gpe vorlesung 05 modellierung ss07
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Grundlagen der ProduktentwicklungModellierung von Systemen
SS 07 Vorlesung 05 18.05.2007
P f D I Ud Li dProf. Dr.-Ing. Udo LindemannLehrstuhl fr Produktentwicklung
Freitag 12:15 13:45 Uhr MW 2001Freitag 12:15-13:45 Uhr, MW 2001
Sprechstunde Prof. Lindemann Donnerstag, 11:00-12:00 Uhrund nach Vereinbarung bitte anmelden!und nach Vereinbarung bitte anmelden!
GPE_VO_05 SS07 - 1 2007 Prof. Lindemann
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Gliederung GPE
01 Einfhrung 20.04.0702 Methoden I 27.04.0703 Methoden II 04.05.0704 Maschine als System Systemdenken 11.05.0705 Modellierung von Systemen 18.05.0706 Gestaltung Grundregeln und Prinzipien 25.05.0707 Schden im Maschinenbau 01 06 0707 Schden im Maschinenbau 01.06.0708 Beanspruchung 08.06.0709 Bauteilfestigkeit 15.06.07g10 Herstellgerechtes Konstruieren I 22.06.0711 Herstellgerechtes Konstruieren II 29.06.0712 Kostenzielorientiertes Entwickeln 06.07.07
GPE_VO_05 SS07 - 2 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Modellierung von Systemen
Modellierung
Beschreibungs /DarstellungsformenBeschreibungs-/Darstellungsformen
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Beispiel Bohrmaschine
ZusammenfassungZusammenfassung
GPE_VO_05 SS07 - 3 2007 Prof. Lindemann
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Rckblick Termin 4: Bestandteile eines Systems
Umfeld
Output ARelationen
Umfeld
Output ARelationen
Umfeld
Output ARelationen
Umfeld
Output ARelationen
Element 1Element 4Input
Output ARelationen
Output B
Element 1Element 4Input
Output ARelationen
Output B Element 3
Element 1Element 4Input
Output ARelationen
Output B
Element 1Element 4Input
Output ARelationen
Output B Element 3
Element 2Element 3
Output B
Element 2Element 3
Output B
Element 2Element 3
Output B
Element 2
Element 3 Output B
SystemgrenzeSystemgrenzeSystemgrenzeSystemgrenze
GPE_VO_05 SS07 - 4 2007 Prof. Lindemann Quelle: nach Daenzer
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Rckblick Termin 4: Komplexitt
Die Komplexitt eines Systems ist abhngig von:Die Komplexitt eines Systems ist abhngig von: Elementen
Anzahl der Elemente Art und Verschiedenartigkeit der Elemente Ungleichmigkeit der Aufteilung der Elemente
Relationen Relationen Anzahl der Elemente Art und Verschiedenartigkeit der Elemente Ungleichmigkeit der Aufteilung der Elemente
Dynamik der (Eigen-)Dynamik des Systems (Art und Anzahl der mglichen Zustnde)der (Eigen )Dynamik des Systems (Art und Anzahl der mglichen Zustnde)
Zum Umgang mit Komplexitt bedarf es einer Systematik:Systemdenken, Strukturierung, Systemanalyse, Modelle,
GPE_VO_05 SS07 - 5 2007 Prof. Lindemann
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Komplexe Produkte?
Ein Nagel ein scheinbar einfaches Produkt
Betrachtet man jedoch die Herstellung der hoch beanspruchten Ngel in riesigen Stckzahlen, so erkennt
man die Komplexitt in diesem Produkterstellungsprozessesman die Komplexitt in diesem Produkterstellungsprozesses.
Die Komplexitt eines Produktes hngtDie Komplexitt eines Produktes hngtvon unterschiedlichen Parametern ab.
