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2014 | Buch

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Integrated Design Engineering

Ein interdisziplinäres Modell für die ganzheitliche Produktentwicklung

herausgegeben von: Sándor Vajna

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Das vorliegende Buch beschreibt das Integrated Design Engineering (IDE). Dies ist die Weiterentwicklung der Integrierten Produktentwicklung (IPE) zu einem interdisziplinären Modell für eine ganzheitliche Produktentwicklung. Das IDE steht für den systematischen Einsatz von integrierten, interdisziplinären, ganzheitlichen und rechnerunterstützten Strategien, Methoden und Werkzeugen bei der Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen. Berücksichtigt wird dabei der gesamte Lebenszyklus des Produkts.

Das Werk erläutert die Grundlagen und den praktischen Einsatz des IDE, das sich in zahlreichen Industrieprojekten der beteiligten Autoren bereits als praxistauglich erwiesen hat.

Es ist modular aufgebaut, so dass jedes Kapitel unabhängig gelesen werden kann.

Das Buch eignet sich für

• Studierende der Ingenieurwissenschaften, des Industriedesigns, der Wirtschaftswissenschaften, der Informatik und den sich hieraus ergebenden Brückenstudiengängen wie Sporttechniker oder Wirtschaftsingenieure.

• Produktentwickler und Führungskräfte aus der Praxis.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Grundlagen

Frontmatter

1. Modelle und Vorgehensweisen der Integrierten Produktentwicklung

Zusammenfassung

Die Integrierte Produktentwicklung (IPE) umfasst alle Schritte von der Ideenfindung beziehungsweise Erfassung des Marktbedürfnisses bis zur Fertigungsfreigabe eines Produktes oder der Markteinführung einer Dienstleistung. Sie ist einer der bekanntesten Integrationsansätze zur Unterstützung der Produktentwicklung, die nicht auf bestimmte Branchen beschränkt ist. Sie entstand aus der Notwendigkeit, alle an der Entstehung eines Produkts beteiligten Bereiche (vom Marketing bis zum Vertrieb) über geeignete Maßnahmen in die Produktentwicklung zu integrieren, arbeitsteilige Organisationsformen zu überwinden und den Blick über die Lösung technischer Probleme hinaus auch auf die dazugehörenden Abläufe zu richten. Sie fokussiert sich dabei auf die Ziele Verkürzung der Zeit von der Erfassung der Bedürfnisse von Kunden und Markt bis zur Fertigungsfreigabe des Produkts, bestmögliche Erfüllung der Anforderungen, Reduktion der Entwicklungskosten des Produkts sowie die fühlbare Verbesserung von Produkt- und Prozessqualität.

Sándor Vajna, Carsten Burchardt

2. Grundlagen des Integrated Design Engineering

Zusammenfassung

Das Integrated Design Engineering (IDE) baut auf der Philosophie der Integrierten Produktentwicklung (IPE) auf und konzentriert diese in den drei Axiomen Humanzentrierung, Integration und Interdisziplinarität. Im IDE steht der Mensch im Mittelpunkt, weil nur er Wissen erzeugen und anwenden kann und damit den gesamten Prozess des IDE gestaltet und regelt. Das IDE orientiert sich am Produktlebenszyklus, behandelt Produkte in einer generalisierten Form, beschreibt Verhalten und Leistungsfähigkeit dieser Produkte über elf gleichwertige, aber nicht gleichartige Attribute und es berücksichtigt die Belange einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Produktentwicklung.

Karoline Jackstien, Sándor Vajna

3. Attribute im IDE

Zusammenfassung

Im IDE werden Merkmale, Eigenschaften, Kennzeichen und Wesensarten eines Produkts mit insgesamt elf Attributen beschrieben, die in jedem Produkt immer und während des gesamten Produktlebenszyklus vorhanden sind. Attribute beschreiben prinzipiell das Verhalten eines Produkts als Ergebnis ihrer jeweiligen Ausprägungen und ihres Zusammenwirkens. Alle Attribute sind gleichwertig und haben alle die gleiche Bedeutung, Wichtigkeit und Wertigkeit, sind aber nicht gleichartig, da es für die Realisierung einer Anforderung immer mehrere gleichwertige Möglichkeiten gibt. Eine Priorisierung von Attributen, wie es in eher herkömmlichen Vorgehensweisen der Produktentwicklung der Fall ist, gibt es im IDE nicht. Kein Attribut ist einem einem anderen untergeordnet, sondern alle Attribute unterstützen sich gegenseitig in symbiotischer Weise, um die unter den aktuellen Gegebenheiten bestmögliche Lösung zu schaffen.

