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- Herausgeber: GRIN Verlag
- Kategorie: Geisteswissenschaft
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2010
Skript aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Design (Industrie, Grafik, Mode), Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (Industrial Design Institut), Veranstaltung: Engineering Basics , Sprache: Deutsch, Abstract: Wir befinden uns in der Entwurfphase. Das Produktkonzept steht. Das Produktmodell – im Sinne eines neutralen Lösungsprinzips - existiert. Das Lastenheft/Pflichtenheft ist „eingefroren“ und es soll nun Gestalt und Funktion des zu entwickelnden Produkts generiert werden. Wir stehen vor der Aufgabe,die Idee der Entwicklungsaufgabe, die prinzipielle Lösung, das Konzept wirkungsvoll umzusetzen.
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Methoden für den Entwurf und die Gestaltfindung
Produktentwicklungsmethoden
Eine Methodik
praktikabler Methoden und Verfahren, die angepasst auf das zu lösende Problem, unterschiedlich akzentuiert wird. Entwicklungsstrategien Produkte unterscheiden sich nach Branchen, Art und Typ der Produkte, weisen aber gemeinsame Grundstrukturen auf. Ein übergeordneter Strategieparameter ist dabei die „Gestaltungsabsicht (Design Intent)“, die den gesamten Produktentwicklungsprozess
von der Ideenfindung, über den Entwurf, die Konstruktion und die industrielle Fertigung bis hinein in die Produktbetreuung am Markt klammert. Gemeinsam ist der problemorientierten und produktorientierten
Entwicklungsprozess eine Vorgehens- Grundstruktur mit den Elementen:
•Aufgabenbeschreibung und Definition der Entwicklungsziele
•Konzepterstellung
•Erarbeitung von (Produkt-) Entwürfen
•Konstruktion, im Sinne der Erstellung von Fertigungsunterlagen
•Fertigung
•Vertrieb und Produktbetreuung am Markt.
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Wir befinden uns in der Entwurfphase. Das Produktkonzept steht. Das Produktmodell - im Sinne eines neutralen Lösungsprinzips - existiert. Das Lastenheft/ Pflichtenheft ist „eingefroren“ und es soll nun Gestalt und Funktion des zu entwickelnden Produkts generiert werden. Wir stehen vor der Aufgabe, die Idee der Entwicklungsaufgabe, die prinzipielle Lösung, das Konzept wirkungsvoll umzusetzen.
Entwerfenist ein Vorgang, bei dem der Konstrukteur, der Designer oder Ingenieur die Gestalteigenschaften, die Werkstoffeigenschaften und die
erforderlichen Fertigungstechnologien von Gestaltungselementen festlegt. Es umfasst das Gestalten sowie das Planen, das Steuern und Überwachen des Gestaltungsprozesses.
Entwerfenverbindet organisatorisch und informationell die„Frühe Phase“der Produktentwicklung mit derKonstruktion.
Entwerfen ist ein äußerst komplexer Prozess, der von allen an einem Entwurf beteiligten ein hohes Maß an Faktenwissen und prozedualem Wissen abverlangt. Arbeitsorganisatorisch stellen sich die Vorgänge beim Entwerfen sowohlsukzessive,in Sequenzen, als auchparallel,also gleichzeitig dar. Nicht alle Tätigkeiten sind auf Teams verteilbar. Die Belastung ist hoch. CA-Techniken dominieren das Entwerfen. Dennoch ersetzt kein Computer den Skizzenblock und die schnelle Handrechnung. Die Arbeiten fallen diachron, aperiodisch an. Das macht die Vorgänge unübersichtlich und anfällig gegenüber arbeitsteiligen Organisationsformen. Auch drängen sich gerne konkurrierende Aufträge in den Entwurfsablauf. Designer und Ingenieure sollten diese Dynamik bei der Abwicklung von Entwurfsaufgaben nicht unterschätzen. .
