| Vorwort | 5 |
| Inhaltsverzeichnis | 7 |
| Einführung | 12 |
| Welches Ziel verfolgt dieses Buch? | 13 |
| An wen richtet sich dieses Buch? | 14 |
| Was waren die wichtigsten Einflüsse auf dieses Buch? | 14 |
| Wie ist dieses Buch aufgebaut? | 16 |
| 1 Produktentwicklung und Konstruktion | 18 |
| 1.1 Entwicklungssituationen | 20 |
| 1.2 Technische Produkte | 23 |
| 1.3 Prozesse und Vorgehensmodelle | 25 |
| 1.4 Methoden, Produktmodelle und Werkzeuge | 29 |
| 1.5 Navigationsmodell der Produktkonkretisierung | 32 |
| 1.6 Hauptzielsetzungen und Gerechtheiten | 36 |
| 1.7 Beispielhafte Entwicklungsszenarios | 39 |
| 1.8 Zusammenfassung | 41 |
| 2 Anforderungen | 42 |
| 2.1 Anforderungsklärung bei der Entwicklung eines medizin-technischen Gerätes | 42 |
| 2.2 Methoden des Anforderungsmanagements | 46 |
| 2.2.1 Wie können Anforderungen geklärt werden? | 47 |
| 2.2.2 Wie können Kundenanforderungen ermittelt werden? | 50 |
| 2.2.3 Wie können die geklärten Anforderungen strukturiert und priorisiert werden? | 55 |
| 2.2.4 Wie können Anforderungen über den gesamten Entwicklungsprozess genutzt und erweitert werden? | 58 |
| 2.3 Entwicklung einer Schablonenvorrichtung für chirurgische Gelenkkorrekturen | 60 |
| 2.4 Zusammenfassung | 63 |
| 3 Funktionsmodelle | 64 |
| 3.1 Funktionale Betrachtung der Energie- und Informationsflüsse im Kraftfahrzeug | 65 |
| 3.2 Methoden zur Funktionsmodellierung | 67 |
| 3.2.1 Wie können die Funktionen eines Systems ermittelt und beschrieben werden? | 69 |
| 3.2.2 Wie können Funktionen dargestellt werden? | 71 |
| 3.2.3 Wie können Stoff-, Energie- und Signalflüsse eines Systems modelliert werden? | 74 |
| 3.2.4 Wie können nützliche und schädliche Funktionen eines Systems ermittelt werden? | 78 |
| 3.3 Beispiele zur Funktionsmodellierung | 80 |
| 3.3.1 Funktionsanalyse und Entwicklung eines kostengünstigen Reinigungskonzepts für einen Pflanzenölkocher | 80 |
| 3.3.2 Funktionsmodellierung und Generierung innovativer Lösungsideen für Bahnübergänge | 83 |
| 3.4 Zusammenfassung | 85 |
| 4 Wirkprinzipien | 86 |
| 4.1 Optimierung des Antriebs einer Seilwinde | 87 |
| 4.2 Methoden zur Entwicklung von Wirkmodellen | 90 |
| 4.2.1 Wie lassen sich Wirkprinzipien für physikalisch orientierte Probleme ermitteln? | 92 |
| 4.2.2 Wie lassen sich Wirkprinzipien für technische Widersprüche ermitteln? | 97 |
| 4.2.3 Wie lassen sich Wirkprinzipien durch Einbezug von Wissen aus anderen Disziplinen ermitteln? | 99 |
| 4.2.4 Wie lassen sich Wirkprinzipien darstellen? | 102 |
| 4.3 Beispiele für die Generierung von Wirkprinzipien | 103 |
| 4.3.1 Konzeptentwicklung für Gelenkbremsen in Industrierobotern | 103 |
| 4.3.2 Entwicklung eines innovativen Konzepts einer Erdbohrmaschine | 105 |
| 4.4 Zusammenfassung | 107 |
| 5 Wirkkonzepte | 108 |
| 5.1 Entwicklung eines Spenders für Tragetaschen | 108 |