Sándor Vajna, Karoline Jackstien, Thomas Gatzky

Kennzeichen

Frontmatter

4. Industriedesign

Zusammenfassung

Das Produktdesign gibt den Dingen Kultur, Identität und Ausstrahlung. Es ist immer Ausdruck von Wertvorstellungen der Zeit, in der es entsteht. Dabei ist der Mensch der Maßstab gestalterischen Handels, nicht die Technik. Durch das Produktdesign werden Produktanforderungen wie Sinnlichkeit und Sinnhaftigkeit entwickelt, denn der Mensch in seiner Rolle als Käufer, Eigentümer und Nutzer erwartet Produkteigenschaften, die seinen individuellen Vorstellungen und Möglichkeiten entsprechen.

Thomas Gatzky

5. Produktergonomie

Zusammenfassung

Im Zusammenhang mit der Handhabung von Produkten und speziell bei der Schnittstelle zwischen Nutzer und Produkt beschreibt die Ergonomie im wesentlichen die Arbeitsbedingungen am und mit dem Produkt, die so zu gestalten sind, dass der Nutzer dabei möglichst wenig ermüdet oder geschädigt wird. Verbunden damit ist das Einbeziehen von physiologischen und psychologisch-kognitiven Leistungsmöglichkeiten und -grenzen des arbeitenden Menschen, um die sichere Handhabbarkeit von Produkten jederzeit zu gewährleisten.

Stefan Graichen, Tobias Heine, Barbara Deml

6. Werkstoffe

Zusammenfassung

Für die Realisierung des in der Produktentwicklung entstandenen Produkts in der Fertigung steht heutzutage eine Vielzahl moderner Werkstoffe zur Verfügung. Ein Werkstoff ist ein Stoff, der mit der Absicht einer technischen Verwendung hergestellt wird. Werkstoffe sind feste Stoffe und grenzen sich von flüssigen Stoffen wie beispielsweise Treibstoffen und Schmierstoffen ab. Eine Einteilung der Werkstoffe in verschiedene Gruppen kann auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise nach dem Einsatzgebiet, der Art der chemischen Bindung oder dem inneren Aufbau.

Michael Scheffler, Thorsten Halle, Manja Krüger, Andreas Heyn

7. Fertigungstechniken

Zusammenfassung

In der Produktion erfolgt die Materialisierung (Herstellung, Montage, Prüfung) des in der Produktentwicklung entstandenen Produkts anhand seiner Dokumente zur Herstellung, Nutzung und Verwertung. Die Produktion besteht aus der Fertigungssteuerung, der Materialwirtschaft, der Fertigung, der Logistik und dem Versand Sobald die Produktfreigabe erfolgt ist, führt die Fertigung auf Basis der Dokumente aus der Produktentwicklung alle Maßnahmen zur Erzeugung des Produkts durch. Dafür kommen unterschiedlichste Werkzeuge, Techniken und Verfahren zum Einsatz, die aufgrund der stetigen Weiterentwicklung der Grundbedürfnisse des Menschen laufend weiterentwickelt werden.

Bernhard Karpuschewski, Sven Jüttner, Rüdiger Bähr, Ingolf Behm, Stefan Scharf

8. Nachhaltigkeit

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird Nachhaltigkeit, gerade vor dem Hintergrund der Globalisierung, weit gefasst sowie ganzheitlich und in voller Allgemeinheit betrachtet. Man stellt dabei fest, dass Nachhaltigkeit hochkomplex, multidimensional und inhaltlich anspruchsvoll ist. Vielfältige Interdependenzen der damit verbundenen Themen sind in einem komplexen Netzwerk untereinander verwoben. Im Einzelnen werden dabei (neben den Auswirkungen der Globalisierung) der Klimawandel, die Einflüsse des Weltfinanzmarktes und das Wachstumsdogma behandelt. Mit der Ökosozialen Marktwirtschaft wird ein Lösungsansatz beschrieben, der Marktwirtschaft und nachhaltige Entwicklung synergetisch verknüpft.

