Zusammenfassung Produktgenerationsentwicklung PDF

Änderungen managen  Änderungen managen wird während des gesamten Produktentstehungsprozesses kontinuierlich durchgeführt.  Wechselwirkungen bestehen mit allen Kernaktivitäten des Prozesses.  Änderungen aus der Markteinführung müssen analysiert werden um frühzeitige Anpassu...

Änderungen managen  Änderungen managen wird während des gesamten Produktentstehungsprozesses kontinuierlich durchgeführt.  Wechselwirkungen bestehen mit allen Kernaktivitäten des Prozesses.  Änderungen aus der Markteinführung müssen analysiert werden um frühzeitige Anpassungen weiterer Aktivitäten o Prinzip und Gestalt modellieren o Profile finden  Ziel: Änderungen am Kundennutzen im Produktprofil aktualisieren. Definition: Änderungen  Modifikation von produktbeschreibenden Dokumenten unter Berücksichtigung der Dringlichkeit, Auswirkungen & Komplexität der Änderung Definition: Änderungen managen  Koordiniertes Managen & ganzheitliches Tracking von Änderungen, beginnend mit Identifikation von Verbesserungspotentialen bis zur Implementierung der Änderung in Entwicklung & Produktion Ziele  Systematische Planung & Durchführung von Änderungsprozess während Produktlebenszyklus  Änderungsprozesse zwischen Partner harmonisieren  Kosten & Aufwand minimieren Ursachen für Produkt Änderungen  Konstruktionsoptimierung  Neue Kunden-/Marktanforderungen  Erschließung von Optimierungspotentialen in der Fertigung  Einführung von neuen Lieferanten  Ankündigung von Produkten  Verlagerung von Produktionsstandorten Herausforderungen  Langwierige Abstimmungsprozesse  Fehlendes Prozessverständnis & mangelnde Disziplin  Schwierigkeit Verantwortlichen zu ermitteln  Methoden nicht konsequent verwendet Fazit  Notwendigkeit für Änderungen frühzeitig erkennen, sonst hohe Folgekosten  Die Ursache des Fehlverhaltens muss herausgefunden werden und weitere betroffene Subsysteme müssen identifiziert werden  Analyseergebnisse müssen festgehalten werden  Änderungen können Markteinführung verzögern, zusätzliche Kosten verursachen, aber Produktqualität verbessern 62 Modellaufbau  Modellaufbau geschieht meistens iterativ  Mit jeder Iteration erhöht sich der Reifegrad des Modells Einteilung von Änderungen nach Eckert Das Änderungsmanagement in der Produktentwicklung Referenzprozess zum Änderungsmanagement (VDA 4965) Definitionen nach VDA 4965  Engineering Change o Modifikation produktbeschreibender Dokumente unter Berücksichtigung der Dringlichkeit, Auswirkungen & Komplexität der Veränderungen  ECM- Prozess (= Engineering Change Management) o koordiniertes Managen & ganzheitliches Tracking von Veränderungen, beginnend mit Identifikation von Verbesserungspotenzialen bis zur Implementierung der Veränderungen in Entwicklung & Produktion Ziel  Änderungsprozess zwischen Projektpartnern harmonisieren  Kosten & Aufwand bei Bearbeitung von Änderungsvorgängen minimieren  Technische / wirtschaftliche Änderungen an Produkten kommunizieren, abstimmen & termingerecht umsetzen 63 4-stufiger Prozess:  Initiierung durch Vorlage eines ECR (Engineering Change Request → Änderungsanforderungen)  Evaluierung des ECR  Verteilung der ECO (Engineering Change Order → Änderungsauftrag)  Speicherung des ECO für späteren Ablauf  Zur Risikominimierung vor Umsetzung einer Änderung Folgen ausgewogen bewerten  Änderung & deren Freigebe meist mit viel Wartezeit verbunden, was sich auf Kosten der Produktentwicklung auswirkt ECM-Prozess (Engineering Change Management) ECM-Kernprozess, Umfang des ECM-Prozesses (Alles) 1. Identifikation Verbesserungspotential  Bezüglich Wirtschaftlichkeit  Risiken/Probleme feststellen  Einbeziehen der Endkunden, der Entwicklungsabteilung, der Lieferanten, Tests, Fertigung von Vorserien, Kostenreduzierungsmaßnahmen, Service… → Änderung technisch & wirtschaftlich sinnvoll? 2. Entwickeln alternativer Lösungen  Beschreibung/Bewertung Lösungsalternativen für Änderungsumsetzung  Evaluation und Vorauswahl bevorzugter Lösungen → Definition potenzieller Lösungen 3. Spezifizierung & Auswahl der Veränderungen  Genauere Überprüfung in Wirtschaftlichkeit & technische Machbarkeit mit Expertenmeinungen  Überprüfung der Auswirkungen auf alle Betroffenen → Entscheidung: Wird Änderung realisiert? 4. Implementierung der Verbesserungen  Anpassung der Dokumente durch Entwicklungsabteilung CAD-Modelle, 2-D-Zeichnungen, Stücklisten bzw. die Produktstrukturen etc.  Je nach Ausmaß der Änderung, Einbeziehung interner oder externer Unternehmensbereiche → Umsetzung der Verbesserungen in Entwicklung 5. Produktionsumsetzung der Verbesserungen  Umsetzung in Fertigung o Anpassung der Produktionsprozesse und -maschinen o Validierung von Qualitätsmaßnahmen o Änderungen in der Logistikkette → Umsetzung der Verbesserungen in Produktion 64 Methoden der Aktivität Ursache-Wirkungs-Diagramm Definition  Grafische Darstellung von Ursachen, die zu Ergebnis führen / dieses maßgeblich beeinflussen  Alle Problemursachen sollen identifiziert & ihre Abhängigkeiten dargestellt werden Synonyme:  Cause and Effect Diagram  Ishikawa-Diagramm (nach dem Erfinder benannt)  Fischgrät-Diagramm / Fischgräten-Diagramm  Fishbone Diagram  7M Methode Ziel  Ursachen-Wirkungszusammenhänge strukturiert darstellen  Vielfalt an möglichen Ursachen sammeln  Ursachen für Probleme identifizieren Input  Problem bzw. Wirkung, welche erforscht werden soll  Mögliche Ursachen Brainstorming Ergebnisse Output  Fischgrätendiagramm mit geordneten Problemursachen Arbeitsschritte  Probleme möglichst genau beschreiben  U-W-Diagramm zeichnen & Haupteinflussgrößen eintragen  Haupt- & Nebenursachen ermitteln  Auswahl & Überprüfung wahrscheinlichster Ursachen Infrastruktur und Werkzeuge  Abgetrennter Raum  Werkzeuge zur graphischen Darstellung Design Structure Matrix (DSM) Ziele  Universelle Methode, um Verknüpfungen in Systemen beliebiger Art zu beschreiben  Modellierung, Analyse und ggf. Synthese von komplexen, vernetzten Systemen  Beispiele sind etwa komplexe Maschinen mit ihren verbundenen Baugruppen und Komponenten, stark vernetzte Aufbau- und Ablauforganisationen sowie große Prozessmodelle 65 Input  Produktdokumentation  Explosionszeichnungen  Teilelisten  CAD-Modelle etc. Output  Modelldarstellung des untersuchten Systems  Überblick über Vernetzungen und Verknüpfungen des untersuchten Systems  Verschiedene Analyseverfahren o Abhängigkeiten o Partitionierung o Pfadanalyse  Anzahl der direkt beeinflussten Elemente Aktivsumme (AS) = ∑ Einträge der Zeile → Maß für Einflussnahme  Anzahl der beeinflussenden Elemente Passivsumme (PS) = ∑ Einträge der Spalte → Maß für Beeinflussung  Grad für den „Multiplikatoreffekt“ eines Elementes 𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑠𝑢𝑚𝑚𝑚𝑒 𝐴𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡ä𝑡 (𝐴𝑘𝑡) = 𝑃𝑎𝑠𝑠𝑖𝑣𝑠𝑢𝑚𝑚𝑒 → Rolle bei Änderungsfortpflanzung  Kennzahl für den „Vernetzungsgrad“ eines Elementes Kritikalität (Krit) = Aktivsumme × Passivsumme Batterie beeinflusst stark Änderung: Hoher Validierungsaufwand → Gesamtgewicht eines Elements 66 Analyseverfahren  Überführung von Graphen in Matrizen o Dependency Structure Matrices (DSM): Innerhalb eines Inhaltsbereichs (Domäne) o Domain Mapping Matrices (DMM): Abbildung von Abhängigkeiten zwischen Domänen o Multiple Domain Matrices (MDM): Kombinierte interne und domänen- übergreifende Modelle  Partitionierung o Transformation in Blockmatrix o außerhalb der generierten Blöcke keine Einträge oberhalb der Matrixdiagonalen vorhanden o Elemente, die durch einen Kreislauf verbunden sind, in einem Block zusammenfassen o Diese Blöcke werden so geordnet, dass keine Feedback-Kreisläufe zwischen ihnen bestehen o Das Ergebnis ist eine optimierte, sequenzielle Abfolge von Blöcken → Einfache Betrachtung/Bearbeitung von Subsystemen  Pfadanalyse o „In wie vielen Schritten lässt sich das bezogene Element erreichen?“ (Potenz k) o Iteration bis Abbruchkriterium liefert Matrix der kürzesten Pfade o Maß für Vernetzungsgrad von System o Informationsverlust: Am Pfad beteiligte Elemente nicht ersichtlich! o Auswertung der potenzierten Matrizen mit klassischen Kriterien (AS, PS, …) möglich 67  Kernaktivitäten der Produktentstehung Profile finden  Starke Wechselwirkung zu den anderen Aktivitäten  Profile erstellt auf Basis von Anbieter-/Anwender-Kundennutzen, die Lösungsraum für weitere Aktivitäten beschreiben Eigenschaften  Grundsatz: Jede Aufgabe ist falsch, aber wie sehr?  Erster Schritt zur Aufgabenlösung: Aufgabe in Frage stellen & neu definieren  Definierten Bedarfssituation am Markt (Berücksichtigung von Zielen, Anforderungen, RB)  Hebt hierbei insbesondere den Kundennutzen, den Anwendernutzen und den Anbieternutzen hervor.  Charakterisiert zukünftiges Produkt in grundlegenden Eigenschaften samt Anwendungsfällen & Technologien  Ermöglicht systematische Ausarbeitung technischer Lösungen für definierte Bedarfssituation  Häufig mangelnde Marktausrichtung Definition: Produktprofil  Modell eines Nutzenbündels, das angestrebten Anbieter-/Kunden-/Anwendernutzen für Validierung zugänglich macht & Lösungsraum für Gestaltung einer Produktgeneration explizit vorgibt Definition: Nutzenbündel  Gesamtheit aus Produkten & Dienstleistungen, was mit Zweck erstellt wird an Kunden verkauft zu werden & für ihn Nutzen zu stiften Ziele  Identifikation Innovationspotential unter Berücksichtigung der Märkte  Identifikation Anwender-/Anbieter-/Kundennutzen, potenzielle Märkte  Auffinden von Produktdifferenzierungsmöglichkeiten Herausforderungen  Richtigen Abstraktionsgrad des Kundenbedarfs bestimmen o Innovations- und Lösungsraum, Kosten, Zeit  Vorbewertung & Selektion der Kundenbedarfe  Schaffung einer belastbaren Entscheidungsgrundlage Iteratives Vorgehen zur Erarbeitung von Produktprofilen Es gibt verschiedene Lösungsmethoden:  Kreativitätsmethode o Top Down o Bsp. Brainwriting, Reizbildmethode, 6-3-5 Methode (6 Personen, 3 Ideen, 5 Runden) o Lösungsfindung : dienen auf unterschiedlichen Weisen dazu, etwas zu erschließen, was man vorher noch nicht weiß o Intuitive Methoden 68  ▪ Förderung Gedankenassoziationen ▪ Aktivierung des Unbewussten ▪ Bsp. Brainstorming, Galeriemethode, TRIZ-BOX o Diskursive Methoden ▪ Systematische Lösungssuche in einzelnen, logisch ablaufenden Schritten ▪ Vollständige Problembeschreibung ▪ Modell muss vorhanden sein ▪ Bsp. Systematische Variation vorhandener Merkmale, Morphologischer Kasten  Recherchierende Methoden o Bottom Up o Bsp. Interviews, Studien, Recherche, … o Informationssammlung Mögliche Methoden zur Unterstützung Methoden der Aktivität Produktprofil Product claim  Bedarfssituation o Was sind die Erwartungen an das Produkt? o Welches Problem soll das Produkt lösen? o Was sind die Funktionen / Eigenschaften des Produkts?  