Konzeptentwicklung und Gestaltung technischer Produkte - Optimierte Produkte - systematisch von Anforderungen zu Konzepten

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

Einführung

Welches Ziel verfolgt dieses Buch?

An wen richtet sich dieses Buch?

Was waren die wichtigsten Einflüsse auf dieses Buch?

Wie ist dieses Buch aufgebaut?

1 Produktentwicklung und Konstruktion

1.1 Entwicklungssituationen

1.2 Technische Produkte

1.3 Prozesse und Vorgehensmodelle

1.4 Methoden, Produktmodelle und Werkzeuge

1.5 Navigationsmodell der Produktkonkretisierung

1.6 Hauptzielsetzungen und Gerechtheiten

1.7 Beispielhafte Entwicklungsszenarios

1.8 Zusammenfassung

2 Anforderungen

2.1 Anforderungsklärung bei der Entwicklung eines medizin-technischen Gerätes

2.2 Methoden des Anforderungsmanagements

2.2.1 Wie können Anforderungen geklärt werden?

2.2.2 Wie können Kundenanforderungen ermittelt werden?

2.2.3 Wie können die geklärten Anforderungen strukturiert und priorisiert werden?

2.2.4 Wie können Anforderungen über den gesamten Entwicklungsprozess genutzt und erweitert werden?

2.3 Entwicklung einer Schablonenvorrichtung für chirurgische Gelenkkorrekturen

2.4 Zusammenfassung

3 Funktionsmodelle

3.1 Funktionale Betrachtung der Energie- und Informationsflüsse im Kraftfahrzeug

3.2 Methoden zur Funktionsmodellierung

3.2.1 Wie können die Funktionen eines Systems ermittelt und beschrieben werden?

3.2.2 Wie können Funktionen dargestellt werden?

3.2.3 Wie können Stoff-, Energie- und Signalflüsse eines Systems modelliert werden?

3.2.4 Wie können nützliche und schädliche Funktionen eines Systems ermittelt werden?

3.3 Beispiele zur Funktionsmodellierung

3.3.1 Funktionsanalyse und Entwicklung eines kostengünstigen Reinigungskonzepts für einen Pflanzenölkocher

3.3.2 Funktionsmodellierung und Generierung innovativer Lösungsideen für Bahnübergänge

3.4 Zusammenfassung

4 Wirkprinzipien

4.1 Optimierung des Antriebs einer Seilwinde

4.2 Methoden zur Entwicklung von Wirkmodellen

4.2.1 Wie lassen sich Wirkprinzipien für physikalisch orientierte Probleme ermitteln?

4.2.2 Wie lassen sich Wirkprinzipien für technische Widersprüche ermitteln?

4.2.3 Wie lassen sich Wirkprinzipien durch Einbezug von Wissen aus anderen Disziplinen ermitteln?

4.2.4 Wie lassen sich Wirkprinzipien darstellen?

4.3 Beispiele für die Generierung von Wirkprinzipien

4.3.1 Konzeptentwicklung für Gelenkbremsen in Industrierobotern

4.3.2 Entwicklung eines innovativen Konzepts einer Erdbohrmaschine

4.4 Zusammenfassung

5 Wirkkonzepte

5.1 Entwicklung eines Spenders für Tragetaschen

5.2 Methoden zur Erstellung und Auswahl von Wirkkonzepten

5.2.1 Wie lässt sich ein Überblick über das Lösungsfeld gewinnen?

5.2.2 Wie lassen sich vorhandene Teillösungsideen zu Wirkkonzepten kombinieren?

5.2.3 Wie lässt sich eine Flut von Wirkkonzeptalternativen beherrschen?

5.2.4 Wie lässt sich aus gewählten Teillösungen ein räumliches Wirkkonzept erstellen?

5.2.5 Wie lässt sich ein optimales Wirkkonzept auswählen?

5.3 Entwicklung eines Gangschaltungssimulators für Nutzfahrzeuge

5.4 Zusammenfassung

6 Produktgestalt

6.1 Entwicklung einer gestaltoptimierten Staubsaugerdüse

6.2 Grundlagen und Methoden zum Erarbeiten der Produktgestalt

6.2.1 Wie kann die konkrete Gestalt eines Produktes erarbeitet werden?

6.2.2 Wie können Gestaltlösungsalternativen systematisch entwickelt werden?

6.2.3 Wie lässt sich ein Spektrum bestehender Gestaltalternativen darstellen und ergänzen?

6.3 Erarbeitung der Gestalt eines innovativen Klappradrahmens

6.4 Zusammenfassung

7 Baukonzepte

7.1 Herausforderungen bei der Entwicklung einer Kupplung mit hydraulischer Dämpfung

7.2 Methoden, Prinzipien und Richtlinien für die Entwicklung von Baukonzepten

