VL 02: Entwicklungsmethodiken Flashcards
Abb. Der Produktentstehungsprozess
(Hersteller) Produktentstehung - Planung - Entwicklung (Konstruktion, Erprobung) - Arbeitsvorbereitung Produktherstellung - Operative Produktion
(Reales Produkt)
(Kunden)
Realer Produktlebenslauf
- Nutzung
- Entsorgung und Recycling
Welche Prozesse begleiten den Produktentstehungsprozess?
Begleitprozesse
- Marketing
- Einkauf/Beschaffung
- Vertrieb
Welche Wertschöpfungsprozesse eines Unternehmens werden unter Produktentstehung zusammengefasst?
Alle digitalen Wertschöpfungsprozesse
Nenne die direkten Tätigkeiten im Produktentstehungsprozess.
- Entwerfen
- Modellieren
- Berechnen
- Simulieren
- Änderungen durchführen
- Stücklisten erstellen
- Prozesse planen und entwickeln
Nenne die indirekten Tätigkeiten im Produktentstehungsprozess.
- Nachdenken, analysieren und beurteilen
- Informationen beschaffen
- Im Team interagieren
- Kommunizieren und präsentieren
- Dokumentieren
- Archivieren
Was beschreibt die Produktentstehung?
Produktentstehung bezeichnet den Vorgang, den eine Idee bis zu einem “fertigen” Produkt durchläuft.
Wahr oder falsch?
Die Produktentstehung muss nicht das Produkt und dessen Produktion, Distribution, Nutzung und Entsorgung/Rückführung berücksichtigen (z.B. Fertigungsplanung, Montage, Wiederaufarbeitung).
Falsch!
Die Produktentstehung muss das Produkt und dessen Produktion, Distribution, Nutzung und Entsorgung/Rückführung berücksichtigen (z.B. Fertigungsplanung, Montage, Wiederaufarbeitung).
Wahr oder falsch?
Die Produktentstehung stellt eine Phase des Produktlebenszyklus dar.
Wahr!
Was liegt am Ende der Produktentstehung vor?
Vollständige Produktdefinition
- Produktstruktur
- Stückliste
- Dokumentation
- Konfiguration
Wahr oder falsch?
Nach der Produktentstehung sind alle fertigungsrelevanten Aspekte festgelegt die funktionale Überprüfung des Produktes ist abgeschlossen.
Wahr!
Nenne die Anforderungen an eine Entwicklungsmethodik.
Anforderungen: Wie kann man das erreichen?
- Unterstützung problemorientierten Vorgehens
- Branchenunabhängigkeit
- Interdisziplinär / Interkulturell
- Intuitionsfördernd
- Lehr- und erlernbar
- Nachvollziehbarkeit der Lösungen
Nenne die Ziele einer Entwicklungsmethodik.
Zielsetzungen: Was soll sie leisten?
- Einsparung von Zeit und Kosten
- Erleichterung der Arbeit
- Erhöhung der Qualität und des Innovationsgrades
- Vermeidung von Fehlern
- Unterstützung der Nachhaltigkeit
- Verstärkung der Motivation
Beschreibe das grundsätzliche Vorgehen beim Bearbeiten von Ingenieursaufgaben.
(Theorie)
- Aufgaben formulieren und analysieren
- Theoretisches Modell aufstellen, einsetzen
- Methoden, Daten, Hilfsmittel anwenden
- Theoretische Lösung (Digitale 3D Modelle, Zeichnungen, Stücklisten, Dokumentation)
- Ergebnis
(Verifikation)
- Überprüfung der Ergebnisse
- Realisierung digital oder physisch
vgl. Folie 11
Beschreibe das Stage-Gate-Modell.
- Prozessmodell für Innovations- und Produktentwicklung
- Neue Produktideen werden bis zur Serienreife an Gates geprüft (z.B. mit unternehmensspezifischen Checklisten)
- Unterteilung des Prozesses in „Stages“ und „Gates“
- Sequentielle Betrachtungsweise, Iterationen sind nicht explizit vorgesehen
Beschreibe die Ideenselektion im Stage Gate Prozess.