Kunden- und Anbietervorteile o Was sind wesentliche Vorteile für Kunde und Anbieter des Produkts (Qualitätsverbesserung , Kosteneinsparung, etc.)? o Was sind sekundäre Vorteile (Kundenbeziehung, technologischen Vorsprung, ein verbessertes Image, etc.)?  Markt- und Kundensegmentierung o Wer sind potentielle Konkurrenten? o Wer sind potentielle Zulieferer/Kunden? o Kaufkraft der potentiellen Kunden? (hoch/niedrig) o Wie profitiert der Kunde von dem Produkt?  Anwendungsfall o Was sind relevante Anwendungsfälle für das Produkt? o Was sind relevante Testfälle für das Produkt?  Randbedingungen o Welche relevanten gesetzlichen Randbedingungen gibt es? 69  o Welche technologischen Randbedingungen gibt es? o Welche relevanten umweltschutzbedingten Einschränkungen gibt es?  Produkt o Was sind die Erwartungen an das Produkt? o Welches Problem soll das Produkt lösen? o Was sind die Funktionen / Eigenschaften des Produkts?  Target Costs o Wie hoch sind die erwarteten Produktionskosten? (im Vergleich zur Konkurrenz) o Wie hoch ist der erwartete Verkaufspreis? Ist eine hohe Gewinnmarge zu erwarten? Persona Methode Definition  Methode, bei der fiktive Profile von relevanten Nutzern erstellt werden.  "Personas" repräsentieren typische Nutzer und ihre Bedürfnisse, Ziele und Verhaltensweisen, um den Design- und Entwicklungsprozess zu leiten und ein Produkt zu schaffen, die die tatsächlichen Anforderungen der Nutzer erfüllt. Ziel  Einheitliches Verständnis der Zielgruppe vermitteln  Motivation und Bedürfnisse der Nutzer verstehen und berücksichtigen  Nutzer in den Fokus der Entwicklung stellen  Entscheidungsgrundlage für weiteren Entwicklungsprozess Input  Kundenbefragung  Marktbeschreibung  Zielgruppenanalyse  Usability Tests Output  Kundenprofile  Produktanforderungen Vorgehen  Kundengruppe / Zielgruppe definieren  Fiktive Persona erschaffen o Typische Vertreter der Zielgruppe o Eingängiger Name (z.B. Alliteration) und Foto o Kurze Beschreibung (Motto) der Person  Personas Charaktereigenschaften zuordnen o Probleme, Ängste, Erwartungen, Wünsche…  Persona in Interaktion mit Produkt bringen o z.B. Wochenplanung erstellen, Interaktion mit Produkt  Aus Sicht der Persona Anforderungen an das Produkt ableiten Infrastruktur und Werkzeuge  Projektteam & Gruppenraum  Visualisierungsmöglichkeiten (z.B. Folien, Plakate, Whiteboard…) 70 Kano-Methode Definition:  beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Erfüllungsgrad der Produkteigenschaften und der erwarteten Kundenzufriedenheit Ziel  Genauere Abschätzung des Einflusses der Kundenanforderungen auf die Kundenzufriedenheit  Entwicklung maßgeschneiderter Leistungspakete für verschiedene Kundensegmente  Schaffung von Wettbewerbsvorteilen gegenüber der Konkurrenz  Ableiten von Prioritäten für die Produktentwicklung Input  Gute Markt- und Kundenkenntnis  Zielgruppenanalyse  Lead-User-Ansatz Output  Klassifizierung Kundenanforderungen in Basis-, Leistungsund Begeisterungsanforderungen Vorgehen  Identifikation von Kundenanforderungen (Lead User Ansatz oder Fokusgruppenbefragung)  Konstruktion des Kano-Fragebogens (aus Kundensicht) o 2 Fragen mit Produkteigenschaft: vorhanden (funktional) vs. nicht vorhanden (dysfunktional), Je 5 Antwortmöglichkeiten  Durchführung der Kundeninterviews (standardisiert, mündlich)  Auswertung & Interpretation (Gesamtverteilung der Anforderungskategorien) o Auswertungstabelle der funktionalen & dysfunktionalen Fragen o Auswerten unterschiedliche Arten: ▪ nach Häufigkeit ▪ kundensegmentspezifisch ▪ nach der Auswertungsregel M>O>A>I ▪ nach dem Zufriedenheitsstiftungskoeffizient (CS-Koeffizient): Auswertungsregel: M>O>A>I  Q wird nicht betrachtet, da man davon ausgehen muss, dass die Frage falsch verstanden oder falsch gestellt wurde.  R wird zur Auswertung nicht herangezogen, da das Produktmerkmal nicht erwünscht ist und bei Vorhandensein sogar zu Unzufriedenheit führt. 71 Werkzeuge und Infrastruktur  (Persönlicher) Kontakt zum Kunden  Fragebögen inkl. Dokumentationsmöglichkeiten (z.B. Tablet, Block, Stift …)  Ggfs. Raum für Interviews  PC zur Auswertung und Visualisierung hilfreich Dimensionen der Kundenzufriedenheit 72 Quality Function Deployment (QFD) Definition  Methode, die darauf abzielt, Kundenanforderungen systematisch in technische Merkmale während der Produktentwicklungsphase zu übersetzen.  Nutzt dafür eine Matrix (House of Quality), um die Beziehungen zwischen den Anforderungen der Kunden und den technischen Merkmalen des Produkts zu visualisieren, um sicherzustellen, dass die endgültige Produktqualität den Kundenwünschen entspricht. Ziel  Bessere Produkte durch Zusammenarbeit aller beteiligten Fachabteilungen  Kostengünstigere Produkte durch vorausschauende, präventive Vermeidung von Fehlentwicklungen  Kundenorientiertere Produkte durch frühzeitige Beachtung der Markt- und Kundeninformationen  Kürzere Entwicklungszeiten durch fundierte Produktdefinition und folglich minimalen Änderungen während des Produktentwicklungsprozesses Input  Exakte Ermittlung der Kundenanforderungen  Wechselwirkungen zwischen technischen Merkmalen  Aufwändige Einarbeitung Output  Bessere, kostengünstigere und kundenorientiertere Produkte in kürzerer Zeit Infrastruktur und Werkzeige  Interdisziplinäres Problemlösungsteam  Gruppenraum inkl. Visualisierungsmöglichkeiten  Ggfs. QFD-Software, um Komplexität besser zu beherrschen oder QFD-Formblätter Vorgehen  Erfassen Kundenanforderungen durch Marktforschung/Kundenbefragung  Kundenanforderungen gewichten (Multidimensionale Skalierung; Conjoint Mesaurement)  Wettbewerbsanalyse der Anforderungserfüllung aus Kundensicht  Ableiten der technischen Merkmale  Aufdeckung von Abhängigkeiten zwischen technischen Spezifikationen  Beziehungsmatrix – Einfluss technische Merkmale auf Kundenwünsche  Quantifizierung technischer Spezifikationen  Wettbewerbsanalyse von Ausprägungen technischer Merkmale aus Herstellersicht  Bewertung technische Merkmale bezüglich Bedeutung für Erfüllung der Kundenbedürfnisse 73 Phasen im Produktentstehungsprozess Ideen finden  Durchgeführt, falls für IST/SOLL-Abweichung ganzheitlich kreative Lösungen gefunden werden müssen (technische Umsetzung, Validierungsideen, …)  Wechselwirkung mit „Prinzip & Gestalt modellieren“, „Profile finden“ & „Validieren und Verifizieren“ Definition: Ideenfindung  Ganzheitliche Lösungssuche für Problem  Ausgehen von großem Lösungsraum gestalterische Ideen auf hohem Abstraktionsniveau erarbeitet  Produktideen ausgezeichnet durch relativ hohen Abstraktionsgrad  Abhängig vom Neuheitsgrad Ausgangspunkte: Neue Funktionen, anderes Wirkprinzip, neue Gestalt, Neuanordnung Ziele  Hohe Lösungsvielfalt generieren  Auf Basis von IST und SOLL Analysen mithilfe von Kreativität ganzheitliche Lösungsvorschläge erarbeiten  Ideen zur Problemlösung finden Herausforderungen  Zeitdruck  Sicherheitsgedanken  Scheuklappendenken (Blinded thinking)  Ungeduld  Zweifel  Unwissen  Negative Stimmung  Isolation 74 Produktprofil vs. Produktidee Produktprofil Produktidee  Was: Definition zukünftiges Produkt in  Realisierung der Merkmale des grundlegenden Eigenschaften samt Produktprofils Anwendungsfällen → Lösungsorientiert → Lösungsoffen  Unternehmen, Dienstleister, Wettbewerb  Wer: Markt, Wettbewerb, Kunde, Unternehmen, Politik, Gesellschaft  Wie: Kundenwünsche, Methoden der Marktanalyse, Ideenfindung, Wettbewerbsanalyse, Kreativitätstechniken Möglichkeiten zum Ableiten von Produktideen  Funktion o Welche Funktion benötigt der Kunde? o Welche Funktionen erfüllen wir bereits? o Wie können bestehende Funktionen ergänzt werden? o Welche Funktionen repräsentieren eine Verallgemeinerung bereits bestehender Funktionen?  Prinzipielle Lösungen o Würde eine Änderung der prinzipiellen Lösung (existierender Produkte) zu einem verbesserten Produkt führen?  Gestaltung o Ist der Bauraum noch angemessen? o Sollten wir uns auf Miniaturisierung konzentrieren? o Ist die Form noch ansprechend? o Könnte die Ergonomie verbessert werden?  Systemstruktur o Welche Varianz soll durch die Systemstruktur abgedeckt werden? o Wie kann diese Varianz möglichst einfach realisiert werden? o Welche Komponenten und Module werden standardisiert oder wiederverwendet? Methoden der Aktivität Funktionsanalyse Definition:  Analysieren der Funktionen von Wertanalyseobjekten  Die Objekte sollen auf ihre Wirkungen, Zwecke und Konzepte hin analysiert werden  d.h. in ihre verschiedenen Komponenten, Elemente und Aspekte aufgegliedert  diese bezüglich ihrer verschiedenen Kennzeichen, Merkmale und Attribute abstrahiert, aufgeteilt, eingeordnet und bestimmt werden. Ziel:  Schaffen eines größeren Suchfeldes für neue, bessere und kostengünstigere Lösungen durch Abstrahieren vom betrachteten Objekt (Produkte, Prozesse, Dienstleistungen) 75   Wirkungen eines Objektes darstellen, um der Konzentration auf das wesentliche Problem gerecht zu werden  Bestimmen von Kostenschwerpunkten und Erkennen von Ansatzpunkten für Kostensenkungen und Leistungsverbesserungen durch Bestimmung von Funktionskosten Arbeitsschritte  Aufgabe(n) des Objekts erkennen, Was soll es tun?