Ehrlenspiel / Meerkamm Integrierte Produktentwicklung
6. überarbeitete und erweiterte Auflage 2017
ISBN: 978-3-446-44908-4
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Denkabläufe, Methodeneinsatz, Zusammenarbeit
E-Book, Deutsch, 1024 Seiten
ISBN: 978-3-446-44908-4
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Qualitätsmanagement, Sicherheitsmanagement, Verhalten in Krisen, Methoden des Variantenmanagements, Baukastenkonstruktion, Richtlinie VDI 2221 (Anpassung 2016), Kreativität, Unsicherheit bei Entscheidungen, Open Innovation, Entwicklung von mechatronischen Produkten, Anforderungsmanagement, Änderungsmanagement u.v.m.
Prof. Klaus Ehrlenspiel studierte Maschinenbau an der TH München und promovierte dort 1963 im Bereich Maschinenelemente/Tribologie bei Prof. Gustav Niemann. Er war dann 10 Jahre Konstruktionsleiter und Technischer Leiter beim Mittelstandsunternehmen BHS Getriebetechnik in Sonthofen. Von dort wurde er zum Leiter des Lehrstuhls für Maschinenelemente an die TH Hannover berufen. Danach war er 19 Jahre (bis 1995) Leiter des Lehrstuhls für Konstruktion im Maschinenbau der Technischen Universität München. Seither verfolgte er die Weiterentwicklung der integrierten Produktentwicklung mit der Industrie.
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1;Vorwort zur 6. Auflage;6
1.1;Vorwort zur 5. Auflage;8
1.2;Vorwort zur 4. Auflage;10
1.3;Vorwort zur 3. Auflage;12
1.4;Vorwort zur 2. Auflage;14
1.5;Vorwort zur 1. Auflage;16
2;1 Einleitung;30
2.1;1.1 Zielsetzung und möglicher Leserkreis;30
2.2;1.2 Gliederung des Buches;38
2.3;1.3 Zur Akzeptanz und Weiterentwicklung der Konstruktionsmethodik;41
2.4;1.4 Forschungsbedarf;48
2.4.1;1.4.1 Eine Vision für eine mögliche Entwicklungsmethodik-Forschung;50
3;2 Technische Systeme und ihre Eigenschaften;54
3.1;2.1 Einleitung;54
3.2;2.2 Der Systembegriff;57
3.2.1;2.2.1 Allgemeingültiges;57
3.2.2;2.2.2 Technische Systeme;64
3.3;2.3 Eigenschaften und Klassifikation technischer Systeme;67
3.3.1;2.3.1 Allgemeingültiges zu Eigenschaften;67
3.3.2;2.3.2 Klassifikation technischer Systeme;69
3.3.3;2.3.3 Verknüpfung von Sach- und Handlungssystemen;80
3.4;2.4 Der Lebenslauf technischer Systeme und ihre Planung im Handlungssystem;91
4;3Der Mensch als Problemlöser;96
4.1;3.1 Was ist ein Problem?;97
4.1.1;3.1.1 Allgemeine Probleme;97
4.1.2;3.1.2 Die Konstruktionsaufgabe als Problem;103
4.2;3.2 Der problemlösende Mensch;106
4.2.1;3.2.1 Gedächtnismodelle;107
4.2.2;3.2.2 Was heißt Denken?;110
4.2.3;3.2.3 Denkschwächen und Denkfehler;118
4.3;3.3 Maßnahmen zur Lösung von Problemen;121
4.3.1;3.3.1 Das TOTE-Schema;132
4.3.2;3.3.2 Der Problemlösungs- und der Vorgehenszyklus;135
4.3.3;3.3.3 Der Vorgehenszyklus und zugehörige Strategien;152
4.3.4;3.3.4 Beispiel zum Vorgehenszyklus;156
4.4;3.4 Konstruktionsprozesse von Einzelpersonen;162
4.4.1;3.4.1 Projekt 1: Versuchsbedingungen (nach Dylla);163
4.4.2;3.4.2 Erkenntnisse aus Projekt 1;167
4.4.3;3.4.3 Projekt 2: Konstruktionsprozesse von Praktikern (Günther);174
4.4.4;3.4.4 Zum bildhaften Gedächtnis und Faktenwissen des Konstrukteurs;176
4.4.5;3.4.5 Wodurch zeichnen sich erfolgreiche Einzelkonstrukteure aus?;180
4.5;3.5 Konstruktionsprozesse von Gruppen in Unternehmen;182
4.6;3.6 Denk- und Informationsökonomie als ein Haupteinfluss des Verhaltens;186
4.7;3.7 Fehler – nicht nur beim Konstruieren;196
4.8;3.8 Die Wirksamkeit von Methoden;202
4.8.1;3.8.1 Überblick über Methoden;202
4.8.2;3.8.2 Warum Methoden verwenden?;204
4.8.3;3.8.3 Sind Methoden praktisch wirksam? Welche Lehre?;213
4.9;3.9 Natürliches oder streng systematisches Konstruieren? Ist Konstruieren Kunst oder Wissenschaft?;218
4.10;3.10 Persönliche Integrationsfähigkeit – angeboren oder erlernbar?;221
5;4Methodik der Integrierten Produkterstellung im Unternehmen;226
5.1;4.1 Konventionelle – nicht integrierte – Produkterstellung;227
