Konstruktionssystematik

Gibt keine lösung

Gibt keine Lösung

Fehler, die während der Produktion oder dem Einsatz von Produkten auftreten, verursachen hohe Kosten der Fehlerbeseitigung. Oft führen sie sogar bis hin zum Ansehensverlust eines Unternehmens bei seinen Kunden. Es ist daher sinnvoll, schon in einer frühen Phase der Produkt- und Prozessplanung und -entwicklung möglicherweise auftretende Fehler zu betrachten. Die Fehlermöglichkeits- und -Einflussanalyse (FMEA) ist eine zielgerichtete Methode, mit der mögliche Fehler frühzeitig ermittelt werden. Die aus den Fehlern entstehenden Risiken werden bewertet und anschließend Gegenmaßnahmen zur Vermeidung der Fehler entwickelt. Nach dem jeweiligen Betrachtungsobjekt der FMEA wird zwischen System-, Konstruktions- und Prozess-FMEA unterschieden.

•    Bei der System FMEA wird als übergeordnete FMEA das gesamte System betrachtet um Fehler in Baugruppen oder in Bauteilen zu finden. 
•    Die Fehler in Bauteilen werden dann durch die Konstruktions FMEA im Detail analysiert. 
•    Die Prozess FMEA betrachte dem Arbeits oder Produktionsprozess um Fehler in 
•    Einzelarbeitsgängen zu finden

Um das Gesamtrisiko einer möglichen Fehlerursache zu bestimmen, wird die so genannte Risikoprioritätszahl berechnet. Sie ist das Produkt aus der Auftretenswahrscheinlichkeit A, der Bedeutung B der Folgen und der Entdeckungswahrscheinlichkeit E.
RPZ = A · B · E
Sie kann somit Werte zwischen 1 (kein Risiko) und 1000 (sehr hohes Risiko) annehmen. Die Höhe der RPZ allein sagt noch nicht viel aus. Werden die einzelnen Fehlerursachen jedoch nach der Höhe der RPZ geordnet, kann eine Rangfolge für das Beseitigen von Fehlerursachen festgelegt werden. Ursachen mit einer hohen RPZ müssen also vorrangig durch Verbesserungsmaßnahmen an Produkt und Prozess beseitigt werden.

U

Das materielle Recht:
Das materielle Recht kann kurz als Gesamtheit der Regelungen beschrieben werden, die die grundlegenden Rechtsbeziehungen zwischen den Einzelnen (aber auch des Einzelnen zum Staat) regeln. 
Beispiel: Beschädigt man den Pkw eines anderen, muss man in aller Regel Schadensersatz leisten. Dies ergibt sich aus verschiedenen Bestimmungen des Bürgerlichen Gesetzbuches (BGB) und/oder des Straßenverkehrsgesetzes. Handelt der Täter vorsätzlich, liegt zudem eine Straftat vor.
Das formale Recht:
Demgegenüber beziehen sich die Normen des formellen Rechts auf die Durchsetzung dessen, was „Recht“ ist. 
Im Beispiel des beschädigten PKW also auf die Frage, wie der Geschädigte seinen Anspruch gegen mich durchsetzen kann, wenn ich nicht freiwillig zahle; und wie der Staat den „staatlichen Strafanspruch“ (Strafverfolgung) gegen mich durchsetzen kann. Das formelle Recht deckt sich also mit dem Verfahrensrecht; das Prozessrecht (Zivilprozessrecht, Strafprozessrecht, Verwaltungsprozessrecht usw.) ist ein wichtiger Teil des Verfahrensrechts / formellen Rechts. Neben dem Verfahrensrecht gehören aber auch sog. Kompetenznormen zum formellen Recht (etwa Bestimmungen des Grundgesetzes, wem - Bund oder Ländern - die Gesetzgebungskompetenz für bestimmte Materien zukommt).

Das Urheberrecht bezeichnet zunächst das subjektive und absolute Recht auf den Schutz geistigen Eigentums in ideeller und materieller Hinsicht

Ein Patent ist ein hoheitlich erteiltes gewerbliches Schutzrecht für eine Erfindung. Der Inhaber des Patents ist berechtigt, anderen die Nutzung der Erfindung zu erlauben oder zu untersagen.

Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit
•    Schutz vor Nachahmung
•    Sicherung des Pioniergewinnes
•    Anbahnung von Kooperationen oder Lizenzvergabe
•    Maßnahmen gegen Produktpiraterie

Information der Öffentlichkeit
•    Schutz vor späteren Anmeldungen
•    Abschreckung des Wettbewerbs
•    Firmenimage
•    Werbung mit Schutzrechten

Information aus Schutzrechten
•    Vermeiden unnötiger
•    Entwicklungskosten
•    Anregungen zu neuen Produkten / Problemlösungen
•    Vermeiden von
•    Schutzrechtskollisionen

Patente werden für Erfindungen auf allen Gebieten der Technik erteilt, 
•    die neu sind, 
•    auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhen 
•    und gewerblich anwendbar sind.