GPE_VO_05 SS07 - 6 2007 Prof. Lindemann
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Systemdarstellung Modellbildung Modellbegriff
Zur Beherrschung der hohen Komplexitt realer oder geplanter Produkte werden mithilfe der Systembetrachtung Modelle entwickelt und eingesetzt: Modelle dienen dem besseren Verstndnis eines (zu entwickelnden oder
existierenden) Systems. Modelle entstehen durch Abstraktion und sind reduzierte Abbilder eines Modelle entstehen durch Abstraktion und sind reduzierte Abbilder eines
komplexeren Sachverhalts. Modelle sind aufgabenspezifisch, zweckorientiert und trennen das fr die
jeweilige Aufgabe Wesentliche vom Unwesentlichen.
GPE_VO_05 SS07 - 7 2007 Prof. Lindemann
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Probleme bei der Verwendung von Modellen
Probleme: Modelle werden hufig mit der Realitt verwechselt Einseitige Betrachtungsweisen entstehen Unterschiedliche Begriffswelten entstehen
M i t i d h i d bh i M d ll t di Meist sind mehrere, voneinander unabhngige Modelle notwendig Akzeptanz von Modellen
GPE_VO_05 SS07 - 8 2007 Prof. Lindemann
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Beispiele fr Modelle
Modelle knnen zum Beispiel sein: analytische oder numerische Berechnungsmodelle Gedankenmodelle, Vorstellungen Funktionsmodelle
k li t h i h M d ll h kl i d h l skalierte physische Modelle von sehr kleinen oder sehr groen realen Systemen (z. B. Anlagenbau)
Modelle aus einfach zu verarbeitenden Materialien (Hartschaum, Holz ( ,etc., zum Beispiel als Designmodelle)
kinematische Modelle in physischer oder in virtueller Formdi it l G t i d ll (CAD VR ) digitale Geometriemodelle (CAD, VR, )
GPE_VO_05 SS07 - 9 2007 Prof. Lindemann
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ModellierungshierarchieLast heben Problem (Anforderungen)
Handkraft F Kraft F > F
Funktion: Handkraft vergrern
Funktionen
( g )
Handkraft F1 Kraft F2 > F1
F2F1
l1 l2
Physikalisches Prinzip: HebelF2 = F1 * l1/l2 Wirkprinzipienl1 l2 2 1 1 2
Gestaltlsung:Geometrie,Werkstoff
Wirkprinzipien
Werkstoff
Design for X:Leichtbau,K t
WirkstrukturGestalt
KonzeptKosten
Entwurf
Konzept
Ausar
Lsung (Produkt)
Ausar-beitung
GPE_VO_05 SS07 - 10 2007 Prof. Lindemann
Lsung (Produkt)
2007 Prof. Lindemann
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Modellierung von Systemen
Modellierung
Beschreibungs /DarstellungsformenBeschreibungs-/Darstellungsformen
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Beispiel Bohrmaschine
ZusammenfassungZusammenfassung
GPE_VO_05 SS07 - 11 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Allgemeine Beschreibungsarten von Systemen
verbal Gesprch
mathematisch/abstrakt Formeln
bildhaft Zeichnungen
Text Tabelle
Matrizen Funktionsmodelle Diagramme
technische Zeichnungen
CAD Diagramme Strukturen
CAD Bilder, Filme
Man walks along the railroad trackHe's goin' some place, there's no turnin' backThe Highway Patrol chopper comin' up over the ridgeMan sleeps by a campfire under the bridgeThe shelter line stretchin' around the cornerWelcome to the New World OrderFamilies sleepin' in their cars out in the SouthwestNo job, no home, no peace, no rest, NO REST!
And The highway is alive tonightNobody's foolin' nobody is to where it goesI'm sitting down here in the campfire lightSearchin' for the Ghost of Tom Joad
He pulls his prayer book out of a sleepin' bagThe preacher lights up a butt and takes a dragHe's waitin' for the time when the last shall be first and the first shall be lastIn a cardboard box 'neath the underpassWith a one way ticket to the promised landWith a hole in your belly and a gun in your handLookin' for a pillow of solid rockBathin' in the cities' aqueducts
And The highway is alive tonightNobody's foolin' nobody is to where it goesI'm sittin' down here in the campfire lightWith the Ghost of old Tom Joad
Guitar Solo
Now Tom Said; "Ma, whenever ya see a cop beatin' a guyWherever a hungry new born baby criesWhereever there's a fight against the blood and hatred in the airLook for me ma'I'll be thereWherever somebodies strugglin' for a place to standWherever somebodies strugglin for a place to standFor a decent job or a helpin' handWherever somebody is strugglin' to be freeLook in their eyes ma,You'll see me! (repeat 8 times)
And the highway is alive tonightnobody's foolin' nobody is to where it goesI'm sittin' down here in the campfire lightWith the Ghost of Tom Joad.