5.1.1;4.1.1 Der Prozess der Produkterstellung;227
5.1.2;4.1.2 Einflüsse auf den Prozess der Produkterstellung;229
5.1.3;4.1.3 Arbeitsteilung zur Bewältigung der Komplexität der Produkterstellung;232
5.1.3.1;4.1.3.1 Begründung und Arten der Arbeitsteilung;232
5.1.3.2;4.1.3.2 Dokumente als Folge der Arbeitsteilung;235
5.1.4;4.1.4 Aufbauorganisation;237
5.1.5;4.1.5 Ablauforganisation und Vorgehenspläne;240
5.1.6;4.1.6 Praxisbeispiel einer Produkterstellung: Heizgerät;248
5.1.7;4.1.7 Probleme heutiger Produkterstellung;255
5.1.7.1;4.1.7.1 Gründe für die Probleme aus der Geschichte der Produkterstellung;255
5.1.7.2;4.1.7.2 Probleme der konventionellen – nicht integrierten – Produkterstellung am Beispiel Entwicklung und Konstruktion;257
5.2;4.2 Integrierte Produkterstellung;262
5.2.1;4.2.1 Was heißt Integrierte Produkterstellung?;263
5.2.2;4.2.2 Bewusstseinsänderung;268
5.2.2.1;4.2.2.1 Entwicklung der Produkterstellung;269
5.2.2.2;4.2.2.2 Entwicklung des wissenschaftlichen Weltbildes;269
5.2.3;4.2.3 Begründung integrierter Produkterstellung aus dem Informationsfluss;272
5.2.3.1;4.2.3.1 Arten und Organisation des Informationsflusses;272
5.2.3.2;4.2.3.2 Folgen der schnittstellenbedingten Informationsverarbeitung;276
5.2.4;4.2.4 Methodensystem für die integrierte Produkterstellung;278
5.3;4.3 Organisatorische Methoden der integrierten Produkterstellung;282
5.3.1;4.3.1 Produktbezogene Aufbauorganisation;282
5.3.2;4.3.2 Methoden der Ablauforganisation;285
5.3.3;4.3.3 Gruppen- und Teamarbeit;291
5.3.3.1;4.3.3.1 Was versteht man unter einer Gruppe, was unter einem Team?;291
5.3.3.2;4.3.3.2 Vorteile und Anwendungsbereiche von Gruppenarbeit;291
5.3.3.3;4.3.3.3 Probleme bei Teamarbeit;292
5.3.3.4;4.3.3.4 Regeln für effektive Teamarbeit;294
5.3.4;4.3.4 Projektmanagement;296
5.3.4.1;4.3.4.1 Aufgaben des Projektmanagements;297
5.3.4.2;4.3.4.2 Einsatzbereiche des Projektmanagements;301
5.3.4.3;4.3.4.3 Methoden und Hilfsmittel des Projektmanagements;302
5.4;4.4 Integrierende Vorgehensweisen;303
5.4.1;4.4.1 Simultaneous Engineering;304
5.4.1.1;4.4.1.1 Idee und Arbeitsweise des Simultaneous Engineering;304
5.4.1.2;4.4.1.2 Auswirkungen des Simultaneous Engineering;306
5.4.1.3;4.4.1.3 Praxisbeispiel zu Simultaneous Engineering: Entwicklung eines digitalen Manometers;309
5.4.1.4;4.4.1.4 Realisierung des Simultaneous Engineering (SE) in der Praxis;313
5.4.2;4.4.2 Qualitäts- und Sicherheitsmanagement;315
5.4.3;4.4.3 Qualitätssteigerung mit QFD;321
5.5;4.5 Auswirkung der Integration: Merkmale erfolgreicher Unternehmen;326
6;5 Entwicklung und Konstruktion – Grundlagen;334
6.1;5.1 Ziele, Aufgaben und Tätigkeiten in Entwicklung und Konstruktion;336
6.1.1;5.1.1 Definition und Bedeutung des Entwickelns und Konstruierens;336
6.1.2;5.1.2 Ziele des Entwickelns und Konstruierens;340
6.1.3;5.1.3 Tätigkeiten und Konstruktionsphasen;341
6.1.3.1;5.1.3.1 Klären der Aufgabenstellung;350
6.1.3.2;5.1.3.2 Konzipieren;351
6.1.3.3;5.1.3.3 Entwerfen;353
6.1.3.4;5.1.3.4 Ausarbeiten;355
6.1.4;5.1.4 Arten des Konstruierens;357
6.1.4.1;5.1.4.1 Konstruktionen unterschiedlicher Bearbeitungstiefe: Konstruktionsarten;357
6.1.4.2;5.1.4.2 Konstruktionen mit unterschiedlicher Eigenschaftsermittlung durch Berechnung und Versuche;363
6.1.4.3;5.1.4.3 Korrigierendes und generierendes Vorgehen;364
6.1.4.4;5.1.4.4 Konstruktionen höherer Komplexität – mechatronische Produkte;368
6.1.4.5;5.1.4.5 Konstruktionen unterschiedlicher Art der Hauptforderung – Design for X;379
6.1.4.6;5.1.4.6 Kundengebundene und kundenoffene Konstruktion;380
6.1.4.7;5.1.4.7 Konstruktionen mit unterschiedlichen Konstruktionszeiten und -kosten;380
6.1.5;5.1.5 Wie arbeitet man sich in ein neues Produktspektrum ein?;383
6.2;5.2 Management in Entwicklung und Konstruktion;385
6.2.1;5.2.1 Organisation und Führungsanforderungen;386
6.2.1.1;5.2.1.1 Die Mitarbeiterstruktur;386
6.2.1.2;5.2.1.2 Berufsbilder in Konstruktion und Fertigungsvorbereitung;391
6.2.1.3;5.2.1.3 Organisation;393
6.2.1.4;5.2.1.4 Führungsanforderungen;394
6.2.2;5.2.2 Leistungssteigerung, Durchlaufzeitverkürzung und Effizienzmessung in Entwicklung und Konstruktion;400
6.2.2.1;5.2.2.1 Was heißt Leistungssteigerung in Entwicklung und Konstruktion?;401
6.2.2.2;5.2.2.2 Vorgehensweise bei der Rationalisierung und Durchlaufzeitverkürzung;404
6.2.2.3;5.2.2.3 Leistungsmessung in Entwicklung und Konstruktion;407
6.2.2.4;5.2.2.4 Kosten der Konstruktionsabteilung;409
6.2.2.5;5.2.2.5 Computereinsatz beim Entwickeln und Konstruieren;410
6.2.2.6;5.2.2.6 Zur Begründung der Termin- und Kapazitätsplanung;417
6.2.2.7;5.2.2.7 Durchführung der Termin- und Kapazitätsplanung;418
6.2.2.8;5.2.2.8 Einführung einer Termin- und Kapazitätsplanung;421
7;6 Methodik der integrierten Produkterstellung IPE in Entwicklung und Konstruktion;424
7.1;6.1 Einleitung und Zielsetzung;424
7.2;6.2 Darstellung der IPE-Methodik;426
7.2.1;6.2.1 Inhalte;426
7.2.2;6.2.2 Elemente der IPE-Methodik und ihr Zusammenwirken;428
7.2.3;6.2.3 Zum flexiblen Einsatz der IPE-Methodik;431
7.3;6.3 Anwendung der IPE-Methodik in unterschiedlichen Bereichen;438
7.3.1;6.3.1 Vergleich der Methodikelemente in drei Unternehmensbereichen;438
7.3.2;6.3.2 Einsatz von Vorgehensplänen;440
7.3.2.1;6.3.2.1 Aufteilung in unterschiedliche Teilprozesse am Beispiel der Produktion;440
7.3.2.2;6.3.2.2 Aufteilung in unterschiedliche Teilprozesse und Teilobjekte am Beispiel Konstruktion;441
7.3.2.3;6.3.2.3 Beispiele für einen Vorgehensplan bei integrierter Produkterstellung;443
7.4;6.4 Unternehmens- und produktspezifische Anpassung und Einführung der IPE-Methodik;444
7.4.1;6.4.1 Vorgehensweise;444
7.4.2;6.4.2 Personenbezogene Voraussetzungen;447
7.5;6.5 Anwendung für das Vorgehen beim Entwickeln und Konstruieren;448
7.5.1;6.5.1 Vorgehenspläne für die Hauptforderung Funktion;449
7.5.2;6.5.2 Vorgehen für beliebige Hauptforderungen – Design for X;456
8;7Sachgebundene Methoden für die Entwicklung und Konstruktion;462
8.1;7.1 Methodenbaukasten;463
8.1.1;7.1.1 Struktur und Anwendung des Methodenbaukastens;463
8.1.2;7.1.2 Auswahl von Methoden;466
8.1.3;7.1.3 Beispiel für eine Methodenauswahl;469
8.2;7.2 Methoden zu Produktplanung und Innovation;472
8.2.1;7.2.1 Produktstrategien und Innovation;473
8.2.2;7.2.2 Ermitteln des Unternehmenspotentials;480
8.2.3;7.2.3 Ermitteln des Produktpotentials;483
8.2.4;7.2.4 Finden von Produktbereichen und Produktideen;486
8.2.5;7.2.5 Organisatorische und psychologische Maßnahmen zur Förderung der Innovationsfähigkeit;497
8.2.6;7.2.6 Praxisbeispiel: Müllgroßbehälter;500
8.3;7.3 Methoden zur Aufgabenklärung;503
8.3.1;7.3.1 Zweck und Gültigkeitsbereich der Methoden;504
8.3.2;7.3.2 Systematisches Finden von Anforderungen;507
8.3.2.1;7.3.2.1 Arten von Anforderungen;509
8.3.2.2;7.3.2.2 Hilfsmittel für das Ermitteln von Anforderungen;513
8.3.3;7.3.3 Aufgabenklärung und Systemabgrenzung mittels Black-Box;518
8.3.4;7.3.4 Problemanalyse durch Systemgrenzenverschiebung;518
8.3.5;7.3.5 Aufgabenanalyse durch Abstraktion;520
8.3.6;7.3.6 Erstellen einer Anforderungsliste und Anforderungsmanagement;523
8.3.7;7.3.7 Aufgabenklärung und Vorgehensstrukturierung „Kreative Klärung“;525
8.4;7.4 Methoden zur Aufgabenstrukturierung;528
8.4.1;7.4.1 Organisatorische Strukturierung;529
8.4.1.1;7.4.1.1 Strukturieren nach Modulen;530
8.4.1.2;7.4.1.2 Strukturieren nach der Bearbeitungsreihenfolge von Modulen;533
8.4.2;7.4.2 Inhaltliche Strukturierung nach Funktionen;536
8.4.2.1;7.4.2.1 Zweck und Begründung der Methode;538
8.4.2.2;7.4.2.2 Begriffe zu Funktion;541
8.4.2.3;7.4.2.3 Definition der Elemente und Symbole einer Funktionsstruktur;543
8.4.2.4;7.4.2.4 Funktionsstruktur für Geräte mit zentraler Steuerung (Mechatronik);546
