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Lösungen erarbeiten für technische Probleme mittels natur- & ingenieurwissenschaftlicher Erkenntnisse

Ziel:

• Erfüllung technischer Funktion

• Wirtschaftliche Realisierung

• Sicher für Mensch & Umwelt

• Arbeitpsychologisch

  • Schöpferische-gesitige Tätigkeit

• Methodisch

  • Optimierungsprozess

• Orangisatorisch

  • Wertstschaffung

• 75% Kostenverantwortung auf Konstruktion und Entwicklung

• Konstukteur hat keine Zeit alle notwendigen Informationen zu beschaffen

• Die sind für Konstuktionsprzesess aber voraussetzung

—> Daher Konstutuktionsystematik notwendig

• Einzelkonstruktion (Anlagenbau)

• Variantenkonstruktion (Maschinenbau)

• Massenkonstruktion (Kraftfahrzeuge)

• Neuentwicklung (Umweltschutz)

Bausstrukur

• Analyse technischer Systeme aus Informationsgewinnung

• Bezieht sich auf den Aufbau des Produktes

Funktionsstrukur

• Abstrakter Lösungsansatz

• Bezieht sich auf die Funktionen und Ziele des Produktes

Handlungsweisen zum Entwickeln und Verstehen techn. Systeme

• Vollständig

• Unabhängig

• quantitiv erfassbar

• konfliktfrei

• Ziele gleichsinning formulieren

• Problemorientiertes Vorgehen ermöglichen

• Branchenunabhängig sein

• Erkenntnis- & erfindungsfördernd sein

• Lehr- & erlernbar sein

• Lösungen sollen in Teilfunktionen gegliedert werden können

5 Gestaltungsprinzipien:

• Prinzip der minimalen Herstellkosten

• Prinzip des minimalen Raumbedarfs

• Prinzip vom minimalen Gewicht

• Prinzip der günstigsten Handhabung

• Prinzip der geringsten Verluste

→ Dient als Grundlage für VDI 2225 (technisch- wirtschaftliche Bewertung)

• Abstrahieren

• Suchen Kombinieren Auswahl nach Lösungsprinzipien

• Konzeptvarianten erstellen

• Konzept Varianten tech.-wirschaftlich bewerten für Lösung

• Planen

• Auswahl Aufgabe

• Konzipieren

• Abstrahieren

• Suchen Kombinieren Auswahl nach Lösungsprinzipien

• Konzeptvarianten erstellen

• Konzept Varianten tech.-wirschaftlich bewerten für Lösung

• Entwerfen

• Entwurf erstellen bewerten optimieren und festlegen

• Ausarbeiten

• Gestaltung und Optimieren der Einzelteile

• Fertigungsfreigabe

• Imupulse vom Markt

  • Marktwünsche

  • Wettbewerb

  • Produktlebenszyklus

• Impuls vom Umfeld

  • WItschaftpolitisch

  • Neue Technologien

• Impulse durch das Unternehmen selber

  • Entrragsrückang

  • Einsatz neuer Fertigugnstechnologien

• Bezieht Qualitätsaspekte schon in der Produktkonzept- & Entwicklungsphase mit ein

• Qualität = vollständige Kundenbedürfnisse

1. Erfassen von Kundenbedürfnissen

2. Gewichten der Kundenbedürfnisse

3. Ableiten technische Merkmale

4. Gegenseitige Abbhängigkeit der technischen Merkmale

5. Zusammenhang zwischen technischen Merkmalen und Kundenbedürfnisse

6. Quntifizereen der technischen Merkmale

Lastenheft:

• Repräsentiert Erwartungen des Auftraggebers (funktional & lösungsneutral)

• => Grundlage für Pflichtenheft

Pflichtenheft:

• Vom Auftragnehmer erarbeitetes Realisierungsvorhaben

• => Enthält Lastenheft

Beinhaltet Foderungen und Wünsche des Auftraggebers

Dient als aktuelle Arbeitsunterlage für die Konstruktionsabteilung

• Welchen Zweck muss die Lösung erfüllen?

• Welche Eigenschaften muss sie aufweisen?

• Welche Eigenschaften darf sie nicht haben?

• Anforderungen sammeln

• Anforderungen ordnen

• Anforderungsliste erstellen und Team zuordnen

• Einwände und Ergänzungen prüfen

• Formulieren der Gesamtfunktion

• Aufspalten zu Teilfunktion

• Teilfunktion in logischen Zusammenhang bringen

• Variation der Reihenfolge

• Abgrenzen von Teilsystemen

• Festlegen der Systemgrenzen

• Literaturrecherche (Bücher, Fachzeitschriften, Patente)

• Analyse techn. Produkte (Wettbewerb, eigene ältere Produkte)

• Bionik (Sandwichbauweise, Getreidehalme => Leichtbau)

