Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen

• Main Author: Schork, Stefan
• Format: Others
• Language: de
• Published: 2020
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/14202/1/20201020_Schork_Methodische%20Entwicklung%20aussagekr%C3%A4ftiger%20Prototypen%20durch%20Analyse%20der%20Produktkonfigurationen.pdf; Schork, Stefan <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Schork=3AStefan=3A=3A.html> (2020): Methodische Entwicklung aussagekräftiger Prototypen durch Analyse der Produktkonfigurationen. (Publisher's Version)Darmstadt, Technische Universität Darmstadt, DOI: 10.25534/tuprints-00014202 <https://doi.org/10.25534/tuprints-00014202>, [Ph.D. Thesis]

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.