8.5;7.5 Methoden zur (prinzipiellen) Lösungssuche;547
8.5.1;7.5.1 Grundlagen zur Lösungssuche;548
8.5.2;7.5.2 Strategien zur Lösungssuche;550
8.5.3;7.5.3 Nahe liegende Lösungen suchen;551
8.5.4;7.5.4 Lösungssuche mit Kreativitätstechniken (Intuitives Vorgehen);552
8.5.5;7.5.5 Lösungssuche mit Systematiken (Diskursives Vorgehen);559
8.5.5.1;7.5.5.1 Ordnungsschemata;559
8.5.5.2;7.5.5.2 Konstruktionskataloge;567
8.5.5.3;7.5.5.3 Ordnungsschemata für physikalische Effekte;568
8.5.5.4;7.5.5.4 Ordnungsschemata zur Lösung technischer Widersprüche (Altshuller; TRIZ);578
8.5.5.5;7.5.5.5 Checklisten;580
8.5.6;7.5.6 Kombination von Lösungsprinzipien: morphologischer Kasten;581
8.5.6.1;7.5.6.1 Zweck und Begründung der Methode;582
8.5.6.2;7.5.6.2 Beispiele für die Verwendung des morphologischen Kastens;586
8.6;7.6 Methoden zum Gestalten – Variation der Gestalt;586
8.6.1;7.6.1 Direkte Variation der Gestalt;593
8.6.1.1;7.6.1.1 Variation der Flächen und Körper;593
8.6.1.2;7.6.1.2 Variation der Flächen- und Körperbeziehungen;596
8.6.1.3;7.6.1.3 Variation der Stoffart;602
8.6.2;7.6.2 Indirekte Variation der Gestalt;602
8.6.2.1;7.6.2.1 Variation der stofflichen Eigenschaften im Einzelnen;602
8.6.2.2;7.6.2.2 Variation des Fertigungs- und Montageverfahrens;603
8.6.2.3;7.6.2.3 Variation der Bewegungen;604
8.6.2.4;7.6.2.4 Variation der Kraftübertragung;607
8.6.2.5;7.6.2.5 Variation der Getriebeart;614
8.6.3;7.6.3 Umkehrung als negierendes Variationsmerkmal;616
8.6.4;7.6.4 Vorgehen beim zeichnerischen Gestalten und Variieren von Lösungen;617
8.6.5;7.6.5 Variationsbeispiel Wellenkupplung;621
8.7;7.7 Methoden zum Gestalten – Gestaltungsprinzipien;625
8.7.1;7.7.1 Prinzip der Funktionsvereinigung/-trennung;626
8.7.2;7.7.2 Prinzip der Integral-/Differentialbauweise;630
8.7.3;7.7.3 Prinzip des Kraftflusses;634
8.7.4;7.7.4 Prinzip des Lastausgleichs;638
8.7.5;7.7.5 Prinzip der Selbsthilfe;642
8.8;7.8 Analysemethoden für Produkteigenschaften;646
8.8.1;7.8.1 Überlegung und Diskussion als Analysemethode;650
8.8.1.1;7.8.1.1 Methoden zur Schwachstellenanalyse;650
8.8.1.2;7.8.1.2 Methode der Schadensanalyse;653
8.8.2;7.8.2 Rechen- und Simulationsmethoden, Optimierung, Kennzahlenmethoden;656
8.8.2.1;7.8.2.1 Berechnungsarten technischer Sicherheiten;656
8.8.2.2;7.8.2.2 Weitere rechnerische Analysemethoden;657
8.8.3;7.8.3 Versuchsmethoden;658
8.9;7.9 Methoden zum Beurteilen und Entscheiden;663
8.9.1;7.9.1 Zweck und Gültigkeitsbereich der Methoden;663
8.9.2;7.9.2 Eigenheiten und Schwachstellen realer Bewertungs- und Entscheidungsprozesse;665
8.9.3;7.9.3 Hilfen zur Verbesserung der Entscheidungssicherheit;668
8.9.4;7.9.4 Auswahl von Bewertungsmethoden;670
8.9.5;7.9.5 Methoden für die einfache Bewertung;671
8.9.6;7.9.6 Methoden für die intensive Bewertung, Nutzwertanalyse;675
8.9.7;7.9.7 Multikriterielles Bewerten;681
8.10;7.10 Methoden zur Informations- und Wissensverarbeitung;684
8.10.1;7.10.1 Zweck und Begründung;684
8.10.2;7.10.2 Informationsgewinnung – Informationsquellen;688
8.10.3;7.10.3 Informationsverarbeitung – Informationsfluss;689
8.10.4;7.10.4 Informationsweitergabe – Dokumentation – Produktpiraterie;692
8.10.5;7.10.5 Formen individueller Informationsverarbeitung und Kommunikation;695
8.10.6;7.10.6 Schutzrecht-Strategie im Produktlebenszyklus;698
8.10.7;7.10.7 Verhalten in Krisen;703
9;8Entwicklungs- und Konstruktionsbeispiele;710
9.1;8.1 Entwicklung einer Fischentgrätungsmaschine;712
9.1.1;8.1.1 Was zeigt das Beispiel?;712
9.1.2;8.1.2 Aufgabe klären;713
9.1.2.1;8.1.2.1 Aufgabe analysieren;713
9.1.2.2;8.1.2.2 Aufgabe formulieren (Anforderungsliste erarbeiten);714
9.1.3;8.1.3 Funktionen ermitteln;716
9.1.3.1;8.1.3.1 Gesamtfunktion/Teilfunktionen formulieren;716
9.1.3.2;8.1.3.2 Funktionsstruktur erarbeiten;717
9.1.4;8.1.4 Lösungsprinzipien suchen;720
9.1.4.1;8.1.4.1 Physikalische Effekte suchen;720
