Konstruktionstechnik WS 2012/13 Leitfaden zur Projektanmeldung Dipl. Ing (FH) Daniel Kelkel Dipl.Ing. (FH) Oliver Müller Prof. Dr.-Ing. Bernd Heidemann Büro 7217 Tel 0681 5867 253 Email heidemann@htw-saarland.de oliver.mueller@htw-saarland.de Begrüßung

Die allgemeine Arbeitsmethodik als Basis unterstützt das Problemlösen geordnet und effektiv. Bewusstes Denken soll angeregt werden. ist branchenunabhängig und ohne fachspezifische Vorkenntnisse auch für „Alltagsprobleme“ einsetzbar zusätzlich stets von Vorteil: Der gesunde Menschenverstand! 1. Ziele definieren Das Gesamtziel festlegen / Ein Ziel setzen! Die Teilziele identifizieren 2. Bedingungen aufzeigen Anfangs- und Randbedingungen klarstellen (Zeitrahmen, Termine, Mitarbeiter) 3. Vorurteile auflösen = Vorfixationen vermeiden/umschiffen = Nicht der erst-besten Lösung blind hinterherlaufen! Lösungssuche breit anlegen, dazu: Gesamtproblem in Teilprobleme zerlegen zu den Teilproblemen stets mehrere Teillösungen suchen und finden Grundlage - die Allgemeine Arbeitsmethodik: 1. Begriffe erklären: Methode, Methodik 2. Dann: Den Kasten mit der Allgemeinen Arbeitsmethodik Wer kauft sich gerade ein Auto/Haus/Urlaub/ will größere Summe Geld ausgeben? (Studenten fragen, erzählen lassen, danach die Methodik) Soll als Referenzprozess genommen werden: 3. Minimalmethodik: nicht die erst-beste Lösung nehmen, wenigstens eine Alternative finden. Begründetes Auswählen = morgen noch wissen, was gestern entschieden wurde. 4. Varianten suchen Teillösungen zu verschiedenen Varianten kombinieren 5. Beurteilen Lösungen und Varianten im Hinblick auf Zielsetzung und Randbedingungen beurteilen, Beurteilung dokumentieren 6. Entscheidungen fällen die jeweils günstigste Lösung/Variante auswählen, Entscheidung dokumentieren

1 Aufgabe klären - Einsicht zur Notwendigkeit Aufgabe klären ist Kommunikation! Deshalb auf Vollständigkeit und Präzision achten und damit vermeiden, dass der Einzelne sich einen eigenen, ganz anderen Kontext sucht! Gedankenspiele: Bestellungen, Absprachen, Termine, Vereinbarungen, Zusagen, Absagen, Verabredungen, ... Das passende Medium: Wann und was mündlich vereinbaren? Wann und was schriftlich festhalten? Aufgabe klären ist Kommunikation: Mit Worten und Begriffen Formen und Medien: Wann schriftlich, wann reicht mündlich? z.B „Bestellungen über Betrag x schriftlich“. Welche Präszision? Falsche Kommunikation, jeder sucht sich „eigenen Kontext“ Präzision: „Organisiere Party für kleinen Kreis“ Begriffe: „klein, groß, wenig, viel, häufig, oft, immer, nie, leise, laut, ein bißchen, ungefähr“ Vorsicht: Wenn Begriff quanitifizierbar sind und wirklich mit Zahlen belegt werden müßten!

1 Aufgabe klären – Systemstruktur Definitionen zum Begriff „System“: „das aus mehreren Teilen zusammengesetzte und gegliederte Ganze“ Wesentlich: Ein System besteht aus Elementen, die alle eine spezifische Funktion haben, funktional miteinander verbunden sind, durch eine Systemgrenze abgegrenzt sind, und Beziehungen zur Umgebung haben. Es muss einen bestimmten Nutzen haben Systemgrenze Beziehung zur Umgebung (Teil-)System (Teil-)System Dazu: Theoretische Grundlagen mit praktischem Nutzen. Nichts ist praktischer als eine gute Theorie! System ist auch eine Modellvorstellung, von den Griechen ausgedacht. Rein Raus Grenze - bildet einen Ausschnitt, begrenzt die Betrachtung (und häufig das Problem) Umgebung - ist immer da! Systemgedanke - auf Prozess und Produkt übertragen - gliedern, zerlegen, ordnen (Teil-)System Umgebung Relation Element