| 5.2 Methoden zur Erstellung und Auswahl von Wirkkonzepten | 111 |
| 5.2.1 Wie lässt sich ein Überblick über das Lösungsfeld gewinnen? | 113 |
| 5.2.2 Wie lassen sich vorhandene Teillösungsideen zu Wirkkonzepten kombinieren? | 114 |
| 5.2.3 Wie lässt sich eine Flut von Wirkkonzeptalternativen beherrschen? | 119 |
| 5.2.4 Wie lässt sich aus gewählten Teillösungen ein räumliches Wirkkonzept erstellen? | 122 |
| 5.2.5 Wie lässt sich ein optimales Wirkkonzept auswählen? | 124 |
| 5.3 Entwicklung eines Gangschaltungssimulators für Nutzfahrzeuge | 126 |
| 5.4 Zusammenfassung | 130 |
| 6 Produktgestalt | 131 |
| 6.1 Entwicklung einer gestaltoptimierten Staubsaugerdüse | 131 |
| 6.2 Grundlagen und Methoden zum Erarbeiten der Produktgestalt | 133 |
| 6.2.1 Wie kann die konkrete Gestalt eines Produktes erarbeitet werden? | 137 |
| 6.2.2 Wie können Gestaltlösungsalternativen systematisch entwickelt werden? | 138 |
| 6.2.3 Wie lässt sich ein Spektrum bestehender Gestaltalternativen darstellen und ergänzen? | 146 |
| 6.3 Erarbeitung der Gestalt eines innovativen Klappradrahmens | 147 |
| 6.4 Zusammenfassung | 151 |
| 7 Baukonzepte | 152 |
| 7.1 Herausforderungen bei der Entwicklung einer Kupplung mit hydraulischer Dämpfung | 152 |
| 7.2 Methoden, Prinzipien und Richtlinien für die Entwicklung von Baukonzepten | 155 |
| 7.2.1 Wie lässt sich eine optimale Baustruktur festlegen? | 157 |
| 7.2.2 Wie lässt sich die Produktgestalt optimieren? | 160 |
| 7.2.3 Wie lassen sich Schnittstellen des Produktes optimieren? | 164 |
| 7.2.4 Wie lassen sich Iterationen bei der Erarbeitung von Baukonzepten handhaben? | 168 |
| 7.2.5 Was ist bei der Ausarbeitung des Produktes zu beachten? | 170 |
| 7.3 Entwicklung eines Baukonzeptes für eine Kupplung mit hydraulischer Dämpfung | 171 |
| 7.4 Zusammenfassung | 173 |
| 8 Sichere und zuverlässige Produkte | 174 |
| 8.1 Sicherheit und Zuverlässigkeit von Windkraftanlagen | 174 |
| 8.2 Grundlagen der Sicherheit und Zuverlässigkeit | 177 |
| 8.2.1 Wie lassen sich die Zuverlässigkeit eines Systems ermitteln sowie Schwachstellen und ihre Auswirkungen analysieren? | 180 |
| 8.2.2 Wie lassen sich Sicherheits- und Zuverlässigkeits-anforderungen ermitteln? | 184 |
| 8.2.3 Wie lässt sich die Sicherheit und Zuverlässigkeit mit Hilfe von Funktionsmodellen erhöhen? | 187 |
| 8.2.4 Wie lassen sich Sicherheit und Zuverlässigkeit bei Wirkmodellen einbeziehen? | 189 |
| 8.2.5 Wie lässt sich die Sicherheit im Baumodell erhöhen? | 193 |
| 8.3 Verminderung des Unfallrisikos einer Ringspinnmaschine | 196 |
| 8.4 Zusammenfassung | 199 |
| 9 Produktgewicht | 200 |
| 9.1 Auswirkungen des Gewichts auf eine Hochgeschwindigkeits- Schleifmaschine | 201 |
| 9.2 Maßnahmen zur Optimierung des Produktgewichts | 202 |
| 9.2.1 Wie können Gewichtsziele ermittelt werden? | 203 |
| 9.2.2 Wie kann das Produktgewicht im Funktionsmodell berücksichtigt werden? | 204 |