- Kill Gates = Quality Gates sollen sicherstellen, dass nur erfolgsversprechende Projekte weiterverfolgt werden
- Bewertung der Projekte anhand strenger Kriterien (z.B. durch Scorecards)
- Kill or Go Entscheidungen dienen zum effektiven Priorisieren (frühe Elimination unprofitabler Projekte)
- Schnelllebige Konsumgüter profitieren von einer derartigen Vorgehensweise, da keine großen Technologiesprünge oder - integrationen angedacht sind
Abb. Integrierte Produktentwicklung
vgl. Folie 15
Abb. Das V-Modell
vgl. Folie 16
Anforderungen Systementwurf Entwurf Domänenspezifischer Entwurf (Maschinenbau, Elektrotechnik, Informationstechnik) Modellbildung- und Analyse Serienentwicklung in den verschiedenen Disziplinen Integration Systemintegration Test Produkt
+ Eigenschaftsabsicherung (Verifikation und Validierung)
Wahr oder falsch?
Das V-Modell wurde ursprünglich 1986 vom Bundesverteidigungsministerium entwickelt, um Softwareentwicklung zu standardisieren und finanziell zu kontrollieren.
Wahr!
Beschreibe die Vorgehensweise nach VDI Richtlinie 2221.
- Klären und präzisieren der Aufgabenstellung
(Zusammenstellen aller Forderungen und Wünsche und Formulieren einer Anforderungsliste) - Ermitteln von Funktionen und deren Strukturen
(Lösungsneutrale Beschreibung der wesentlichen Anforderungen und deren Zusammenhänge in Form von Funktionen und Funktionsstruktur) - Suchen nach Lösungsprinzipien und deren Strukturen.
(Prinziplösungen für Teilfunktionen werden miteinander kombiniert und stellen ein Konzept bzw. eine prinzipielle Lösung dar) - Gliedern in realisierbare Module
(Aufteilung des gesamten Systems in kleinere Einheiten (Module), die sich leicht im Gesamtsystem austauschen lassen) - Gestalten der maßgebenden Module
(Gestalten der einzelnen maßgebenden Module führt zu Vorentwürfen, Bauteile und Baugruppen sind erkennbar) - Gestalten des gesamten Produkts.
(Entwerfen des gesamten Produktes unter Berücksichtigung der Vorentwürfe) - Ausarbeiten der Ausführungs - und Nutzungsangaben
(Produktdokumentation mit Zeichnungen, Stücklisten und technischen Beschreibungen)
–> Weitere Realisationen
Was erhält man am Ende jeder Phase der VDI Richtlinie 2221?
- Klären und präzisieren der Aufgabenstellung
(Anforderungsliste) - Ermitteln von Funktionen und deren Strukturen
(Funktionsstrukturen) - Suchen nach Lösungsprinzipien und deren Strukturen.
(Prinzipielle Lösungen) - Gliedern in realisierbare Module
(Modulare Strukturen) - Gestalten der maßgebenden Module
(Vorentwürfe) - Gestalten des gesamten Produkts.
(Gesamtentwurf) - Ausarbeiten der Ausführungs - und Nutzungsangaben
(Produktdokumentation)
–> Weitere Realisationen
Beschreibe die Methodik TRIZ.
- TRIZ (russisches Akronym) „Theorie des erfinderischen Problemlösens“
- Erfolgreiches Problemlösen erfolgt durch das Auflösen von technischen und physikalischen
Widersprüchen - Erfolgreiche technische Lösungen basieren auf allgemeingültigen Lösungsprinzipien
- Technische Entwicklungen folgen langfristig grundlegenden Evolutionsprinzipien
- Beinhaltet verschiedene Methoden zur Unterstützung der Problemanalyse und der Lösungsfindung
Beschreibe den Lösungsprozess der Methodik TRIZ.
