17_iPeM Modellieren von Prinzip und Gestalt

Die Aktivität Prinzip und Gestalt modelieren muss die gestaltspezifischen Outputs aus diversen weiteren Aktivitäten berücksichtigen. Sie baut maßgeblich auf Ideen finden auf und steht iterativ in Wechselwirkung. Andererseits müssen Randbedingungen aus den Aktivitäten Produzieren sowie Abbau Analysieren berücksichtigt werden.

Ziele:

• Modellieren der Produktidee

• Methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien

• das Erkennen der Funktion und ihrer Verknüpfung

• eine organisierten externen Informationsspeicher

• Lösen von der Abhängigkeit des Wissenstandes eines/r Konstukteurs/in

• Maßgeblicher Entwurf, der die Gestalt- und die Wertstoffeigenschaften aller Gestaltungselemente enthält, auf Grundlage der “prinzipiellen Lösung”

Herausforderungen:

• Präzise Aufgabenstellung

• Umgnag mit Zielkonflikten

• Abhängigkeit von Wissenstand der jeweiligen Konstrukteur*innen

• Nutzerzentrierung

• Montagegerechtte Konstruktion

• Recycling

1., 4.

Konstuktionskataloge sind systematisch aufbereitete Unterlagen und Hilfsmitteln, die zur Unterstützung von Entwicklern bei schöpferischer Tätigkeit dienen.

Hierbei gibt es unterschiedliche Katalogarten:

• Gliederung nach Konstruktionsphase

• Gliederung nach Komplexität von Funktionen, Objekten oder Operatoren

• Gliederung nach Konstruktionsaufgaben nur für Lösungskataloge sinvoll

Konstuktionskataloge können auch die VDI 2222 unterstützen

Beim Morphologischen Kasten findet man durch Kombination der Komponentenlösungen eine “optimale Lösung”, hingegen bekommt man beim Konstruktionskatalog nur mögliche prinzipielle Ideen, Brechnungs-/ Auslegungsvorschriften und Lösungsalternativen. Bei der VDI 2222 Blatt 1 bekommt man auch nur Prinzipielle Losungen für die Festlegung der Effekte und die grundsätzliche Gestalt.

1., 2.

Es geht darum die Grundlagen des Gestaltens aufzuzeigen, dabei sollen Unterscheidungen von Gestalt- und Werkstoffeigenschaften im Kontext des Gestaltens betrachtet werden. Die Methode dient dazu eine allgemeines Vorgehen für das Gestalten vorzugeben.

Input:

• “Prinzipielle Lösung”

  • Prinzipskizze

  • Festgelegte qualitative Eigenschaften

  • Anforderungsliste

• Checklisten

• Konstuktionsregeln

• Qualitative und quantitative Soll-Eigenschaften

Output:

• Maßstäblicher Gesamtentwurf als:

  • Zeichnung

  • Produktmodell

• Festlegung zu:

  • Gestalteigenschaften

  • Werkstoffeigenschaften

  • Fertigung

  • Montage

• (Vorläufige) Stückliste

Der C&C2-Ansatz ist ein Denkzeug zur Unterstützung des Denkens während der Gestaltung, er betrachtet den “Paarcharakter” der funktionsrelevanten Systembestandteile und bezieht die Systemumgebung mit in die Betrachtung ein.

Wirkflächenpaare werden gebildet, wenn zwei beliebig geformte Oberflächen fester Körper oder generalisierte Grenzflächen von Flüssigkeiten, Gasen oder Feldern, in Kontakt treten und am Energie-, Stoff- und/oder Imfoemationsaustausch beteiligt sind.

Leitstützstrukturen sind gestaltungsrelevante Volumina von Körpern, Flüssigkeiten, Gasen oder felddurchsetzten Räumen, die genau zwei Wirkflächenpaare verbinden und eine Leitung von Kraft, Energie, Stoff oder Infomation zwischen ihnen ermöglicht.

Konnektoren integrieren die wirkungsrelevanten Eigenschaften, die außerhalb des Betrachtungsbereichs leigen, in die Systembetrachtung. Sie sind eine für die Beschreibung der betrachteten Funktion relevante Abstraktion der Systemwelt und liegen nicht im betrachteten System und somit nicht im Gastaltungsraum. Diese haben eine repräsentative Wirkfläche und ein damit verknüpftes Modell der relevanten Systemumgebung.

Input:

• Problem oder die Ziele der Weiterentwicklung

• Modellierungsziele

Output:

• Ein C&C2-Modell, das die vom Konstukteur als relavant betrachteten Gestalt-Funktion-Zusammenhänge in einem technischen System abbildet

2., 4.

System-Ebene:

• Analyse eine Konzeptes vor Entwicklungsbeginn

• Analyse des Gesamtfunktion des ganzen Produktes

• Erfüllung aller Produktanforderungen

• Untersuchung von Wechselwirkungen an externen Schnittstellen

• Ziel: Sicherstellung eines fehlerfreien Gesamtkonzepts

Bauteil-Ebene:

• Analyse von Einzelteilen vor Konstruktionsfreigabe und Fertigungsbeginn

• Analyse von Einzelfunktionen/-merkmalen

• Sicherstellung einer möglichst genauen Spezifikation als Kommunikations- und Leistungsbasis —> Sicherstellung aller gefoderten Funktionen

• Sicherstellung einer risikoarmen Produktauslegung

• Ziel: Sicherstellung fehlerfrei ausgelegter Systemkomponenten

Die Risikoprioritätszahl verknüpft die Auftretenswahrscheinlichkeit (A) eines Fahlers mit dessen Bedeutung (B) und dessen Entdeckungswahrscheinlichkeit (E)

RPZ=A*B*E

Eine RPZ größer als 125 wird als kritisch gesehen.

Die Betrachtung ist problematisch, da Löcher in der Skalar sind: nur 120 der 1000 möglichen Werte werden genutzt. Die gleich RPZ kann durch mehrere Kombinationen erreicht werden, zudem reagiert sie sensibel auf kleine Änderungen. Daher sind unterschiedliche RPZ schwierig zu vergleichen.

Lösung: neuer Ansatz durch Addition der einzelnen Werte