| 9.2.3 Wie können gewichtsparende Wirkprinzipien bestimmt werden? | 206 |
| 9.2.4 Wie können gestalterische Maßnahmen zur Gewichtsoptimierung eingesetzt werden? | 207 |
| 9.3 Gewichtsoptimierung in der Luftfahrtindustrie | 210 |
| 9.4 Zusammenfassung | 213 |
| 10 Montagegerechte Produkte | 214 |
| 10.1 Montagegerechte Gestaltung eines Reihenschalters | 215 |
| 10.2 Methoden zur Analyse und Gestaltung montagegerechter Produkte | 217 |
| 10.2.1 Wie können Anforderungen und Ziele für montagegerechte Produkte ermittelt und festgelegt werden? | 221 |
| 10.2.2 Wie kann die Produktstruktur montagegerecht gestaltet werden? | 222 |
| 10.2.3 Wie können Verbindungen und Fügestellen montage-gerecht gestaltet werden? | 225 |
| 10.2.4 Wie können Bauteile montagegerecht gestaltet werden? | 226 |
| 10.2.5 Wie lassen sich Produkte bezüglich ihrer Eignung zur Montage bewerten? | 228 |
| 10.3 Montagegerechte Gestaltung eines Pneumatikventils | 231 |
| 10.4 Zusammenfassung | 234 |
| 11 Variantenreiche Produkte | 235 |
| 11.1 Variantenvielfalt im Automobilbereich | 235 |
| 11.2 Methoden zur Entwicklung variantenreicher Produkte | 236 |
| 11.2.1 Wie lässt sich die Variantenvielfalt analysieren? | 240 |
| 11.2.2 Wie lassen sich Anforderungen bei variantenreichen Produkten handhaben? | 243 |
| 11.2.3 Wie lassen sich Funktionen bei variantenreichen Produkten modellieren? | 246 |
| 11.2.4 Wie lassen sich Wirkprinzipien und -konzepte für variantenreiche Produkte ermitteln? | 248 |
| 11.2.5 Wie lassen sich Gestaltlösungen und Baukonzepte für variantenreiche Produkte ermitteln? | 252 |
| 11.3 Entwicklung eines variantenreichen Produktprogrammes für Automobilsitze | 255 |
| 11.4 Zusammenfassung | 260 |
| 12 Nachhaltige Produkte | 261 |
| 12.1 Entwicklung eines verwertungsgerechten Toasters | 262 |
| 12.2 Methoden zur Entwicklung nachhaltiger Produkte | 263 |
| 12.2.1 Wie lassen sich Umweltbeeinträchtigungen eines Produktes möglichst umfassend erkennen und bewerten? | 265 |
| 12.2.2 Wie können umweltbeeinflussende Produktaspekte auf Anforderungsebene einfließen? | 267 |
| 12.2.3 Wie lassen sich Funktionsmodelle in der umweltgerechten Produktentwicklung nutzen? | 268 |
| 12.2.4 Wie können auf Wirkmodellebene umweltbeeinflussende Produktaspekte berücksichtigt werden? | 271 |
| 12.2.5 Wie können Aspekte der Umweltverträglichkeit auf Baumodellebene berücksichtigt werden? | 273 |
| 12.3 Entwicklung eines umweltgerechten PET-Flake-Wäschers | 275 |
| 12.4 Zusammenfassung | 280 |
| 13 Optimierte Produkte – systematisch von Anforderungen zu Konzepten | 281 |
| Literatur | 285 |
| Bildnachweis | 297 |
| Anhang A Checklisten und Hilfsmittel | 299 |
| A1 Anforderungsmodell | 300 |
| A2 Funktionsmodell | 303 |
| A3 Wirkmodell | 312 |
| A4 Baumodell | 364 |
| Anhang B Glossar | 392 |
| Sachverzeichnis | 415 |