Franz Josef Radermacher

Integrationen

Frontmatter

9. Bereichsintegration

Zusammenfassung

Die Bereichsintegration im IDE stellt sicher, dass Wissen und Informationen in Form von Ergebnissen, Entscheidungen, Auswirkungen und Einflüssen von der Produktentwicklung in alle anderen Bereiche des Produktlebenszyklus und wieder zurück fließen können. Sie erfolgt in erster Linie über die Mitarbeiter aus den in Frage kommenden Bereichen und dann über organisatorische, methodische und technische Maßnahmen. Ziel ist es, Produkte unter unter Einhaltung aller gesellschaftlichen, fachlichen, organisatorischen und zeitlichen Vorgaben, entstehen zu lassen.

Sándor Vajna

10. Organisations- und Prozessintegration

Zusammenfassung

Das IDE überspannt in einem weiten Bogen Produktplanung, Marketing, Industriedesign, Entwicklung und Konstruktion, Prozessplanung, Prototypenbau beziehungsweise Musterbau sowie den Test bis zur Fertigungsfreigabe (Abb. 2.10). Die Organisations- und Prozessintegration umfasst alle Maßnahmen, die zur Beschreibung, Zusammenführung und Verbesserung von Organisationsformen sowie Geschäfts- und Entwicklungsprozessen notwendig sind. Diese betreffen sowohl die Struktur einer Organisation als auch die Art und Weise, wie und unter welchen Bedingungen darin Aufgaben bearbeitet werden. Im IDE müssen Organisation und Aufgabenbearbeitung flexibel sein, um einerseits fokussiert vorgehen und andererseits angemessen auf Änderungen von Anforderungen und Umfeld reagieren zu können. Dieses wird im IDE mit einer entsprechenden Dynamisierung von Strukturen und Abläufen erreicht.

Bernd Neutschel, Sándor Vajna

11. Ganzheitliches Vorgehensmodell des IDE

Zusammenfassung

Das ganzheitliche Vorgehensmodell des IDE wendet die Erkenntnisse der dynamischen Prozess- und Projektnavigation auf die Genese eines Produktes an. Es verschafft damit die notwendigen Freiheiten, ein Produkt so zu entwickeln, wie es im Moment der Bearbeitung am besten erscheint. Es bildet dabei den jeweils aktuellen Zustand der Produktentwicklung dynamisch ab und gibt so jederzeit einen aktuellen Überblick auf den Stand der Bearbeitung.

Sándor Vajna

12. Wissensintegration

Zusammenfassung

Der Erfolg des IDE beruht wesentlich auf dem Wissen, den Erfahrungen, der Kreativität und der Kompetenz der im IDE arbeitenden Menschen. Wissen und Erfahrungen entstammen dabei unterschiedlichsten Quellen, beispielsweise Kollegen und Mitarbeiter, Organisationen, Produkte sowie Konzipierungs-, Entwicklungs-, Bearbeitungs-, Herstell-, Vertriebs-, Nutzungs- und Entsorgungsprozessen, Methoden, Vorgehensweisen und Technologien sowie dem Umfeld, in dem der Lebenszyklus des Produktes verläuft. Die Wissensintegration stellt sicher, dass die für eine aktuelle Aufgabe beziehungsweise einen aktuellen Prozessschritt benötigten Wissenskomponenten angemessen, am richtigen Ort, zum richtigen Zeitpunkt und für die richtigen Personen bereitgestellt werden.

Sándor Vajna

13. Anwendungs- und Informationsintegration

Zusammenfassung

Die Anwendungsintegration beschreibt den vernetzten Einsatz moderner Anwendungssysteme zur durchgängigen Rechnerunterstützung im IDE. Durch die Anwendungsintegration wird sichergestellt, dass für jede Aufgabe und zu jedem Zeitpunkt das entsprechende IT-Anwendungssystem zur Verfügung steht. Die Informationsintegration beschreibt die einheitliche, vollständige, konsistente und durchgängige Informationsbasis zum redundanzfreien Speichern von Produktdaten und zum weitgehenden Vermeiden von Schnittstellen zwischen einzelnen Datenbeständen.