7.2.1 Wie lässt sich eine optimale Baustruktur festlegen?

7.2.2 Wie lässt sich die Produktgestalt optimieren?

7.2.3 Wie lassen sich Schnittstellen des Produktes optimieren?

7.2.4 Wie lassen sich Iterationen bei der Erarbeitung von Baukonzepten handhaben?

7.2.5 Was ist bei der Ausarbeitung des Produktes zu beachten?

7.3 Entwicklung eines Baukonzeptes für eine Kupplung mit hydraulischer Dämpfung

7.4 Zusammenfassung

8 Sichere und zuverlässige Produkte

8.1 Sicherheit und Zuverlässigkeit von Windkraftanlagen

8.2 Grundlagen der Sicherheit und Zuverlässigkeit

8.2.1 Wie lassen sich die Zuverlässigkeit eines Systems ermitteln sowie Schwachstellen und ihre Auswirkungen analysieren?

8.2.2 Wie lassen sich Sicherheits- und Zuverlässigkeits-anforderungen ermitteln?

8.2.3 Wie lässt sich die Sicherheit und Zuverlässigkeit mit Hilfe von Funktionsmodellen erhöhen?

8.2.4 Wie lassen sich Sicherheit und Zuverlässigkeit bei Wirkmodellen einbeziehen?

8.2.5 Wie lässt sich die Sicherheit im Baumodell erhöhen?

8.3 Verminderung des Unfallrisikos einer Ringspinnmaschine

8.4 Zusammenfassung

9 Produktgewicht

9.1 Auswirkungen des Gewichts auf eine Hochgeschwindigkeits- Schleifmaschine

9.2 Maßnahmen zur Optimierung des Produktgewichts

9.2.1 Wie können Gewichtsziele ermittelt werden?

9.2.2 Wie kann das Produktgewicht im Funktionsmodell berücksichtigt werden?

9.2.3 Wie können gewichtsparende Wirkprinzipien bestimmt werden?

9.2.4 Wie können gestalterische Maßnahmen zur Gewichtsoptimierung eingesetzt werden?

9.3 Gewichtsoptimierung in der Luftfahrtindustrie

9.4 Zusammenfassung

10 Montagegerechte Produkte

10.1 Montagegerechte Gestaltung eines Reihenschalters

10.2 Methoden zur Analyse und Gestaltung montagegerechter Produkte

10.2.1 Wie können Anforderungen und Ziele für montagegerechte Produkte ermittelt und festgelegt werden?

10.2.2 Wie kann die Produktstruktur montagegerecht gestaltet werden?

10.2.3 Wie können Verbindungen und Fügestellen montage-gerecht gestaltet werden?

10.2.4 Wie können Bauteile montagegerecht gestaltet werden?

10.2.5 Wie lassen sich Produkte bezüglich ihrer Eignung zur Montage bewerten?

10.3 Montagegerechte Gestaltung eines Pneumatikventils

10.4 Zusammenfassung

11 Variantenreiche Produkte

11.1 Variantenvielfalt im Automobilbereich

11.2 Methoden zur Entwicklung variantenreicher Produkte

11.2.1 Wie lässt sich die Variantenvielfalt analysieren?

11.2.2 Wie lassen sich Anforderungen bei variantenreichen Produkten handhaben?

11.2.3 Wie lassen sich Funktionen bei variantenreichen Produkten modellieren?

11.2.4 Wie lassen sich Wirkprinzipien und -konzepte für variantenreiche Produkte ermitteln?

11.2.5 Wie lassen sich Gestaltlösungen und Baukonzepte für variantenreiche Produkte ermitteln?

11.3 Entwicklung eines variantenreichen Produktprogrammes für Automobilsitze

11.4 Zusammenfassung

12 Nachhaltige Produkte

12.1 Entwicklung eines verwertungsgerechten Toasters

12.2 Methoden zur Entwicklung nachhaltiger Produkte

12.2.1 Wie lassen sich Umweltbeeinträchtigungen eines Produktes möglichst umfassend erkennen und bewerten?

12.2.2 Wie können umweltbeeinflussende Produktaspekte auf Anforderungsebene einfließen?

12.2.3 Wie lassen sich Funktionsmodelle in der umweltgerechten Produktentwicklung nutzen?

12.2.4 Wie können auf Wirkmodellebene umweltbeeinflussende Produktaspekte berücksichtigt werden?

12.2.5 Wie können Aspekte der Umweltverträglichkeit auf Baumodellebene berücksichtigt werden?

12.3 Entwicklung eines umweltgerechten PET-Flake-Wäschers

12.4 Zusammenfassung

13 Optimierte Produkte – systematisch von Anforderungen zu Konzepten

Literatur

Bildnachweis

Anhang A Checklisten und Hilfsmittel

A1 Anforderungsmodell

A2 Funktionsmodell

A3 Wirkmodell

A4 Baumodell

Anhang B Glossar

Sachverzeichnis