Das „Technische System“ - Systemgliederung von Produkten Der Transfer: Ein Produkt als technisches System betrachten und begreifen: Es besteht aus Elementen mit entsprechenden funktionsrelevanten Verknüpfungen, einer Systemgrenze („Gehäuse“) und Beziehungen nach außen. Ein Produkt ist ein System aus Teilprodukten. Ein Teilprodukt ist ein System aus Baugruppen usw. usw. Ein Einzelteil ist ein System aus Flächen bzw. Teilkörpern. Jedes Einzelteil / Element muss eine Daseinsberechtigung (eine Funktion, d.h. eine Aufgabe innerhalb des Ganzen) haben. Das gilt auch für Flächen und Teilflächen. … (Gesamt-) Produkt Teilprodukt Teilprodukt Relation Baugruppe Baugruppe Hierarchische Gliederung Ein Produkt ist ein System aus Teilprodukten - mit definierten Beziehungen zueinander Ein Bauteil ist ein System aus Flächen - Flächen mit Beziehungen. Flächen müssen Funktion/Daseinsberechtigung haben: Beispiel an der Tafel: Den Zapfen (siehe KPE) gemeinsam entwickeln. Frage: Warum ist eine Getriebewelle / ein Zahnrad als System zu verstehen? Einzelteil Einzelteil Einzelteil Relation Fläche 1 Fläche 2 Fläche 3 Relation

Systemgliederung Automobil Antrieb Motor Einspritzanlage Fahrwerk Kupplung Kühlsystem Wasserpumpe Gehäuse Karosserie Getriebe Schmiersystem Kühler Welle Automobil Elektrik Differential Schläuche Laufrad Innenraum Antriebswellen Beispiel: Systemgliederung eines Automobils: Was könnte man weglassen? Könnte man was weglassen? Beispielprodukte: Welche Teilsysteme (von aussen) werden innen vermutet oder sind identifierbar? Frage: Was ist unter Ablagesystem vorstellbar? ABS Ablagesystem Elemente – Verknüpfungen – Systemgrenze – Beziehungen nach außen… „Jedes Element muss eine Daseinsberechtigung haben.“

1 Aufgabe klären – Anforderungsliste - Beispiel Produkt: Wecker 3000 Projekt: KM WS2012_13 Anforderungen Nr Merkmal (Zahlen-) Wert mit Toleranz Anforderungs- art Verursacher (Name, Datum) Modifikationen N Nutzungsphase N1 Lautstärke beim Klingeln/Wecken 70 db(A) – 5db(A) Der Weckzeit angemessen… MaxFo W Schlaumeier, 1.4.12 FF Lautstärke 70 db(A), 2.4.12 N2 Betriebsenergie, Energiespeicher Gleichstrom 1,5V, 1 Batterie LR6-4BG N3 Betriebsdauer > 1 Jahr ohne Batteriewechsel MinFo N4 Lautstärke Betriebsgeräusch (Ticken) < 20 db(A) N5.1 Weckgeräuschart Glockenspiel N5.2 Glockenspiel wie im Saarbrücker Rathaus FF, wie im Saarbrücker Schloss Format zur Orientierung und Anregung. Tabelle mit Merkmal+Wert-Schreibweise hat den Vorteil, die Informationen mit wenig Daten zu transportieren. Hier stehen Übersicht, Kürze und Prägnanz im Vordergrund. Lange Prosatexte will niemand lesen (und schreiben!) Es kann nix schaden, Anforderungslisten (Pflichtenhefte) vom Kunden unterschreiben zu lassen. Damit wird ein gemeinsam anerkanntes Entwicklungsziel dokumentiert. Und der Kunde hat zu überlegen, ob das eine oder andere Ziel evt. zu hoch/unrealistisch oder zu niedrig angesetzt ist. Kunde/Auftraggeber ist zudem gezwungen, sich mit dem Entwicklungsziel auseinander zu setzen. Erfahrung: Anforderungsliste war im Schott-PEM-Projekt die Grundlage für eine Abnahme. Ein Konstrukteur hatte Entwurf und Ausarbeitung übernommen und die Projektgruppe hatte das Konzept entwickelt. Die Konstruktion versagte: Er hat „Erfahrung“ aus dem kalten Maschinenbau in die mit hohen Temperaturen belastete Maschine verwendet. Den Konstrukteur gibt es nicht mehr...