- Lösungsprozess: Spezisches Problem - Abstraktes Problem (Widerspruch) - Abstrakte Lösung (Lösungsprinzip) - Spezifische Lösung
vgl. Folie 20
Nenne zwei Methoden aus TRIZ zur Unterstützung der Problemanalyse und Lösungsfindung?
Widerspruchsmatrix
(bestehend aus 39 technischen Parametern)
40 Innovative Grundprinzipien
(zur Auflösung der Widersprüche)
Nenne und erkläre die Axiome des Axiomatic Designs.
- Das Unabhängigkeitsaxiom:
Erhaltung der Unabhängigkeit funktionaler Anforderungen (Störung eines Konstruktionsparameters wirkt nur auf die zugehörige Funktion) - Das Informationsaxiom:
Minimierung des Informationsgehalts einer Konstruktion
(geringe Komplexität der Konstruktion)
Was versteht man unter Six Sigma?
- Eine umfassende Methode, die zu einem nahezu fehlerfreien Prozessablauf führen soll.
- Zentrale Ziele: Qualitätsverbesserung und Kosteneinsparung
- Sigma ist die Standardabweichung
Welche Six Sigma Methodiken kennst du?
DMAICR (Find and Fix)
DCOV (Failure Mode Avoidance)
Was versteht man unter der Methode DMAICR (Find and Fix) aus Six Sigma?
Variabilität und Ausschuss Senkung von existierenden Prozessen von Produkten und Services.
1) Define
2) Measure
3) Analyze
4) Improve
5) Control
6) Replicate
Was versteht man unter der Methode DCOV (Failure Mode Avoidance) aus Six Sigma?
Vermeidung von Fehlermöglichkeiten in existierenden oder neuen Prozessen für Produkte und Services um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen oder zu übersteigen.
New Design
Design Change
1) Define
2) Characterize
3) Optimize
4) Verify
Was versteht man unter der RFLP-Methode?
Durchgängiger, verknüpfter Ansatz des Modellbasierten Systems Engineering
Requirement - Anforderungsmodell
(Welche Anforderungen werden an das System gestellt?)
Functional - Funktionsmodell
(Was tut das System?)
Logical - Logisches Modell
(Wie ist das System aufgebaut/welche Bestandteile enthält es?)
Physical - Physisches Modell
(Eine konkrete Lösung des Systems - der domänenspezifische Entwurf)
In wiefern überscheidet sich das RFLP Modell mit dem V-Modell?
(RFLP Modell - V Modell)
Anforderungsmodell - Anforderungen
Funktionsmodell - Systementwurf
Logisches Modell - Systementwurf
Physikalisches Modell - Domänenspezischer Entwurf
Abb. Gegenüberstellung Kostenbeurteilung und -beeinflussung
Simultaneous Engineering
vgl. Folie 33
Was versteht man unter Simultaneous Engineering?
Simultaneous Engineering bezeichnet eine Methode zur Produktentwicklung und charakterisiert im Wesentlichen die Parallelisierung von Arbeitsabläufen sowie die Integration aller am Wertschöpfungsprozess beteiligten Fachbereiche.
Mitunter wird hierunter auch verstanden, dass mehrere Teams gleichzeitig und kooperierend in ein und demselben Vorhaben an unterschiedlichen Arbeitsschwerpunkten tätig sind.
Wahr oder falsch?
Im Simultaneous Engineering führt eine Parallelisierung von Prozessen zu einer Verkürzung der Projektlaufzeiten.
Wahr!
Was sind die Ziele von Simultaneous Engineering?
