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Integrierte Produktentwicklung

Denkabläufe, Methodeneinsatz, Zusammenarbeit

Autor	Harald Meerkamm, Klaus Ehrlenspiel
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2017
Seitenanzahl	1024 Seiten
ISBN	9783446449084
Format	PDF/ePUB
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	129,99 EUR

Dieses Buch ist mittlerweile ein Standardwerk für die Entwicklung und Konstruktion als Kern der Integrierten Produkterstellung (IPE). Drei Schwerpunkte stehen dabei im Vordergrund: die integrierende Denkweise, die Methodenanwendung und die empirische Konstruktionslehre. Die sechste Auflage enthält zahlreiche Neuerungen bzw. Überarbeitungen bei folgenden Themen:
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. Dr.-Ing. Klaus Ehrlenspiel war 10 Jahre in einem Mittelstandsunternehmen der Antriebstechnik tätig und danach 20 Jahre Leiter des Lehrstuhls für Konstruktion im Maschinenbau an der Technischen Universität München.

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Leseprobe

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?

Die Bedeutung des intuitiven Entwickelns in Kapitel 1.1 d
Lebensdauerplanung von Produkten in Kapitel 2.4
Wann wird Methodik in der Praxis wirksam? Aus Diss. Graner [128/3] Kapitel 1.3 Abschn. 5 und Kapitel 3.8.3 Ende
Persönliche Integrationsfähigkeit, ein neues Kapitel 3.10
Qualität und Sicherheit in Kapitel 4.4.2
Die 2016 neu bearbeitete Richtlinie VDI 2221 „Entwicklung technischer Produkte und Systeme“ in Kapitel 5.1.3; 6.2.3
Das Scheitern von Innovationen in Kapitel 7.2.1 Ende
Open Innovation in Kapitel 7.2.4 d
Organisatorische u. psychologische Maßnahmen zur Förderung der Innovationsfähigkeit Kapitel 7.2.5
Anforderungsmanagement intensiver in Kapitel 7.3.6
Methode TRIZ ausführlicher in Kapitel 7.5.5.4
Wie ist persönliches (ex- und implizites) Wissen vermittel- und beschaffbar? Kapitel 7.10.1
Änderungsmanagement in Kapitel 7.10.4 c
Wie sich verhalten in einer Krise? Neues Kapitel 7.10.7
ein neues Praxisbeispiel (Entstaubung von Baumwollfasern) Kapitel 8.9
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.

München und Erlangen, im Herbst 2016

Klaus Ehrlenspiel u. Harald Meerkamm

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. ‒

Nach Prof. Dr. Gerhard Vollmer, TU Braunschweig).

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.

Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Vorwort zur 6. Auflage	6
Vorwort zur 5. Auflage	8
Vorwort zur 4. Auflage	10
Vorwort zur 3. Auflage	12
Vorwort zur 2. Auflage	14
Vorwort zur 1. Auflage	16
1 Einleitung	30
1.1 Zielsetzung und möglicher Leserkreis	30
1.2 Gliederung des Buches	38
1.3 Zur Akzeptanz und Weiterentwicklung der Konstruktionsmethodik	41
1.4 Forschungsbedarf	48
1.4.1 Eine Vision für eine mögliche Entwicklungsmethodik-Forschung	50
2 Technische Systeme und ihre Eigenschaften	54
2.1 Einleitung	54
2.2 Der Systembegriff	57
2.2.1 Allgemeingültiges	57
2.2.2 Technische Systeme	64
2.3 Eigenschaften und Klassifikation technischer Systeme	67
2.3.1 Allgemeingültiges zu Eigenschaften	67
2.3.2 Klassifikation technischer Systeme	69
2.3.3 Verknüpfung von Sach- und Handlungssystemen	80
2.4 Der Lebenslauf technischer Systeme und ihre Planung im Handlungssystem	91
3Der Mensch als Problemlöser	96
3.1 Was ist ein Problem?	97
3.1.1 Allgemeine Probleme	97
3.1.2 Die Konstruktionsaufgabe als Problem	103
3.2 Der problemlösende Mensch	106
3.2.1 Gedächtnismodelle	107
3.2.2 Was heißt Denken?	110
3.2.3 Denkschwächen und Denkfehler	118
3.3 Maßnahmen zur Lösung von Problemen	121
3.3.1 Das TOTE-Schema	132
3.3.2 Der Problemlösungs- und der Vorgehenszyklus	135
3.3.3 Der Vorgehenszyklus und zugehörige Strategien	152
3.3.4 Beispiel zum Vorgehenszyklus	156
3.4 Konstruktionsprozesse von Einzelpersonen	162
3.4.1 Projekt 1: Versuchsbedingungen (nach Dylla)	163
3.4.2 Erkenntnisse aus Projekt 1	167
3.4.3 Projekt 2: Konstruktionsprozesse von Praktikern (Günther)	174
3.4.4 Zum bildhaften Gedächtnis und Faktenwissen des Konstrukteurs	176
3.4.5 Wodurch zeichnen sich erfolgreiche Einzelkonstrukteure aus?	180
3.5 Konstruktionsprozesse von Gruppen in Unternehmen	182
3.6 Denk- und Informationsökonomie als ein Haupteinfluss des Verhaltens	186
3.7 Fehler – nicht nur beim Konstruieren	196
3.8 Die Wirksamkeit von Methoden	202
3.8.1 Überblick über Methoden	202
3.8.2 Warum Methoden verwenden?	204
3.8.3 Sind Methoden praktisch wirksam? Welche Lehre?	213
3.9 Natürliches oder streng systematisches Konstruieren? Ist Konstruieren Kunst oder Wissenschaft?	218
3.10 Persönliche Integrationsfähigkeit – angeboren oder erlernbar?	221
4Methodik der Integrierten Produkterstellung im Unternehmen	226
4.1 Konventionelle – nicht integrierte – Produkterstellung	227
4.1.1 Der Prozess der Produkterstellung	227
4.1.2 Einflüsse auf den Prozess der Produkterstellung	229
4.1.3 Arbeitsteilung zur Bewältigung der Komplexität der Produkterstellung	232
4.1.3.1 Begründung und Arten der Arbeitsteilung	232
4.1.3.2 Dokumente als Folge der Arbeitsteilung	235
4.1.4 Aufbauorganisation	237
4.1.5 Ablauforganisation und Vorgehenspläne	240
4.1.6 Praxisbeispiel einer Produkterstellung: Heizgerät	248
4.1.7 Probleme heutiger Produkterstellung	255
4.1.7.1 Gründe für die Probleme aus der Geschichte der Produkterstellung	255
4.1.7.2 Probleme der konventionellen – nicht integrierten – Produkterstellung am Beispiel Entwicklung und Konstruktion	257
4.2 Integrierte Produkterstellung	262
4.2.1 Was heißt Integrierte Produkterstellung?	263
4.2.2 Bewusstseinsänderung	268
4.2.2.1 Entwicklung der Produkterstellung	269
