Grundlagen der Konstruktionslehre

1 Konstruktionslehre und Konstruktion

2 Grundlagen des systematischen Konstruierens

3 Integrierte Produktentwicklung

4 Konstruktionsphase Planen

5 Konstruktionsphase Konzipieren

6 Konstruktionsphase Entwerfen

7 Konstruktionsphase Ausarbeiten

8 Konstruktion und Kosten

9 Rechnerunterstütztes Konstruieren

10 Übungsaufgaben

11 Menschenorientierte Konstruktion

12 Maschinenelemente

Vorwort

Inhalt

1 Konstruktionslehre und Konstruktion

1.1 Einführung und Erfahrungen

1.2 Konstruktion im Betrieb

1.3 Konstruktionsmethodik

1.4 Konstruktionsarten

1.5 Konstruktionsmethodik – Erwartungen

1.6 Zusammenfassung

2 Grundlagen des systematischen Konstruierens

2.1 Technische Systeme

2.1.1 Grundlagen und Begriffe

2.1.2 Energie-, Stoff- und Informationsumsatz

2.1.3 Black-Box-Methode

2.1.4 Funktionsbeschreibung

2.1.5 Wirkprinzipien für Teilfunktionen

2.1.6 Entwicklungsschritte technischer Systeme

2.2 Grundlegende Arbeitsmethoden

2.3 Informationsverarbeitung in der Konstruktion

2.4 Zusammenfassung

3 Integrierte Produktentwicklung

3.1 Der Entwicklungsprozess

3.2 Der Lösungsprozess

3.3 Bearbeiten von Ingenieuraufgaben

3.4 Ablauf bei der Lösungssuche

3.5 Ablauf des Konstruktionsprozesses

3.6 Interdisziplinäre Zusammenarbeit

3.7 Grundlagen der Kommunikation

3.8 Grundlagen der Teamarbeit

3.9 Ablauf des Designprozesses

3.10 Ablauf von Ergonomieprozessen

3.11 Useware – Entwicklungsprozess

3.12 Kennzahlen Entwicklung und Konstruktion

3.12.1 Aufgaben und Tätigkeiten

3.12.2 Konstruktionsarten

3.12.3 Durchlaufzeiten

3.12.4 Produktprogramm und zugekaufte Leistungen

3.12.5 Aufgaben und organisatorische Regelungen

3.13 Zusammenfassung

4 Konstruktionsphase Planen

4.1 Planen der Produkte

4.2 Klären der Aufgabenstellung

4.3 Anforderungslisten

4.3.1 Anforderungsarten

4.3.2 Anforderungskataloge

4.3.3 Formblatt für Anforderungslisten

4.3.4 Aufstellen der Anforderungsliste

4.3.5 Ergonomische Anforderungen

4.3.6 Designanforderungen

4.4 Qualitätssicherung beim Planen

4.5 Quality Function Deployment (QFD)

4.6 Zusammenfassung

5 Konstruktionsphase Konzipieren

5.1 Abstrahieren und Problem formulieren

5.2 Funktionsstruktur und Funktionsanalyse

5.3 Lösungen finden mit merkmalorientierten Methoden

5.3.1 Lösungen finden durch Analogien

5.3.2 Lösungen finden durch Variation

5.3.3 Lösungen finden durch Kombination

5.4 Lösungsprinzipien suchen

5.4.1 Analyse von Veröffentlichungen

5.4.2 Analyse bekannter technischer Systeme

5.4.3 Anregungen durch Analogien

5.4.4 Erkenntnisse aus Versuchen

5.4.5 Kreativität und Intuition

5.4.6 Brainstorming

5.4.7 Brainwriting

5.4.8 Methode 635

5.4.9 Mapping Techniken

5.4.10 Methode Morphologischer Kasten

5.4.11 Methode der Ordnenden Gesichtspunkte

5.4.12 Methode Konstruktionskatalog-Einsatz

5.4.13 Methode Problemlösungsbaum

5.5 Konstruieren mit Zulieferkomponenten

5.5.1 Zulieferkomponenten und Eigenentwicklungen im Vergleich

5.5.2 Produktentwicklung mit Zulieferkomponenten

5.5.3 Zulieferorientiertes Konstruieren

5.6 Lösungen entwickeln mit Bionik

5.6.1 Technische Biologie und Bionik

5.6.2 Bionischer Denk- und Handlungsprozess

5.6.3 Ausblick und Hinweise

5.7 Lösungen entwickeln mit Mechatronik

5.7.1 Übersicht und Einführung

5.7.2 Grundlagen mechatronischer Systeme

5.7.3 Aktoren

5.7.4 Sensoren

5.7.5 Ausblick und Hinweise

5.8 Bewerten von Lösungsvarianten

5.8.1 Grundlagen der Bewertung

5.8.2 Vorteil-Nachteil-Vergleich

5.8.3 Dominanzmatrix

5.8.4 Paarweiser Vergleich

5.8.5 Erkennen von Bewertungskriterien

5.8.6 Bewertung mit Punkten

5.8.7 Bewertungspraxis in der Konzeptphase

5.9 Qualitätssicherung beim Konzipieren

5.10 Konzept und Konzeption

5.11 Zusammenfassung

6 Konstruktionsphase Entwerfen

6.1 Allgemeine Forderungen an technische Produkte

6.2 Arbeitsschritte beim Entwerfen

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen

6.3.1 Gelenkige Aufhängung entwerfen und gestalten

6.3.2 Entwerfen mit 3D-CAD/CAM-Systemen

6.4 Grundsätze für das Entwerfen

6.5 Gestaltungsgrundregeln

6.5.1 Grundregel „Eindeutig“

6.5.2 Grundregel „Einfach“

6.5.3 Grundregel „Sicher“

6.6 Gestaltungsprinzipien

6.6.1 Prinzipien der Kraftleitung

6.6.2 Regeln zur kraftflussgerechten Gestaltung

6.7 Gestaltungsrichtlinien

6.7.1 Fertigungsgerechte Gestaltung

6.7.2 Montagegerechte Gestaltung

6.7.3 Lärmarm konstruieren

6.7.4 Recyclinggerechte Gestaltung

6.7.5 Konstruktionsablauf mit Recyclingorientierung

6.7.6 Entsorgungsgerechte Gestaltung

6.8 Bewerten von Entwürfen

6.9 Qualitätssicherung beim Entwerfen

6.10 Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA)

