TU Darmstadt / ULB / TUprints

Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen

Schork, Stefan (2020):
Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen. (Publisher's Version)
Darmstadt, Technische Universität Darmstadt,
DOI: 10.25534/tuprints-00014202,
[Ph.D. Thesis]

[img]
Preview
Text
20201020_Schork_Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen.pdf
Available under CC-BY-SA 4.0 International - Creative Commons, Attribution Share-alike.

Download (3MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Status: Publisher's Version
Title: Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen
Language: German
Abstract:

In dieser Arbeit wird das Thema der methodischen Entwicklung von und mit Prototypen behandelt. Als Prototypen werden dabei alle Abbilder des in der Entwicklung befindlichen Produkts, angefangen bei ersten Skizzen und analytischen Berechnungen, über CAD-Modelle, rechnergestützte Simulationen und physische Geometriemuster, bis hin zu voll funktionsfähigen Vorserienmodellen verstanden. Die Analyse der Literatur bezüglich des Einsatzes und der Entwicklung von Prototypen zeigt, dass insbesondere der Einsatz von Prototypen im Produktentwicklungsprozess als Mittel zur Sicherung des Erfolgs des Produkts einen hohen Stellenwert einnimmt. Im Rahmen der Forschung stehen dabei häufig die Einflüsse verschiedener Prototypingvariablen, beispielsweise der Verwendung skalierter Modelle oder das Entspannen der Anforderungen für den prototypischen Versuch im Vordergrund. Dadurch entstehen Rahmenwerke und Richtlinien, mit deren Hilfe Produktentwickelnde die strategische Planung der anstehenden Prototypingaktivitäten durchführen können. Dabei bleibt jedoch im Allgemeinen offen, wie die Entwicklung der einzusetzenden Prototypen an sich verbessert werden kann. Gibt die ermittelte Strategie beispielsweise vor, das zu einem gegebenen Zeitpunkt ein physischer Funktionsprototyp eines zu isolierenden Subsystems einzusetzen ist, ergibt sich die Frage, welche Anforderungen dieser Prototyp erfüllen muss, damit die bei der Untersuchung des Prototyps gesammelten Informationen auch auf das Produkt in Entwicklung übertragen werden können. Die Beantwortung dieser Frage erfolgt häufig weitgehend intuitiv und ist aufgrund dessen stark von der Erfahrung der Entwickelnden abhängig. Diese Arbeit leistet daher einen Beitrag dazu, die Entwicklung des Prototyps an sich in den Vordergrund zu stellen und auch diese Entwicklung, ähnlich zur Entwicklung von Produkten, methodischer zu gestalten, um sowohl Effektivität als auch Effizienz des Prototypings zu steigern, weitgehend unabhängig von der Erfahrung der beteiligten Entwickelnden. Zur Erreichung dieses Beitrags wird zunächst eine Zweck-Mittel-Differenzierung bezüglich Prototypen durchgeführt, auf deren Basis das detaillierte Prozessmodell des Prototypings vorgestellt wird. Um die Entwicklung von Prototypen weiter in den Fokus zu stellen, wird daraufhin das Modell der ganzheitlichen Produkt- und Prozessentwicklung um die Entwicklung von Prototypen erweitert, wodurch das Modell der abgestimmten Prototypen-, Produkt- und Prozessentwicklung entsteht. Innerhalb dieses Modells wird die Klärung der Aufgabenstellung als Grundlage der anstehenden Prototypenentwicklung besonders stark gewichtet, woraufhin mit dem House of Configurations eine Methode zur Ermittlung von Anforderungen an den zu entwickelnden Prototyp vorgestellt wird. Dieses beruht auf dem aus der Produktentwicklung bekannten House of Quality und setzt die Funktionen sowie die möglichen, darauf wirkenden Störgrößen in Beziehung zu den Merkmalen und Eigenschaften des Produkts in Entwicklung. Dadurch wird Produktentwickelnden ermöglicht, die Anforderungen an den Prototyp derart festzulegen, dass deren Aussagefähigkeit nicht negativ beeinflusst wird und daher die anhand der prototypischen Untersuchungen erhaltenen Informationen auf das Produkt in Entwicklung übertragen werden können.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

This thesis deals with the topic of methodical development of and with prototypes. Prototypes are understood to be all images of the product under development, starting with first sketches and analytical calculations, through CAD models, computer-aided simulations and physical geometry patterns, up to fully functional pre-series models. The analysis of the literature regarding the use and development of prototypes shows that the use of prototypes in the product development process as a means to ensure the success of the product is of great importance. In the context of research, the influences of different prototyping variables, for example the use of scaled models or the relaxation of requirements for the prototypical test, are often in the foreground. This results in frameworks and guidelines that help product developers to carry out the strategic planning of the prototyping activities. In general, however, it remains open how the development of the prototypes can be improved. For example, if the determined strategy specifies that a physical functional prototype of an isolated subsystem is to be used at a given point in time, the question arises as to what requirements this prototype must meet so that the information gathered during the examination of the prototype can also be transferred to the product under development. The answer to this question is often largely intuitive and is therefore highly dependent on the experience of the developer. This work therefore contributes to the development of the prototype itself and, similar to the development of products, to making this development more methodical in order to increase both effectiveness and efficiency of prototyping, largely independent of the experience of the developers involved. To achieve this goal, a differentiation of means and ends with regard to prototypes will be carried out, on the basis of which the detailed process model of prototyping will be presented. To further focus on the development of prototypes, the model of holistic product and process development will then be extended by the development of prototypes, thus creating the model of the coordinated prototype, product and process development. Within this model, the clarification of the task as the basis for the upcoming prototype development is given special emphasis, whereupon a method for the determination of requirements for the prototype to be developed is presented with the House of Configurations. This is based on the House of Quality known from product development and relates the functions as well as the possible disturbance variables acting on the functions to the characteristics and properties of the product under development. This enables product developers to define the requirements for the prototype in such a way that its significance is not negatively influenced and therefore the information obtained from the prototype tests can be transferred to the product in development.

English
Place of Publication: Darmstadt
Collation: XI, 146 Seiten
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Product Development and Machine Elements (pmd)
Date Deposited: 01 Dec 2020 12:39
Last Modified: 01 Dec 2020 15:24
DOI: 10.25534/tuprints-00014202
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-142029
Referees: Kirchner, Prof. Dr. Eckhard and Bender, Prof. Dr. Beate
Refereed: 1 July 2020
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/14202
Export:
Actions (login required)
View Item View Item