4.2.2.2 Entwicklung des wissenschaftlichen Weltbildes	269
4.2.3 Begründung integrierter Produkterstellung aus dem Informationsfluss	272
4.2.3.1 Arten und Organisation des Informationsflusses	272
4.2.3.2 Folgen der schnittstellenbedingten Informationsverarbeitung	276
4.2.4 Methodensystem für die integrierte Produkterstellung	278
4.3 Organisatorische Methoden der integrierten Produkterstellung	282
4.3.1 Produktbezogene Aufbauorganisation	282
4.3.2 Methoden der Ablauforganisation	285
4.3.3 Gruppen- und Teamarbeit	291
4.3.3.1 Was versteht man unter einer Gruppe, was unter einem Team?	291
4.3.3.2 Vorteile und Anwendungsbereiche von Gruppenarbeit	291
4.3.3.3 Probleme bei Teamarbeit	292
4.3.3.4 Regeln für effektive Teamarbeit	294
4.3.4 Projektmanagement	296
4.3.4.1 Aufgaben des Projektmanagements	297
4.3.4.2 Einsatzbereiche des Projektmanagements	301
4.3.4.3 Methoden und Hilfsmittel des Projektmanagements	302
4.4 Integrierende Vorgehensweisen	303
4.4.1 Simultaneous Engineering	304
4.4.1.1 Idee und Arbeitsweise des Simultaneous Engineering	304
4.4.1.2 Auswirkungen des Simultaneous Engineering	306
4.4.1.3 Praxisbeispiel zu Simultaneous Engineering: Entwicklung eines digitalen Manometers	309
4.4.1.4 Realisierung des Simultaneous Engineering (SE) in der Praxis	313
4.4.2 Qualitäts- und Sicherheitsmanagement	315
4.4.3 Qualitätssteigerung mit QFD	321
4.5 Auswirkung der Integration: Merkmale erfolgreicher Unternehmen	326
5 Entwicklung und Konstruktion – Grundlagen	334
5.1 Ziele, Aufgaben und Tätigkeiten in Entwicklung und Konstruktion	336
5.1.1 Definition und Bedeutung des Entwickelns und Konstruierens	336
5.1.2 Ziele des Entwickelns und Konstruierens	340
5.1.3 Tätigkeiten und Konstruktionsphasen	341
5.1.3.1 Klären der Aufgabenstellung	350
5.1.3.2 Konzipieren	351
5.1.3.3 Entwerfen	353
5.1.3.4 Ausarbeiten	355
5.1.4 Arten des Konstruierens	357
5.1.4.1 Konstruktionen unterschiedlicher Bearbeitungstiefe: Konstruktionsarten	357
5.1.4.2 Konstruktionen mit unterschiedlicher Eigenschaftsermittlung durch Berechnung und Versuche	363
5.1.4.3 Korrigierendes und generierendes Vorgehen	364
5.1.4.4 Konstruktionen höherer Komplexität – mechatronische Produkte	368
5.1.4.5 Konstruktionen unterschiedlicher Art der Hauptforderung – Design for X	379
5.1.4.6 Kundengebundene und kundenoffene Konstruktion	380
5.1.4.7 Konstruktionen mit unterschiedlichen Konstruktionszeiten und -kosten	380
5.1.5 Wie arbeitet man sich in ein neues Produktspektrum ein?	383
5.2 Management in Entwicklung und Konstruktion	385
5.2.1 Organisation und Führungsanforderungen	386
5.2.1.1 Die Mitarbeiterstruktur	386
5.2.1.2 Berufsbilder in Konstruktion und Fertigungsvorbereitung	391
5.2.1.3 Organisation	393
5.2.1.4 Führungsanforderungen	394
5.2.2 Leistungssteigerung, Durchlaufzeitverkürzung und Effizienzmessung in Entwicklung und Konstruktion	400
5.2.2.1 Was heißt Leistungssteigerung in Entwicklung und Konstruktion?	401
5.2.2.2 Vorgehensweise bei der Rationalisierung und Durchlaufzeitverkürzung	404
5.2.2.3 Leistungsmessung in Entwicklung und Konstruktion	407
5.2.2.4 Kosten der Konstruktionsabteilung	409
5.2.2.5 Computereinsatz beim Entwickeln und Konstruieren	410