“ bei Wertplanungen und Wertgestaltungen sowie „Was tut es?“ bei Wertverbesserungen  Aufgaben eines Objekts als Funktionen beschreiben  Funktionen in Haupt- & Nebenfunktionen klassifizieren:  Gliederung Nebenfunktionen in abnehmer- & herstellerorientiere Nebenfunktionen z.B. Funktionsbaum  Funktionsaufwand ermitteln: Nutzwertanalyse  Soll-Funktionen ermitteln Ist die betrachtete Funktion erforderlich?“ oder „Was soll es tun?“  Aufwand der Soll-Funktionen definieren Input der Methode  Zielformulierung  Ist-Zustands-Analyse (z.B. QFD) Output  Funktionsbaum als Visualisierung  Bewusstsein im Problemlösungsteam auf welche Funktionen es ankommt Infrastruktur und Werkzeuge  Besprechungsraum, falls im Team gearbeitet wird  Moderationskoffer  Visualisierungsmöglichkeiten, wie z.B. Flipchart  Objektaufgabe erkennen & als Funktion beschreiben  Funktionen aufteilen in Hauptfunktion & Nebenfunktion (Funktionsbaum)  Funktionsaufwand ermitteln & Funktionen bemessen  Soll-Funktionen ermitteln & Aufwand definieren  Input: Zielformulierung, Ist-Zustands-Analyse (QFD)  Output: Funktionsbaum, Bewusstsein auf welche Funktionen es ankommt TRIZ (Theorie des erfinderischen Problemlösens) Ziel  Technische Widersprüche nutzen, um anhand von 40 Verfahrensprinzipien Produkte mit hohem Innovationsgrad zu erschaffen  Lösen von Erfindungsaufgaben durch Nutzung von bekannten Gesetzmäßigkeiten analysierter Patente (ca. 2,5 Mio. Stück)  Überwinden von Vorfixierungen beim Nachdenken des Erfinders Input:  Ziel der Aufgabenstellung 76 Output  Widerspruchstabellen inkl. Wiederspruch Folgeeffekte  Tipps zur Lösung der Aufgabe/ Entwickeln von neuartigen Produkten Definition:  Der Technische Widerspruch ist die „entstehende Situation wenn zur Lösung eines Problems ein Parameter (Zielgröße) verbessert wird, aber sich dadurch ein anderer Parameter (andere Zielgröße) des gleichen Systems inakzeptabel verschlechtert.“  Die Wiederspruchstabelle oder –matrix ist die „Tabelle, die zu Widersprüchen zwischen häufig auftretenden abstrakten technischen Parametern eine Auswahl von Innovationsprinzipien empfiehlt.“  Innovationsprinzipien sind „aus der Analyse von Patenten entstandene Prinzipien zur Lösung technischer Probleme.“ Vorgehen bei Technischen Widersprüchen 1. Formulieren Sie Ihre Herausforderungen als konkreten Technischen Widerspruch (TW1). 2. Überprüfen Sie die konkrete Formulierung durch die Bildung des invertierten Technischen Widerspruchs (TW2). 3. Wählen Sie den im Folgenden zu bearbeitenden Technischen Widerspruch (TW) aus. 4. Identifizieren Sie die konkreten Parameter des Widerspruchs. 5. Wandeln Sie die konkreten Parameter in abstrakte Parameter um. 6. Finden Sie die abstrakten Widersprüche in der Widerspruchsmatrix und notieren Sie sich die gefundenen innovativen Prinzipien. 7. Entwickeln Sie mit Hilfe der innovativen Prinzipien konkrete Lösungsideen. Infrastruktur und Werkzeuge  Liste der 40 Verfahrensprinzipien nach Altschuller  Papier und Stift, evtl. Computer zur besseren Datenverarbeitung Reizbildmethode Definition  Die Reizbildmethode unterstützt Teams neue und innovative Ideen zur Lösung einer Problemstellung oder einer Aufgabe zu sammeln.  Bilder dienen dazu, Assoziationen außerhalb bestehender Denkmuster oder Lösungsräume auszulösen.  Die Teilnehmenden sammeln ungefiltert alle, auch ungewöhnliche oder scheinbar unsinnige Ideen. Diese Ideen werden anschließend analysiert und mögliche Lösungsansätze identifiziert. Ziel  Dinge aus völlig neuen Perspektiven betrachten  Fördern des abweichenden Denkens und der intuitiven Ideenfindung Input  Problemstellung Output  Viele Ideen (mit oft geringem Reifegrad) 77 Vorgehen  Zielformulierung  Reizbilder sammeln  Schilderung der Aufgabe/ des Problems: Verständliche Erklärung des Moderators mit Erläuterung der Aufgabe bzw. des Problems  Auswahl der Reizbilder: Bei technischen Problemen bietet es sich an eher Reizbilder gegenständiger Art zu verwenden.  Analyse der Reizbilder: Sammlung aller Assoziationen, wobei folgende Faktoren beachtet werden können: Eigenschaften, Funktionen, Farbe, Formen, Handhabung, Abläufe, Lebenszyklen, Umgebung, Vorkommen und Zusammenleben.  Verknüpfung des Reizwortes: Gesammelte Ideen werden auf das anzuwendende Problem übertragen.  Beliebige Wiederholung Infrastruktur und Werkzeuge  Sammlung von Bildern, die viele Assoziationen wecken  Visualisierungsmöglichkeiten, z.B. Moderationskoffer und Stellwand  Problemlösungsteam  Abgetrennter Raum Paarweiser Vergleich Definition  einfache Bewertungsmethode, um mehrere Alternativen in eine Rangfolge zu bringen.  systematisch hinsichtlich des angestrebten Zwecks miteinander verglichen.  Aus den so ermittelten relativen Wichtigkeiten wird die Rangfolge der Optionen abgeleitet. Ziel  Festlegung von Ranglisten aller Art  Vergleich einer größeren Anzahl von Möglichkeiten untereinander Input  Zu untersuchende Merkmale Output  Rangliste Nachteile der Methode  Abstand manchmal sehr gering  Diskussionsbedarf Vorgehen  Auflisten der Kriterien (zeilen- und spaltenweise)  Paarweiser Vergleich (zeilenweise): übergeordnet erhält Wert 1 (besser, „wichtiger“), untergeordnet Wert - 1 (schlechter, „weniger wichtig“) Unentschlossenheit Wert 0 (gleich wichtig)  Auswertung durch zeilenweises Berechnen der Zwischensumme und anschließende Rangliste Leserichtung  Zeile im Vergleich zu Spalte Infrastruktur und Werkzeuge  Formblatt (Tabellenkalkulationstool) 78 Nutzwertanalyse (Scoring-Modell) Definition  ein Bewertungsverfahren  Mehrere Handlungsalternativen können gemäß verschiedenen Zielkriterien beurteilt und verglichen werden  Durch die Einbindung von qualitativen und quantitativen Faktoren kann die Entscheidungsfindung transparent und objektiv gestaltet werden. Ziel  Systematische Bewertung von Produktideen oder anderen Lösungsalternativen Input  Zielsystem, sprich Ziel und Motive müssen klar sein  Erfahrung in der Konzipierung unabhängiger Kriterien Output  Bewertung unterschiedlicher Optionen Vorgehen  Ober- & Unterziele bestimmen und in einer Zielhierarchie sortieren & Kriterien ableiten  Festlegung K.O.-Kriterien & Soll-Kriterien  Gewichtung Soll-Kriterien  Punktebewertung (1-10)  Summe aller Multiplikationen von Alternative liefern Endergebnis  Alternative mit meisten Punkten am sinnvollsten  Bei Bedarf Überprüfung der Robustheit mit Sensitivitätsanalyse wobei die Gewichtung der Kriterien sinnvoll verändert wird Infrastruktur und Werkzeuge  Stift und Papier oder Computer SWOT-Analyse Definition  Betrachtung von Stärken & Schwächen, sowie Chancen & Risiken eines Unternehmens und dessen Umwelt  SWOT steht für Strengths (Stärken), Weakness (Schwächen), Opportunities (Chancen), Threats (Risiken)  Mit dieser Analyse kann der aktuelle Zustand eines Unternehmens erfasst werden, um geeignete strategische Optimierungsmaßnahmen abzuleiten Ziel  Nutzen von Chancen durch passende Stärken  Umwandlung von Schwächen in Stärken oder Risiken in Chancen  Neutralisierung von Risiken und Schwächen 79 Input  Zielsystem (gewünschter Soll- Zustand) Output  Positionsbestimmung zur Strategieentwicklung Vorgehen  Umweltanalyse: externe Analyse (Chancen O & Risiken T)  Unternehmensanalyse: interne Analyse (Stärken S & Schwächen W) Kombinationen  SO Stärke-Chancen-Kombination: Ausbau der Servicequalität durch technische Ausstattung → Matching-Strategie  ST Stärke-Gefahren-Kombination Absicherung gegen die Konkurrenz durch Qualität und Pünktlichkeit → Neutralisierungsstrategie  WO Schwäche-Chancen-Kombination Günstigere Preise und größere Flexibilität durch bessere Hardware und Software → Umwandlungsstrategie  WT Schwäche-Gefahren-Kombination Starre Arbeitszeiten und überhöhte Preise → Verteidigungsstrategie Infrastruktur und Werkzeuge  Visualisierungswerkzeuge, wie z.B. Flipchart und Moderationskoffer  Besprechungsraum, falls im Team gearbeitet wird  Moderationstechniken und ggfs. Ideenfindungsmethoden Prinzip & Gestalt modellieren  Berücksichtigung aller gestaltspezifischen Outputs anderer Aktivitäten  Baut maßgeblich auf „Ideen finden“ auf (iterative Wechselwirkung)  Berücksichtigung Randbedingungen aus „Produzieren“ & „Abbau analysieren“ Definition: Prinzip & Gestalt modellieren  Detaillierte Ausarbeitung der Produktidee unter Berücksichtigung technischer & wirtschaftlicher Randbedingungen  Detaillierte Erarbeitung physikalischer Zusammenhänge zwischen Funktion & Gestalt 80 Definition: Prinzip  Bedeutet aus Latein „das Erste“/“Ausgangspunkt“/“Grundsatz“ Definition: prinzipielle Lösung  Beschreibt unscharfe/grobe funktionsbestimmende Vorstellung zur Realisierung von Produkten  Gekennzeichnet durch Einbeziehung von Effekten Ziele  Modellieren von Produktideen  Organisierter externer  Methodische Informationsspeicher Lösungsprinzipienentwicklung  Maßstäblicher Entwurf auf Grundlage der prinzipielle Lösung Herausforderungen  Abhängigkeit von Wissensstand der  Präzise Aufgabenstellung Konstrukteur*innen  Umgang mit Zielkonflikten  Montagegerechte Konstruktion  Nutzerzentrierung  Recycling Methoden der Aktivität VDI 2222 – Blatt 1 Ziel  Methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien  Allgemeingültige und Branchenübergreifende Richtline zur Lösungsfindung  Das Erkennen der Funktion, ihrer Verknüpfung und das Gestalten von prinzipiellen Lösungen Input  Konstruktionsaufgabe  Lastenheft  Grundlegende Problemstellung  Anforderungsliste Output  Prinzipielle Lösungen für: o die Festlegung der Effekte o Grundsätzliche Gestalt Infrastruktur & Werkzeuge  Konstruktionsteam  Zeichenwerkzeuge Analog oder Digital Vorgehen  Klären & Präzisieren der Aufgabenstellung o Alle Anforderungen an Produkt/Fertigung erfassen (Produktfragelisten, Assoziationslisten, Checklisten und Suchmatrizen) o Hauptaufgabe knapp formulieren → Anforderungsliste aufbauen  Ermitteln von Funktionen & Strukturen o Viele mögliche Funktionen auf wenige wesentliche Funktionen zurückführen und im Konstruktionskatalog sammeln o Aufstellung allgemeingültige Funktionsstruktur (Schaltplan) o Die speziellen Produkte werden über die Anforderungen definiert. Somit ist die Funktionsstruktur für viele andere technische Gebilde gültig 81   Suchen nach Lösungsprinzipien und der Strukturen o Finden „Prinzipieller Lösungen“ ist ein entscheidender Schritt des Problemlösungsprozess o Prinzipielle Lösungen“ werden methodisch gefunden, wenn die vorgegebenen Funktionen durch naturwissenschaftliche Effekte realisiert werden können, diese Effekte sind in der Regel an geometrische und stoffliche Ausbildungen gebunden ▪ Für jede Funktion aus der Funktionsstruktur muss ein passender naturwissenschaftlicher Effekt gefunden werden ▪ Die „Prinzipielle Lösungen“ werden durch die Kombination der Funktionen gefunden. Davon sind nicht alle umsetzbar Grundlagen methodisches Vorgehen  Unterteilung des Konstruktionsprozess in Abschnitte  iteratives Vorgehen nötig, weil die gefundene Erkenntnisse Rückwirkung auf die Anforderungen haben können Vorteile des schrittwesen Vorgehens  In jedem Arbeitsabschnitt möglich alternative Lösungen zu finden  Großes Spektrum neuer Lösungen Nachteile  Größerer Arbeitsaufwand  Das Erkennen und Trennen von reinen Funktionen und Effekten ist schwierig Konstruktionskataloge Motivation  Ausschöpfen wenig bekannter Wissensquellen  Rationalisierung Konstruktionsablauf  Anregung durch neue Ideen  Erleichterung Konstruktionssynthese Definition: Konstruktionskataloge  Systematisch aufbereitete Unterlagen & Hilfsmittel zur Unterstützung von Entwicklern bei schöpferischer Tätigkeiten 82 Ziel  Einen organisierten externen Informations-speicher erstellen  Lösen von der Abhängigkeit des Wissenstandes eines/r Konstrukteurs/in  Rationalisierung der Informationsbeschaffung  Einordnung der Kataloge in den Konstruktionsprozess Input  Anforderungen an zu entwickelndes Produkt  Konstruktionskataloge  Informationen und Erkenntnisse aus der Konstruktion  Informationen von den Lieferanten Output  Mögliche prinzipielle Ideen  Berechnungs- /Auslegungsvorschriften  Lösungsalternativen Unterscheidung der Katalogarten: Einordnung der Kataloge in Konstruktionsprozess, Gliederung nach  Konstruktionsphasen  Komplexität von Funktionen, Objekten oder Operatoren  Konstruktionsaufgaben (bei Lösungskataloge) Gliederung der Konstruktionskataloge in  Objektkataloge (aufgabenunabhängig, grundlegende Sachverhalte)  Operationskataloge (im Rahmen des methodischen Konstruierens)  Lösungskataloge (bestimmten Funktionen & Aufgaben Lösungen zuzuordnen Aufbau  Gliederungsteil unterteilt widerspruchsfrei wesentliche Elemente des Hauptteils in dem Konstruktionskatalog  Hauptteil enthält wesentliche Inhalte in Form von Skizzen, Gleichungen und Texten  Zugriffsteil beinhaltet verschiedene Merkmale und ermöglicht ein gezieltes Auffinden von Lösungen mit spezifischen Eigenschaften  Anhang enthält weitere detailliertere Informationen nach Bedarf Beispiele: VDI 2222 – Blatt 2 Lösungskataloge  Lösungskatalog für die Funktion „Einstufige Kraftmultiplikation"  Lösungskatalog für die Funktion „Rücklauf einer translatorischen Bewegung mechanisch sperren"  Lösungskatalog für die Funktion „Bewegung mittels Schraubenpaarung spielfrei umformen"  Lösungskatalog für die Funktion „Bewegung mittels Stirnradgetriebe spielfrei umformen" Arbeitsschritte zum Erstellen eines Konstruktionskatalogs  Auswahl von Katalogthemen  Methodisches Suchen geeigneter Informationen  Gliedern der Informationen  Aufbereiten der Informationen  Gestalten des Katalogs o Gliederung im Hinblick auf die Übersichtlichkeit des Katalogs als Ganzes und die Zugriffmöglichkeiten des Inhaltes mittels verschiedener Merkmale o Visuelles Gestalten des Kataloges, um die Gliederung und die wichtigen Dinge hervorzuheben 83 Vorteile Konstruktionskatalog  Widerspruchsfreie Gliederung  Bereitstellung unterschiedlicher Lösungsmöglichkeiten  Zusammenfassung bekannter physikalischer Effekte  Unabhängiger Wissenstand einzelner Konstrukteure  Externe Speicherung von Informationen Nachteile Konstruktionskatalog  Randbedingungen nicht berücksichtigt  Suche nach benötigten Informationen nimmt Zeit in Anspruch  Regelmäßige Aktualisierbarkeit wird nicht gegeben  Hoher Arbeitsaufwand Morphologischer Kasten Ziel  Ein Ordnungsschema bei dem das Problem in seine Komponenten zerlegt wird  Überblick über die Lösungsmöglichkeiten  Finden der „optimalen Lösung“  Eine Erleichterung für die Kombination mehrerer Komponentenlösungen zur Gesamtlösung durch Visualisierung Input  Problemstellung  Komponentenlösung Output  „Optimale Lösung“ durch Kombination der Komponentenlösungen 84 Vorgehen  Formulierung des Problems  Zerlegung in unabhängige Parameter & Funktionen  Notieren verschiedener Lösungsmöglichkeiten  Analyse der Lösungen mit Visualisierung der Lösungsmöglichkeiten  Wahl der optimalen Lösung Infrastruktur und Werkzeuge  Moderator  Entwicklergruppe  Vorlage eines Morphologischen Kastens  Konferenzraum 85 VDI 2223 Ziel  Grundlagen des Gestaltens aufzuzeigen  Unterscheidung von Gestalt- und Werkstoffeigenschaften im Kontext des Gestaltens  Ein allgemeines Vorgehen für das Gestalten vorzugeben Input  „Prinzipielle Lösung“ o Prinzipskizze o Festgelegte qualitative Eigenschaften o Anforderungsliste  Checklisten  Konstruktionsregeln  Qualitative und quantitative Soll- Eigenschaften Output  Maßstäblicher Gesamtentwurf als: o Zeichnung o Produktmodell  Festlegungen zu: o Gestalteigenschaften o Werkstoffeigenschaften o Fertigung o Montage  (Vorläufige) Stückliste Grundlagen des Gestaltens  Einteilung des Systems in Elemente  Zerlegung in Teilverbände (Verband aus Einzelteilen) und Einzelteile  Weitere Zerlegung in Formelemente und Einzelteilflächen  Unterscheidung der Eigenschaften von Gestaltungselementen in: o geometrischen Eigenschaften, Gestalteigenschaften o Werkstoff und Werkstoffeigenschaften  Gestalten durch Festlegung der Gestalt- und Werkstoffeigenschaften der Einzelteile  Dokumentation der Gestaltung in der Zeichnung oder im Produktmodell und in der Stückliste 86 Operatives und Strategisches Vorgehen in der Gestaltung Strategisches Gestalten  Gliederung in realisierbare Module o Erkennen RB o Modularisieren Prinzip  Gestalten der maßgebenden Module o Erstellen Vorentwürfe o Beurteilen anhand Anforderungsliste o Freigeben Vorentwürfe  Gestalten Gesamtprodukt o Erstellen grobmaßstäbliche Gesamtentwurf o Analysieren & Beurteilen o Gestaltungselemente gezielt variieren/konkretisieren o Erstellen eines maßstäblichen Gesamtentwurfes o Analysieren und Beurteilen des maßstäblichen Gesamtentwurfes o Freigebung Entwurf Operatives Gestalten  Analysieren & Beschreiben Schwachstellen und ihre Bedeutung hinsichtlich der Anforderungen  Identifizierte Gestaltungselemente intuitiv/diskursiv verändern o Vielzahl von Iterations- und Rekursionsschleifen o Ständiger Wechsel zwischen Synthese und Analyse Tätigkeiten → Situationsangepasster Prozessverlauf Kombiniertes Gestalten  Die Strategie umreißt den jeweiligen Arbeitsschritt  In den einzelnen Arbeitsschritten operatives Gestalten Infrastruktur & Werkzeuge  Zeichenwerkzeuge für Handskizzen  CAD - Systeme  Interdisziplinäres Team Wechselbeziehung beim Konstruieren 87 C&C2-Ansatz Definition  Denkzeug zur Unterstützung des Denkens während der Gestaltung.  betrachtet den „Paarcharakter“ der funktionsrelevanten Systembestandteile  bezieht die Systemumgebung mit in die Betrachtung ein Ziel  Systeme zielgerichtet zu analysieren  Zusammenhänge von Gestalt und Funktion zu erkennen  Gestaltungsideen entwickeln, wie die Qualität der Funktionserfüllung verbessert werden könnte Input  Probleme oder die Ziele der Weiterentwicklung  Modellierungsziel Output  Ein C&C² - Modell, das die vom Konstrukteur/in als relevant betrachteten Gestalt-Funktion- Zusammenhänge in einem technischen System abbildet Vorgehen Modellbildung in der Analyse  Zweck Modellbildung notieren  Systemgrößenfluss verfolgen  Systemgrenze festlegen  Gestaltfunktionselemente darstellen  System bei Funktionserfüllung abbilden  Gestaltparameter identifizieren  Modell verifizieren Nach den Grundsätzen des C&C² Modell wird ein Modell nach eigenem Verständnis der Anwender/in erstellt Leitfaden zu Erstellung eines Modells  Systemkreislauf und Systemgrenzen definieren damit werden die Wirkungen der Umgebungssysteme bestimmt  Orte der Funktionserfüllung ermitteln: Entweder die Funktion ist unbekannt oder der Ort der Funktion ist unbekannt  Detailierungsgrad vergrößern an Funktionserfüllungsorte: Wenn die Funktion oder die ausführenden WFP / LSS unbekannt sind, wird die Detaillierungsgrad am entsprechenden Ort erhöht (‘zoom in‘). Neue Systemgrenze definieren  Beschreiben dynamischer Systeme mit einem Sequenz-Modell: Dynamische Systeme können in unterschiedlichen Zuständen beschrieben werden. Ein neuer Zustand beginnt mit dem Wegfall oder Hinzukommen eines Wirkflächenpaares. Eine Sequenz ist eine zeitliche Abfolge von mindestens zwei Zuständen Infrastruktur & Werkzeuge  C&C²-Ansatz  Modell der Gestalt  Zeichenwerkzeuge Digital oder Analog 88  2 beliebig geformte Oberflächen fester Wirkflächenpaare Körper/Grenzflächen von Flüssigkeiten, Gasen WFP oder Feldern, in Kontakt treten & am Energie- /Stoff/Informationsaustausch beteiligt sind Leitstützstrukturen Volumina von Körpern, Flüssigkeiten, Gasen oder LSS felddurchsetzten Räumen mit genau 2 WFP, die Leitung von Energie ermöglichen Integrieren wirkungsrelevante Eigenschaften außerhalb Betrachtungsbereich; Konnektoren C Abstraktion der Systemumwelt; Repräsentative Wirkfläche Fehlermöglichkeits- & Einflussanalyse (FMEA) Ziel  Was kann auftreten und woran kann das liegen?  Potentielle Fehler und Fehlerfolgen aufdecken.  Bewertung von Aufdeckenswahrscheinlichkeit,  Bewertung von Entdeckungswahrscheinlichkeit Input  Produkt- oder Prozessinformationen  Team von Experten  Historische Daten  Kundenspezifikationen  Normen und Richtlinien  Analysewerkzeuge Output  Risikobewertung  Priorisierungsliste  Maßnahmenplan  Dokumentation  Verbesserungsansätze  Follow-up Plan Relevant aufgrund von  Normen / Richtlinien o Fordern Betrachtung von Risiken im Prozess  Gesetzen o Produkthaftungsgesetze o Produktsicherheitsgesetzen o Anerkennung als Entlastungsnachweis: Nachweis der Sorgfaltspflicht  Wirtschaftlichkeit o Garantie / Kulanz o Rückrufaktion o Kundenverlust o Änderungskosten o Verhindert Fehler & Folgekosten  Standards 89 Typen der FMEA Produkt-FMEA (Konstruktion, Design, Hardware)  Funktionen von Produktion betrachtet, um Abweichungen im Produkt zu erkennen  Unterscheidung von System- & Konstruktions-FMEA  Systemebene o Analyse eines Konzepts vor Entwicklungsbeginn o Analyse Gesamtfunktion ganzes Produkt o Erfüllung aller Produktanforderungen o Untersuchung von Wechselwirkungen an externen Schnittstellen → Sicherstellung fehlerfreies Gesamtkonzept  Bauteilebene o Analyse Einzelteile vor Konstruktionsfreigabe & Fertigungsbeginn o Analyse von Einzelfunktionen/-merkmalen o Sicherstellung einer möglichst genauen Spezifikation als Kommunikations- und Leistungsbasis → Sicherstellung aller geforderten Funktionen o Sicherstellung risikoarme Produktauslegung → fehlerfrei ausgelegte Systemkomponenten Prozess-FMEA (Prozess, Dienstleistung, Organisation, …)  Analyse Fertigungsprozesse vor SOP  Analyse Fertigungsprozessschritte  Sicherstellung reibungsloser Serienanlauf und Einsatzes der Ressourcen (Planungsebene vs. Produktionsebene) Definition Funktion  Eine Funktion beschreibt die Interaktion eines Systems mit seinen Nachbarsystemen durch Umwandlung von Eingangs- in Ausgangsgrößen.  Der Zweck eines Produktes entspricht der gewollten Funktion eines Produktes →Systeme können ihre Funktion nur dann erfüllen, wenn sie in Interaktion mit benachbarten Systemen stehen. Eine Komponente für sich betrachtet, kann keine Funktion erfüllen 90 Analyseprinzip der klassischen FMEA Produkt-FMEA 91  Fehleranalyse o Benennung mögliche Fehler der Funktion, die Folgen & Ursachen o Fehlerfolge: mögliche Auswirkung des eingetretenen Fehlers auf übergeordnete Systeme, Kunden usw. o Fehler: als fehlerhaft einzustufende Abweichung vom spezifizierten Funktions-Sollwert (inkl. Toleranzwert) o Ursache: Fehler / Ausfall / Beschädigung usw. einer untergeordneten Systemkomponente  Maßnahmenanalyse o „quantitativen“ Bewertung gravierende von weniger schwerwiegenden Problem zu differenzieren. o Ziel: anschließende Durchführung einer priorisierten Problem-Bearbeitung o Für jedes Kriterium (B,A,E) ist ein Wert zwischen 1 und 10 einzutragen o Die Risikobewertung basiert auf der separaten Bewertung der Kriterien ▪ Bedeutung ▪ Auftretenswahrscheinlichkeit ▪ Entdeckungswahrscheinlichkeit o Risikoprioritätszahl (RPZ = B*A*E) [Maß für Schwere des Problems] 92   Optimierung o Priorisierte Optimierung durchführen o Konzeptänderung K Verringerung der Bedeutung (B) o Vermeidungsmaßnahme V Verringerung der Auftretenswahrscheinlichkeit (A) Bsp. Simulation o Prüfmaßnahme P Verbessert Entdeckungswahrscheinlichkeit (E) Bsp. Entwicklungs- fertigungsbegleitende Tests Prototypen aufbauen  Früher & kontinuierlicher Aufbau von Prototypen  Entscheidungsgrundlage in Projektmeilensteinen  Kontinuierliche Validierung & Explizieren mentaler Modelle im PEP  Starke Wechselwirkung mit „Validieren & Verifizieren“ Definition: Prototypen aufbauen  Keine allgemeingültige Definition  Notwendig, um „Validieren & Verifizieren“ auszuführen  Ausführbar auf unterschiedlichen Reifegraden mit physischen & virtuellen Prototypen Ziele  Leiten sich aus Validierungsaufgabe ab & bezogen auf Syntheseprozess  Definition Referenzsystem  Validierung der Spezifikationen  Demonstration des Produktes  Selektion der Ideen  Problemidentifikation  Erforschung durch Hypothesen 93 Herausforderungen  Passende Validierungsumgebung aufbauen  Fertigbarkeit der Prototypen  Zielsetzung Produktionssystem  Kommunikation  Dokumentation  Budget/Zeit Definition Prototyp  Griechisch: der Erste: im Maschinenbau kein gemeinsames Verständnis  Die Unterscheidung zwischen Modell, Simulation, Mock Up, Demonstrator und Prototyp ist eine Herausforderung, da diese Begriffe bereits oft synonym verwendet werden  beziehen sich auf eine Reihe von Artefakten und Prozessen, die unterschiedliche Bedeutungen, Zwecke und Eigenschaften haben Definition Artefakte  Als Artefakte (lateinisch ars = Kunst, Handwerk; facere = machen) werden von Menschen geschaffene Objekte und Ausdrucksformen Klassifizierung  Ulrich/Eppinger nach zwei Dimensionen o physikalisch im Gegensatz zu analytisch/virtuell und o umfassend im Gegensatz zu fokussiert  Hoffmann o Vollständig/unvollständig o vertikal (detaillierte Analyse, alle technischen Aspekte)/horizontal (breite Analyse, breiten Spektrum von Funktionen, die eher vereinfacht)  Kohler o Verwendetes Material von „anfassbar“ (Papier) bis „erlebbar“ (Video) Eigenschaften (alggemein/ Exner)  Vereinfachtes Abbild  Visualisiert mentale Ideen  Zweckorientiert  Kommunikation: Beseitigt kulturelle  Trennung des Wesentlichen vom Unwesentlichen & sprachliche Barrieren  Wiederspiegelung von Eigenschaften  spezifische Frage durch  Rückschlüsse auf Produktverhalten Randbedingungen eingeschränkt  Testet Funktionen & Anforderungen Methoden der Aktivität Filter-Fidelity-Modell Ziel  Abgleich zwischen Produktanforderungen und Wiedergabetreue des Prototyps für ein spezifisches Validierungsziel  Unterstützung bei der Auswahl geeigneter Prototypen 94 Input  Spezifikationen des Prototyps  Anforderungen an das Endprodukt  Validierungsziel Output  Grafische Darstellung der Wiedergabetreue eines Prototyps inverschiedenen Dimensionen, wie Form, Haptik usw Ziele der Methode:  Unterschiedliche Prototypen beschreiben & vergleichen  Charakterisierung des Prototyps, bessere Vergleichbarkeit zu anderen Prototypen & Auswahl des Prototyps  Darstellung von Abweichungen und Unterschieden  Bewertung verschiedener Prototypen hinsichtlich des Erfüllungsgrades unterschiedlicher Wiedergabedimensionen (Filter-Dimensionen) Input: Es gibt 5 Unterscheidungsdimensionen  Dimension Erscheinung (nicht nur visuell sondern auch die taktile und akustische Erscheinungz.B. Größe, Form, Farbe, Sound, Haptik)  Dimension Daten (alle Aspekte, die sich mit Inhalt des Prototyps beschäftigen) o Realitätsnähe der Daten: handelt sich es bei den dargestellten Daten um reale Daten, um realistische Beispieldaten oder um reine Platzhalter o Informationsarchitektur: beschreibt die Struktur, in welcher Informationen organisiert, gruppiert und angeordnet sind o Datenmodell: beschreibt die Struktur der zu verarbeitenden und zu speichernden Daten z.B. Klassendiagramm o Menge: beschreibt die Menge an verwendeten Daten z.B. werden nur wenige Daten verwendet oder eine Anzahl, die an das zukünftige Realszenario heranreicht o Datentyp: beschreibt den Typ der Information  Dimension Funktionalitäten (welche Funktionen im Prototyp realisiert & deren Detailgrad) o Funktionsumfang: beschreibt die Funktionen, die im Prototyp umgesetzt werden o Funktionstiefe: beschreibt wie detailliert, vollständig und nahe an den geplanten Produkteigenschaften diese Funktionen im Prototyp umgesetzt werden. Die Funktionstiefe bezieht sich dabei auf die Funktionalitäten, die im Funktionsumfang (siehe oben) bereits festgelegt sind  Dimension Interaktivität (dynamischen zeitabhängigen Verhaltensaspekten zwischen den Akteuren eines komplexen Systems zusammen. Das Zusammenspiel zwischen Aktion und Reaktion) o Aktion: beschreibt alle Aktivitäten, die ein Nutzer ausführen kann um einem Prototypen Informationen zu übermitteln o Reaktion: beschreibt alle Systemreaktionen zu den zuvor definierten Aktionen o Eingabemodalität: beschreibt wie der Nutzer Informationen an den Prototyp kommuniziert o Ausgabemodalität: beschreibt mit welchen Mechanismen der Prototyp Reaktionen zeigen kann  Dimension Räumliche Struktur (2D/3D Beschaffenheit, Neben der Positionierung einzelner Elemente sind hier auch die Repräsentations- bzw. Zustandsaspekte der „Greifbarkeit“ anzusiedeln ) o Platzierung: beschreibt die Platzierung einzelner Elemente in einem zweidimensionalen Raum und ihr Verhältnis zueinander o Lage im Raum: beschreibt die Lage bzw. Position von physikalischen Objekten oder des Systems als Ganzes im Raum o Tangibility: umfasst die Kopplung zwischen einzelnen physikalischen Bestandteilen und den Daten- bzw. Funktionalitätsaspekten des Prototyps 95 Output:  Filter Fidelity Profil (FFP)  Profil Charakterisierung Problem:  Bei Produktdesign nicht alle Variablen greifbar, da Vokabular aus Softwareentwicklung Infrastruktur  Prototyp + FFP Vorlage Vorgehen  Erstellung/ Nutzung Filter-Fidelity-Profil mit 5 Dimensionen  Festlegung Ziel-FFP  Bewertung der Variablen nach Reichhaltigkeit (Fidelity) auf 5-Punkt- Skala von „nicht festgelegt“ bis „ausgestaltet“  Herausfiltern der Aspekte für Fragestellung  Vergleich Ziel-FFP & Ist-FFP Filter Fidelity Profil (schwarz: Papier, rot: Digital)  Entsprechend des Testzwecks muss ein Prototyp eine ausreichende Wiedergabetreue in den verschiedenen, gefragten Dimensionen ausweisen, um als geeignet zu gelten  Wie valide ein FFB ist hängt stark von der Erfahrung des Erstellers ab, da der Erfüllungsgrad bereits vor Beginn der Test festgelegt (bzw. geschätzt) wird Wizard of OZ-Prototype Definition  Forschungsmethode, bei der ein Benutzer mit einer Schnittstelle interagiert, welche von einem Menschen (dem Wizard) bedient wird.  Der Wizard kontrolliert bzw. imitiert die Reaktion des Systems.  Sinnvoll wenn Entwicklung der Technologie hinter einem Konzept zu teuer ist oder wenn der Problemraum zu groß Ziel  Überwindung der Grenzen von frühen Validierungen  Risiken stark minimieren  Validierung von Benutzer-System Interaktionen Input  Das Handeln der Subjekte  Systemsimulation Output  Nahezu vollständige Spezifikation der Benutzer-System Interaktion  Bewertung der Nutzbarkeit 96 Aktivitäten  Ausbildung der Personen, die das Systemverhalten simulieren  Auswahl des Schnittstellenmediums (z.B. Telefon, Bildschirm) in Kombination mit passenden Support-Tools ( z.B. Filter, Teilsystemkomponenten)  Das Subjekt instruieren  Daten sammeln und analysieren  Den Vorgang wiederholen Infrastruktur  Ein passender Raum zur Durchführung  Ein Subjekt, welches als Benutzer agiert  Mindestens eine Person („the Wizard“) der das interaktive Systemverhalten simuliert  Eine Schnittstelle für den „Wizard“, welche die Tatsache verbirgt, dass das Subjekt mit einem Menschen interagiert, anstelle eines realen Systems Additive Fertigungsverfahren Additive Fertigungsverfahren:  Unterschied zwischen Technologie und Technik: o Technologie: Lehre von Prinzipien und Wirkungsweisen (Verfahrenskunde). o Technik: Anwendung der Prinzipien (z.B. Fräsen, Schleifen).  Additive Fertigungsverfahren (3D-Druck): o Bauteile werden durch Auf- oder Aneinanderfügen von Volumenelementen (Voxeln), vorzugsweise schichtweise, automatisiert hergestellt. o Objekte schichtweise aufgebaut werden, indem Material in genau definierten Schichten abgelagert oder gehärtet wird. o Anwendung zur Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping). o Fertigung von Produkten (Rapid Manufacturing). o Herstellung von Werkzeugen (Rapid Tooling).  Normierung: o Additive Fertigungsverfahren sind in Deutschland (VDI 3405) und den USA (ISO/ASTM 52900:2015) genormt.  3D Printing (3D-Drucken): o Verdrängt andere Bezeichnungen aufgrund der einfachen Verständlichkeit. o Erwartung, dass der Begriff weltweit als generische Bezeichnung für alle automatisierten Schichtbauverfahren akzeptiert wird. o Nicht zu verwechseln mit dem Pulver-Binder-Verfahren, das spezifisch ist. 97 Rapid Prototyping:  Definition: Anwendung der Additiven Fertigungsverfahren zur Herstellung von Modellen und Prototypen, von physischen Bauteilen ohne Produktcharakter  Modelle zeigen repräsentative Eigenschaften des Endprodukts.  Serienidentische Prototypen gibt es folglich nicht  Ziel: schnelle Herstellung einfacher Modelle zur frühen Überprüfung von Produkteigenschaften.  Arten von Prototypen: o Konzeptmodell (Solid Image, Rapid Mock-Up): 3D-Visualisierung des Produkts. o Funktionsprototyp: Überprüfung von Funktion und Produkteigenschaften. Rapid Tooling:  Definition: Herstellung von Werkzeugen und Werkzeugformen mit Additiven Verfahren.  Keine eigenständige Technologie, gehört entweder zu Rapid Prototyping oder Rapid Manufacturing.  Umfasst Prototyp- oder Serienwerkzeuge.  Positive und Negative: o Positiv: Werkzeuge zur Herstellung von Bauteilen. o Negativ: Werkzeuge zur Herstellung von Formen (Negativformen). Rapid Manufacturing:  Definition: Anwendung der Additiven Fertigung zur Herstellung von Endprodukten und serientauglichen Werkzeugen.  Fokus liegt auf Bauteilen (Direct Manufacturing).  Bauteile haben alle Eigenschaften von marktgängigen Produkten oder deren Komponenten.(Serienprodukte)  Ziel: Herstellung von serienreifen Produkten.  Verfahren des Direct Manufacturing sind nahezu identisch mit denen des Rapid Manufacturing.  Direct Manufacturing entwickelt sich aktuell und sehr dynamisch. AR / VR im Kontext von Prototypen 98 Produzieren  Enge Wechselwirkung zu „Prinzip & Gestalt modellieren“ & „Prototypen aufbauen“ Definition: Produzieren  Vorbereitung der Produktion des Produkts  Definition/Beschaffung der Produktionsinfrastruktur & Definition Zuliefererkette  Eigener Produktentstehungsprozess  Fertigungsprozesse zur Produktrealisierung  Herstellung, Wareneingang einzelner Produktkomponenten & deren Montage Ziele  Entwicklung Produktionsanlage & Ressourcen/Infrastruktur  Übergabe Zielsystem von Entwicklung an Produktion & Vorbereitung Serienanlauf  Prozessstabilität sicherstellen Herausforderungen  Wechselwirkung zwischen Produktfunktion, Produktgestalt, Produktionsprozessen, Produktionsmaschinen und Strategie (Know-How) analysieren und synthetisieren  Spannungsfeld zwischen Produktion & Absatz/Marketing Produktionen lassen sich unterteilen in verschiedene Produktionstypen:  Einzelproduktion (Schiffbau) o Aus individuellen Produkten zusammengesetzt, die als Einzelstück produziert werden o Hoher Grad an Flexibilität nötig  Serienproduktion (Autoreifen, LKW) o Begrenzte Zahl identischer Erzeugnisse auf Anlagen hergestellt o Anlagen stehen anderen Produkten auch zur Verfügung (Umrüstungen) o Produktionsanlagen müssen relativ flexibler als Sortenproduktion sein 99   Sortenproduktion (Rohre verschiedene Sorten) o Mehrere Varianten eines Grundprodukts auf denselben Produktionsanlagen o Produkte haben nur kleine Unterschiede o Bei Sortenwechsel Produktionsprozess unterbrochen und umgerüstet. o größere Flexibilität als bei reiner Massenproduktion  Massenproduktion (O-Ringe) o Zeitlich nicht begrenzte Produktion eines Gutes in großen Mengen auf speziellen Maschinen, die ausschließlich für das Produkt genutzt werden  Kuppelproduktion o Entstehung mehrere Produkte bei Produktionsvorgang o Starr: Verschiedene Produkte in festen Mengenverhältnissen o Elastisch: Variable Mengenverhältnisse o Jeder Produktionsprozess ist als Kuppelproduktion anzusehen, da Reststoffe & Emissionen als unerwünschte Kuppelprodukte erzeugt werden Fertigungsverfahren nach DIN 8580 in sechs Hauptgruppen  Urformen  Fügen  Umformen  Beschichten  Trennen  Stoffeigenschaften ändern Beispiele für Fertigungsverfahren Zahnradfertigung (Wälzfräsen) –Mehrfachproduktion und Trennen/ Walzwerke (Walzen) –Mehrfachproduktion und Massivumformen Schrauben (Schneiden) –Serienfertigung und Trennen/ Schrauben (Kaltwalzen) –Massenproduktion und Umformen 100 Prozessstabilität Bewertung  Welche Auswirkungen hat die Prozessfähigkeit auf die Produktgestalt?  Welcher Prozess ist besser?  Ist der Prozess stabil und fähig?  Ist der Prozess immer schlechter oder besser? Prozessfähigkeit -𝑪𝒑𝒌  Abweichungen durch Störungen wie Werkzeugverschleiß, Reibung, Spiel, …  Ursachen finden & behandeln mit statistischen Tests (Six-Sigma-Methode Ausreißertest)  Ziel: Erfüllung Qualitätsanforderungen von Produkten  Bemisst, wie konsistent die durchschnittliche Leistung ist, vergleicht mehrere Prozesse mit gleichem Output & zeigt Verbesserungen von Prozessen  Misst, wie nah Prozess an Spezifikationsgrenzen liegt & berücksichtigt natürliche Variabilität  Je größer Cpk (>1,33), desto unwahrscheinlicher liegt Gegenstand außerhalb Grenzen  Negativer Cpk bedeutet, dass Output außerhalb der Kundenspezifikationsgrenzen liegt Markteinführung analysieren & gestalten  Planungshorizonte unterscheiden sich erheblich voneinander → Unterschiedliche methodische Unterstützung für beide Szenarien nötig  Frühzeitig durchgeführt & liefert durch Kundenanalyse Input für „Profile finden“  Zukünftige Produkteigenschaften können identifiziert werden für „Prinzip & Gestalt modellieren“ Definition: Markteinführung  Umfasst alle Aktivitäten, die nötig sind, um Kunde Produkt zur Verfügung zu stellen  Vermarktung des neuen Produkts & Aufbau der nötigen Infrastruktur (Kunde & Anbieter), sowie Aufbau Produktservice → Ziel Ziele  Sicherstellen, dass Menschen von der Innovation erfahren, Anwendung verstehen & in Leben integrieren und dabei technologische Leistungsfähigkeit in Mittelpunkt stellen Herausforderungen  Verfügbarkeit von Marktdaten  Potenzielle Wettbewerber  Technische Unsicherheiten  Vorhandenes Wissen nicht  Marktunsicherheiten ausreichend 101 Methoden der Aktivität ABC-Analyse Definition  betriebswirtschaftliches Analyseverfahren  teilen von Objekten eine bestimmte Menge in die Klassen A, B und C auf  Priorität –A hat das stärkste Gewicht, C hat die geringste Gewichtung Ziel  Produkte hinsichtlich ihres Umsatzes und / oder Gewinns zu klassifizieren  Einteilung in 3 Klassen: A, B und C  Wesentliches von Unwesentlichem trennen  Fokus stärker auf wirtschaftlich erfolgreiche Produkte legen Input  Absatz der Produkte  Preis der Produkte  Gesamtumsatz des Unternehmens Output  Prozentualer Anteil jedes Produkts am Umsatz  Produkte identifiziert die maximale Aufmerksamkeit verlangen Infrastruktur  Informationen über Produkte und Umsatz  Computer mit Excel oder vergleichbarem Tool Vorgehen  Berechnung Umsatz pro Produkt o Der Umsatz / Produkt berechnet sich aus Absatz x Preis.  Bildung der %-Anteile am Gesamtumsatz pro Produkt o Der Umsatz / Produkt wird durch den Gesamtumsatz geteilt  Produkte nach %-Anteil in eine Rangfolge ordnen  Kumulierung der %-Anteile o Die Anteile werden dem Gesamtumsatz der Rangfolge entsprechend aufaddiert.  