Nr. Autor Titel Verlag Jahr Schlagwrter Kommentar Was1. Akao QFD - Quality Function Deployment moderne Industrie 1992 QFD2. Altschuller Erfinden - Wege z. Lsung techn. Probl. 1998 TRIZ3. Ambrosy, Stefan Methoden u. Werkzeuge f. d. IP Shaker 1997 Diss4. Bartlett, C. A.; Ghoshal, S. Managing across borders Harvard Business
School Press1998 Verteilung Buch
5. Bertalanffy Systemtechnik6. Birolini, Allessandro Qualitt und Zuverlssigkeit technischer Systeme Springer 1985 QM, Zuverlssigkeit Buch7. Braunsperger, Markus Qualittssicherung im Entwicklungsablauf Hanser 1992 QM Diss8. Bruns, Michael Systemtechnik - Methoden zur interdisziplinren
SystementwicklungSpringer 1991 Systemtechnik Buch
9. Bubb, H. Menschliche Zuverlssigkeit ecomed 1992 Ergonomie, Fehler Buch10. Burghardt, Manfred Projektmanagement, Leitfaden... Siemens 1993 Projektmanagement11. Burghardt, Manfred Einfhrung in Projektmanagement12. Caesar, C. Kostenorientierte Gestaltungsmethodik fr
Variantenreiche SerienprodukteVDI 1991
13. Carmel, Erran Global Software Teams - Collaborating across borders and time zones
Prentice Hall PTR 1999 Verteilung Buch
14. Conrat nderungskosten in der Produktentwicklung15. Daenzer, Huber Systems Engineering Verlag Ind. Org. 1997 Systems Engineering16. Danner, Stefan Ganzheitliches Anforderungsmanagement fr
marktorientierte EntwicklungsprozesseShaker 1996 Aufgabenklrung Diss
17. Detzer Technikkritik im Widerstreit VDI 1987 Gesellschaft Buch18. Detzer Wer verantwortet den industriellen Fortschritt Springer 1995 Gesellschaft Buch19. Drner, Dietrich Problemlsen als Informationsverarbeitung Kohlhammer 1987 Problemlsen, Psycho20. Drner, Dietrich Die Logik des Milingens Rowohlt 1989 Problemlsen, Psycho Buch21. Drner, Dietrich Lohhausen - Unbestimmtheit u. Komplexitt Huber 1983 Problemlsen, Psycho22 D Di t i h B l f i S l P h
S = k ln W
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Element 1 x x x x x x x x
Element 2 x x x x x x x
Element 3 x x x x x x
Element 4 x x x x x
Element 5 x x x x x
Element 6 x x x x
Element 7 x x x
Element 8 x x x x x
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Wirkung auf
MotorMotor
GetriebeGetriebe
AntriebAntriebSchwingeSchwinge
AnbautenAnbauten
AbgasanlageAbgasanlageBremse (hinten)Bremse (hinten) Rad (hinten)Rad (hinten)
22. Drner, Dietrich Bauplan fr eine Seele Psycho23. Dylla Denk- und Handlungsablufe b. Konstr. Hanser 1991 Diss24. Ehrlenspiel, Klaus Integrierte Produktentwicklung Hanser 1995 Konstruktionsmethodik, allg. Buch25. Ehrlenspiel, Klaus Ja, mach nur einen Plan26. Eppinger27. Ferguson, Eugene S. Das innere Auge Birkhuser 1993 Psycho, Ing. Buch28. Forrester, Jay W.