Beim Entwerfen wird ständig „konditioniert“; die Vorgänge verlaufen in Iterationsschleifen, oftmals - im Sinne einer Verbesserung von Form und Funktion - in Optimierungsschleifen. Deshalb ist eine geordnete
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Dokumentation der Arbeit die Grundlage einer effizienten Kommunikation zwischen den Akteuren im Entwurfsprozess und im Gesamtgeschehen der industriellen Produktentwicklung. Entwerfen bedarf einer Vorgehenslogik. Erst methodisches Handlungskalkül macht den Entwurfsprozess nach innen und gegenüber Außenstehenden verständlich.
Betrachten wir nun zuerst die Grundstruktur der industriellen Produktentwicklung :
•Aufgabenbeschreibung und Definition der Entwicklungsziele
•Konzepterstellung
•Erarbeitung von (Produkt-) Entwürfen
•Konstruktion, im Sinne der Erstellung von Fertigungsunterlagen
Für unsere weiteren Betrachtungen ist es vorteilhaft, die eingangs angeführte und im industriellen Entwicklungsprozess gebetsmühlenhaft auftretende Grundstruktur nach und nach aufzulösen, um der Teilaufgaben beim Entwerfen gewahr zu werden. In der Entwurfspraxis ist es darüber hinaus vorteilhaft, sich jederzeit im Prozess zu „verorten“ um den Zusammenhang der vorangehenden Arbeitsergebnisse und der nachfolgenden Arbeitsschritte erkennen zu können. Die Graphiken werden in gleicher Gestalt immer und immer wieder auftauchen (Gebetsmühle); ich bitte dies hier stellvertretend für den gesamten Aufsatz zu entschuldigen.
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Der phasenhafte Aufbau einer Produktentwicklungskampagne wird in einer besonderen Weise durch die Betrachtung der erzielten (Zwischen-) Arbeitsergebnisse deutlich. Modulare Strukturen, Vorentwürfe und der Gesamtentwurf des Produktes stehen am Ende der (in erster Linie) sequentiell ausgeführten Arbeitsschritte.
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Der Vorentwurf ist ein Dokument. Nicht einfach nur ein Datensatz. Vorentwürfe sollen präsentabel sein und dienen nach einer Kampagne der Darstellung einer (lückenlosen) Ahnengallerie ihrer Entwurfsprototypen.
In den nachfolgenden Graphiken taucht der BegriffGestaltungselementauf. Vielleicht in aller Kürze hierzu ein Wort: GESTALTEN, im Sinne von „Gestalt geben“ ist der zentrale Bestandteil des Entwerfens. Nachfolgend werden die Elemente, die gestaltet werden können, beschrieben. An den „Gestaltungselementen“ werden die Möglichkeiten des „Gestaltgebens“ herausgearbeitet. Gestaltungselemente ist der Sammelbegriff für
• Einzelteilflächen
• Formelemente
• Einzelteile und
• Teilverbände
.. und wird hier benutzt, um nicht immer die einzelnen Gestaltungselemente aufzählen zu müssen. Gestaltungselemente existieren immer (und nur) im Kontext einer Gesamtkonstruktion. Deshalb ist das Auflösen bestehender Konstruktionen
ein hervorragendes Instrument, Gestaltungselemente zu analysieren und zu verstehen.
Gestaltungselemente ist der Sammelbegriff für Einzelteilflächen,
Formelemente, Einzelteile und Teilverbände. In der Praxis werden Gestaltungselemente oftmals nach anderen Kriterien geordnet.
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Vielleicht zunächst etwas banales: Jedes Gestaltungselement hat eine GESTALT. Gestalt wird durch Geometrie beschreibende Eigenschaften dargestellt. Den Gestalteigenschaften sind die Merkmale zugeordnet:
•Form und Art (der Merkmale)
•Abmessungen,
•Anordnung und
•Anzahl der Gestaltungselemente.
Entsprechend der hierarchischen Gliederung der Gestaltungselemente kann die Gestalt eines Verbandes auf die Gestalt seiner Elemente zurückgeführt werden.
