K02: Bauweise technischer Produkte I

• Differentialbauweise

• Integralbauweise

• Verbundbauweise

Differentialbauweise:

Auflösen eines Einzelteils in mehrere fertigungstechnisch günstige Werkstücke

Integralbauweise:

Vereinigen mehrerer Einzelteile zu einem Werkstück

Verbundbauweise:

• Unlösbare Verbindung von mehreren unterschiedlich gefertigten Rohteilen zu einem Werkstück

• Kombination mehrerer Werkstoffe

• Gleichzeitige Anwendung mehrerer Fügeverfahren

• einfache Teilefertigung

• einfache Montage

• leichter Transport

• durch Kombinieren Anpassen an Kundenwünsche -> Baukastensystem

• Wiederholteile -> höhere Losgröße

• geringe Kapitalbindung

• schnellere Beschaffung von Rohteile

• Vielzahl von Handhabungs- und Fügefunktionen

• hohe Zahl an Pass- und Justierarbeiten

• Fügestellen beeinflussen Bauteilsteifigkeit, Dichtheit und Schwingungsverhalten

• engere Bauteiltoleranzen erforderlich

• Transport- und Liegezeiten hoch

• geringere Anzahl an Handhabungs- und Fügefunktionen

• geringe Pass- und Justierarbeiten

• hohe Funktionssicherheit durch Funktionsintegration

• geringere Transport- und Liegezeiten

• Handhabung/ Transport schwieriger

• kostenintensive Teilefertigung

• höheres Bauteilrisiko

• höhere Kapitalbindung

• geringere Flexibilität

Sandwich mit Aluminiumschaum:

• hohe Festigkeit

• gute Wärmedämmung

• gute Schwingungsdämmung

• einfaches Fügen und Reparieren

• hohe Crashsicherheit

Produktmodularisierung:

Aufteilung einer bestehenden Produktarchitektur in nach bestimmten Kriterien gebildete Einheiten (Module) mit spezifizierten Schnittstellen in Abhängigkeit von der Unternehmensstrategie

• Die Produktarchitektur fasst die Produktstruktur/ Bauweise als physischen Aufbau und die Funktionsstruktur als funktionale Beschreibung eines Produktes zusammen und stellt deren Elemente miteinander in Beziehung

• Die Produktarchitektur ist die Gesamtheit der funktionalen und physikalischen Beschreibungen eines Produktes

Mit der Produktarchitektur ist der Funktionsbezug von Modulen sehr gut abbildbar, in dem versucht wird, jede Funktion ein oder mehrere Module eindeutig zuzuordnen

Somit können Lösungen funktionsorientiert gesucht und die entsprechenden Module in anderen Produkten eingesetzt werden.

• Kommunalität der Komponenten

  Komponenten bzw. Module werden an mehreren Stellen innerhalb einer Produktfamilie verwendet

• Kombinierbarkeit der Komponenten

  Produkte können durch die Kombination von Komponenten bzw. Modulen konfiguriert werden

• Schnittstellenstandardisierung

  Die Schnittstellen zwischen den Modulen sind standardisiert

• Funktionsbindung

  Es besteht eine feste Zuordnung zwischen Funktionen und Komponenten bzw. Modulen

• Entkopplung der Module

  Die Interaktionen der Komponenten innerhalb eines Moduls sind stärker ausgeprägt als die Interaktionen zwischen Komponenten verschiedener Module

• Design Structure Matrix (nach Eppinger)

• Modul Indication Matrix (nach Erixon)

1. System in handhabbare Bauteile zerlegen

2. Interaktionen erfassen

3. Klassifikation und Quantifizierung der Interaktionen

4. Clusterung

Ziel:

Maximierung der internen Interaktionen & Minimierung der externen Interaktionen

1. Ableiten der Funktionsträger aus der Funktionsstruktur/ Produktarchitektur

2. Gegenüberstellung der Funktionsträger mit den Module Drivers (12 generische Modultreiber)

3. Bewertung der Funktionsträger hinsichtlich ihrer Modultauglichkeit

4. Identifizierung der Module

• Einzelkontrolle von Modulen garantiert nicht Funktion des Gesamtproduktes

• Erstellen von Baukästen aus kombinierbaren Modulen aufwendig und kostenintensiv

• Aufwendige Konstruktion und Realisierung der Schnittstellen

• Suboptimale Produktleistung

• Geringe Produktdifferenzierung

• Spezialisten für jeweiliges Modul verlieren Blick für Gesamtzusammenhang

Baukastenprinzip:

System von Produkten, das so aufgebaut ist, dass alle Produkte aus einer Zahl von Bausteinen hergestellt werden können.

• Parallele Fertigung, Montage und Prüfung -> höhere Lieferbereitschaft

• Vereinfachung der Montage und der Arbeitsvorbereitung

• Flexibilisierung der Montage

• Bausteine auftragsunabhängig in optimale Losgrößen gefertigt

• Bessere Fertigungsterminsteuerung

Fertigungsbaustein:

Verwendung gleicher Bauteile in mehreren Produkten zur Fertigungsrationalisierung.

• Bausteine werden unabhängig von Funktion festgelegt

• Zuordnung nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten

• Genormte und standardisierte Anschluss- oder Passstellen zur mechanischen Verbindung

Hauptaufgabe der Fertigungsbausteine:

Mit möglichst wenig Bausteinen eine Vielzahl unterschiedlichster Varianten realisieren

Funktionsbausteine werden zur Erfüllung spezifischer Funktionen definiert

• Geschieht üblicherweise unter dem Gesichtspunkt der Erfüllung technischer Funktionen

• Die Funktion(en) werden hierbei entweder von einem Baustein oder einer Kombination mehrerer Bausteine realisiert

Variantenmanagement:

Ganzheitlicher Ansatz zur Optimierung der Variantenvielfalt eines Produkts oder einer Produktfamilie hinsichtlich Kriterien wie Gesamtkosten, Marktstrategie und Kundenzufriedenheit.

Bestimmung der optimalen Variantenvielfalt V*: