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Zusammenfassung Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion (GPK)
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Zusammenfassung Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion (GPK)
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Konkretisierungsprozesse- Verlauf von abstrakten Formulierungen und Darstellungen hin zu konkreten Objekten
1. Konstruktionsaufgabe: Aufgabe präzisieren
2. Anforderungen: Zerlegen in/ Auffinden von Teilaufgaben und ihrer Struktur
3. Teilaufgaben: Auffinden physikalischer realisierbarer Lösungen
4. prinzipielle Lösungen: Zusammenfassen der prinzipiellen Teillösungen unter
Wahrung der Verträglichkeiten
5. prinzipielle Gesamtlösung
6. detaillierte Gesamtlösung: Gestalten der Lösungselemente nach Gesichtspunkten
der Festigkeit, Kinematik, Fertigungs- und Montagetechnik sowie Ergonomie
- Berücksichtigung von Anforderungen und Verträglichkeiten
Methodische Produktentwicklung
Informationsgehalt potentieller Produkte
- Zielsetzung: Erweiterung und Absicherung von Lösungsideen
- Betrachtung sämtlicher Lösungsmöglichkeiten und mögliche Anforderungen
- Material: funktionelle, fertigungstechnische oder vertriebliche Informationen
Informationsgehalt realer Produkte
- Dokumentation für Einkauf, Fertigung, Verkauf und Installation
- z.B. Stückliste, CAD Modell, Normen, Pläne etc.
Abgrenzung der Konstruktionstätigkeit
Naturwissenschaftliche Methode
- aus Beobachtungen der vergangenheit und Gegenwart → Voraussetzungen für die
Zukunft treffen
2
- Fallzeiten: ⃤ t , s ∝ ⃤ t
- Hypothese: s = a * t2
- Überprüfung durch Messreihen und gegebenenfalls Korrektur
- Hypothese bestätigt → Überprüfung → ggf. Verallgemeinerung
↳ sonst Hypothese nur in einem abgeschlossenen Gebiet gültig
Hauptelement: Analyse
, 1. Naturbetrachtung
↓
2. Erkennen von Invarianten
↓
3. Aufstellen von Hypothesen
↓
4. Verdichtung zu axiomatischen empirisch prüfbaren Satz
Systemen
↓
5. Überprüfung, Logik und Experiment
↓ ↓
erfolgreich nicht erfolgreich
ja ↓ ↓
(zurück zu 1 oder 3) Verallgemeinerung Korrektur
← (zurück zu 1 oder 3)
↓
nein: Abgeschlossenes Gebiet
Erkenntnistheorie des Konstruierens
- grundsätzlicher Unterschied zwischen Erkenntnisgewinnung in Naturwisschenschaft
und der Konstruktionstätigkeit
- Hauptelement: Realisierung eines realen Objekts
- verbale Beschreibung (Aufgabe)
→ Erarbeitung von Informationen (Lösungsideen)
→ Konkretisierung und Zusammenführung zu einer Lösung (Synthese)
, Naturwissenschaft Wirklichkeit Konstruktion
↙ ↖
Analyse Synthese
↓ ↑
Abstraktion Konkretisierung
(Informationsverlust) Intuition (Informationszuwachs)
↓ ↑
Hypothese Lösungsideen
↓ ↑
formale Beschreibung verbale Beschreibung
(Theorie)
Formalisierungen
- Formalisierungen zur Beschreibung und Abbildung der realität, zum Erkennen von
Zusammenhängen und Nutzung allgemeingültiger Mathematik und Logik
Ursprungszustand → Blackbox → Zielzustände
(Eingang) (Ausgang)
Umstände ↑ ↓ Nebenwirkungen
(Randbedingungen)
- Modell: 1. Formalisierungsschritt (Konstruktion, verbale Beschreibung)
Vergleich von Naturwissenschaft, Kunst und Konstruktion
- Naturwissenschaft (Erkenntnis, Wahrheit): Hypothesen erstellen, Theorien
entwickeln, empirische Überprüfungen, logische Überprüfungen
- Kunst (Schönheit, Aussage, Gefühle vermitteln): Studien, Kompositionen,
Verbessern, Gesamteindruck
- Konstruktion (Nutzen, direkte Lebensbewältigung): Aufgaben klären,
Lösungsvarianten finden, variieren, kombinieren, bewerten
- Kunst und Naturwissenschaft: Beobachten, Experimentieren, Formulieren
- Kunst und Konstruktion: Skizzieren, Gestalten, Kreativität
- Konstruktion und Naturwissenschaft: Analysieren, Abstrahieren, Rechnen
- Naturwissenschaft, Kunst und Konstruktion
→ Intuitives Finden, Testen, Invarianten erkennen, Beurteilen
, Konstruktionsprozess in der Praxis
- Richtlinie VDI 2221
- Konstruieren: Gesamtheit aller Tätigkeiten, die ausgehend von einer
Aufgabenstellung für ein zu realisierendes technisches System, die für dessen
Herstellung und Nutzung notwendigen Informationen erarbeitet und dokumentiert
Konstruieren im Ablauf der Produktentstehung
- Produktentstehung: gesamter Verlauf von der Erkennung eines Bedarfs bis zu der
Erstellung von Angeboten
-Latenter Bedarf
Markt -neuer Bedarf oder
unzureichendes altes Gesellschaftliches
Produkt und physikalisches
technologisches
↓ Marktforschung Umfeld
Erkannter Bedarf ↱
↓ Produktplanung beeinflusst
Produktidee den Markt,
Konstruktion, -neue Werkstoffe
↓ Konstruktion -neu entdeckte
Produktion
Konstruktionsaufgabe und Entwicklung physikalische
etc.
Effekte
↓ -neuartige
Lösung: Herstell- und ↳
Fertigungsverfahren
Nutzungsangaben
↓ Produktion
gefertigtes Produkt
↓ Verkauf
Angebot
(beeinflusst wieder den
Markt)
- Market-Pull-Situation: Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch Bedürfnisse des
Marktes induziert
z.B. durch Kundenbefragungen
- Technological-Push-Entwicklung: Erforschung neuer z.B multifunktionaler Werkstoffe
→ Realisierung bisher nicht bekannter technischer Lösungen
↳ Ausgangspunkt der Entwicklungsarbeit
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