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E-Book

Methodische Entwicklung modularer Produktfamilien

Hohe Produktvielfalt beherrschbar entwickeln

AutorDieter Krause, Nicolas Gebhardt
VerlagSpringer Vieweg
Erscheinungsjahr2018
Seitenanzahl297 Seiten
ISBN9783662530405
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis86,99 EUR
Dieses Buch fokussiert die Entwicklung von variantenreichen Produkten mithilfe modularer Produktstrukturen und adressiert so die Komplexitätsreduktion aus Sicht der Produktentwicklung. Durch diese modularen Produktstrukturen wird eine größere Nachfragevielfalt bei gleichzeitig geringer, unternehmensinterner Vielfalt an Komponenten und Prozessen möglich. Als Ergänzung zur gängigen Produktentwicklungsmethodik werden die nötigen Grundlagen der Modularität und Variantenvielfalt sowie die entsprechenden Methoden umfassend vorgestellt. Das Buch fasst damit den aktuellen Stand der Wissenschaft sowie die Forschungstätigkeiten der vergangenen zehn Jahre am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg zusammen.

Die Zielgruppen

Dieses Buch richtet sich an Produktentwickler und Entscheider in der Praxis. Der Wissenschaft wird ein hilfreiches Nachschlagewerk geboten und interessierte Studierende der Ingenieurwissenschaften können in die Entwicklung modularer Produktfamilien mit den nötigen Grundlagen eintauchen.



Prof. Dr.-Ing. Dieter Krause studierte Fertigungstechnik/Maschinenbau und promovierte an der Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Es folgten leitende Positionen als Konstruktionsleiter, Technischer Leiter und Geschäftsführer im Maschinen- und Anlagenbau. Seit 2005 ist er Leiter des Instituts für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg. Er ist Mitglied der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP).

Dipl.-Ing. Nicolas Gebhardt studierte Produktentwicklung/Maschinenbau an der TU Hamburg-Harburg. Seit 2011 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TU Hamburg-Harburg in der Forschungsgruppe methodische Entwicklung modularer Produktfamilien.