(s.a. Steinmeier)Principles of System Wright-Allen 1968 Systemtechnik, BWL Buch
29. Frankenberger, Eckart Arbeitsteilige Produktentwicklung VDI 1997 Psycho, Teams Diss, DA30. French, Michael Invention and Evolution Cambridge 1994 Innovation Buch31. Fuller Synergetics Macmillan 1982 Geometrie Buch32. Fuller Bedienungsanleitung fr das Raumschiff Erde Fundus 1998 System, Gesellschaft Buch33. Giapoulis Modelle f. effektive Konstruktionsprozesse Shaker 1997 Konstruktionsmethodik, allg. Diss34. Grabowski, Geiger Neue Wege zur Produktentwicklung Raabe 199735. Grabowski, Rude, Grein Universal Design Theory Shaker 199836. Gro, Eric Betriebslastenermittlung, Dimensionierung,
strukturmech. u. Fahrwerkstechn. Untersuchungen von Mountainbikes
VDI-Fortschritt 308 - R. 12: Verkehrs-/Fzg.techn.
Fahrrad Buch
37. Gnther Individuelle Einflsse auf Konstr.proz. Shaker 1998 Diss38. Hales, Crispin Analysis of the engineering design process in an
industrial contextGants Hill Publications
1987 Entwicklungsprozess allgemein Diss Cambridge
39. Hofstadter, Douglas R. Gdel, Escher, Bach Klett-Cotta 1985 Logik, Mathematik, System Buch40. ICED-Proceedings 99 1999
Element 9 x x x x
Element 10RahmenRahmen
VerkleidungVerkleidung
FedergabelFedergabel
Rad (vorne)Rad (vorne)
Bremse (vorne)Bremse (vorne)LenkerLenker
ArmaturenArmaturen
BeleuchtungBeleuchtung
ElektrikElektrik
Passivsumme
4
6
8
10KritischeElemente
PassiveElemente
Karosserie
Mensch-Maschine-Schnittstelle
System Antriebs-System
Ausstattung
Aktivsumme0
2
0 2 4 6 8 10
AktiveElemente
TrgeElemente
Hinterrad aggregatVorderrad
Die Beschreibungsarten knnen miteinander verknpft sein bzw. nicht klar voneinander getrennt!
GPE_VO_05 SS07 - 12 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
g
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Textuelle Beschreibungsarten
Beispiele textueller Beschreibungsformen: Lasten-, Pflichtenheft Auftrag, Angebot Anforderungsliste
B di W t l it t Bedienungs-, Wartungsanleitungen etc. Gesprch mit Entwickler, Kundendienst etc. (Interview) Telefon E-Mail FaxTelefon, E Mail, Fax Fragen, Checklisten Verffentlichungen, theoretische Abhandlungen Schulungsunterlagen Stcklisten
GPE_VO_05 SS07 - 13 2007 Prof. Lindemann
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Bildhafte Beschreibungsarten
Beispiele bildhafter Beschreibungsformen: Fotos Videos Computeranimationen
CAD (C t Aid d D i ) CAD (Computer Aided Design) FEM (Finite Elemente Methode) technische Zeichnungentechnische Zeichnungen Explosionszeichnungen Designstudien Montagezeichnungen Prinzip-/Konzeptskizzen
Vi t l R lit Virtual Reality
GPE_VO_05 SS07 - 14 2007 Prof. Lindemann
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Abstrahierte/mathematische Beschreibungsarten
Beispiele abstrahierter/mathematischer Beschreibungsformen: Funktionen, Gleichungssysteme logische Gleichungen Diagramme
F kti d ll Funktionsmodell Matrizen, z. B. Beeinflussungsmatrix NetzplneNetzplne Hierarchien Strukturen parametrische Modelle Simulationen
Kl ifi i (Obj kt Kl ) Klassifizierungen (Objekte, Klassen) Geometrie, Kinematik, physikalische Effekte
GPE_VO_05 SS07 - 15 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Sonstige Beschreibungsarten
Beispiele sonstiger Beschreibungsformen (insbesondere rein
rein gedankliche Vorstellung
Beispiele sonstiger Beschreibungsformen (insbesondere rein abstrakte und physische Modelle):
Prototypen, Referenzmodelle in Hardware Rechnermodelle (Simulationen etc.)