5.2.2.6 Zur Begründung der Termin- und Kapazitätsplanung	417
5.2.2.7 Durchführung der Termin- und Kapazitätsplanung	418
5.2.2.8 Einführung einer Termin- und Kapazitätsplanung	421
6 Methodik der integrierten Produkterstellung IPE in Entwicklung und Konstruktion	424
6.1 Einleitung und Zielsetzung	424
6.2 Darstellung der IPE-Methodik	426
6.2.1 Inhalte	426
6.2.2 Elemente der IPE-Methodik und ihr Zusammenwirken	428
6.2.3 Zum flexiblen Einsatz der IPE-Methodik	431
6.3 Anwendung der IPE-Methodik in unterschiedlichen Bereichen	438
6.3.1 Vergleich der Methodikelemente in drei Unternehmensbereichen	438
6.3.2 Einsatz von Vorgehensplänen	440
6.3.2.1 Aufteilung in unterschiedliche Teilprozesse am Beispiel der Produktion	440
6.3.2.2 Aufteilung in unterschiedliche Teilprozesse und Teilobjekte am Beispiel Konstruktion	441
6.3.2.3 Beispiele für einen Vorgehensplan bei integrierter Produkterstellung	443
6.4 Unternehmens- und produktspezifische Anpassung und Einführung der IPE-Methodik	444
6.4.1 Vorgehensweise	444
6.4.2 Personenbezogene Voraussetzungen	447
6.5 Anwendung für das Vorgehen beim Entwickeln und Konstruieren	448
6.5.1 Vorgehenspläne für die Hauptforderung Funktion	449
6.5.2 Vorgehen für beliebige Hauptforderungen – Design for X	456
7Sachgebundene Methoden für die Entwicklung und Konstruktion	462
7.1 Methodenbaukasten	463
7.1.1 Struktur und Anwendung des Methodenbaukastens	463
7.1.2 Auswahl von Methoden	466
7.1.3 Beispiel für eine Methodenauswahl	469
7.2 Methoden zu Produktplanung und Innovation	472
7.2.1 Produktstrategien und Innovation	473
7.2.2 Ermitteln des Unternehmenspotentials	480
7.2.3 Ermitteln des Produktpotentials	483
7.2.4 Finden von Produktbereichen und Produktideen	486
7.2.5 Organisatorische und psychologische Maßnahmen zur Förderung der Innovationsfähigkeit	497
7.2.6 Praxisbeispiel: Müllgroßbehälter	500
7.3 Methoden zur Aufgabenklärung	503
7.3.1 Zweck und Gültigkeitsbereich der Methoden	504
7.3.2 Systematisches Finden von Anforderungen	507
7.3.2.1 Arten von Anforderungen	509
7.3.2.2 Hilfsmittel für das Ermitteln von Anforderungen	513
7.3.3 Aufgabenklärung und Systemabgrenzung mittels Black-Box	518
7.3.4 Problemanalyse durch Systemgrenzenverschiebung	518
7.3.5 Aufgabenanalyse durch Abstraktion	520
7.3.6 Erstellen einer Anforderungsliste und Anforderungsmanagement	523
7.3.7 Aufgabenklärung und Vorgehensstrukturierung „Kreative Klärung“	525
7.4 Methoden zur Aufgabenstrukturierung	528
7.4.1 Organisatorische Strukturierung	529
7.4.1.1 Strukturieren nach Modulen	530
7.4.1.2 Strukturieren nach der Bearbeitungsreihenfolge von Modulen	533
7.4.2 Inhaltliche Strukturierung nach Funktionen	536
7.4.2.1 Zweck und Begründung der Methode	538
7.4.2.2 Begriffe zu Funktion	541
7.4.2.3 Definition der Elemente und Symbole einer Funktionsstruktur	543
7.4.2.4 Funktionsstruktur für Geräte mit zentraler Steuerung (Mechatronik)	546
7.5 Methoden zur (prinzipiellen) Lösungssuche	547
7.5.1 Grundlagen zur Lösungssuche	548
7.5.2 Strategien zur Lösungssuche	550
7.5.3 Nahe liegende Lösungen suchen	551
7.5.4 Lösungssuche mit Kreativitätstechniken (Intuitives Vorgehen)	552
7.5.5 Lösungssuche mit Systematiken (Diskursives Vorgehen)	559
7.5.5.1 Ordnungsschemata	559
7.5.5.2 Konstruktionskataloge	567