9.1.4.2;8.1.4.2 Wirkflächen, Wirkbewegungen, Stoffarten suchen;720
9.1.5;8.1.5 Konzept erarbeiten;722
9.1.5.1;8.1.5.1 Lösungsprinzipien zu Konzeptvarianten kombinieren;722
9.1.5.2;8.1.5.2 Orientierende, entwicklungsbegleitende Versuche;722
9.1.5.3;8.1.5.3 Prototyp gestalten, bauen und testen;722
9.1.5.4;8.1.5.4 Versuchsergebnisse und Probleme;724
9.1.6;8.1.6 Was kann man daraus lernen?;725
9.2;8.2 Neukonstruktion eines Tragetaschenspenders (Dispenser), der ein Marktflop wurde;725
9.2.1;8.2.1 Was zeigt das Beispiel?;725
9.2.2;8.2.2 Ausgangssituation;726
9.2.3;8.2.3 Aufgabe klären;726
9.2.4;8.2.4 Lösungen suchen;727
9.2.5;8.2.5 Lösungen auswählen und verwirklichen;729
9.2.6;8.2.6 Was kann man daraus lernen?;731
9.3;8.3 Die Konstruktion einer Wandhalterung – ein nicht optimaler Prozess;732
9.3.1;8.3.1 Was zeigt das Beispiel?;732
9.3.2;8.3.2 Die Konstruktionsaufgabe;733
9.3.3;8.3.3 Versuchsdurchführung;734
9.3.4;8.3.4 Der Konstruktionsprozess der Versuchsperson „Otto“;735
9.3.5;8.3.5 Analyse des Prozesses;739
9.3.6;8.3.6 Was kann man daraus lernen?;740
9.4;8.4 Einfacherer Lastausgleich für Planetengetriebe;741
9.4.1;8.4.1 Was zeigt das Beispiel?;741
9.4.2;8.4.2 Ausgangssituation;742
9.4.3;8.4.3 Aufgabe klären;745
9.4.4;8.4.4 Lösungen suchen;747
9.4.5;8.4.5 Lösungen auswählen und verwirklichen;748
9.4.6;8.4.6 Das Entstehen einer Erfindung;749
9.4.7;8.4.7 Das Risiko der Werkstoffwahl;751
9.4.8;8.4.8 Was kann man daraus lernen?;752
9.5;8.5 Geräuschgünstiger Unterdruckstellantrieb;752
9.5.1;8.5.1 Was zeigt das Beispiel?;752
9.5.2;8.5.2 Technische Aufgabenstellung;753
9.5.3;8.5.3 Struktur der Beispieldarstellung;754
9.5.4;8.5.4 Aufgabenklärung und erste Lösungsideen;755
9.5.5;8.5.5 Entscheidung zwischen korrigierendem und generierendem Vorgehen;759
9.5.6;8.5.6 Suche nach weiteren Lösungen;760
9.5.7;8.5.7 Lösungsanalyse zur Lösungsauswahl;763
9.5.8;8.5.8 Was kann man daraus lernen?;768
9.6;8.6 Montagegünstige Konstruktion eines Reihenschalters;769
9.6.1;8.6.1 Was zeigt das Beispiel?;769
9.6.2;8.6.2 Ausgangssituation;770
9.6.3;8.6.3 Konstruktionsablauf;771
9.6.3.1;8.6.3.1 Lösung L1 (Iteration 1);773
9.6.3.2;8.6.3.2 Lösung L2 (Iteration 2);774
9.6.3.3;8.6.3.3 Lösung L3 (Iteration 3);775
9.6.3.4;8.6.3.4 Lösung L4 (Iteration 4);777
9.6.4;8.6.4 Was kann man daraus lernen?;779
9.7;8.7 Entwicklung einer Pkw-Kennzeichenhalterung;781
9.7.1;8.7.1 Was zeigt das Beispiel?;781
9.7.2;8.7.2 Aufgabe klären;781
9.7.3;8.7.3 Lösungen suchen;784
9.7.4;8.7.4 Lösungen auswählen;787
9.7.5;8.7.5 Lösung;790
9.7.6;8.7.6 Was kann man daraus lernen?;791
9.8;8.8 Ein fertigungstechnologisch neues Rohbaukonzept für die Straßenbahn-Plattform Avenio;792
9.8.1;8.8.1 Was zeigt das Beispiel?;792
9.8.2;8.8.2 Ausgangssituation;793
9.8.3;8.8.3 Vorgehensweise im Projekt;794
9.8.3.1;8.8.3.1 Team;794
9.8.3.2;8.8.3.2 Organisation, Projektmanagement;794
9.8.3.3;8.8.3.3 Methodeneinsatz;795
9.8.3.4;8.8.3.4 IT-Einsatz;795
9.8.3.5;8.8.3.5 Prinzipielle Vorgehensweise;798
9.8.4;8.8.4 Aufgabe klären;799
9.8.4.1;8.8.4.1 Aufgabe analysieren;799
9.8.4.2;8.8.4.2 Aufgabe formulieren, Anforderungsliste erstellen;800
9.8.5;8.8.5 Funktionsstruktur;801
9.8.6;8.8.6 Lösungsprinzipien suchen;803
9.8.6.1;8.8.6.1 Modularisierungsmöglichkeiten;803
9.8.6.2;8.8.6.2 Technologiefindung;805
9.8.6.3;8.8.6.3 Knotenkonzepte;806
9.8.7;8.8.7 Erarbeiten einer Konzeptlösung;809
9.8.7.1;8.8.7.1 Wagen-Konzept;809
9.8.7.2;8.8.7.2 Korrosionsschutz-Konzept;811
9.8.8;8.8.8 Prototyp bauen (und testen);812
9.8.8.1;8.8.8.1 Wagen-Konzept;812
9.8.8.2;8.8.8.2 Korrosionsschutz-Konzept;814
9.8.9;8.8.9 Ergebnisse der Umsetzung;815
9.8.10;8.8.10 Was kann man daraus lernen?;815
9.9;8.9 Faser-Entstaubung: bessere Qualität und weniger Kosten;818
9.9.1;8.9.1 Was zeigt das Beispiel?;818
9.9.2;8.9.2 Problembeschreibung;818
9.9.3;8.9.3 Aufgabe klären hinsichtlich Funktion;819
