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E-Book

Integrierte Produkt- und Prozessgestaltung

AutorGünther Schuh, Walter Eversheim
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl286 Seiten
ISBN9783540269465
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis89,99 EUR

In dem Buch werden aktuelle Modelle und Methoden im Bereich 'Integrierte Produkt- und Prozessgestaltung' dargestellt. Die 'Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung' ist eine interdisziplinäre Aufgabe verschiedener Disziplinen, wie Marketing, Produktentwicklung, Produktion und Arbeitswissenschaften. Ein effektiver und effizienter Produktentstehungsprozess ist nur über die Abstimmung und Integration der disziplinenspezifischen Einzelmethoden sicherzustellen.

Betrachtet wird daher neben der methodischen Unterstützung einzelner Aktivitäten auch die Methodenvernetzung über den Gesamtprozess der Produktentstehung. Neben der Methodenintegration liegt eine wesentliche Herausforderung im Datenmanagement von Produktentwicklungsprojekten. Hierbei werden die Aspekte des Product Life Cycle Management betrachtet.



 

Professor Dr.-Ing. Dr.h.c. Dipl.-Wirt.Ing. Walter Eversheim ist seit 1973 Inhaber des Lehrstuhls für Produktionssystematik der RWTH Aachen und Direktor des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre. Leiter der Abteilung Planung und Organisation des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie (IPT), Aachen; ständiger Gastprofessor und Direktoriumsmitglied des Instituts für Technologiemanagement der Hochschule St. Gallen, Direktor des Forschungsinstituts für Rationalisierung, seit 1992 Honorarprofessor der Tianjin-Universtität, China. 1992 verlieh ihm die Universität Trondheim die Ehrendoktorwürde. Seit 1983 ist Prof. Eversheim Senatsbeauftragter für Technologietransfer der RWTH-Aachen.
Prof. Dr. Günther Schuh studierte Maschinenbau und Betriebswirtschaftslehre an der RWTH Aachen. Er promovierte 1988 nach einer Assistentenzeit am WZL bei Prof. Evers-heim, wo er bis 1990 als Oberingenieur tätig war. Von 1990 an war er vollamtlicher Dozent für Fertigungswirtschaft und Industriebetriebslehre an der Universität St. Gallen (HSG). 1993 wurde er dort Professor für betriebswirtschaftliches Produktionsmanagement und zugleich Mitglied des Direktoriums am Institut für Technologiemanagement. Prof. Schuh folgte im September 2002 Prof. Eversheim auf dem Lehrstuhl für Produktionssystematik der RWTH Aachen und im Direktorium des WZL und des Fraunhofer IPT in Aachen nach. Prof. Schuh wurde 1991 die Otto-Kienzle-Gedenkmünze der Wissenschaftlichen Gesell-schaft für Produktionstechnik verliehen. Seine wissenschaftlichen Arbeiten wurden mehrfach im Rahmen des Technologiewettbewerbs Schweiz prämiert. Maßgebliche Me-thoden und Instrumente zum Komplexitätsmanagement, zur ressourcenorientierten Prozesskostenrechnung und zum partizipativen Change Management sowie das Konzept der Virtuellen Fabrik gehören zu seinen wichtigsten Forschungsergebnissen. Er ist Gründer und Hauptgesellschafter des Software- und Beratungsunternehmens GPS Komplexitätsmanagement AG in St. Gallen, Würselen und Atlanta.
Prof. Schuh ist Verwaltungsrat, Aufsichtsrat oder Beirat in verschiedenen Maschinenbau-unternehmen und Softwarehäusern.

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Leseprobe
5.2 Bewertung von Fertigungsfolgen (S.208)

Aufgrund einer nach wie vor oftmals unzureichenden Abstimmung von Produktentwicklung und Produktherstellung treten immer wieder zeit- und kostenintensive Abläufe auf. Um dies zu vermeiden, ist im Sinne der integrierten Produkt- und Prozessgestaltung eine enge Verzahnung der Bereiche Produktgestaltung und Prozessgestaltung anzustreben.

Ein Hilfsmittel, um den Austausch zwischen den Bereichen Produkt- und Produktionsprozessgestaltung zu unterstützen, ist die Generierung und Bewertung von Fertigungsfolgen. Diese Methodik stellt das Bindeglied zwischen Konstruktion und Planung dar und ermöglicht durch den frühen Abgleich der Produktanforderungen mit den Möglichkeiten zur Herstellung eines Produkts die optimale Anpassung der Fertigung an eine Produktionsumgebung.

Darüber hinaus kann durch die frühe Bewertung und Optimierung von Fertigungsprozessen konstruktionsbegleitend die Auslegung der Prozesse und die Machbarkeit der Fertigung durch eine Kennwertberechnung unterstützt werden. Zur Generierung und Bewertung von Fertigungsfolgen sind Informationen aus der parametrischen Konstruktion und der Einsatzplanung von Fertigungstechnologien notwendig, welche zum einen die Produktmerkmale entlang der herzustellenden Features beschreiben und zum anderen mögliche Technologien zur Herstellung einzelner Bauteilfeatures definieren.