Gestalten geht über das Beschreiben von Geometrie hinaus: Gestalten heißt Festlegen von:
• Gestalteigenschaften,
• Werkstoffeigenschaften und
• Fertigungstechnologien
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Je nach Produkt, Unternehmen, Branche, Kunden und Markt werden sehr unterschiedliche Einflüsse auf den Gestaltungsprozess wirksam. Gestalten ist an übergeordnete Restriktionen gebunden.
Konstruktionsart.Von welcher Art unsere Gestaltungsaufgabe ist, liegt in der Mehrzahl aller Fälle von vorne herein fest. Wir unterscheiden zwischen Neukonstruktion, Anpassungs-konstruktion, Variantenkonstruktion.
Neukonstruktionen erscheinen den Designern und Konstrukteuren naturgemäß am attraktivsten, sind aber in der Regel erheblich komplexer aus organisatorischer Sicht und gestalterisch anspruchsvoller. Hier werden die Funktionen und Wirkprinzipien grundsätzlich neu erarbeitet und alle Gestaltungselemente neu festgelegt.
Bei Anpassungskonstruktionen liegt der Schwerpunkt in der Gestaltung von Details. Bei Variantenkonstruktionen sind die Grundelemente weitgehend festgelegt. Ebenso bei Baukästen.
Produktart.Für unterschiedliche Produktarten existieren spezifische Herangehensweisen, die auf langjährigen Erfahrungen aufbauen. Komplexität des gesamten Produkts und die Fertigungstechnologien der einzelnen Gestaltungselemente können (stark) variieren. Man unterscheidet Anlagen, Maschinen, Gerät, Zulieferteile, usw. Besonders Kriterium sind die zu erwartenden Stückzahlen. Beurteilen Sie die anvisierte Gestaltungsaufgabe hinsichtlich der zu erwartenden Losgrößen; unterscheiden Sie: One-Offs, Unikate, Einzelprodukte, Kleinserien, Großserien, auftragsgebundene und
ungebundene Produktionen und Kundenkontakte.
Branche.Unterscheide Produkte nach Industriezweig: Großmaschinenbau, Maschinenbau, Feinwerk- und Microtechnik Anlagenbau usw.
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Unterscheide Produkte nach Branche: Konsumgüter, Investitionsgüter, Spielwaren-, Fahrzeug- Anlagenindustrie.
Hier bestimmen übliche Werkstoffe, tradierte Technologien und typische Gestaltungsvorschriften den Entwurfsprozess.
Vereinbarte Designziele.In Managementkreisen sehr beliebt: Design to X-Strategien. Erfahrene Designer und Konstrukteure richten eine Gestaltungskampagne immer nach einer Schar von Designzielen aus. Diese Gestaltungsziele bedingen sich oftmals gegenseitig, schließen sich aus oder hängen in anderer Weise von einander ab: Erhöhen der Sicherheit, Steigerung der Leistung oder der Lebensdauer, Reduzieren der Kosten oder des Gewichts.
In der Regel dominieren die Gestaltungsziele den Entwurf. Sie haben Einfluss auf redundante Anordnungen, Einsatz zusätzlicher Sensoren, die Auslegung auf Zeitfestigkeit statt auf Dauerfestigkeit oder die Betonung der Nachhaltigkeit, Gebrauchseigenschaften, Betriebssicherheit oder Aspekte der Benutzerfreundlichkeit, der Montage und Demontage, usw.
Verfügbare Technologien.Werkstofftechnische Fortschritte, technologische Innovationen, Kostendruck Qualitäts- und Umweltanforderungen, die Verkürzung von Entwicklungszeiten führen zu einem Vorgehen, bei dem Designer weit mehr als früher über die Fertigung und Montage hinaus den gesamten Lebenslauf des Produkts in ihre arbeit einbeziehen müssen. In die Planung sind etwa Fremdvergaben vorzusehen. Es vollzieht sich ein
Wandel: Fort vom individuellen EinzelvorgehenÎHin zu ganzheitlich orientierten Gruppenprozessen im Entwurfsbereich. Schlagworte sind: Simultaneous Engineering und CIM.
Verfügbare Instrumente.Gravierende Einflüsse auf den Gestaltungsprozess ergeben sich durch neue und verbesserte Instrumente. Durch 3D CAD-
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