Design Heuristiken für die zielgerichtete Produktentwicklung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rainer Stark
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426205459

Die Essenz der Entwurfskreativität besteht darin, Lösungen für offene, komplexe und ungenau definierte Probleme zu entwickeln (Gonçalves et al. 2016). Für diese Probleme gibt es in der Regel keine systematische Methode, auf die Konstrukteure/innen zurückgreifen können, um eine optimale Lösung zu entwickeln. Mit anderen Worten, es ist weder möglich, sämtliche Lösungen für ein bestimmtes Problem aufzuzählen noch die absolute Überlegenheit einer bestimmten Lösung nachzuweisen. Ohne systematische Methoden kann den Konstrukteuren/innen nur eine Orientierung in Form von Heuristiken zur Verfügung gestellt werden, d.h. Lösungen, die nachweislich zu einem zufriedenstellenden Ergebnis geführt haben, aber nicht unbedingt als optimal zu betrachten sind. Die internationale Forschungsgemeinschaft hat große Anstrengungen unternommen, um Entwurfsstrategien zu identifizieren, die überwiegendend aus praktischer Erfahrung abgeleitet sind und in den meisten Fällen einem definierten Ziel im Rahmen einer Design for X (DfX) Strömung folgen, wie z.B. Umweltaspekten (z.B. Telenko et al. 2016). Diese Heuristiken zielen darauf ab, die Kernelemente der jeweiligen DfX-Strömung in eine zusammengefasste Wissensbasis zu überführen, die wiederum in konkreten Entwurfssituationen oder für Bildungszwecke verwendet werden kann. Während viele Designheuristiken in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht wurden, gab es weniger Bestrebungen, um ihren Nutzen zur Unterstützung des tatsächlichen Wissenstransfers zu bewerten. Veröffentlichte Heuristiken sind in der Regel schlecht strukturiert, schwer zu verstehen, teilweise konkurrierend und überlappend und haben unterschiedliche Detaillierungsgrade. Daher mangelt es ihnen an der nötigen Verständlichkeit und Benutzerfreundlichkeit, um in die alltägliche Entwurfspraxis und Ausbildung integriert werden zu können. Darüber hinaus fehlt es an empirischen Belegen für den Einfluss von Designheuristiken auf die Leistung von Konstrukteuren/innen und bedürfen weiterer Untersuchungen. Übergeordnetes wissenschaftliches Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die Fähigkeit von Designheuristiken zu verbessern, zu einem Wissenstransfer in Produktentwicklungsprozesse und Konstrukteursausbildung beizutragen. Dazu ist es notwendig, die zugrunde liegende Struktur der Designheuristiken und die damit verbundenen Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zu beleuchten. Dazu gehört auch die Untersuchung des Einflusses von Digitalisierung und Visualisierung auf die tatsächlichen Auswirkungen der Heuristiken sowie die Fähigkeit, diese Auswirkungen zu charakterisieren. Die erwarteten Ergebnisse des Projekts - ein Formalismus zur besseren Beschreibung von Designheuristiken sowie ein empirisch validierter Mechanismus zur heuristischen Visualisierung und Interaktion - dürften für den gesamten Ingenieursbereich gültig sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr.-Ing. Jérémy Bonvoisin