P d kt i h Produkt an sich Analogien, Metaphern, Vergleiche Geruchs- Geschmacksmuster haptische MusterGeruchs , Geschmacksmuster, haptische Muster
Diese Beispiele beziehen sich vor allem auf unterschiedlicheTrgermedien (Vorstellung, Akustik, Papier, Rechner, Hardware etc.)
GPE_VO_05 SS07 - 16 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Extrema der Beschreibungsarten
Produkt an sich: gedanklichesProdukt an sich:ein bestimmtes, einzelnes, real existentes
gedankliches Modell:rein abstrakte,
ll i
die beiden extremen Sichtweisen auf ein und
dieselbe Sacheexistentes Produkt
allgemeine Vorstellung von einem Produkt
dieselbe Sache
Jede Beschreibungsform stellt eine gewisse Abstraktion dar!
GPE_VO_05 SS07 - 17 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Abbildungsmglichkeiten fr Systeme
Prinzipiell die gleichen Mglichkeiten wie bei der InformationsbeschaffungPrinzipiell die gleichen Mglichkeiten wie bei der Informationsbeschaffung.Aber zustzlich noch spezielle Beschreibungs-/Abbildungsmglichkeiten.
textuell mathematisch/grafischtextuell Flietext Tabelle Liste
mathematisch/ abstrahiert
Formeln Matrizen
grafisch Netze Hierarchien Diagramme Liste Matrizen
LogischeZusammenhnge
Diagramme
Diagramme Zeichnungen
MotorradMotorradMotorradMotorrad
M oto r Rahm en G etrieb e Verkleidung Federg ab el Schwinge Rad vo rne Rad h in ten Diagramme
StrukturenRahmenRahmen
VerkleidungVerkleidung
Schalt-getriebe
(Getriebe)
Schalt-getriebe
(Getriebe)
AntriebAntriebFedergabelFedergabel
SchwingeSchwinge LenkerLenker
ArmaturenArmaturenBeleuchtungBeleuchtung
AnbautenAnbauten
ElektrikElektrikMotorMotor
Abgas-anlageAbgas-anlage
Rad (vorne)Rad (vorne)
Bremse (vorne)Bremse (vorne)
Bremse (hinten)Bremse (hinten)
Rad (hinten)Rad (hinten)
AggregatAggregat KarosserieKarosserie FahrwerkFahrwerk AusstattungAusstattung
MotorMotor GetriebeGetriebe ReifenReifen Feder-DmpferFeder-
Dmpferindirektindirekt direktdirekt
RahmenRahmen
VerkleidungVerkleidung
Schalt-getriebe
(Getriebe)
Schalt-getriebe
(Getriebe)
AntriebAntriebFedergabelFedergabel
SchwingeSchwinge LenkerLenker
ArmaturenArmaturenBeleuchtungBeleuchtung
AnbautenAnbauten
ElektrikElektrikMotorMotor
Abgas-anlageAbgas-anlage
Rad (vorne)Rad (vorne)
Bremse (vorne)Bremse (vorne)
Bremse (hinten)Bremse (hinten)
Rad (hinten)Rad (hinten)
AggregatAggregat KarosserieKarosserie FahrwerkFahrwerk AusstattungAusstattung
MotorMotor GetriebeGetriebe ReifenReifen Feder-DmpferFeder-
Dmpferindirektindirekt direktdirekt
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Rad h in ten Brem se vo rne Brem se h in ten An tr ieb Lenker Elektr ik Arm a turen Beleuch tung Anba uten Ab ga sa nla ge