Dies kann bereits in einer frühen Phase der Konstruktion mit der reinen Betrachtung funktionaler Produktelemente beginnen und wird mit zunehmendem Planungsfortschritt um nichtfunktionale Produktelemente erweitert. Innerhalb der Generierung und Bewertung von Fertigungsfolgen werden die Fertigungstechnologien mit der realen Produktionsumgebung verknüpft und bezüglich ihrer Umsetzbarkeit auf speziellen Maschinen geprüft.

Die nach dieser Bewertung verfügbaren Maschinen werden entlang der herzustellenden Bauteilfeatures zu Fertigungsfolgen verknüpft und um Handhabungs-, Transport- und Lagermittel sowie Prüfschritte erweitert. Zur Bewertung dieser generierten Fertigungsfolgen wird nachfolgend eine multikriterielle Bewertung der Fertigungsfolgen durchgeführt, um eine Aussage über auftretende Zeiten, Kosten, Qualitäten sowie ökologische Aspekte zu bekommen.

In diesem Zusammenhang spielen sowohl die konstruktionsbegleitende Abschätzung der Fertigungszeiten in frühen Phasen der Produktentstehung als auch deren exakte Bestimmung und Optimierung unter Nutzung von Simulationstechniken in späteren Phasen eine wesentliche Rolle. Ergebnis der Bewertung ist ein Nutzwert für jede Fertigungsfolge, über den eine Rangfolge der Fertigungsalternativen ermittelt und die optimale Fertigungsfolge ausgewählt werden kann.

Die mit dieser Auswahl verknüpften Informationen können daraufhin wieder als Feedback zur Konstruktion gegeben werden, um eventuell Anpassungen am Produkt durchführen zu können. Zusätzlich können sie als Eingangsinformationen für die Funktionsbewertung und Prototypenfertigung oder zur frühzeitigen Planung der Arbeits- und Betriebsorganisation dienen.

5.2.1 Methoden zur Bewertung von Fertigungsfolgen und zur Prozesszeitermittlung

Die Analyse industriell angewandter Methoden und Hilfsmittel zur Unterstützung einer integrierten Produkt- und Prozessgestaltung zeigt, dass Methoden zur aufbau- und ablauf-technischen Unterstützung einer integrierten Produktentwicklung sowie Projektmanagementansätze bereits erfolgreich eingesetzt werden (Eversheim 1995).

CAD-Systeme zur Unterstützung der Produktgestaltung und Automatisierungseinrichtungen in der Fertigung weisen heute bereits eine hohe Funktionalität auf: CAD-Daten werden produktseitig mit hoher funktionaler Integration für die bereichs- und unternehmensübergreifende Dokumentation sowie zu Berechnungs- und Simulationszwecken genutzt (Chalmers 1999). Oftmals liegt eine direkte Kopplung von Produktdaten mit Steuerungsdaten von Einzelprozessen vor.

Die Datenverarbeitungssysteme zur Arbeitssteuerung und solche in der operativen Fertigung arbeiten effizient. Aufgrund von Schnittstellenproblemen bei der Integration von CAx-Lösungen und bedingt durch die Explosion der Produktdatenmenge bei zunehmend unternehmensübergreifenden Entwicklungsprojekten, werden ERP- und PDMSysteme häufig lediglich zur „bereichsübergreifenden Dokumentenverwaltung" eingesetzt (Wendenberg 1999, S. 14).