7.5.5.3 Ordnungsschemata für physikalische Effekte	568
7.5.5.4 Ordnungsschemata zur Lösung technischer Widersprüche (Altshuller	TRIZ)	578
7.5.5.5 Checklisten	580
7.5.6 Kombination von Lösungsprinzipien: morphologischer Kasten	581
7.5.6.1 Zweck und Begründung der Methode	582
7.5.6.2 Beispiele für die Verwendung des morphologischen Kastens	586
7.6 Methoden zum Gestalten – Variation der Gestalt	586
7.6.1 Direkte Variation der Gestalt	593
7.6.1.1 Variation der Flächen und Körper	593
7.6.1.2 Variation der Flächen- und Körperbeziehungen	596
7.6.1.3 Variation der Stoffart	602
7.6.2 Indirekte Variation der Gestalt	602
7.6.2.1 Variation der stofflichen Eigenschaften im Einzelnen	602
7.6.2.2 Variation des Fertigungs- und Montageverfahrens	603
7.6.2.3 Variation der Bewegungen	604
7.6.2.4 Variation der Kraftübertragung	607
7.6.2.5 Variation der Getriebeart	614
7.6.3 Umkehrung als negierendes Variationsmerkmal	616
7.6.4 Vorgehen beim zeichnerischen Gestalten und Variieren von Lösungen	617
7.6.5 Variationsbeispiel Wellenkupplung	621
7.7 Methoden zum Gestalten – Gestaltungsprinzipien	625
7.7.1 Prinzip der Funktionsvereinigung/-trennung	626
7.7.2 Prinzip der Integral-/Differentialbauweise	630
7.7.3 Prinzip des Kraftflusses	634
7.7.4 Prinzip des Lastausgleichs	638
7.7.5 Prinzip der Selbsthilfe	642
7.8 Analysemethoden für Produkteigenschaften	646
7.8.1 Überlegung und Diskussion als Analysemethode	650
7.8.1.1 Methoden zur Schwachstellenanalyse	650
7.8.1.2 Methode der Schadensanalyse	653
7.8.2 Rechen- und Simulationsmethoden, Optimierung, Kennzahlenmethoden	656
7.8.2.1 Berechnungsarten technischer Sicherheiten	656
7.8.2.2 Weitere rechnerische Analysemethoden	657
7.8.3 Versuchsmethoden	658
7.9 Methoden zum Beurteilen und Entscheiden	663
7.9.1 Zweck und Gültigkeitsbereich der Methoden	663
7.9.2 Eigenheiten und Schwachstellen realer Bewertungs- und Entscheidungsprozesse	665
7.9.3 Hilfen zur Verbesserung der Entscheidungssicherheit	668
7.9.4 Auswahl von Bewertungsmethoden	670
7.9.5 Methoden für die einfache Bewertung	671
7.9.6 Methoden für die intensive Bewertung, Nutzwertanalyse	675
7.9.7 Multikriterielles Bewerten	681
7.10 Methoden zur Informations- und Wissensverarbeitung	684
7.10.1 Zweck und Begründung	684
7.10.2 Informationsgewinnung – Informationsquellen	688
7.10.3 Informationsverarbeitung – Informationsfluss	689
7.10.4 Informationsweitergabe – Dokumentation – Produktpiraterie	692
7.10.5 Formen individueller Informationsverarbeitung und Kommunikation	695
7.10.6 Schutzrecht-Strategie im Produktlebenszyklus	698
7.10.7 Verhalten in Krisen	703
8Entwicklungs- und Konstruktionsbeispiele	710
8.1 Entwicklung einer Fischentgrätungsmaschine	712
8.1.1 Was zeigt das Beispiel?	712
8.1.2 Aufgabe klären	713
8.1.2.1 Aufgabe analysieren	713
8.1.2.2 Aufgabe formulieren (Anforderungsliste erarbeiten)	714
8.1.3 Funktionen ermitteln	716
8.1.3.1 Gesamtfunktion/Teilfunktionen formulieren	716
8.1.3.2 Funktionsstruktur erarbeiten	717
8.1.4 Lösungsprinzipien suchen	720
8.1.4.1 Physikalische Effekte suchen	720
8.1.4.2 Wirkflächen, Wirkbewegungen, Stoffarten suchen	720
8.1.5 Konzept erarbeiten	722
8.1.5.1 Lösungsprinzipien zu Konzeptvarianten kombinieren	722