1 Aufgabe klären - Anforderungsarten u. ihre Bedeutung beim Entscheiden Anforderungen beschreiben Zielvorgaben und sind ein Maßstab, mit dem Lösungen gemessen werden (siehe Auswählen und Bewerten): Verstöße gegen eine Festforderung führen zwingend zum Ausschluss einer Lösung, eine Lösung ist dann im Sinne der Aufgabe nicht geeignet. (Auswählen, Eignungsprüfung, eindeutige Ja- / Nein-Entscheidung mit einem K.o.-Kriterium) Anforderungen Forderungen (muss) Wünsche W Festforderung FF Bereichsforderung genau 70 db (A) Ausblick auf das Bewerten bzw. Beurteilen anhand der Zielsetzungen: „Güte“ ist abhängig von der Zielvorstellung. FF 70: alle ungeeignet. 70-75: 72, 74 >= 70: 72, 74, 80 <= 70: 65, 69 Intervallforderung IntFo Mindestforderung MinFo Maximalforderung MaxFo zwischen 70 und 75 db (A) ≥ 70 db (A) ≤ 70 db (A) 65 db (A) 69 db (A) 72 db (A) 74 db (A) 80 db (A)

1 Aufgabe klären - Anforderungsarten u. ihre Bedeutung beim Entscheiden Anforderungen beschreiben Zielvorgaben und sind ein Maßstab, mit dem Lösungen gemessen werden (siehe Auswählen und Bewerten): Bereichsforderungen beschreiben „verbotene“ und „erlaubte“ Bereiche. Lösungen im „verbotenen Bereich sind nicht geeignet. Bei Lösungen im „erlaubten Bereich“ ist zu diskutieren, wie weit sie vom Grenzwert entfernt liegt, wie „gut“ sie also noch die Anforderung erfüllt. Anforderungen Forderungen (muss) Wünsche W Festforderung FF Bereichsforderung genau 70 db (A) Ausblick auf das Bewerten bzw. Beurteilen anhand der Zielsetzungen: „Güte“ ist abhängig von der Zielvorstellung. FF 70: alle ungeeignet. 70-75: 72, 74 >= 70: 72, 74, 80 <= 70: 65, 69 Intervallforderung IntFo Mindestforderung MinFo Maximalforderung MaxFo zwischen 70 und 75 db (A) ≥ 70 db (A) ≤ 70 db (A) 65 db (A) 69 db (A) 72 db (A) 74 db (A) 80 db (A)

1 Aufgabe klären - Anforderungsarten u. ihre Bedeutung beim Entscheiden Anforderungen beschreiben Zielvorgaben und sind ein Maßstab, mit dem Lösungen gemessen werden (siehe Auswählen und Bewerten): Wünsche werden erst dann erfüllt, wenn die Forderungen abgedeckt sind. Der Wunscherfüllungsgrad der einzelnen Lösungen kann daher zum Feststellen der Güte verwendet werden. Anforderungen Forderungen (muss) Wünsche W Festforderung FF Bereichsforderung genau 70 db (A) Ausblick auf das Bewerten bzw. Beurteilen anhand der Zielsetzungen: „Güte“ ist abhängig von der Zielvorstellung. FF 70: alle ungeeignet. 70-75: 72, 74 >= 70: 72, 74, 80 <= 70: 65, 69 Intervallforderung IntFo Mindestforderung MinFo Maximalforderung MaxFo zwischen 70 und 75 db (A) ≥ 70 db (A) ≤ 70 db (A) 65 db (A) 69 db (A) 72 db (A) 74 db (A) 80 db (A)

1 Aufgabe klären - Herkunft von Anforderungen - Checkliste Produktlebenslauf Anforderungen aus prozessrelevanten Produkteigenschaften ableiten. Lebenslauf als Checkliste nutzen: Reizworte zum Anregen der Gedanken. Man beachte Einschränkungen beim Vorschreiben von Norm- und Zulieferteilen. Vorschriften können Spezifikationen für Zulieferer sein. Anforderungslisten aus früheren Projekten als Checkliste nutzen, aber Vorsicht vor zuviel Carry-over! Grundgedanken: Die Phasen im Produktleben erfordern spezifische Produkteigenschaften. Die Anforderungen ergeben sich aus den Prozessen im Produktleben. Vorgehen: Die Suchbegriffe in der Checkliste durchmustern, auf die jeweilige Aufgabe übertragen und anpassen. früher erstellte Anforderungslisten gegebenenfalls als Checkliste nutzen.