S ystem A MotorMotor
RahmenRahmen
GetriebeGetriebe
VerkleidungVerkleidung
AntriebAntriebSchwingeSchwinge
ArmaturenArmaturen
BeleuchtungBeleuchtung
AnbautenAnbauten
ElektrikElektrik
AbgasanlageAbgasanlageBremse (hinten)Bremse (hinten) Rad (hinten)Rad (hinten)
MotorMotor
RahmenRahmen
GetriebeGetriebe
VerkleidungVerkleidung
AntriebAntriebSchwingeSchwinge
ArmaturenArmaturen
BeleuchtungBeleuchtung
AnbautenAnbauten
ElektrikElektrik
AbgasanlageAbgasanlageBremse (hinten)Bremse (hinten) Rad (hinten)Rad (hinten)
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Motor&Getriebe 3 0 2 2 0 0 1 1 2 11 8 138 88 aRahmen 3 1 2 3 0 1 1 2 3 16 16 100 256 k
Federgabel 0 1 0 1 1 2 0 0 0 5 5 100 25 tSchwinge&Antrieb 2 3 0 1 1 0 0 1 2 10 8 125 80 a
Verkleidung 1 3 1 1 0 2 0 3 2 13 14 93 182 kRder&Bremsen 0 1 2 2 1 0 0 0 1 7 2 350 14 t
Lenker&Armaturen 0 1 1 0 2 0 2 2 0 8 7 114 56 tElektrik 0 1 0 0 1 0 1 0 0 3 5 60 15 t
Anbauten&Beleuchtung 0 1 0 0 2 0 1 1 0 5 10 50 50 pAbgasanlage 2 2 0 1 1 0 0 0 1 7 10 70 70 p
Passiv 8 16 5 8 14 2 7 5 10 10
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Motor&Getriebe 3 0 2 2 0 0 1 1 2 11 8 138 88 aRahmen 3 1 2 3 0 1 1 2 3 16 16 100 256 k
Federgabel 0 1 0 1 1 2 0 0 0 5 5 100 25 tSchwinge&Antrieb 2 3 0 1 1 0 0 1 2 10 8 125 80 a
Verkleidung 1 3 1 1 0 2 0 3 2 13 14 93 182 kRder&Bremsen 0 1 2 2 1 0 0 0 1 7 2 350 14 t
Lenker&Armaturen 0 1 1 0 2 0 2 2 0 8 7 114 56 tElektrik 0 1 0 0 1 0 1 0 0 3 5 60 15 t
Anbauten&Beleuchtung 0 1 0 0 2 0 1 1 0 5 10 50 50 pAbgasanlage 2 2 0 1 1 0 0 0 1 7 10 70 70 p
Passiv 8 16 5 8 14 2 7 5 10 10
FedergabelFedergabel
Rad (vorne)Rad (vorne)
Bremse (vorne)Bremse (vorne)LenkerLenker
FedergabelFedergabel
Rad (vorne)Rad (vorne)
Bremse (vorne)Bremse (vorne)LenkerLenker
Abhngigkeiten Transparenz berblickAbhngigkeiten Priorisierung Strukturierung
Transparenz Verstndnis Komplexittsreduzierung
berblick Dokumentation Kommunikation
Ziel
GPE_VO_05 SS07 - 18 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
-
Abbildungsformen verstehen (Beispiel technische Zeichnung)
Wirkbewegungen untersuchen langsame Bewegung eines Bauteiles
(Ei ) t ll d Ki tik(Eingang) vorstellen und Kinematik verfolgen
dabei Krfte an Ein- und Ausgangb k i h ibercksichtigen
unterschiedliche Systemzustndebetrachten
Wenn Umsatzschwer erkennbarschwer erkennbar,
(z. B. nur Kraft),oder wenn nur
i F ktieine Funktion
GPE_VO_05 SS07 - 19 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
-
Abbildungsformen verstehen (Beispiel technische Zeichnung)
Bauteilbetrachtung einteilige Maschine
Fertigung
Maschine als ein Teil vorstellen Warum einzelne Bauteile
(Unterteilungen)? Bewegung
Montage
(Unterteilungen)?
