Entwicklung einer Methode zum funktions- und massegerechten Konstruieren
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des Projekts wurden Methoden entwickelt, die Entwickler bei der systematischen Berücksichtigung von Leichtbau-Aspekten in der Konzeptphase unterstützen. Zunächst wird durch die Funktionsmassenanalyse die Analyse der Anforderungen, deren Wichtigkeit für den Kunden, der Funktionen und der für die Funktionserfüllung aufgebrachten Masse unterstützt. Dadurch können aus der Wichtigkeit der Funktionen für die Anforderungserfüllung und die für die Funktionserfüllung aufgebrachte Masse Optimierungspotenziale abgeleitet, das Produkt auf den Kundenwunsch hin ausgerichtet und Massenziele entwickelt werden. Die Funktionsmassenanalyse basiert dabei auf dem Transfer der Wertanalyse von der Anwendung auf Kosten auf die Anwendung auf Masse. Zur Erreichung dieser Massenziele wurden Methoden entwickelt, um zukünftig Leichtbau bereits in der Konzeptphase zu berücksichtigen. Dazu wurden die Vorgehensweisen zur Entwicklung von Funktions- und Wirkstrukturen erweitert, um gezielt Leichtbau-Aspekte während deren Entwicklung berücksichtigen zu können. Dadurch sollen Lösungen mit größerem Leichtbau-Potenzial bei und durch die Festlegung der Funktions- und Wirkstrukturen nicht von vornherein ausgeschlossen, sondern systematisch gefunden werden. Die Erweiterung des Ansatzes der Wertanalyse, um abstrakte Teillösungen bereits auf Funktions- und Wirkebene vergleichen zu können, wurde in der Funktionsmasseneinschätzung erweitert. Damit kann das Leichtbau-Potenzial von Funktions- oder Wirkstrukturvarianten miteinander verglichen werden. Des Weiteren wurde die Systematik des Contact & Channel - Models mit den Regeln der Denkwerkzeugen nach der Natur kombiniert und zu den Leichtbau-Denkwerkzeugen erweitert. Mit diesen Leichtbau-Denkwerkzeugen lassen sich bestehende Lösungen analysieren, abstrahieren und dafür systematisch schrittweise Leichtbau-Ideen auch unter Berücksichtigung von bekannten Leichtbau-Strategien und -Regeln entwickeln. Außerdem können auf diesem hohen Abstraktionsniveau, ohne das genaue Wissen über Beträge von Kräften, bereits bei der Festlegung der Lösungskonzepte leichtbaugerechte Grobstrukturen und -gestalten entwickelt werden. Die Methoden wurden mit drei Kooperationspartnern erfolgreich evaluiert. Dabei konnten die meisten der entwickelten Methoden recht umfassend erprobt werden, wobei einzelne noch nicht vollständig evaluiert werden konnten. Die Ergebnisse des Projekts werden in einem Industrieseminar über den Verein Deutscher Ingenieure e. V. Industrievertretern angeboten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Anforderungen an eine Methode zum leichtbaugerechten Konstruieren. In: Stelzer, R.; Grote, K.-H.; Brökel, K.; Rieg, F.; Feldhusen, J. (Hrsg.): Entwerfen Entwickeln Erleben – Methoden und Werkzeuge in der Produktentwicklung. Dresden, 2012, S. 537-548
Posner, B.; Keller, A.; Binz, H.; Roth, D.
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Holistic lightweight design for function and mass: A framework for the Function Fass Analysis. In: Andreasen, M. M.; Birkhofer, H.; Lindemann, U.; Culley, S.; Marjanovic, D. (Hrsg.): 12th International Design Conference 2012 (DESIGN 2012). Dubrovnik, 2012, S. 1071-1080
Posner, B.; Keller, A.; Binz, H.; Roth, D.
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Using the Contact & Channel - Model for the methodical development of lightweight solutions. In: Kyvsgaard Hansen, P.; Rasmussen, J.; Jörgensen, K.; Tollestrup, C. (Hrsg.): Norddesign 2012 Proceedings. Aalborg, 2012, S. 512-519
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
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Grundlagen zur Berücksichtigung von Design for X bei Funktionsstrukturen am Beispiel des Design for Lightweight. In: Spath, D.; Bertsche, B.; Binz, H. (Hrsg.): Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2013. Stuttgart, 2013
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
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Operationalisation of the Value Analysis for Design for Lightweight: The Function Mass Analysis. In: Lindemann, U. ; Venkataraman, S.; Kim. Y. S.; Lee, S. W. (Hrsg.): The 19th International Conference on Engineering Design 2013 (ICED13). Seoul, Korea, 2013, S. 1-10
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
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Development of Working Structures with a focus on Lightweight Design. In: Scharf, P.; Weber, C. (Hrsg.): 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Shaping the Future by Engineering, Proceedings. Ilmenau, 2014
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
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Supporting Lightweight Design Potential Assessment in the Conceptual Stage. In: Marjanovic, D. ; Storga, M. ; Pavkovic, N. ; Bojcetic, N (eds.): Proceedings of the DESIGN 2014 - 13th International Design Conference. Dubrovnik, 2014, S. 353-362
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
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Supporting the development of lightweight design structures with simple methods in early phases. In: Laakso, M.; Ekman, K. (Hrsg.): Proceedings of NordDesign 2014 Conference. Aalto, Finnland, 2014, S. 793-804
Posner, B.; Binz, H.; Roth, D.