Eine "Erfindung" wird gemäß ständiger Rechtsprechung als

"Lehre zum technischen Handeln" definiert

§ 9:    Das Patent hat die Wirkung, dass allein der Patentinhaber befugt ist, die patentierte Erfindung im Rahmen des geltenden Rechts zu benutzen. Jedem Dritten ist es verboten, ohne seine Zustimmung
1.    Ein Erzeugnis, das Gegenstand des Patents ist, herzustellen, anzubieten, in Verkehr zu bringen oder zu gebrauchen oder zu den genannten Zwecken entweder einzuführen oder zu besitzen;
2.    Ein Verfahren, das Gegenstand des Patents ist, anzuwenden oder, wenn der Dritte weiß oder es auf Grund der Umstände offensichtlich ist, dass die Anwendung des Verfahrens ohne Zustimmung des Patentinhabers verboten ist, zur Anwendung im Geltungsbereich dieses Gesetzes anzubieten;
3.    Das durch ein Verfahren, das Gegenstand des Patents ist, unmittelbar hergestellte Erzeugnis anzubieten, in Verkehr zu bringen oder zu gebrauchen oder zu den genannten Zwecken zu besitzen.

Die Wirkung des Patents erstreckt sich nicht auf:

•    Handlungen im privaten Bereich zu nichtgewerblichen Zwecken;
•    Handlungen zu Versuchszwecken, die sich auf den Gegenstand der patentierten Erfindung beziehen;
•    Nutzung biologischen Materials zum Zweck der Züchtung, Entdeckung und Entwicklung einer neuen Pflanzensorte;
•    Studien und Versuche für die Erlangung einer arzneimittelrechtlichen Genehmigung;
•    unmittelbare Einzelzubereitung von Arzneimitteln in Apotheken;
•    Gebrauch an Bord von Schiffen, Luft- oder Landfahrzeugen.

Das Patent hat ferner die Wirkung, dass es jedem Dritten verboten ist, ohne Zustimmung des Patentinhabers im Geltungsbereich dieses Gesetzes anderen als zur Benutzung der patentierten Erfindung berechtigten Personen Mittel, die sich auf ein wesentliches Element der Erfindung beziehen, zur Benutzung der Erfindung im Geltungsbereich dieses Gesetzes anzubieten oder zu liefern, wenn der Dritte weiß oder es aufgrund der Umstände offensichtlich ist, dass diese Mittel dazu geeignet und bestimmt sind, für die Benutzung der Erfindung verwendet zu werden.

Ein Problem ist durch drei Komponenten gekennzeichnet:

-Unerwünschter Anfangszustand

-Erwünschter Endzustand

-Hindernisse, die eine Transformation von unerwünschten Anfangszustand zum erwünschten Endzustand im jeweiligen Zeitpunkt verhindern

Bei einer gestellten Aufgabe sind die Mittel und Methoden zu deren Bewältigung eindeutig bekannt.

•    Ein System ist ein abgegrenztes Gebilde, das eine bestimmte Funktion erfüllt. 
•    Der Systembegriff ist nicht auf physisch vorhandene Dinge eingegrenzt

•    Systemgrenzen 
•    Eingangsgrößen mit ihren Eigenschaften 
•    Ausgangsgrößen mit ihren Eigenschaften 
•    Elemente des Systems innerhalb seiner Grenzen mit ihren Beziehungen untereinander 
•    Systemumwelt 

Die Funktion eines technischen Systems ist die Eigenschaftsänderung von Eingangs- zu Ausgangsgrößen

Stoff, Energie und Information

1.1.1.    Zielsysteme
Speziell in Hinsicht auf Produktentwicklung und Konstruktion stellen beispielsweise Anforderungen und ihre Beziehungen ein Zielsystem dar. 
1.1.2.    Sachsysteme
Sachsysteme sind die Objekte der Handlungssysteme. In technischer Hinsicht versteht man darunter die Produkte, Teile, Anlagen u. ä. Diese Sachsysteme müssen aber nicht unbedingt materieller Natur sein. Beispielsweise kann auch Software ein Sachsystem sein. 
1.1.3.    Handlungssysteme
Handlungssysteme beschreiben strukturierte Aktivitäten die beispielsweise notwendig sind um in Zielsystemen festgelegte Sachsysteme zu erstellen. Sie betreffen damit insbesondere die Ressourcen, die Organisation und die Abläufe. Auch die Konstruktionsmethodik kann als Handlungssystem interpretiert werden