Einteilen der Produkte in A, B und C z.B. 50%, 30%, 20% (unternehmensspezifisch) o A-Produkte erbringen 60%des Gesamtumsatzes, B-Produkteweitere 30%. Die restlichen Produkte sind C-Produkte ➔ Hinweis für Klausur: Mit Erreichen der Grenze zählt das Produkt zur nächsten Kategorie. o Durchführung der ABC-Analyse für Umsatzanteile als auch Gewinnanteile o umfassendere und differenziertere Sicht auf die Bedeutung und Leistung der Produkte o hilft, strategische Entscheidungen zu treffen, die den Gesamtumsatz und die Rentabilität verbessern 102 Lebenszyklusanalyse Definition  systematische Analyse von Produkten über ihren gesamten Lebenszyklus  Dabei soll die Rentabilität des Produkts aus Umsatz-und Gewinnverlauf vorhergesagt werden. Ziel  Rentabilität (profitability) des Produkts aus Umsatz-und Gewinnverlauf vorhersagen  Neue Produkte und Geschäftsfelder gezielt ansteuern Input  Umsatz und Gewinn eines Produkts  Absatz des Produkts in einer Periode Output  Informationen über zukünftige Performance des Produkts  Break Even Point Infrastruktur  Informationen über Produkte und Umsatz  Computer mit Excel oder vergleichbarem Tool Vorgehen  Gewinn & Absatz von Produkt in Diagramm auftragen  Einteilung in Entwicklung, Einführung, Wachstum, Sättigung, Verfall  Produkt zu Betrachtungszeitpunkt in jeweilige Phase einordnen  Break Even Point (kritische Absatzmenge): Gewinn gleich 0 Cashflowanalyse  Cashflow: Saldo, das übrig bleibt bei Gegenüberstellung von Einnahmen & Ausgaben  Tagesscharfe Überprüfung, wieviel Geld in Kasse ist  Steuerungsgröße für operatives Unternehmen (negativ & keine Kredite → bankrott) 103 Portfolioanalyse Definition: Portfolio  Bezeichnet Sammlung von Objekten bestimmten Typs  Sammlung hilfreicher Methoden, Verfahren, Handlungsoptionen Definition: Portfolio-Analyse  Produkte, Projekte, Ressourcen, Wissen, … nach gewählten Kriterien in KOS darstellen  Handlungsempfehlungen ableiten  Methode der strategischen Planung  Ergebnis der Portfolio-Analyse ist einfache Darstellung komplexer Zusammenhänge Ziel  Clusterung von Zusammenhängen anhand von definierten Merkmalen  Erstellen einer Matrix um aus den Zusammenhängen um Cluster zu visualisieren  Übersichtliche Darstellung komplexer Zusammenhänge im Portfolio Input  Definierte Merkmale (Bspw. Marktanteilund Marktattraktivitätder eigenen Produkte)  Zu untersuchender Zusammenhang Output  Überblicküber bspw. die Produkte, in die sinnvollerweise investiert wird  Grafische Darstellungdes Portfolios Vorgehen  Matrix erstellen o Bsp. Boston Consulting Group Portfolio/BCG-Matrix/Vier-Felder-Matrix (festgelegte Merkmale z.B. Marktanteil, Marktwachstum) o McKinsey Portfolio (Strategieportfolio, 9 Felder), …  Produkte nach Parametern einordnen  Portfoliolücken & Ausreißer identifizieren Infrastruktur  Merkmal und deren Zusammenhänge feststellen  Informationen aus einer Marktanalyse  Computer mit Excel oder vergleichbarem Tool  Vorlage für eine Portfolio-Matrix 104  McKinsey Portfolioanalyse Kennzahlen der Marktanalyse Definition: Marktanteil  Wert, den eigenes Absatzvolumen am Marktvolumen hat Definition: Sättigungsgrad  Verhältnis zwischen Marktvolumen & Marktpotential  Sagt aus, wieweit sich Markt noch entwickeln kann, bzw. wie stark Marktpotential ausgeschöpft ist Zielgruppenanalyse Definition  Teilbereich der Marktanalyse  eigenen Kunden und Kundinnen einschätzen  die eigenen Produkte und Leistungen besser auf deren Bedürfnisse und Ansprüche anpassen Ziel  Feststellen, welche Kunden für das Produkt in Frage kommen  Kundenbedürfnisse feststellen  Sicherstellen, dass das Produkt zu den Bedürfnissen der Kunden passt 105 Input  Kundeninformationen (Einkommen, Alter, Geschlecht, Interessen, usw.)  Zielgruppenfaktoren Output  Kundenerwartungen und -bedürfnisse Infrastruktur  Informationen über Produkte und deren Zielgruppe  Informationen aus einer Marktanalyse  Computer mit Excel oder vergleichbarem Tool Vorgehen  Zielgruppenfaktoren festlegen  Bedürfnisse analysieren  Abgleich, ob zu entwickelnde Produkte zu Bedürfnissen passen o Look & Feel (Aussehen, Haptik, Klang, Geruch) o Funktionalität (Bedienung, Features, Wartung) o Qualität (Zuverlässigkeit, Haltbarkeit) o Preis (Anschaffungskosten, Nutzungskosten) Zielgruppenfaktoren lassen sich einteilen in:  Demografisch, Soziologisch, Psychografisch, beobachtbares Kaufverhalten, Physiologisch, Zeit Kundenbedürfnisse lassen sich einteilen in:  Aktuelle Bedürfnisse (heute existent, Betroffenen bekannt)  Latente Bedürfnisse (heute existent, Betroffenen noch nicht bekannt)  Zukünftige Bedürfnisse (noch nicht existent, absehbar) 106 Trend- & Szenarioanalyse Definition: Trends  aktuellen und aufkommenden Muster, Technologien und Methoden  beeinflussen die Art und Weise, wie neue Produktekonzipiert, entwickelt und auf den Markt gebracht werden Definition: Szenarien  mögliche Ausprägungen der Zukunft anhand verschiedener Entwicklungsmöglichkeiten von mehreren vernetzen Schlüsselfaktoren Definition: Prognosen  Vorhersagen über zukünftige Ereignisse oder Zustände, die auf bestehenden Daten und Modellen basieren  Sie versuchen, die wahrscheinlichste Zukunft zu identifizieren Ziel  Zukunftsszenarien und Trends voraussehen, um Produkte zielgerichtet anzubieten  Fehlinvestitionen vermeiden Input  Informationen über die Ausgangssituation  Experten mit Methoden- und Fachwissen Output  Zukünftige Trends  Beschreibung des jetzigen und zukünftigen Zustands der Einflussfaktoren  Sammlung möglicher interner und externer Störereignisse Vorgehen  Gestaltungsfeld über Faktoren identifizieren (Produktzukunft)  Entwicklungsmöglichkeiten der Faktoren prognostizieren  Zukunftsszenarien erstellen Infrastruktur  Hoher personeller und finanzieller Aufwand  Personen mit der Fähigkeit komplex und vernetzt zu denken  Hohe Fach-und Methodenkompetenz der Personen  Unterstützung durch verschiedene Softwarepakete möglich Trendanalyse  Veränderungen gesellschaftlich-sozialer Werte & Strömungen unterschiedlicher Gesellschaftsschichten ermitteln  Aussagen über zukünftige Entwicklungen machen & geeignete Vorschläge für Produktpolitik & Marketingstrategien entwickeln 107 Szenarioanalyse  Konsistente, in sich plausible Entwicklungspfade  2 oder mehrere alternative Szenarien betrachten  Identifizieren von Produktprofil Eigenschaften auf Basis von Szenerien–Wechselwirkungen zur Aktivität „Profile finden Szenario Technik 108 Vorgehen Szenario Technik Methoden der Szenarioentwicklung Methoden der strategischen Potenzialfindung 109 Strategische Produktplanung Nutzung analysieren & gestalten  Identifizieren von potentiellen Kunden und Anwendern sowie deren Bedarfen und potentiellen Nutzen  In körperliche und geistige Einschränkungen einfühlen  Frühzeitig in PEP durchgeführt  Liefert Input für „Profile finden“ in Form von Kunden- & Anwenderbedürfnissen und „Prinzip & Gestalt modellieren“ in Form von Belastungsprofilen Definition: Nutzung analysieren  a priori während der Produktentwicklung: Zukünftiges Nutzerverhalten antizipieren  a posteriori in der Produktgenerationsentwicklung Identifikation von Verbesserungspotentialen Definition: Anwendungsfall  Zeitlich zusammenhängende & zielgerichtete logische Abfolge von Funktionen eines Systems Ziele  Produktnutzung analysieren & aktiv gestalten  Produktlebenszyklus (Kundensicht – Zeitraum Produktnutzungsdauer: Kauf→ Entsorgung)  Produktentwicklung (Anbietersicht – Zeitspanne des Lebenszyklus „Time-in-Market“) Herausforderungen  Bei Beurteilung von Nutzungsverhalten streut Grad der Expertise zwischen den Spezialisten  Störfaktoren (z.B. Markteinfluss) 110 Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Kundenbedarf zu identifizieren:  Ohne direkten Anwender: o Nutzersimulation ▪ Durch Arbeitsabläufe nachvollziehen, Szenarien vorausgedacht werden Nutzungsszenarien simuliert und Anforderungen identifiziert ▪ Hilfsmittel: Checklisten, Klassifikationen, Leitlinie o Artefaktbasiert ▪ Durch die Analyse von Artefakten werden Informationen über das Nutzungsverhalten rekonstruiert ▪ Bsp. Lastenheften, Benutzerhandbüchern, technischen Dokumentationen (ReUse) und von Altgeräten  Mit Anwender: o Befragung ▪ Interview, Expertenrunde, Fragebogen, Tagebuchmethode, On-Site-Customer Technik, … o Beobachtung ▪ Feldstudien, Perspektivwechsel, Apprenticing … o Messtechnik/Kooperation Methoden der Aktivität Nutzersimulation Ziel  Nutzungsszenarien simulieren  Anforderungen an das Produkt identifizieren Input  Versuchspersonen  Bewertungskriterien  Hilfsmittel für das Vorausdenken können Checklisten, Klassifikationen, Leitlinien sein Output  Arbeitsabläufe  Nutzerszenarien Infrastruktur & Werkzeuge  Checklisten  Klassifikationen  Leitlinien Etc. Vorgehen  Beschreibung des Nutzers über die Persona-Methode  Analyse des Arbeitsumfeldes & Körperhaltung Kundenbefragung Ziel  Feedback des Kunden einholen und aktuelle Bedürfnisse ableiten Input  Probanden (Subject)  Gezielte Fragen  Verschiedene Fragentypen (Geschlossene/ offene/…) 111 Output  Kunde als Sensor, der die Situation erfasst und Fehlermeldungen abgibt  Erfassung von subjektiven, anwenderspezifischen Einflussfaktoren und Erfahrungswissen Infrastruktur & Werkzeuge  Netzwerk  Online Tools  Interviewer  Pretests  Bspw. Kano-Methode Vorgehen  Ziele festlegen  Fragen entwickeln  Probanden festlegen  Befragung durchführen  Auswertung Herausforderungen:  Selbstdarstellung (Lügen)  menschliche Unzulänglichkeiten  äußere Umstände (Zeitmangel)  Beantwortungstaktiken Möglichkeiten der Fragenstellung  Geschlossene Fragen (Antwortmöglichkeiten vorgegeben) o Achtung: Bei ungerader Anzahl der Antwortmöglichkeiten ‚Tendenz zur Mitte‘ beachten  Offene Fragen (Antworten nicht vorgegeben) ➔ Kombination beider Typen hilfreich Beobachtung Ziel  Feedback des Kunden einholen und latente Bedürfnisse ableiten Input  Requirement Engineer mit Abstand zur Thematik Output  Erkennen von Fehlern in suboptimalen Prozessen  Identifikation von Risiken  Dokumentation relevanter Abläufe Definition: Requirements Engineer  Schnittstelle zwischen nicht-technischen und technischen Stakeholdern  Verantwortlich für Identifikation, Dokumentation und Validierung der Anforderungen  Arbeitet mit Kunden, Benutzern, Entwicklern und anderen Stakeholdern zusammen  Meistens im Softwarebereich tätig, aber auch im Ingenieurwesen 112 Definition: Latente Bedürfnisse  Nicht erkennbar: Unbewusst oder nicht explizit vom Verbraucher erkannt  Potentiell: Existieren im Hintergrund, können an Bedeutung gewinnen  Schwer zu ermitteln: Schwer zu identifizieren und messen  Innovationspotenzial: Potenzial für Innovationen durch Erkennen und Ansprechen Definition: Aktuelle Bedürfnisse  Erkennbar: Vom Verbraucher bereits erkannt und artikuliert  Dringend: Oft dringender und erfordern sofortige Befriedigung  Leichter zu ermitteln: Leichter zu identifizieren und messen  Wettbewerbsintensiv: da viele Unternehmen Lösungen anbieten Infrastruktur & Werkzeuge  Feldstudien  Perspektivenwechsel (internal/external view, Egoperspektive, 3rd-person view)  Apprenticing (Anlernen oder in die Lehre gehen bei einem erfahrenen Anwender) Vorgehen  Beobachtung & Videodokumentation von Kunde während Produktanwendun  Auswertung hinsichtlich o Akzeptanz o Funktionalität o Ergonomie o Arbeitsumgebung o Anwendungsfehl Messtechnik/Kooperation Ziel  Der Kunde wird als Spezialist eingesetzt, der durch Einbringen seines Know-How eine Innovation erst ermöglicht  Kompetenzen des Kunden mit den eigenen Kompetenzen zusammenführen → Synergieeffekt Input  Zu testende Produktgeneration  Messtechnik zur Erfassung der benötigten Systemparameter Output  Belastungsprofil des Anwenders  Erhalten der relevanten Größen  Objektive Vergleichsgrößen 113 Definition: Synergie  beschreibt das Zusammenwirken verschiedener Kräfte zu einer Gesamtleistung.  Häufig wird erwartet, dass diese Gesamtleistung höher liegt als die Summe der Einzelleistungen Infrastruktur & Werkzeuge  Kunde als Spezialist Vorgehen  Identifikation der Lead User  Auswahl geeigneter Messtechnik  Studien durchführen  Ergebnisse auswerten Abbau analysieren & gestalten  Frühzeitig während Produktentstehung durchgeführt, um Gestaltspezifische Aspekte zu ermitteln (Prinzip & Gestalt modellieren)  Inhalte für Produktprofil definieren (Kunden-/Anwender-/Anbieternutzen) Definition: Abbau analysieren & gestalten  Beschreibt Antizipation der Möglichkeiten von Stilllegung oder Recycling nach Ende der Produktlebensdauer  Schließt Möglichkeiten der Wiederaufbereitung ein  Parallel zu „Prinzip- & Gestalt modellieren“ Ziele  Verbesserung Recyclingfähigkeit  Umweltbelastung reduzieren  Recycling als Gestaltungsziel von Beginn an integrieren Relevante Normen (Methoden)  VDI 2246: Konstruieren instandhaltungsgerechter technischer Erzeugnisse Methodik & Anforderung für Gestaltung  VDI 2243: Recyclingorientierte Produktentwicklung Recyclingfähigkeit von Produkten verbessern  VDI 2343: Recycling elektrischer und elektronischer Geräte Lösung Recyclingaufgaben für Elektronikgeräte  VDI 4431: Kreislaufwirtschaft für produzierende Unternehmen Produkte innerhalb Kreislaufwirtschaft 114 Methoden der Aktivität VDI 2243: Recyclingorientierte Produktentwicklung Recycling-Kaskade Arten der Verwendung  Instantsetzung/Wiederverwendung o Rückführung in selben Kreislauf o Aufarbeitung Produkt für gleichen Nutzen  Aufarbeitung/Weiterverwendung o Rückführung in anderen Kreislauf o Aufbereitung Produkt für anderen Nutzen Arten der Verwertung  Stofflich (Neues Produkt)  Energetisch (Verbrennung) Recyclingaspekte im PEP 115  Checkliste recyclingoptimierte Produktentwicklung  Stoffliche Verwertbarkeit: Recyclingfähige Werkstoffe verwenden  Verwertungskompatibilität: Stoffvielfalt reduzieren, verträgliche Werkstoffe verwenden  Identifizierbarkeit: Kennzeichnung vorsehen  Recyclingkritische Stoffe: Vermeiden bzw. Kennzeichnung und Demontage vorsehen  Schad- und Gefahrstoffe: Vermeiden bzw. Kennzeichnung und Demontage vorsehen  Erkennbarkeit: Eindeutige und sichtbare Kennzeichnung vorsehen  Zugänglichkeit: Demontage ermöglichen  Verbindungsarten: Lösbare, zerstörungsfreie Verbindungen verwenden  Vielfalt der Verbindungen: Möglichst einheitlich und standardisiert  Demontage-Zeit: Akzeptablen Aufwand anpeilen, Modulbauweise anwenden  Recycling-Prozesse: Kompatibilität der Bauteile mit dem Recyclingprozess beachten Second Life Konzept  Erneut verwenden  funktioniert unter der Bedingung, dass genug Kunden für die Batterien vorhanden sind  Wenn hier die Kapazitäten im Vergleich zum First Life nicht annähernd identisch sind, wird es schwierig, das Second Life Konzept zu etablieren Recycling-Kriterien Einführung in Design for X Design for X  Beschreibt den Umstand, dass neben Realisierung der Produktfunktion weiteres Entwicklungsziel „X“ großen Einfluss auf Entwicklung hat Designziele unterscheiden sich durch:  Design to X: Bezogen auf Ziele o Qualität, Kosten, Wissen, Ergonomie, Sicherheit, Industriedesign, Leichtbau, Standardisierung, Werkstoffgerechtigkeit  Design for X: Bezogen auf Teilprozesse und Folgen des PEP o Fertigung, Montage, Instandhaltung, Recycling, Umwelt/Nachhaltigkeit, Fehlerfreiheit 116 Standardisierungsmethoden Megatrends Bsp.:  Demografischer  Wandel  Individualisierung  Digitales Leben Globalisierung  Nachhaltigkeit Urbanisierung Unterschied Megatrends und Konsumtrends  Megatrends: 15 und mehr Jahre, weltweit  Konsumtrends: 5-8 Jahre, spiegeln Konjunkturwellen wider Charakteristika von Megatrends sind:  Globaler universeller Charakter  langfristige Prägung Umwelt & Gesellschaft  Auswirkungen auf Bereiche des menschlichen Lebens (Kultur, Konsum, Technologie, …) Ziel  das Erreichen eines Optimums zwischen Angebotsvielfalt auf Ebene der Endprodukte (äußere Vielfalt) & Baugruppen-/Teilevielfalt innerhalb Produktaufbau (innere Vielfalt). Individualisierung  Verändertes Beziehungsgeflecht  Wenige starke und viele lose Bindungen, Flexibilität  Komplexe Biografien und Identitäten  Vom Massenmarkt zum Mikromarkt  Selbstverwirklichung mit Produkten ➔ führt zu einer erhöhten Variantenvielfalt, die es zu beherrschen gilt Standardisierungsmethoden besitzen fraktalen Charakter (jedes Teil in kleinere Teile zerlegbar). Es gibt 4 Bauweisen:  Baureihenbauweise  Plattformbauweise  Modulare Bauweise  Baukasten Bauweise Baureihenbauweise Definition: Baureihen  Technische Gebilde, die dieselbe Funktion mit der gleichen Lösung in unterschiedlichen Größen bei möglichst gleicher Fertigung erfüllen  Mehrere technische Systeme mit ähnlicher Produktarchitektur (Wirkstruktur + Baustruktur + Relation), die sich unterscheiden durch Ausprägung einzelner Attribute (Skalierung)  Einzelteile (Schrauben, Nieten), Baugruppen (Wälzlager, Kupplungen), Gesamtaggregat (Getriebe) 117   Standardisierungsmethode damit erhebliche Kostenpotentiale gehoben Es gibt 2 Größenstufungen bei der Skalierung:  Arithmetische Stufung (Absoluter Abstand gleich Bsp.: +10mm)  Geometrische Stufung (Relativer Abstand gleich Bsp.: +10%) Dabei ist der Maßstabsfaktor der Stufensprung φ  Zwei Systeme sind ähnlich, wenn das Verhältnis mindestens einer physikalischen Größe zwischen beiden Systemen konstant ist (invariant).  Bewährt hat sich Dezimalgeometrische Normzahlreihe ➔ 1 bis 10 unterteilt in n Stufen, relativer Schritt ist konstant (R5: 5 Stufen → φ = 101/5) Definition: Grundähnlichkeit  Verhältnis mindestens einer physikalischen Größe zwischen beiden Systemen konstant (Bsp. Papierformat) Zur Skalierung werden Ähnlichkeitsgesetze verwendet; Gleiche Fertigungsverfahren sind möglich. Vorteile Nachteile  Individuelle Anpassungen eingeschränkt  Fertigungsaufwand kleiner  Erhöhter Konstruktionsaufwand zur Beginn  Qualitätssicherung einfacher  Lieferfristen kürzer Modulare Bauweise Definition: Modul  Technisches Subsystem lässt sich durch mindestens ein anderes technisches Subsystem ersetzen, sodass Menge aller Funktionen/Attribute des Systems variiert  können erhebliche Kostenpotentiale gehoben werden  Das System kann durch weitere Module ergänzt/erweitert werden  Bsp. Lego Implikation Modul  Sonderfälle dieser Substitution sind Hinzufügen und Weglassen  Module können in einem oder mehreren Produkten zum Einsatz kommen  Zur Steigerung der Kompatibilität der Module sind wenige, standardisierte Schnittstellen  Menge aller Funktionen ist nicht gleichbedeutend mit der Gesamtfunktion Die Substitution von Subsystemen hat immer die Variation mindestens einer Teilfunktion oder eines Attributs des Systems → Variierende Teilfunktion kann zu neuer Gesamtfunktion führen  Austauschbarkeit gewährleisten durch standardisierte Schnittstellen (Energie-, Stoff- & Informationsaustausch, sinnvoll gewählt → C&C2) Vorteile  Kostensenkung durch Losgrößen (Batch sizes)  Auftragsgebundener Konstruktionsaufwand nur  Wartungsfreundlichkeit & - sicherheit für Sonderwünsche 118 Nachteile  Wirtschaftliches Risiko  Konstruktionsaufwand als Vorabinvestition  Baukastensystem ist immer Kompromiss für  Produktänderungen langwieriger Einzelsysteme und nur insgesamt optimierbar Plattformbauweise  Systeme der Plattformbauweise lassen sich immer in eine Plattform und einen Hut unterteilen Definition: Plattform  Menge jener technischen Subsysteme, die in unterschiedlichen technischen Systemen unverändert verwendet werden  Subsysteme nicht zwingend physisch miteinander verbunden, aber oft (Bsp. Schnittstellenträger) Definition: Hut  Umfasst restliche technische Subsysteme, die in unterschiedlichen technischen Systemen die Menge aller Funktionen/Attribute variieren  Gemeinsamkeiten untereinander möglich, nicht zwingend (nur Schnittstelle zu Plattform) Insgesamt werden erhebliche Kostenpotentiale gehoben. Vorteile Nachteile  Identitätsverlust  Flexibilität zwischen Fertigungsstätten  Risiko bei Plattformfehlern  Niedrige Preise Zulieferteile wegen hoher  Vorabaufwand hoch