9.9.4;8.9.4 Aufgabe klären hinsichtlich Herstellkosten;819
9.9.5;8.9.5 Lösungssuche und neues Konzept;821
9.9.6;8.9.6 Konstruktion, Erprobung und Einsatz;821
9.9.7;8.9.7 Was kann man daraus lernen?;822
10;9Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren;824
10.1;9.1 Kosten konstruieren?;824
10.1.1;9.1.1 Kostensenken aus der Nutzersicht (Lebenslaufkosten, life-cycle-costs);826
10.1.2;9.1.2 Kostensenken aus Herstellersicht;828
10.1.3;9.1.3 Kostenverantwortung der Konstruktion;830
10.1.4;9.1.4 Probleme beim Kostengünstigen Konstruieren;831
10.1.5;9.1.5 Einflussgrößen auf die Herstellkosten eines Produkts;834
10.2;9.2 Vorgehen beim kostengünstigen Konstruieren – zielkostengesteuertes Konstruieren (Target Costing);842
10.2.1;9.2.1 Ermittlung und Aufspalten des Kostenzieles;847
10.2.2;9.2.2 Suche kostengünstiger Lösungen;850
10.2.3;9.2.3 Konstruktionsbegleitende Kalkulation – Kostenermittlung beim Konstruieren;854
10.2.4;9.2.4 Beispiel für Kostengünstiges Konstruieren: Gehäuse einer Zentrifuge;858
10.3;9.3 Integrierend wirkende Methoden und Organisationsformen;865
10.3.1;9.3.1 Fertigungs- und Kostenberatung;865
10.3.2;9.3.2 Wertanalyse;867
10.3.3;9.3.3 Target Costing;870
10.3.3.1;9.3.3.1 Grundsätzliches Vorgehen beim Target Costing;870
10.3.3.2;9.3.3.2 Beispiel für Target Costing: Betonmischer in Einzel- und Kleinserienfertigung;872
10.3.4;9.3.4 Kostengünstig Konstruieren mit integrierten Rechnerwerkzeugen;883
10.3.4.1;9.3.4.1 Kosteninformationssysteme;883
10.3.4.2;9.3.4.2 Anwendung eines Kosteninformationssystems;885
10.4;9.4 Variantenmanagement;892
10.4.1;9.4.1 Ursachen von Produkt- und Teilevielfalt;894
10.4.2;9.4.2 Auswirkungen der Produkt- und Teilevielfalt auf Herstellkosten;898
10.4.3;9.4.3 Analyse der Varianten- und Teilevielfalt;900
10.4.4;9.4.4 Verringerung der Produkt- und Teilevielfalt;905
10.4.4.1;9.4.4.1 Technische Maßnahmen;905
10.4.4.2;9.4.4.2 Organisatorische Maßnahmen;909
10.4.5;9.4.5 Baureihenkonstruktion;909
10.4.5.1;9.4.5.1 Normzahlreihen als Hilfsmittel zur Baureihenkonstruktion;912
10.4.5.2;9.4.5.2 Grundsätzliches Vorgehen;912
10.4.5.3;9.4.5.3 Ähnlichkeitsgesetze als Hilfsmittel zur Baureihenkonstruktion;914
10.4.6;9.4.6 Beispiel für eine Baureihe;917
10.4.7;9.4.7 Baukastenkonstruktion;919
10.4.7.1;9.4.7.1 Grundsätzliches;921
10.4.7.2;9.4.7.2 Aufbau von Baukästen – Begriffe;924
10.4.7.3;9.4.7.3 Entwickeln von Baukästen;926
11;10 Begriffe;932
12;11Anhang des gedruckten Buches;948
12.1;A1 Erstellen von Funktionsstrukturen;948
12.1.1;A1.1 Elemente und Symbole;948
12.1.1.1;A1.1.1 Die logischen Operationen;949
12.1.1.2;A1.1.2 Arten von Relationen;950
12.1.2;A1.2 Formale Regeln zum Umgang mit den Elementen;950
12.1.2.1;A1.2.1 Die Reihenfolgeregel;950
12.1.2.2;A1.2.2 Die Vollständigkeitsregel;951
12.1.2.3;A1.2.3 Die Strukturartenregel;951
12.1.2.4;A1.2.4 Die dynamische Regel;952
12.1.2.5;A1.2.5 Die Strukturierungsregel;953
12.1.3;A1.3 Inhaltliche Regeln zum Umgang mit den Elementen;954
12.1.3.1;A1.3.1 Die Flussregel;954
12.1.3.2;A1.3.2 Die Umsatzartenregel;954
12.1.3.3;A1.3.3 Die Umsatztypregel;954
12.1.3.4;A1.3.4 Die Verknüpfungsregeln;955
12.1.3.5;A1.3.5 Zustandsänderungen mit elementaren Operationen;959
12.1.3.6;A1.3.6 Verwendung technischer Operationen;961
12.1.4;A1.4 Erstellen von Funktionsstrukturen;962
12.1.4.1;A1.4.1 Analyse bestehender technischer Systeme;962
12.1.4.2;A1.4.2 Synthese neuer technischer Systeme;963
12.1.4.3;A1.4.3 Aufbau von Nebenumsätzen;965
12.2;A2 Verfügbare Konstruktionskataloge;965
12.3;A3 Strukturierte Methodensammlung (Methodenbaukasten);967
12.4;A4 Anhang im Internet (Inhaltsangabe) (Adresse im Vorwort);967
13;Literatur;970
14;Stichwortverzeichnis;1008
Vorwort zur 6. Auflage
„Der größte Feind der Qualität ist die Eile“
Henry Ford
Das obige Motto soll uns Mut machen trotz zunehmender Hektik sich auf das Wesentliche zu konzentrieren.