•    Stoff (Materie) 
•    Energie 
•    Informationen (Signale, Daten)

•    Werkstoffart 
•    Stückzahl 
•    Fertigungsart 
•    Größe 
•    Automatisierungsgrad 
•    Leistung, Geschwindigkeit 
•    Gewicht 
•    Schmierungsart 

•    Gezieltes Fragen
•    Negation und Neukonzeption
•    Vorwärtsschreiten
•    Rückwärtsschreiten
•    Faktorisieren
•    Systematisieren

Denken besteht grundsätzlich im Aufbau und der Umbildung von semantischen Netzen. Man unterscheidet: 
Intuitives Denken - einfallsbetont, Denkprozess ist unbewusst, der ,,plötzliche Einfall'' benötigt jedoch sicher eine gewisse Zeit des ungestörten unbewussten Denkens. 
Diskursives Denken - Fakten und Relationen werden bewusst analysiert, variiert, neu kombiniert, geprüft, verworfen oder weiter in Betracht gezogen

Darunter versteht man die Auflösung komplexer Systeme in überschaubare Teile. Der Vorteil liegt in der besseren Übersichtlichkeit und Handhabung kleinerer Problemstellungen. Bei klarer Abgrenzung und Definition der Nahtstellen können die Teilprobleme parallel gelöst werden. Dabei ist permanent die Sichtweise des Ganzen beizubehalten. Besonders sind die Abhängigkeiten über die Teilsystemgrenzen hinweg zu beachten. Diese Methode ermöglicht Simultaneous Engineering (SE) und Concurrent Engineering (CE) in der Produktentwicklung und Konstruktion. 
Simultaneous Engineering 
(im Amerikanischen: Concurrent Engineering, auf Deutsch: „verteilte gleichzeitige Entwicklung“) bezeichnet eine Vorgehensweise in der Produktentwicklung. Damit wird die Entwicklungszeit eines neuen Produktes verkürzt, spätere produktionsinduzierte Änderungen vermieden und die Abstimmung von Entwicklung und Produktion insgesamt verbessert.
Grundgedanke des Verfahrens ist die zeitliche Überlappung von traditionell nacheinander folgenden Arbeitsabläufen. Sobald in einem Arbeitsablauf genügend Informationen erarbeitet wurden, wird parallel der nächste Arbeitsablauf begonnen. Dies führt teilweise zu Mehrarbeit, da nicht mit dem endgültigen Informationsstand gearbeitet wird, sondern sich die Arbeitsgrundlage jederzeit verändern kann. Dafür können aber Fehler schneller erkannt und rechtzeitig beseitigt werden, bevor sie in einer späteren Phase große Kosten verursachen (siehe Bild).
 
 
Simultaneous Engineering
Besonders nutzbringend ist das Simultaneous Engineering (SE) zwischen den Arbeitsabläufen Produktentwicklung und Produktions(mittel)planung:

Sind bei Problemstellungen kennzeichnende Merkmale erkennbar, so hilft die systematische Variation der Ausprägungen dieser Merkmale ein möglichst breites Lösungsfeld zu erkennen. Die Breite des Lösungsfeldes ist abhängig vom Erkennen der übergeordneten Systematik und vom Fachwissen aller dazugehörigen Variationsmöglichkeiten. 
Die systematische Variation von Wirkprinzipien, Wirkstrukturen, technologischen Prinzipien und technischen Prozessen, bei Kenntnis der kennzeichnenden Merkmale, bewirkt eine umfassende Bearbeitung des möglichen Lösungsfeldes. Typische Hilfsmittel sind Ordungsschemata und Konstruktionskataloge.

A

Der grundsätzliche Aufbau eines Konstruktionskataloges besteht aus Gliederungs-, Haupt- und Zugriffsteil. Meist ist auch ein Anhang vorhanden. 
Gliederungsteil: systematischer Aufbau, abhängig vom Konkretisierungsgrad und der Komplexität der katalogisierten Lösungen, sowie von der Konstruktionsphase
•    für Konzeptphase: Funktionen, Art und Merkmale von Energie, Stoff oder Signal, Wirkgeometrie, Wirkbewegung, prinzipielle Stoffeigenschaften 
•    für Entwurfsphase: Werkstoffeigenschaften, Schlussarten von Verbindung (Kraftschluss, Formschluss), Schaltungsarten bei Kupplungen, Merkmale konkreter Maschinenelemente 
Hauptteil: eigentlicher Inhalt, Objekte dargestellt in Form von Prinzipskizzen und Zeichnungen 
Zugriffsteil: Eigenschaften der Objekte zur Auswahl 
Anhang: Herkunft, Ergänzungen