- Frühes Erkennen und Beseitigen von Problemen
- Reduzieren von Entwicklungszeiten und der Time-to-Market
- Erhöhung von Produkt- und Prozessqualität
- Reduzieren der Entwicklungs- und Fertigungskosten
- Reduzieren von Produktionszeiten und -fehlern
Simultaneous Engineering - Zielprioritäten
Das primäre Ziel der Optimierung bei der Parallelisierung der Produktentwicklung muss zunächst bewusst vereinbart werden:
- möglichst zügige Komplettierung der jeweiligen Produktsysteme
oder
- möglichst gute Verträglichkeit der jeweiligen
Produktsysteme zueinander
Beschreibe die Ausrichtung von Simultaneous Engineering im Unternehmen.
- Sicherung der bereits getätigten Fertigungs- und LCM- Investitionen bei der Neugestaltung der Produkte der nächsten Generation
- Bedarfsgerechte Informationsbereitstellung für die verschiedenen Entwicklungspartner (intern, extern, regional, global)
- Frühzeitige digitale Absicherung der Funktion und der Fertigbarkeit gemäß Entwicklungsfortschritt (Kostenreduzierungen, Erhöhung der Qualität, …)
Nenne die Vorteile von Computer Aided Design (CAD).
- Reduzierung des Aufwandes bei der Ausführung sich wiederholender Vorgänge
- Vereinfachung der Optimierung von Konstruktionslösungen durch rasche Entwicklung von
Lösungsalternativen - Reduzierung von Fehlern, z.B. auch bei der Weiterverwendung von Zeichnungsdaten
- Anwendung von Methoden (FEM, MKS etc.), die manuell praktisch nicht einsetzbar sind
- Verwendung von Normteilbibliotheken
Nenne die Nachteile von Computer Aided Design (CAD).
- Hoher Aufwand bei komplizierten Geometrien
- Grenzen der Darstellbarkeit
- Hoher Investitionsaufwand
- Zeitintensive Lern- bzw. Einführungsphase
Wahr oder falsch?
Die Produktentstehung umfasst die Produktplanung, die Produktentwicklung und die Arbeitsvorbereitung der Produktion bis zum Produktionsanlauf (SOP).
Wahr!
Worum handelt es sich?
Ausgehend von dem zunächst ganz abstrakten Modell eines Systems mit Eingangs- und Ausgangsgrößen, einer Systemumgebung und einem zunächst unbekannten Innenleben wird versucht, ein grundlegendes Verständnis aller inneren und äußeren Wirkzusammenhänge des betrachteten Problems zu erarbeiten.
Systems Engineering
Entwicklungsmethodiken und IT-Unterstützung
Wahr oder falsch?
Heutige Methoden sind ausreichend in den informationstechnischen Entwicklungsprozess integriert bzw. darauf anwendbar.
Falsch!
Heutige Methoden sind nur unzureichend in den informationstechnischen Entwicklungsprozess integriert bzw. darauf anwendbar.
Worum geht es?
Analog zum Vorgehen in Mathematik und klassischer Mechanik versucht die Entwicklungsmethodik auf der Grundlage eines Systems von Axiomen aufzubauen.
Axiomatic Design
Worum geht es?
Unterstützt durch die verschiedenen Methoden von “…” wird auf abstrakter Ebene nach einer Lösung für eine konkrete technische Problemstellung gesucht.
“TRIZ”
Worum geht es?
Zusammenfassung einer Vielzahl von methodischen Ansätzen in den 70er Jahren im deutschen Sprachraum in den VDI-Richtlinien VDI 2221 und VDI 2222 zu einem weithin anerkannten „Methodenkanon“. (vgl. Konstruktionstechnik von Pahl und Beitz).
Klassische Konstruktionsmethodik
Worum geht es?
Systematisches Vorgehen zur Prozessverbesserung, indem jeder Geschäftsprozess als eine mathematische Funktion beschrieben wird.
Six Sigma
Die “…” umfasst die Produktplanung, die Produktentwicklung und die Arbeitsvorbereitung der Produktion bis zum Produktionsanlauf (SOP).
“Produktentstehung”
