgen TE ETH rn L gt YZZZZZI Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion 2 1 5 Anforderungen strukturieren Konzept Prozess Anforderungen lassen sich nach verschiedenen Sichten strukturieren e nach Fachdisziplinen e nach technischen Anforderungen e nach Lebensphasen Eine M glichkeit der Strukturierung ist Anforderungen wirtschaftlich Schnitt i Patente Gesetze Normen wirtschaftlichen und organisatorischen R Hilfs Garantien technische EM I Umgebung Umwelt Hardware Abmessun Terminplan Software gen Versuchszeit Messger te Toleranzen Reparaturzeit ai Gewichte Kostenziel Inbetriebnah Werkstffe Festigkeit Betriebskosten me Oberfl Lebens i Instandhaltungs Schulung chen dauer ne kosten Kundendienst A zeuge Entsorgungs l Kapazit t A Wartung und kosten onoare nta ec 5 Instandhal S Werkstoff und Dokumenta A tung Pr fvorschrif n Transport Vertriebs ven Ba probleme g nstig Garantiezeiten u Design Entsorgung Sicherheit Eu Recycling Bild B009pdpM Einteilung der Anforderungen 2 1 6 Anforderungen gewichten und Priorit ten bestimmen Zus tzlich zur Strukturierung besteht vielfach der Bedarf
303. zit t Induktion W rmedehnung Effektklasse mechanisch pneumatisch hydraulisch elektrisch magnetisch optisch thermisch chemisch biologisch Schlussart Stoffschluss Formschluss Kraftschluss elastischer Reibkraft Feldkraftschluss Tabelle T020konD Merkmale zur Variation der inneren Eigenschaften von physikalischen Effekten Auswahl Zur Unterst tzung f r die Produktentwicklung stehen Konstruktions kataloge und Sammlungen physikalischer Effekte sowie eine Funkti onsgr ssenmatrix Roth 1994 1 zum gezielten Erzeugen von Effektketten zur Verf gung Systematische Variation des Wirkprinzips Die konkrete Gestaltung von physikalischen Effekten ergibt Wirkprin zipien Definition Ein Wirkprinzip ist die Konkretisierung eines physikali schen Effekts unter Festlegung geeigneter geometrischer kinemati scher und stofflicher Eigenschaften Wirkelemente Ein Wirkprinzip besteht aus Wirkraum Wirkk rper Wirkfl chen und Wirkbewegung zusammengesetzt Wirkelemente genannt Pahl Beitz 1993 1 M ETH 101 Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich product Innov tion Konzept Prozess Wirkraum Umschliessender Raum der von den Wirkk rpern Wirkbewegung in allen Betriebs zust nden einge Bewegung mit der nommen wird eine Wirkung er zwungen oder er m glicht wird Wirkfl chen AX Wirkk rper Fl chen an a K rper durch den de

Text - ETH E-Collection

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents