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E-Book

Methodische Entwicklung modularer Produktfamilien

Hohe Produktvielfalt beherrschbar entwickeln

Autor	Dieter Krause, Nicolas Gebhardt
Verlag	Springer Vieweg
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	297 Seiten
ISBN	9783662530405
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	86,99 EUR

Dieses Buch fokussiert die Entwicklung von variantenreichen Produkten mithilfe modularer Produktstrukturen und adressiert so die Komplexitätsreduktion aus Sicht der Produktentwicklung. Durch diese modularen Produktstrukturen wird eine größere Nachfragevielfalt bei gleichzeitig geringer, unternehmensinterner Vielfalt an Komponenten und Prozessen möglich. Als Ergänzung zur gängigen Produktentwicklungsmethodik werden die nötigen Grundlagen der Modularität und Variantenvielfalt sowie die entsprechenden Methoden umfassend vorgestellt. Das Buch fasst damit den aktuellen Stand der Wissenschaft sowie die Forschungstätigkeiten der vergangenen zehn Jahre am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg zusammen.

Die Zielgruppen

Dieses Buch richtet sich an Produktentwickler und Entscheider in der Praxis. Der Wissenschaft wird ein hilfreiches Nachschlagewerk geboten und interessierte Studierende der Ingenieurwissenschaften können in die Entwicklung modularer Produktfamilien mit den nötigen Grundlagen eintauchen.

Prof. Dr.-Ing. Dieter Krause studierte Fertigungstechnik/Maschinenbau und promovierte an der Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Es folgten leitende Positionen als Konstruktionsleiter, Technischer Leiter und Geschäftsführer im Maschinen- und Anlagenbau. Seit 2005 ist er Leiter des Instituts für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg. Er ist Mitglied der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP).

Dipl.-Ing. Nicolas Gebhardt studierte Produktentwicklung/Maschinenbau an der TU Hamburg-Harburg. Seit 2011 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg in der Forschungsgruppe methodische Entwicklung modularer Produktfamilien.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Vorwort	5
Inhaltsverzeichnis	7
1 Einleitung und Motivation	11
1.1 Megatrends und ihre Auswirkungen auf die Produktentwicklung	11
1.2 Folgen für die Unternehmen	16
1.3 Resultierende Herausforderungen für die Produktenwicklung	19
1.4 Modulare Produktstrukturen als Lösungsstrategie	20
1.5 Ziel und Aufbau dieses Buches	22
Literatur	26
2 Zusammenhänge und Auswirkungen der Vielfalt	28
2.1 Ursachen der Vielfalt	29
2.1.1 Externe Ursachen	30
2.1.2 Interne Ursachen	33
2.2 Externe Produktvielfalt und ihre Auswirkungen	39
2.2.1 Externe Produktvielfalt	39
2.2.2 Auswirkungen einer hohen externen Produktvielfalt	41
2.3 Interne Produktvielfalt und ihre Auswirkungen	43
2.3.1 Interne Produktvielfalt	43
2.3.2 Resultierende Kompliziertheit und Komplexität	44
2.3.3 Übergreifendes Auftreten der Effekte über die Lebensphasen	50
2.3.4 Getrenntes Auftreten von Ursache und Auswirkung	55
2.3.5 Verzögertes und stufenweises Auftreten	57
2.3.6 Kostenremanenz (asymmetrische Dynamik)	58
2.4 Resultierende Kosten der Produktvielfalt	59
2.4.1 Übersicht der Kostenarten	59
2.4.2 Kostenwirkungen der hohen internen Vielfalt	60
2.5 Mögliche Strategien	62
2.5.1 Reduktion der Angebotsvielfalt	63
2.5.2 Steigerung des Produktnutzens	65
2.5.3 Komplexitätsreduktion	66
2.5.4 Komplexitätsvermeidung	67
2.5.5 Konfiguration neuer Varianten	68
2.6 Möglichkeiten der Kostenbewertung	68
Literatur	72
3 Grundlagen und Begriffe	75
3.1 Das Produktprogramm und dessen Aufbau	76
3.2 Begriffe der Produktarchitektur	80
3.2.1 Anforderungen, Eigenschaften und technische Merkmale	80
3.2.2 Funktionen und Funktionsstrukturen	83
3.2.3 Produktstruktur	85
3.2.4 Produktarchitektur	88
3.3 Bauweisen	91
3.3.1 Integralbauweise und Differentialbauweise	92
3.3.2 Abgrenzung zur Modulbauweise	94
Literatur	95
4 Potenziale modularer Produktfamilien	97
4.1 Auffassungen zur Modularität in der Forschung	98
4.1.1 Sicht der Kopplung, Entkopplung und Schnittstellen	99
4.1.2 Technische Sicht	101
4.1.3 Funktionale Sicht	102
4.1.4 Prozess- und Organisationssicht	104
4.1.5 Produktstrategische Sicht	107
4.2 Definition der Modularität	108
4.3 Eigenschaften der Modularität	109
4.3.1 Entkopplung	110
4.3.2 Kommunale Verwendung	110
4.3.3 Kombinierbarkeit	111
4.3.4 Schnittstellenstandardisierung	112
4.3.5 Funktionsbindung	112
4.4 Potenziale modularer Produktstrukturen	113
4.4.1 Konzept der Lebensphasen	114
4.4.2 Produktentwicklung	116
4.4.3 Beschaffung	116
4.4.4 Produktion und Montage	117
4.4.5 Vertrieb	118
4.4.6 Produktnutzung und Wartung	119
4.4.7 Pflege	121
4.4.8 Recycling	121
4.4.9 Zusammenfassendes Konzept der Modultreiber	121
4.5 Risiken der Modularisierung	123
4.6 Variantengerechtheit	125
4.6.1 Differenzierung von Standard- und Variantenkomponenten	126
4.6.2 Reduzierung der Variantenkomponenten	127
4.6.3 Eins-zu-eins Zuordnung	129
4.6.4 Entkopplung der Komponenten	130
Literatur	131
5 Modulare Produktstrukturstrategien	134
5.1 Übersicht modularer Produktstrukturstrategien	135
5.1.1 Generisches Vorgehen der Modularisierung	136
5.1.2 Definition Produktstrukturstrategie	141
5.1.3 „Lösungsraum“ der Produktstrukturstrategien	142
5.2 Besondere Ausführungen der Produktstrukturstrategie	147
5.2.1 Übergreifende Mehrfachverwendung von Modulen/Gleichmodulstrategie	148
5.2.2 Baureihen	151
5.2.3 Modulbaukastenstrategie	152
5.2.4 Plattformstrategie	156
5.3 Entwicklung einer Produktstrukturstrategie	159
Literatur	161
6 Methoden zur Entwicklung modularer Produktfamilien	163
6.1 Begriffe der Prozesse, Methoden und Werkzeuge	164
6.2 Methoden zur Programmplanung	166
6.2.1 Zukunftsplanung	166
6.2.2 Marktanalysen	170
6.2.3 Programmplanung	172
6.3 Variantenmanagement und variantengerechte Produktgestaltung	174
6.3.1 Variantengerechte Produktgestaltung	176
6.3.2 Kennzahlen für Variantengerechtheit	184
6.4 Modularisierung	188
6.4.1 Grundlegendes Vorgehen einer Modularisierung	189
6.4.2 Modularisierung nach technisch-funktionalen Gesichtspunkten	190
6.4.3 Modularisierung nach organisatorischen und prozessualen Gesichtspunkten	196
6.4.4 Produktstrategische und integrative Modularisierungsmethoden	198
6.4.5 Kennzahlen für Modularität	205
6.5 Bewertungsverfahren	209
6.5.1 Sachnummernkostenverfahren (Durchschnittskostenverfahren)	210
6.5.2 Time Driven Activity Based Costing	211
6.5.3 Komplexitätskostenprognose und -bewertung für modulare Produktfamilienkonzepte	211
6.6 Der integrierte PKT-Ansatz zur Entwicklung modularer Produktfamilien	214
6.6.1 Motivation und Zielsetzung des integrierten PKT-Ansatzes	215
6.6.2 Grundlegende Strategie des Ansatzes	216
6.6.3 Überblick der Methodenbausteine des Ansatzes	221
6.6.4 Vorstellung ausgesuchter Methodenbausteine des Integrierten PKT-Ansatzes	224
6.6.5 Studien zur Anwendung des Ansatzes	242
Literatur	244
7 Auswirkungen auf die Produktentwicklungsprozesse und zukünftige Trends	249
7.1 Einordnung der Modularisierung in die Prozesse der Produktentwicklung	250
7.1.1 Prozessmodelle der Produktentwicklung	251
7.1.2 Notwendige Aktivitäten für die Pflege modularer und variantenreicher Produkte	257
7.2 Produktindividualisierung und Personalisierung	260
7.3 Demografischer Wandel und Entwicklung alternsgerechter Produkte	263
7.4 Modulare Leichtbauprodukte	264
Literatur	267
8 Glossar	270
Literatur	287
Erratum zu: Methoden zur Entwicklung modularer Produktfamilien	290
Stichwortverzeichnis	291

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