Was wurde bei der 6. Auflage verändert?
Das Buch wurde wieder ? zum 5. Mal ? auf den neuen Stand des Denkens und Arbeitens gebracht. Dabei stellte sich heraus, dass viele Grundlagen, die nun vor mehr als 25 Jahren hier niedergelegt oder referiert wurden, nach wie vor gültig sind. ? Das betrifft vor allem das zwischenmenschliche Arbeiten: Die Integration, die von der Führung vorgelebt werden muss und in der Teamarbeit realisiert wird. (Kapitel 4.3; 4.4; 5.2). Ferner, die immer wichtiger werdende Integration der Spezialisten mit ihrem jeweiligen Wissen. (Kapitel 7.4; Kapitel 7.5).
Auch die „Digitalisierung“, die angeblich radikal alles verändert, hat zur Voraussetzung, dass zuerst „nachgedacht und systematisiert werden muss ehe programmiert wird“. (Kapitel 5.2.2.5; sie ist aber hier ohnehin kein Schwerpunkt!).
Die 2016 überarbeitete Richtlinie VDI 2221 geht nicht mehr vom Begriff „Konstruktion“ aus, sondern verwendet nur noch den Begriff „Produktentwicklung“. In diesem Buch werden diese Begriffe, wie auch in der Industrie, synonym verwendet. Allerdings wird Produktentwicklung eher als Oberbegriff für den Gesamtprozess verwendet und Konstruktion mehr für die zugehörige Detailarbeit. Die neue Richtlinie spricht auch von „Aktivitäten“ und vermeidet die in der Praxis (siehe z.B. VDMA) eingeführten Begriffe Konstruktions-Arten und Phasen (Kapitel 5.1.3 und Kapitel 5.1.4). Wegen der Praxis-Relevanz werden diese Begriffe beibehalten.
Was ist, abgesehen von vielen kleineren Aktualisierungen, neu bearbeitet worden?
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Die Bedeutung des intuitiven Entwickelns in Kapitel 1.1 d
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Lebensdauerplanung von Produkten in Kapitel 2.4
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Wann wird Methodik in der Praxis wirksam? Aus Diss. Graner [128/3] Kapitel 1.3 Abschn. 5 und Kapitel 3.8.3 Ende
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Persönliche Integrationsfähigkeit, ein neues Kapitel 3.10
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Qualität und Sicherheit in Kapitel 4.4.2
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Die 2016 neu bearbeitete Richtlinie VDI 2221 „Entwicklung technischer Produkte und Systeme“ in Kapitel 5.1.3; 6.2.3
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Das Scheitern von Innovationen in Kapitel 7.2.1 Ende
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Open Innovation in Kapitel 7.2.4 d
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Organisatorische u. psychologische Maßnahmen zur Förderung der Innovationsfähigkeit Kapitel 7.2.5
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Anforderungsmanagement intensiver in Kapitel 7.3.6
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Methode TRIZ ausführlicher in Kapitel 7.5.5.4
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Wie ist persönliches (ex- und implizites) Wissen vermittel- und beschaffbar? Kapitel 7.10.1
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Änderungsmanagement in Kapitel 7.10.4 c
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Wie sich verhalten in einer Krise? Neues Kapitel 7.10.7
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ein neues Praxisbeispiel (Entstaubung von Baumwollfasern) Kapitel 8.9
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Variantenmanagement; Baukasten-Strategien (Modul-Bauweise; Modularisierung; Produktarchitektur:
Kapitel 9.4; 9.4.3 und 9.4.7)
Wir sind dankbar Herrn Felix Prumbohm, VDMA, Betriebswirtschaft, Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt
Dr.-Ing. J. Ponn (Hilti) für Mitarbeit am Kapitel 9.4; 9.4.3
Dipl. Ing. C. Münzberg (PE; TUM) bei Kapitel 7.5.5.4 (TRIZ); 7.10.7 (Krisen)
Dankbar sind wir Herrn Prof. Dr. F. Lang (Leiter des Instituts für Psychogerontologie an der Universität Erlangen-Nürnberg) für seine wertvollen Anregungen und Hinweise zum Kapitel 3.10.
Im Übrigen wurde auf Grund konkreter Leserwünsche inhaltlich Vieles auf den neuesten Stand gebracht, manches weggelassen, die Literatur ergänzt und Fehler beseitigt. Wir sind froh, dass Frau Eva Körner helfen konnte, unansehnliche Bilder zu reparieren; (PE, TU München).
Wieder geht ein besonderes Wort des Dankes an den Lektor des Hanser-Verlags Herrn Dipl.-Ing. Herzberg. Wie bisher ist er uns sehr engagiert und hilfreich zur Seite gestanden.
PS: Je eine Datei Arbeitsblätter bzw. Checklisten, die die wichtigsten Bilder des Buches unmittelbar für die Konstruktionsarbeit zusammenfassen und auch einen Katalog wesentlicher physikalischer Effekte ist beim Hanser-Verlag als pdf-Datei aus dem Internet abrufbar. http://hanser-fachbuch.de
Im Suchfeld angeben: Autor oder Buchtitel. Dann > Mehr > Extras > Internet Anhang
Vorwort zur 5. Auflage
„Wir irren uns empor“
(Das Wechselspiel von Theoriebildung und experimenteller Überprüfung. ?