8.1.5.2 Orientierende, entwicklungsbegleitende Versuche	722
8.1.5.3 Prototyp gestalten, bauen und testen	722
8.1.5.4 Versuchsergebnisse und Probleme	724
8.1.6 Was kann man daraus lernen?	725
8.2 Neukonstruktion eines Tragetaschenspenders (Dispenser), der ein Marktflop wurde	725
8.2.1 Was zeigt das Beispiel?	725
8.2.2 Ausgangssituation	726
8.2.3 Aufgabe klären	726
8.2.4 Lösungen suchen	727
8.2.5 Lösungen auswählen und verwirklichen	729
8.2.6 Was kann man daraus lernen?	731
8.3 Die Konstruktion einer Wandhalterung – ein nicht optimaler Prozess	732
8.3.1 Was zeigt das Beispiel?	732
8.3.2 Die Konstruktionsaufgabe	733
8.3.3 Versuchsdurchführung	734
8.3.4 Der Konstruktionsprozess der Versuchsperson „Otto“	735
8.3.5 Analyse des Prozesses	739
8.3.6 Was kann man daraus lernen?	740
8.4 Einfacherer Lastausgleich für Planetengetriebe	741
8.4.1 Was zeigt das Beispiel?	741
8.4.2 Ausgangssituation	742
8.4.3 Aufgabe klären	745
8.4.4 Lösungen suchen	747
8.4.5 Lösungen auswählen und verwirklichen	748
8.4.6 Das Entstehen einer Erfindung	749
8.4.7 Das Risiko der Werkstoffwahl	751
8.4.8 Was kann man daraus lernen?	752
8.5 Geräuschgünstiger Unterdruckstellantrieb	752
8.5.1 Was zeigt das Beispiel?	752
8.5.2 Technische Aufgabenstellung	753
8.5.3 Struktur der Beispieldarstellung	754
8.5.4 Aufgabenklärung und erste Lösungsideen	755
8.5.5 Entscheidung zwischen korrigierendem und generierendem Vorgehen	759
8.5.6 Suche nach weiteren Lösungen	760
8.5.7 Lösungsanalyse zur Lösungsauswahl	763
8.5.8 Was kann man daraus lernen?	768
8.6 Montagegünstige Konstruktion eines Reihenschalters	769
8.6.1 Was zeigt das Beispiel?	769
8.6.2 Ausgangssituation	770
8.6.3 Konstruktionsablauf	771
8.6.3.1 Lösung L1 (Iteration 1)	773
8.6.3.2 Lösung L2 (Iteration 2)	774
8.6.3.3 Lösung L3 (Iteration 3)	775
8.6.3.4 Lösung L4 (Iteration 4)	777
8.6.4 Was kann man daraus lernen?	779
8.7 Entwicklung einer Pkw-Kennzeichenhalterung	781
8.7.1 Was zeigt das Beispiel?	781
8.7.2 Aufgabe klären	781
8.7.3 Lösungen suchen	784
8.7.4 Lösungen auswählen	787
8.7.5 Lösung	790
8.7.6 Was kann man daraus lernen?	791
8.8 Ein fertigungstechnologisch neues Rohbaukonzept für die Straßenbahn-Plattform Avenio	792
8.8.1 Was zeigt das Beispiel?	792
8.8.2 Ausgangssituation	793
8.8.3 Vorgehensweise im Projekt	794
8.8.3.1 Team	794
8.8.3.2 Organisation, Projektmanagement	794
8.8.3.3 Methodeneinsatz	795
8.8.3.4 IT-Einsatz	795
8.8.3.5 Prinzipielle Vorgehensweise	798
8.8.4 Aufgabe klären	799
8.8.4.1 Aufgabe analysieren	799
8.8.4.2 Aufgabe formulieren, Anforderungsliste erstellen	800
8.8.5 Funktionsstruktur	801
8.8.6 Lösungsprinzipien suchen	803
8.8.6.1 Modularisierungsmöglichkeiten	803
8.8.6.2 Technologiefindung	805
8.8.6.3 Knotenkonzepte	806
8.8.7 Erarbeiten einer Konzeptlösung	809
8.8.7.1 Wagen-Konzept	809
8.8.7.2 Korrosionsschutz-Konzept	811
8.8.8 Prototyp bauen (und testen)	812
8.8.8.1 Wagen-Konzept	812
8.8.8.2 Korrosionsschutz-Konzept	814
8.8.9 Ergebnisse der Umsetzung	815
8.8.10 Was kann man daraus lernen?	815
8.9 Faser-Entstaubung: bessere Qualität und weniger Kosten	818
8.9.1 Was zeigt das Beispiel?	818
8.9.2 Problembeschreibung	818
8.9.3 Aufgabe klären hinsichtlich Funktion	819
8.9.4 Aufgabe klären hinsichtlich Herstellkosten	819