6.11 Zusammenfassung

7 Konstruktionsphase Ausarbeiten

7.1 Erzeugnisgliederung

7.2 Zeichnungen

7.3 Stücklisten

7.3.1 Stücklistenaufbau

7.3.2 Stücklistenarten

7.3.3 Gliederung der Stücklistenarten

7.3.4 Verwendung von Stücklisten

7.4 Nummernsysteme

7.4.1 Nummerungstechnik – Grundlagen

7.4.2 Arten und Eigenschaften von Nummern

7.4.3 Ziele der Nummerung

7.4.4 Identnummern

7.4.5 Klassifizierungsnummern

7.4.6 Nummernsysteme

7.4.7 Sachnummern

7.4.8 Sachnummernsystem

7.5 Sachmerkmale

7.5.1 Sachmerkmalleisten

7.5.2 Anzahl und Wertigkeit der Sachmerkmale

7.5.3 Sachnummernsystem durch Klassifizierung über Sachmerkmale

7.5.4 Methode zum Erarbeiten von Sachmerkmalen

7.6 Qualitätssicherung beim Ausarbeiten

7.7 Qualitätsdenken

7.8 Zusammenfassung

8 Konstruktion und Kosten

8.1 Kostenbegriffe

8.2 Kosteneigenschaften

8.3 Einflussgrößen auf die Herstellkosten

8.3.1 Anforderungen

8.3.2 Lösungsprinzip

8.3.3 Baugröße

8.3.4 Stückzahl

8.4 Kostengünstig Konstruieren

8.5 Kostenermittlungsverfahren

8.6 Relativkosten

8.6.1 Vorteile und Nachteile

8.6.2 Erarbeiten und Aktualisieren

8.6.3 Darstellung und Beispiel

8.6.4 Gültigkeit der Relativkosten

8.6.5 Einsatz der Methode

8.7 ABC-Analyse

8.8 Wertanalyse

8.8.1 Entwicklung der Wertanalyse

8.8.2 Grundbegriffe der Wertanalyse

8.8.3 Auswahlkriterien für Wertanalyseprojekte

8.8.4 System Wertanalyse

8.9 Methode zur Kostenanalyse

8.10 Herstellkostenermittlung durch Kalkulation

8.11 Zusammenfassung

9 Rechnerunterstütztes Konstruieren

9.1 CAD/CAM – Begriffe und Systeme

9.1.1 CAD – Computer Aided Design

9.1.2 CAP – Computer Aided Planning

9.1.3 CAM – Computer Aided Manufacturing

9.1.4 CAQ – Computer Aided Quality Assurance

9.1.5 PPS – Produktionsplanung und -steuerung

9.1.6 CAD/CAM

9.1.7 CAID – Computer Aided Industrial Design

9.2 Konstruieren mit 3D-CAD/CAM-Systemen

9.3 Informationstechnik und Konstruktionsprozess

9.4 Zusammenfassung

10 Übungsaufgaben

10.1 Aufgabenstellungen

10.1.1 Aufgabenstellungen zu Kapitel 1

10.1.2 Aufgabenstellungen zu Kapitel 2

10.1.3 Aufgabenstellungen zu Kapitel 3

10.1.4 Aufgabenstellungen zu Kapitel 4

10.1.5 Aufgabenstellungen zu Kapitel 5

10.1.6 Aufgabenstellungen zu Kapitel 6

10.1.7 Aufgabenstellungen zu Kapitel 7

10.1.8 Aufgabenstellungen zu Kapitel 8

10.1.9 Aufgabenstellungen zu Kapitel 9

10.2 Lösungen

10.2.1 Lösungen zu Kapitel 1

10.2.2 Lösungen zu Kapitel 2

10.2.3 Lösungen zu Kapitel 3

10.2.4 Lösungen zu Kapitel 4

10.2.5 Lösungen zu Kapitel 5

10.2.6 Lösungen zu Kapitel 6

10.2.7 Lösungen zu Kapitel 7

10.2.8 Lösungen zu Kapitel 8

10.2.9 Lösungen zu Kapitel 9

11 Menschenorientierte Konstruktion

11.1 Menschenorientierung

11.1.1 Konstruktionsorientierung auf Menschen

11.1.2 Kompetenz der Konstrukteure