Übertragung von Erkentnisse aus der Natur in technische Anwenungen

Z.b Haihaut—> Ribblet

Regentropfen—> Flügel für Flugzege

Einschränkungen

-> Größenorndung nicht immer Übertragbar in technik Schlagflügelmechanismus

—> Technische Prinzipien nicht in Natur anwendbar

freie Rotation um eien feststehende Achse

Einfall der unbewusst entsteht; kann nicht nachvollzogen werden

Brainstorming:

• 5 – 15 Pers., 30 – 60 min., keine Kritik, gleiche Stellung, versch. Bereiche

Methode 635:

• 6 Pers. schreiben 3 Ideen auf und geben es an Nachbarn weiter => 5-mal

Delphi-Methode:

• Befragen von Fachleuten in 3 Runden

Galeriemethode:

• Ideenbildungsphase I, Assoziationsphase, Ideenbildungsphase II, Selektionsphase

• Synektik:

Analogien aus nichttechn. Bereichen

• Gruppen- und Einzelarbeit wird kombiniert

• Gruppenzusammensetzung und die Verhaltensregeln sind wie beim Brainstorming 10-15 Leute und Keine Kritik

Ideenbildungsphase I

entwickelt jeder allein 15 Minuten lang Lösungen

Assoziationsphase

Ergebnisse für alle sichtbar präsentiert und 15 Minuten lang gemeinsam diskutiert

Ideenbildungsphase II

verarbeitet jeder die Erkenntnisse und entwickelt die Lösungen weiter

Selektionsphase

werden alle Ideen gesichtet, geordnet und grob bewertet

• Weiterentwicklung des Brainstormings

• Sechs Personen entwickeln zu einer gegebenen Aufgabenstellung stichwortartig drei Lösungsansätze

• Austauschen Nachbarn durch un erstellen von drei weitere Lösungsmöglichkeiten oder Weiterentwicklungen

• Besten Ideen und die Möglichkeit den Entwicklungsvorgang nachzuverfolgen

schriftliche Befragung von Fachleuten

Befragung erfolgt in drei Runden

1 Runde

• spontane Lösungsansätze zu einer gegebenen Problematik

2 Runde

die Findung neuer Lösungen anregen, die wiederum niedergeschrieben

3 Runde

Endauswertung bester Vorschläge in Hinblick auf Realisierung

Systematisches, schrittweise Vorgehen

• Untersuschen physikalisches Geschehen

• Morophogisches Kasten

• Kataloge (Objekt-, Operations-,Lösungsfindungskataloge

• Aufstellen einer Zielhierarchie auf der Grundlage der Anforderungsliste

• Stufenweises Gewichten der Zielkriterien

• Aufstellen einer Zielgrößenmatrix

• Aufstellen einer Zielwertmatrix (Punktbewertung 0 – 10 Pkt. / Wertefunktion)

• Aufstellen einer Nutzwertmatrix => Gewichtung berücksichtigen

• Vergleichen der Gesamtnutzwerte

• Abschätzen der Zielgrößenstreuung und Nutzwertverteilung

• Aufstellen von Nutzwertprofilen

• Zusammenstellen wichtiger techn. Eigenschaften

+ Wünsche & Forderungen der Anforderungsliste

• Gewichten nur bei stark unterschiedlichen Bewertungskriterien

• Punktbewertung der Eigenschaften von 0 – 4

• Ermitteln techn. Wertigkeit durch Summieren

• Vergleich technische & wirtschaftliche Wertigkeit

• Feststellen der Eigenschaften mit geringer Punktzahl

• Eindeutig

• Einfach

• Sicher

• Untmittelbare Sicherheitstechnik

  • Safe-Life Verhalten ( Prinzip des sichern Bestehens)

  • Fail Safe Verhalten (Prinzip des beschränkten Versagens)

  • Prinzip der redundanten Anordnung

    • Erhöht SIcherheit und Zuverlässigkeit

• Mittelbare SIcherheitstechnik

  • Schutzsysteme

    • Anlage bringt sich selbst aus Gefahrensituatuion

  • Schutzeinrichtung

    • SIcherung der Gefahrenstelle

• Hinweisende Sicherheitstechnik

  • Organisatiorisch

Venturi-Düse:

Durch Querschnittsveringerung eines Rohrers wird druckunterschied erreicht

im Verengten bereich ist unterdruck, was z.b flüssigkeiten ansaugen kann

Ejektor (Strahlpumpe):

Druckunterschied zwischen umgebungs und Druckluft wird genutzt um medium anzusaugen

Konvektion

Verdampfung

Strahlung

Wärmeleitung

ruhende Luft

bewegte Luft

Aus mechanik:

Reibung

Plastische Verformung

Thomsen Joule

Aus elektrisch:

Elekt Widerstand

Joulem Wärme

Wirbelstrom

Druckzerstäubung

hohe Druck bewirkt, dass die Flüssigkeit in winzige Tropfen zerstäubt wird, wenn düse verlässt

Ultraschall-Zerstäubung

Ultraschallenergie auf eine Flüssigkeit übertragen, die zerstäubt werden soll.

Rotationszerstäubung

die Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft in feine Tropfen zerstäubt, wenn sie von der rotierenden Oberfläche abgeschleudert wird.