8.9.5 Lösungssuche und neues Konzept	821
8.9.6 Konstruktion, Erprobung und Einsatz	821
8.9.7 Was kann man daraus lernen?	822
9Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren	824
9.1 Kosten konstruieren?	824
9.1.1 Kostensenken aus der Nutzersicht (Lebenslaufkosten, life-cycle-costs)	826
9.1.2 Kostensenken aus Herstellersicht	828
9.1.3 Kostenverantwortung der Konstruktion	830
9.1.4 Probleme beim Kostengünstigen Konstruieren	831
9.1.5 Einflussgrößen auf die Herstellkosten eines Produkts	834
9.2 Vorgehen beim kostengünstigen Konstruieren – zielkostengesteuertes Konstruieren (Target Costing)	842
9.2.1 Ermittlung und Aufspalten des Kostenzieles	847
9.2.2 Suche kostengünstiger Lösungen	850
9.2.3 Konstruktionsbegleitende Kalkulation – Kostenermittlung beim Konstruieren	854
9.2.4 Beispiel für Kostengünstiges Konstruieren: Gehäuse einer Zentrifuge	858
9.3 Integrierend wirkende Methoden und Organisationsformen	865
9.3.1 Fertigungs- und Kostenberatung	865
9.3.2 Wertanalyse	867
9.3.3 Target Costing	870
9.3.3.1 Grundsätzliches Vorgehen beim Target Costing	870
9.3.3.2 Beispiel für Target Costing: Betonmischer in Einzel- und Kleinserienfertigung	872
9.3.4 Kostengünstig Konstruieren mit integrierten Rechnerwerkzeugen	883
9.3.4.1 Kosteninformationssysteme	883
9.3.4.2 Anwendung eines Kosteninformationssystems	885
9.4 Variantenmanagement	892
9.4.1 Ursachen von Produkt- und Teilevielfalt	894
9.4.2 Auswirkungen der Produkt- und Teilevielfalt auf Herstellkosten	898
9.4.3 Analyse der Varianten- und Teilevielfalt	900
9.4.4 Verringerung der Produkt- und Teilevielfalt	905
9.4.4.1 Technische Maßnahmen	905
9.4.4.2 Organisatorische Maßnahmen	909
9.4.5 Baureihenkonstruktion	909
9.4.5.1 Normzahlreihen als Hilfsmittel zur Baureihenkonstruktion	912
9.4.5.2 Grundsätzliches Vorgehen	912
9.4.5.3 Ähnlichkeitsgesetze als Hilfsmittel zur Baureihenkonstruktion	914
9.4.6 Beispiel für eine Baureihe	917
9.4.7 Baukastenkonstruktion	919
9.4.7.1 Grundsätzliches	921
9.4.7.2 Aufbau von Baukästen – Begriffe	924
9.4.7.3 Entwickeln von Baukästen	926
10 Begriffe	932
11Anhang des gedruckten Buches	948
A1 Erstellen von Funktionsstrukturen	948
A1.1 Elemente und Symbole	948
A1.1.1 Die logischen Operationen	949
A1.1.2 Arten von Relationen	950
A1.2 Formale Regeln zum Umgang mit den Elementen	950
A1.2.1 Die Reihenfolgeregel	950
A1.2.2 Die Vollständigkeitsregel	951
A1.2.3 Die Strukturartenregel	951
A1.2.4 Die dynamische Regel	952
A1.2.5 Die Strukturierungsregel	953
A1.3 Inhaltliche Regeln zum Umgang mit den Elementen	954
A1.3.1 Die Flussregel	954
A1.3.2 Die Umsatzartenregel	954
A1.3.3 Die Umsatztypregel	954
A1.3.4 Die Verknüpfungsregeln	955
A1.3.5 Zustandsänderungen mit elementaren Operationen	959
A1.3.6 Verwendung technischer Operationen	961
A1.4 Erstellen von Funktionsstrukturen	962
A1.4.1 Analyse bestehender technischer Systeme	962
A1.4.2 Synthese neuer technischer Systeme	963
A1.4.3 Aufbau von Nebenumsätzen	965
A2 Verfügbare Konstruktionskataloge	965
A3 Strukturierte Methodensammlung (Methodenbaukasten)	967
A4 Anhang im Internet (Inhaltsangabe) (Adresse im Vorwort)	967
Literatur	970
Stichwortverzeichnis	1008

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