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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Einleitung und Motivation11
1.1 Megatrends und ihre Auswirkungen auf die Produktentwicklung11
1.2 Folgen für die Unternehmen16
1.3 Resultierende Herausforderungen für die Produktenwicklung19
1.4 Modulare Produktstrukturen als Lösungsstrategie20
1.5 Ziel und Aufbau dieses Buches22
Literatur26
2 Zusammenhänge und Auswirkungen der Vielfalt28
2.1 Ursachen der Vielfalt29
2.1.1 Externe Ursachen30
2.1.2 Interne Ursachen33
2.2 Externe Produktvielfalt und ihre Auswirkungen39
2.2.1 Externe Produktvielfalt39
2.2.2 Auswirkungen einer hohen externen Produktvielfalt41
2.3 Interne Produktvielfalt und ihre Auswirkungen43
2.3.1 Interne Produktvielfalt43
2.3.2 Resultierende Kompliziertheit und Komplexität44
2.3.3 Übergreifendes Auftreten der Effekte über die Lebensphasen50
2.3.4 Getrenntes Auftreten von Ursache und Auswirkung55
2.3.5 Verzögertes und stufenweises Auftreten57
2.3.6 Kostenremanenz (asymmetrische Dynamik)58
2.4 Resultierende Kosten der Produktvielfalt59
2.4.1 Übersicht der Kostenarten59
2.4.2 Kostenwirkungen der hohen internen Vielfalt60
2.5 Mögliche Strategien62
2.5.1 Reduktion der Angebotsvielfalt63
2.5.2 Steigerung des Produktnutzens65
2.5.3 Komplexitätsreduktion66
2.5.4 Komplexitätsvermeidung67
2.5.5 Konfiguration neuer Varianten68
2.6 Möglichkeiten der Kostenbewertung68
Literatur72
3 Grundlagen und Begriffe75
3.1 Das Produktprogramm und dessen Aufbau76
3.2 Begriffe der Produktarchitektur80
3.2.1 Anforderungen, Eigenschaften und technische Merkmale80
3.2.2 Funktionen und Funktionsstrukturen83
3.2.3 Produktstruktur85
3.2.4 Produktarchitektur88
3.3 Bauweisen91
3.3.1 Integralbauweise und Differentialbauweise92
3.3.2 Abgrenzung zur Modulbauweise94
Literatur95
4 Potenziale modularer Produktfamilien97
4.1 Auffassungen zur Modularität in der Forschung98
4.1.1 Sicht der Kopplung, Entkopplung und Schnittstellen99
4.1.2 Technische Sicht101
4.1.3 Funktionale Sicht102
4.1.4 Prozess- und Organisationssicht104
4.1.5 Produktstrategische Sicht107
4.2 Definition der Modularität108
4.3 Eigenschaften der Modularität109
4.3.1 Entkopplung110
4.3.2 Kommunale Verwendung110
4.3.3 Kombinierbarkeit111
4.3.4 Schnittstellenstandardisierung112
4.3.5 Funktionsbindung112
4.4 Potenziale modularer Produktstrukturen113
4.4.1 Konzept der Lebensphasen114
4.4.2 Produktentwicklung116
4.4.3 Beschaffung116
4.4.4 Produktion und Montage117
4.4.5 Vertrieb118
4.4.6 Produktnutzung und Wartung119
4.4.7 Pflege121
4.4.8 Recycling121
4.4.9 Zusammenfassendes Konzept der Modultreiber121
4.5 Risiken der Modularisierung123
4.6 Variantengerechtheit125
4.6.1 Differenzierung von Standard- und Variantenkomponenten126
4.6.2 Reduzierung der Variantenkomponenten127
4.6.3 Eins-zu-eins Zuordnung129
4.6.4 Entkopplung der Komponenten130
Literatur131
5 Modulare Produktstrukturstrategien134
5.1 Übersicht modularer Produktstrukturstrategien135
5.1.1 Generisches Vorgehen der Modularisierung136
5.1.2 Definition Produktstrukturstrategie141
5.1.3 „Lösungsraum“ der Produktstrukturstrategien142
5.2 Besondere Ausführungen der Produktstrukturstrategie147
5.2.1 Übergreifende Mehrfachverwendung von Modulen/Gleichmodulstrategie148
5.2.2 Baureihen151
5.2.3 Modulbaukastenstrategie152
5.2.4 Plattformstrategie156
5.3 Entwicklung einer Produktstrukturstrategie159
Literatur161
6 Methoden zur Entwicklung modularer Produktfamilien163
6.1 Begriffe der Prozesse, Methoden und Werkzeuge164
6.2 Methoden zur Programmplanung166
6.2.1 Zukunftsplanung166
6.2.2 Marktanalysen170
6.2.3 Programmplanung172
6.3 Variantenmanagement und variantengerechte Produktgestaltung174
6.3.1 Variantengerechte Produktgestaltung176
6.3.2 Kennzahlen für Variantengerechtheit184
6.4 Modularisierung188
6.4.1 Grundlegendes Vorgehen einer Modularisierung189
6.4.2 Modularisierung nach technisch-funktionalen Gesichtspunkten190
6.4.3 Modularisierung nach organisatorischen und prozessualen Gesichtspunkten196
6.4.4 Produktstrategische und integrative Modularisierungsmethoden198
6.4.5 Kennzahlen für Modularität205
6.5 Bewertungsverfahren209
6.5.1 Sachnummernkostenverfahren (Durchschnittskostenverfahren)210
6.5.2 Time Driven Activity Based Costing211
6.5.3 Komplexitätskostenprognose und -bewertung für modulare Produktfamilienkonzepte211
6.6 Der integrierte PKT-Ansatz zur Entwicklung modularer Produktfamilien214
6.6.1 Motivation und Zielsetzung des integrierten PKT-Ansatzes215
6.6.2 Grundlegende Strategie des Ansatzes216
6.6.3 Überblick der Methodenbausteine des Ansatzes221
6.6.4 Vorstellung ausgesuchter Methodenbausteine des Integrierten PKT-Ansatzes224
6.6.5 Studien zur Anwendung des Ansatzes242
Literatur244
7 Auswirkungen auf die Produktentwicklungsprozesse und zukünftige Trends249
7.1 Einordnung der Modularisierung in die Prozesse der Produktentwicklung250
7.1.1 Prozessmodelle der Produktentwicklung251
7.1.2 Notwendige Aktivitäten für die Pflege modularer und variantenreicher Produkte257
7.2 Produktindividualisierung und Personalisierung260
7.3 Demografischer Wandel und Entwicklung alternsgerechter Produkte263
7.4 Modulare Leichtbauprodukte264
Literatur267
8 Glossar270
Literatur287
Erratum zu: Methoden zur Entwicklung modularer Produktfamilien290
Stichwortverzeichnis291

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