Werkstoff
GPE_VO_05 SS07 - 20 2007 Prof. Lindemann
Werkstoff
2007 Prof. Lindemann
-
Verknpfung von Beschreibungsformen
FunktionsmodellFunktionsarten Baustruktur
Persontransportieren
P B Ri ht
Fahrrad
Gestell Rder SteuerungPersontragen
Bewegungermglichen
Richtungbestimmen
Gestell Rder Steuerung
Gewichttragen
Halt
Beschleunigen Richtungvorgeben
RichtungLeistung
aufnehmen
Felge
Nabe
Lenkung
Schaltung
Gabel
Rahmen
gebeng
haltenLeistung
bertragen
Reifen Bremse
Verzgern Einzelne Bauteileigenschaften (Form, Material, Gewicht, ...) und unterschiedliche Fachbereiche noch nicht (einmal) bercksichtigt!
GPE_VO_05 SS07 - 21 2007 Prof. Lindemann
( ) g
2007 Prof. Lindemann
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Modellierung von Systemen
Modellierung
Beschreibungs /DarstellungsformenBeschreibungs-/Darstellungsformen
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Beispiel Bohrmaschine
ZusammenfassungZusammenfassung
GPE_VO_05 SS07 - 22 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
-
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Bei der Konstruktion oder Analyse einer Maschine sind unterschiedlichsteBei der Konstruktion oder Analyse einer Maschine sind unterschiedlichste Disziplinen/Fachbereiche zu bercksichtigen. Hierzu gehren z. B.:
Mechanik Technik Chemie Mechanik, Technik Elektrik/Elektronik Software
Chemie Biologie Architektur
Design Fluidmechanik Kosten, Controlling
Medizin Arbeitsmedizin Psychologie, g
Fertigung, Montage Ergonomie
Physik
Bauwesen Anwender Service
y g
Physik Thermodynamik
... Verfahrenstechnik
Service Recycling
Jede Disziplin hat eigene, spezielle Schwerpunkte, Betrachtungsweisen, Beschreibungsformen etc.!
GPE_VO_05 SS07 - 23 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Sicht KostenKosten haben in der heutigen Produktentwicklung eine hohe Bedeutung.
Was kostet eineFunktion?
BeschaffungskostenInstandhaltungskosten
Wieviel zahltder Kunde?
g g g
Gewinn
gBetriebskosten
Wie ird dasWas kostet ein
Bauteil?
Wieviel darf dasProdukt kosten?
Gewinn
Wert
Wie wird dasBudget verteilt?
Was kostetDesign?
Fi /V i bl
Herstellkosten,Materialkosten,
WertWo steht derWettbewerb?
Wo entstehendie Kosten?
EinzelkostenGemeinkosten
Fixe/VariableKosten
Materialkosten,Vertriebskosten, ...
Welche Produktmerkmale werden (nur) durch Kosten geprgt?
GPE_VO_05 SS07 - 24 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Sicht Montage
Bei der Konstruktion einer Maschine muss die Montage mit bercksichtigt werden, d. h. die Maschine muss auch produziert werden knnen.
Hierzu gehren auch die Fertigung, der Transport Instandhaltung undder Transport, Instandhaltung und Reparatur etc.
GPE_VO_05 SS07 - 25 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Sicht Ergonomie
Die Ergonomie bercksichtigt die Mensch-Maschine-Schnittstelle, d. h. wie eine Maschine gebaut ist, dass mit ihr optimal gearbeitet werden p gkann.
Neben der Bedienung gehren auch Arbeitssicherheit BelastungenArbeitssicherheit, Belastungen, Komfort etc. dazu.
GPE_VO_05 SS07 - 26 2007 Prof. Lindemann 2007 Prof. Lindemann
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Sicht Strmungstechnik
Komplexe Fluidstrme sind ntig fr Komplexe Fluidstrme sind ntig fr Khlung, Hydraulik, Pneumatik, Schmierung etc. Sie knnen auch Umsatzprodukt sein (Farbe KraftstoffUmsatzprodukt sein (Farbe, Kraftstoff etc.)