Andreas Meyer, Andreas Wünsch, Martin Wiesner

Verbindungen

Frontmatter

14. Marketing

Zusammenfassung

Am Anfang des Entscheidungsprozesses zum Entstehen eines neuen Produkts steht, falls kein direktes Bedürfnis identifizierbar ist, das Marketing und nicht zwangsläufig eine Innovation. Auch wenn Marketing im allgemeinen mit der Konsumgüterindustrie in Verbindung gebracht wird, gilt es in abgewandelter Form auch für die Investitionsgüterindustrie. Bei letzterer werden die Marketingschwerpunkte anders akzentuiert. Dieses Kapitel führt in den Themenkomplex Marketing ein und es vermittelt grundlegende Kenntnisse der Funktion von Marketing und Vertrieb in Unternehmen.

Hanns-Joachim Schweizer

15. Evaluation und Test

Zusammenfassung

Die Evaluationsphase ist im Rahmen der Produktentwicklung von hoher Bedeutung, denn hier werden die Güte, die Qualität oder bestimmte Eigenschaften eines Produkts mittels entsprechender Tests nachgewiesen und es wird überprüft, ob ein Produkt die Erwartungen, die es erfüllen soll, auch tatsächlich erfüllen kann

Jürgen Edelmann-Nusser, Andreas Krüger

16. Methoden für das IDE

Zusammenfassung

Eine Methode beschreibt ein mit Regeln strukturiertes, planmäßiges und folgerichtiges Verfahren, Vorgehen oder Handeln zum Erreichen eines Zieles. Im Umfeld der Produktentwicklung existieren zahlreiche Methoden und Verfahren zur Problemlösung sowie für Gestalten und Auslegen von Produkten und Prozessen. In diesem Kapitel wird eine Auswahl solcher Methoden angesprochen, die im IDE an beliebigen Stellen eingesetzt werden können.

Sándor Vajna

17. Mechatronik

Zusammenfassung

Mechatronik umfasst ein interdisziplinäres Gebiet der Ingenieurwissenschaften. Dieser Begriff bezeichnet die synergetische Integration von Maschinenbau, Elektrotechnik/Elektronik, Regelungstechnik und Informationstechnik zu Entwicklung, Herstellung und Betrieb von innovativen Produkten und Prozessen. Zu Entwicklung und Realisierung von mechatronischen Produkten sind, wie beim IDE, ein integrativer Zugang, interdisziplinäres Denken sowie das Denken in Systemen erforderlich.

Klaus Zeman

18. Wertschöpfung und Businessplanung

Zusammenfassung

Die Entwicklung eines neuen Produktes oder einer neuen Dienstleistung ist Teil eines Wertschöpfungsprozesses. Gegenstand dieses Kapitels ist die konzeptionelle Gestaltung und praktische Umsetzung dieses Prozesses. Durch die Analyse des sogenannten Geschäftsmodells eines Unternehmens wird sichtbar, wo im Wertschöpfungsprozess das Produkt angesiedelt ist und welche Einflussfaktoren auf die Produktentwicklung einwirken. Auf diese Weise wird die ökonomische Bedeutung der Produktentwicklung nicht nur zum Vorschein gebracht, sondern es wird auch ein Ansatz beschreiben, diese zu quantifizieren und strategisch einzusetzen.

Matthias Raith

19. Wirtschaftlichkeitsaspekte im IDE

Zusammenfassung

Die Wirtschaftlichkeit des IDE an sich ist, wie Erfahrungen aus der Praxis zeigen, von vorneherein gegeben und braucht daher nicht weiter betrachtet zu werden. In diesem Kapitel werden unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit behandelt. Diese Verfahren sind abhängig davon, ob es sich um Produkte, Prozesse und Projekte handelt und ob die Wirtschaftlichkeit aus der Sicht eines Herstellers oder aus der Sicht eines Kunden aus der Investitionsgüterindustrie oder der Konsumgüterindustrie ermittelt werden soll.

Michael Schabacker, Sándor Vajna

Backmatter

Titel: Integrated Design Engineering
herausgegeben von: Sándor Vajna
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-41104-5
Print ISBN: 978-3-642-41103-8
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-41104-5

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