Auch andere rechnergestützte Hilfsmittel zur phasenübergreifenden Unterstützung von Prozessplanungsfunktionen können derzeit noch nicht mit der steigenden Komplexität von Produktentwicklungsprozessen Schritt halten (Kimura 1999).
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhalt7
Autorenverzeichnis11
Abkürzungsverzeichnis17
1 Einleitung19
1.1 Zielsetzung des Buches19
1.2 Sonderforschungsbereich 361 “Modelle und Methoden zur integrierten Produkt- und Prozessgestaltung“21
Literatur21
2 Integrierte Produkt- und Prozessgestaltung23
2.1 Produktentwicklung23
2.2 Simultaneous Engineering26
2.3 Befähigung zur integrierten Produkt- und Prozessgestaltung27
2.4 Rahmenkonzept einer integrierten Produkt- und Prozessgestaltung29
2.4.1 Organisation und Informationsmanagement29
2.4.2 Integrierte Produktdefinition und Technologieplanung31
2.4.3 Integrierte Produkt- und Produktionsprozessgestaltung33
2.5 Modelle und Methoden34
Literatur37
3 Organisation und Informationsmanagement39
3.1 Management integrierter Produktentstehungen39
3.1.1 Methoden zum Management von Entwicklungsprojekten40
3.1.2 Darstellung der entwickelten Methoden45
3.1.3 Applikationsmöglichkeiten65
Literatur69
3.2 Datenmanagement im Entwicklungsprozess72
3.2.1 Methoden zur Datenmodellierung und Kommunikationsinfrastruktur73
3.2.2 Methoden zum integrierten Produkt- und Prozessdatenmodell und Produktdatenmanagementsystem76
3.2.3 Applikationsmöglichkeiten88
Literatur90
4 Integrierte Produktdefinition und Technologieplanung93
4.1 Frühinformationssysteme93
4.1.1 Konzept für strategische Frühinformationssysteme95
4.1.2 PROFIS – ein Prozessmodell zum Betrieb eines Frühinformationssystems98
4.1.3 Ergebnisse und offene Fragen107
Literatur109
4.2 Konzipierung markt- und kreislauforientierter Leistungsbündel111
4.2.1 Die QFD-gestützte Konzeptfindungshilfe ProSerF112
4.2.2 Beurteilung der Konzeptfindungshilfe ProSerF130
Literatur131
4.3 Integrative Qualitätsplanungssystematik133
4.3.1 Präventive Qualitätsmanagement-Methoden133
4.3.2 Integrative Qualitätsplanungssystematik134
4.3.3 Applikationsmöglichkeiten146
Literatur148
4.4 Bereichsübergreifende Produktdefinition150
4.4.1 Entwicklung hin zur simultanen Produktentwicklung150
4.4.2 Methoden zur bereichsübergreifenden Produktdefinition151
4.4.3 Bereichsübergreifende Produktdefinition mit Softwareagenten154
Literatur168
4.5 Parametrische Konstruktion169
4.5.1 Methoden zur parametrischen Konstruktion und Restriktionsmanagement169
4.5.2 Methode für ein integriertes Anforderungs- und Restriktionsmanagement172
4.5.3 Methode für das Management der Abhängigkeiten in der parametrischen Konstruktion177
4.5.4 Visualisierung der Abhängigkeiten und Änderungsanalyse182
4.5.4 Applikationsmöglichkeiten185
Literatur186
4.6 Einsatzplanung von Fertigungstechnologien188
4.6.1 Methoden zur Technologieeinsatzplanung189
4.6.2 Methoden zur Technologieplanung191
4.6.3 Referenzprozess für das Technologiemanagement201
4.6.4 Applikationsmöglichkeiten205
Literatur205
5 Integrierte Produkt- und Produktionsprozessgestaltung209
5.1 Konstruktionsbegleitende Prüfablauf- und Prüfmitteleinsatzplanung209
5.1.1 Methode zur Modellierung der Prüfplanung210
5.1.2 Methode zur Modellierung der Prozessabläufe210
5.1.3 Methode zur Minimumkosten-Tolerierung211
5.1.4 Effiziente Ausgestaltung der Prüfplanung212
5.1.5 Die Toleranzkosten-Sensitivitätsanalyse (TKSA)212
5.1.6 Wissensbasiertes Prüfmittelmanagement-System (WiP)219
5.1.7 Applikationsmöglichkeiten223
Literatur224
5.2 Bewertung von Fertigungsfolgen226
5.2.1 Methoden zur Bewertung von Fertigungsfolgen und zur Prozesszeitermittlung227
5.2.2 Methodik zur Generierung und Bewertung von Fertigungsfolgen228
5.2.3 Methoden zur Prozesszeitermittlung233
5.2.4 Applikationsmöglichkeiten239
Literatur242
5.3 Funktionsbewertung und Prototypenfertigung244
5.3.1 Materielle Prototypen in der Produktentwicklung244
5.3.2 RP- & RT-Verfahrensauswahl247
5.3.3 IT-Prototyp zur RP- und RT-Verfahrensauswahl260
Literatur261
5.4 Arbeits- und Betriebsorganisation in der frühzeitigen Produktionsgestaltung263
5.4.1 Methoden zur Ablauf- und Strukturplanung263
5.4.2 Methoden zur prospektiven Gestaltung und Bewertung von Produktionstätigkeiten264
5.4.3 Integrierte Produkt- und Prozessgestaltung265
5.4.4 Applikationsmöglichkeiten278
Literatur280
5.5 Frühzeitige Gestaltung der Fertigungsleittechnik282
5.5.1 Einleitung282
5.5.2 Methoden und Werkzeuge zur Erstellung von Fertigungsleitsoftware284
5.5.3 Entwicklung agentenorientierter Fertigungsleitsysteme288
5.5.4 Interaktive Entwicklung von Visualisierungssystemen295
5.5.5 Zusammenfassung und Ausblick296
Literatur297
6 Trends299
Sachverzeichnis301

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