Zu bercksichtigen sind auch Strmungswiderstnde, Dichtheit, Verschmutzung etc.
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Sicht Elektrik/Elektronik
Elektrische/elektronische Komponenten werden im Maschinenbau zunehmend bentigtim Maschinenbau zunehmend bentigt.
Auch die Konstruktion rein elektronischer Gerte, bentigt Aspekte des Maschinenbaus.
Zu bercksichtigen sind (u. a.): Energieumwandlung und -leitung (Generatoren, Kabel), elektrische Schaltungen und MotorenKabel), elektrische Schaltungen und Motoren bis hin zu mikromechanischen Sensoren, Mikroprozessoren etc.
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Sicht Software
Fast jede Maschine enthlt S ft Di k f dSoftware. Diese kann fr den Anwender direkt sichtbar sein oder versteckt im Hintergrund ablaufen.
Sie ermglicht eine einfachere und flexiblere Steuerung komplexer Maschinen im Gegensatz zuMaschinen im Gegensatz zu mechanischen Steuerungen.
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Sicht Mechatronik
Hhere Markanforderungen zwingen zu innovativen Produkten Potenzial hierfr bietet die synergetische Nutzung unterschiedlicher
Disziplinen
Informations-Informations-technik
Informationsverarbeitung
Elektrotechnik Aktoren Sensoren
Mechanik GrundsystemMechanik (mechanische Struktur)
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Sicht Mechatronik
Folgende Ziele werden mechatronischen Systemen zugewiesen Preis-Leistungs-Verhltniss verbessern Leistung erhhen Funktionalitten vergrern oder erst ermglichen Verhaltensverbesserungen erreichenVerhaltensverbesserungen erreichen
Beispiele Fensterheber Rckspiegel Roboter
Aber: Vernetzung von unterschiedlichen Disziplinen fhrt zu einer steigenden
Komplexitt der Produkte und somit auch der ProzesseKomplexitt der Produkte und somit auch der Prozesse
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Modellierung von Systemen
Modellierung
Beschreibungs /DarstellungsformenBeschreibungs-/Darstellungsformen
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Beispiel Bohrmaschine
ZusammenfassungZusammenfassung
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Beispiel Tischbohrmaschine
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Beispiel Tischbohrmaschine Anforderungsliste
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Beispiel Tischbohrmaschine schematischer Aufbau
1 Gehuse2 Maschinenfu3 Antriebsmotor4 Antriebswelle5 Riemenbersetzung6 Abtriebswelle7 Bohrspindel8 Handvorschub9 Bohrtisch10 Neigungsverstellung
(Tisch)11 Hhenverstellung
(Tisch)( )12 Handhebel13 Schwenkachse14 Bohrfutter
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Modellierung von Systemen
Modellierung
Beschreibungs /DarstellungsformenBeschreibungs-/Darstellungsformen
Sichten unterschiedlicher Disziplinen
Beispiel Bohrmaschine
ZusammenfassungZusammenfassung
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Zusammenfassung
Sinn und Zweck von Modellen Gefahr bei Modellen Beschreibungsformen und Abbildungsformen
verbalbildhaft bildhaft
mathematisch/abstrahiert Abbildungsformen verstehen am Beispiel Getriebe Sichten unterschiedlicher Disziplinen
KostenErgonomie Ergonomie
Strmunsgtechnik Elektrik/Elektronik Software
Mechatronik
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Gliederung GPE
01 Einfhrung 20.04.0702 Methoden I 27.04.0703 Methoden II 04.05.0704 Maschine als System Systemdenken 11.05.0705 M d lli S t 18 05 0705 Modellierung von Systemen 18.05.0706 Gestaltung Grundregeln und Prinzipien 25.05.0707 Schden im Maschinenbau 01 06 0707 Schden im Maschinenbau 01.06.0708 Beanspruchung 08.06.0709 Bauteilfestigkeit 15.06.07g10 Herstellgerechtes Konstruieren I 22.06.0711 Herstellgerechtes Konstruieren II 29.06.0712 Kostenzielorientiertes Entwickeln 06.07.07
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