Wir haben uns entschlossen, das Buch ab dieser Auflage gemeinsam zu bearbeiten: Harald Meerkamm und Klaus Ehrlenspiel. Wir kennen uns ja seit langem und haben früher schon Ideen und Bilder ausgetauscht.
Zudem hat Herr Meerkamm in seinem Lehrgebiet „Integrierte Produktentwicklung (IPE)“, so viel interessante, in der Praxis erprobte Gedanken und Erfahrungen, dass es schade wäre, wenn sie in diesem Buch nicht aufgegriffen würden (Kapitel 4.2). Das betrifft auch die komplexe Integration verschieden gewichteter Anforderungen und Wissensbereiche bei Design for X („Multikriterielle Bewertung“, Kapitel 7.9.7). ? Ein Beispiel dafür zeigt das neue Kapitel 8.8 „Ein fertigungstechnologisch neues Rohbaukonzept für die Straßenbahn-Plattform Avenio“. Dem faszinierenden Thema Produktentwicklung tut eine erneuerte Sicht gut.
Das obige Buchmotto passt zum Prozess des „Trial and Error“ bzw. des hier durchgängigen Vorgehenszyklus (Kapitel 3.3.1). Das Wechselspiel von Theorie und Rückmeldung aus der industriellen Praxis ist uns wichtig. Und wir versuchen es zu verbessern, wie es ja Gerhard Vollmer in seiner Evolutionären Erkenntnistheorie immer wieder anspricht. [17/3]
Was wurde bei der 5. Auflage außerdem verändert?
Zur Integration aller sich aus dem Produktlebenslauf ergebender Zustände gehören nicht nur z.?B. die Anforderungs- oder die Montagegerechtheit, die in einem materiellen Produkt verwirklicht werden soll, sondern auch die immateriellen Dienstleistungen, die mit dem Produkt verknüpft sein können. Jeder kennt z.?B. beim PKW die nutzerspezifische Dienstleistung per Anzeige im Display „Der Reifendruck hinten rechts ist zu niedrig“ oder „Sie müssen demnächst zum TÜV“. Diese Verknüpfung zu so genannten Hybriden Produkten im Sinne einer ganzheitlichen Kundenlösung wurde insbesondere in Kapitel 4.2 betont. Auch sie muss eingeplant werden. (Wir danken Herrn Dipl.-Ing. Schenkl [PE TU München] für die Mithilfe).
Am Ende von Kapitel 4.2.4 wurde ferner ein Hinweis auf das „Produktmanagement“, einem integrativen Ansatz aus dem Vertrieb, aufgenommen. Diese neue Querschnittsfunktion im Unternehmen hat im Wesentlichen die gleiche Zielsetzung wie die Integrierte Produktentwicklung.
Überarbeitet wurde in Kapitel 2.3.3 d das Komplexitätsmanagement SE, das im Zeichen der Vielfaltsexplosion nicht nur an Produkten immer wichtiger wird (Kapitel 3.8.2). (Dank an Frau Dipl.-Ing. Kirner, PE TUM)
In Kapitel 5.1.4.4 wurde ein neues Beispiel für Mechatronik (Lidar-Verstellung) mit Hilfe von Dr. Stefanie Zirkler (früher PE TU München) aufgenommen.
Wir danken Dr. Grieb für die Ergänzungen in Kapitel 5.2.2.5 „Computereinsatz …“
In Kapitel 7.2.4 wurde das „Mind-Mapping“ als eine weitere Kreativmethode eingefügt.
Aus dem Vorhaben Akinet „Neue Produktideen von Kunden“ wurde ebenfalls in Kapitel 7.2.4 d die Methode Kunden einzubinden, dank der Hilfe von Herrn Dipl.-Ing. A. Lang (IMAN Solutions GmbH), eingebracht.
Mit der „Hybriden Gruppenarbeit“ wurde in Kapitel 7.5.4 b ein Ansatz von Kollegen Hacker aufgenommen, der, eher als das Brainstorming, das Generieren neuer Ideen ermöglicht.
In Kapitel 7.9.5 c wurde auf ein neues Software-basiertes Bewertungsverfahren nach I. Schulz hingewiesen.
Im Kapitel 7.10 wurde mit Hilfe von Herrn Dipl.-Ing. Schenkl der Abschnitt über Produktpiraterie aktualisiert; (PE TU München).
Welche Schutzrecht-Strategien im Produktlebenszyklus geplant werden sollten, wurde dank des Beitrags von Frau Dr. Alexandra Nißl in einem neuem Kapitel 7.10.6 aufgenommen; (früher PE TU München).
Wir sind dankbar für die Unterstützung von Mitarbeitern des Lehrstuhls von Prof. Dr.-Ing. Wartzack. Hier ist vor allem zu nennen Herr Dr.-Ing. Andreas Stockinger. Er hat besonders zum Kapitel 8.8 beigetragen. Ferner haben wir uns gefreut, dass die Herren Dipl.-Ing. L. Übel und Dipl.-Ing. M. Bohrer der Firma Siemens (Infrastructure & Cities Sector, Rail Systems Division, Erlangen) dies Kapitel durch eigene Beiträge bereichert haben.
Schließlich danken wir dem VDMA für neuere Untersuchungen: Herrn Dr. M. Lutz und Dr. S. Krebs.
Im Übrigen wurde auf Grund konkreter Leserwünsche inhaltlich Vieles auf den neuesten Stand gebracht, manches weggelassen, die Literatur ergänzt und Fehler beseitigt. Wir sind froh, dass Frau Eva...