11.1.3 Ethik - Grundlagen und Begriffe

11.1.4 Technikbewertung und Ethik

11.1.5 Die Ethische Maschine

11.1.6 Ingenieurpsychologie

11.2 Konstruktionsstrategie für Gerontik-Produkte

11.2.1 Begriff Gerontik©

11.2.2 Zukunft-Technologien

11.2.3 Erfahrung und Alter

11.2.4 Demografischer Wandel

11.2.5 Bedürfnisse der Menschen

11.2.6 Bedeutung der Gerontik©

11.2.7 Fachgebiete mit dem Wortbildungselement Geronto

11.2.8 Anforderungen an Produkte der Gerontik©

11.2.9 Lösungen entwickeln mit Gerontik©

11.2.10 Nutzung von Prinzipien

11.2.11 Anzahl der Prinzipien

11.2.12 Sieben Prinzipien der Gerontik©

11.2.13 Grundbegriffe des Design

11.2.14 Prinzipien des Universal Design

11.2.15 Grundbegriffe der Ergonomie

11.2.16 Entwicklung eines Sattelstuhls

11.2.17 Strategie für Gerontikprodukte

11.2.18 Zusammenfassung

11.3 Strategie für frugale Produkte

11.3.1 Frugale Produkte

11.3.2 Frugale Innovation

11.3.3 Geplantes Vorgehen

11.4 Strategien gegen Obsolenszenz

11.4.1 Geplante Obsoleszenz

11.4.2 Optimale Lebens- oder Nutzungsdauer von Produkten

11.4.3 Kernempfehlungen und Handlungsempfehlungen

11.5 Reparatureignung von Produkten

11.5.1 Instandhaltung

11.5.2 Instandsetzungsgerechtes Konstruieren

11.5.3 Reparatur-Nutzen und Aufwand

11.6 Agile Produktenwicklung

11.6.1 Agil - Begriffsklärung

11.6.2 Agile Managementmethoden

11.6.3 Scrum - Methode

11.6.4 User Story Mapping

11.6.5 Zusammenfassung

12 Maschinenelemente

12.1 Systematik und Einteilung

12.2 Informationsblätter Maschinenelemente

13 Literaturverzeichnis

Quellen und weiterführende Literatur

Konstruktionslehre und Konstruktionsmethodik

Integrierte Produktentwicklung

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Kommunikation

Grundlagen der Teamarbeit

Ablauf Designprozesse

Ablauf Ergonomieprozesse

Useware-Entwicklungsprozess

Kennzahlen

Konstruktionsphase Planen

Qualität in der Konstruktion

Konstruktionsphase Konzipieren

Ideenfindung

Mapping Techniken

Konstruktionskataloge

Bionik

Mechatronik

Konstruktionsphase Entwerfen

Sicherheit

Fertigung und Montage

Lärmarm konstruieren

Recycling und Entsorgung

Konstruktionphase Ausarbeiten

Technisches Zeichnen

Stücklisten

Nummernsysteme

Konstruktion und Kosten

Rechnerunterstütztes Konstruieren

Menschenorientierte Konstruktion

Menschenorientierung

Ethik

Ingenieurpsychologie

Konstruktionsstrategie für Gerontik-Produkte

Gerontik© – Einordnung und Begriff

Anforderungen an Produkte der Gerontik©

Prinzipien der Gerontik©

Grundlagen Design

Design und Ergonomie

Grundlagen Ergonomie

Arbeitsgestaltung

Strategie für frugale Produkte

Frugale Produkte

Frugale Innovation

Strategien gegen Obsoleszenz

Reparatureignung von Produkten

Agile Produktentwicklung

Maschinenelemente

Sachwortverzeichnis