Produktentstehungsprozess

• bezeichnet Ablauf von Aktivitäten, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen
• kann in Phasen und Teilschritte eines Vorganges unterteilt werden
• Phase kann weiter logisch zergliedert werden
• Prozesswiederholung mit Iteration
• parallele Phasen können abgebildet werden

WFMC:

Kausale Abfolge von Aktivitäten, die einen oder mehrer Inputs benötigt, um unter Verwendung betrieblicher Ressourcen und Informationen ein Ergebnis von Wert für eine Kundengruppe zu erzeugen

• (Prozess) zur Realisierung und Aufrechterhaltung unternehmerischer Aufgaben und des laufenden Geschäfts
• Prozess/Aktivität kann gestartet/beendet werden und beinhaltet In- und Output
• Einzelaktivitäten stehen in einem logischen Zusammenhang und sind inhaltlich abgeschlossen

• Vorgang von der Idee bis zum fertigen Produkt
• Tätigkeiten des Ingenieurs die das Produkt und sein Umfeld (Produktion, Distrubution, Nutzung, Recycling) betreffen
• Phase des PLZ, an deren Ende Produktdefinition feststeht (Produktstruktur, Stückliste, Dokumentation, Konfiguration)

• Produktplanung, Produktentwicklung und Arbeitsvorbereitung der Produktion bis Produktionsanlauf
• Produktherstellung = operative Serienfabrikation (das Produzieren)
• Wertschöpfungsprozesse werden unter Prozessgesichtspunkten zusammengefasst

• Folge von Aktivitäten, die zur Entwicklung eines Produktes von der ersten Idee bis zur Freigabe für die Fertigung notwending sind
• Umfasst neben dem Produktentwicklungsprozess auch den Produktherstellungsprozess

direkt

• Entwerfen
• Modellieren
• Berechnen
• Simulieren
• Änderungen durchführen
• Stücklisten erstellen

indirekt

• Information suchen
• Kommunikation
• Dokumentation
• Archivieren

• Unterstützung problemorientierten Vorgehens
• Branchenunabhängigkeit
• Interdisziplinär/interkulturell
• Intuitionsfördernd
• lehr-und lernbar
• Nachvolliehbarkeit der Lösung

• Einsparung von Zeit/Kosten
• Erleichterung der Arbeit
• Erhöhung der Qualität und des Innovationsgrades
• Vermeidung von Fehlern
• Verstärkung der Motivation
• Unterstützung der Nachhaltigkeit

1. Zusammenstellen aller Forderungen und Wünsche und Formulieren einer Anforderungsliste
2. Lösungsneutrale Beschreibung der wesentlichen Anforderungen und deren Zusammenhänge in Form von Funktionen und Funktionsstruktur
3. Prinziplösungen für Teilfunktionen werden miteinander kombiniert und stellen ein Konzept bzw. eine prinzipielle Lösung dar
4. Aufteilung des gesamten Systems in kleinere Einheiten (Module), die sich leicht im Gesamtsystem austauschen lassen
5. Gestalten der einzelnen maßgebenden Module führt zu Vorentwürfen, Bauteile und Baugruppen sind erkennbar
6. Entwerfen des gesamten Produktes unter Berücksichtigung der Vorentwürfe
7. Produktdokumentation mit Zeichnungen, Stücklisten und technischen Beschreibungen

• sehr undetailliert
• nur auf die Entwicklung neuer Produkte ausgerichtet (in der Praxis Weiterentwicklung)
• Anforderungsmanagement und Produktabsicherung werden nicht berücksichtigt

Fazit: unvollständig, aber ein nützlicher Einstieg

• Analog zum Vorgehen in Mathematik und klassischer Mechanik
• auf Grundlage einer Systems von Axiomen

Identifikation des Fehlers bereits während des Entwurfs

vorsorgende Fehlerverhütung statt Fehlerbewältigung

Vermeiden von Kontroll- und Fehlerfolgekosten, und Wiederholung von Designmängel

Gesamtheitlicher Rahmen von Mehtoden und Werkzeuge zur Unterützung des PEP

• PEP im Wechselspiel mit Umfeld (Markt, Prozessen)
• Markt spiegelt die Aktivitäten eines Unternehmen ausgehend von der Aufnahme der Bedürfnisse bis hin zum Verkauf des Produktes wieder
• unter Prozessen werden alle notwendigen Prozesse zur Herstellung des Produktes verstanden

• Methode der Qualitätssicherung
• Ziel: die Konzeption, die Erstellung und der Verkauf von Produkten und Dienstleistungen, die der Kunde wirklich wünscht
• bezieht dabei alle Unternehmensbereiche in die Qualitätsverantwortung mit ein

Systematisches Vorgehen zur Prozessverbesserung, indem jeder Geschäftsprozess als eine mathematische Funktion beschrieben wird

• interdisziplinärer Ansatz 
• Ziel: erfolgreich Systeme bestehend aus verschiedenen Partialmodellen zu realisieren
• integriert die verschiedenen Disziplinen (Mechanik, Elektronik, Software)
• bildet ein strukturierten Entwicklungsprozess vom Konzept über Produktions- und Betriebsphasen (INCOSE-SIMILAR)

• V-Modell beschreibt sehr genau alle Prozesse vor und nach dem eigentlichen Entwurf eines Produktes
• V-Modell für alle Arten von Produkten anwendbar --> beschreibt keinen domänenspezifischen Entwurf

Fazit:

• V-Modell bildet eine sehr gute Grundlage für die Planung aller Prozesse vor und nach dem domänen-spezifischen Entwurf
• um die Lücke zu füllen, können andere Vorgehensweisen (wie die VDI 2221) zum Einsatz kommen

1. Anforderungsgestaltung
2. Entwurfskonzept
3. Auslegungsberechnung
4. Konstruktion
5. Absicherung/Nachberechnung
6. Testen
7. Produktionsplanung

• Aus (Markt-)Studien und Kundenfeedback ergibt sich ein Bedarf für innovatives Produkt
• Anforderung an das Produkt müssen zusammengestellt, erfasst und gewichtet werden
• Widersprüche müssen identifiziert umd gelöst werden
• Liste der Anforderung müssen im Verlauf des PEP iterativ weiterentwickelt und überprüft werden

• Auslegung und Simulationen anhand konzeptioneller Modelle
• Berechnung benötigt aufwändiges aussagekräftiges Modell
• die Berechnung erfolgt über das Variieren weniger vordefinierter Parameter zur Auslegung kritischer Größen
• Auswahl von Prinzipien, Materialien und die Geometriegestaltung sind das Ergebnis

• mehrere Konzepte als Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung entstehen aus den Anforderung
• entscheidend ist eine möglichst große Brandbreite an Lösungsvarianten bzw. -alternativen

• dient der geometrischen Festlegung und der Gestaltung von Produktdetails
• Produktstruktur und Topologie des Produktes werden festgelegt
• Stückliste wird genegiert

• erfogt meist auf geometrischer Ebene
• Detaillierte Modelle mit hohem Reifegrad werden mit Hilfe virtueller Werkzeuge abgesichert
• Validierung positiv --> Freigabeprozess
• nicht positiv --> Modelle werden samt Problembeschreibung in frühere Prozessphasen zurückgeführt

• Aufbau eines physischen Prototypen
• physischer Prototyp wird in seinem praktischen Anwendungsfall nach vordefinierten Regeln getestet
• Testroutinen müssen detailliert geplant sein, um ein möglischst intensives Nutzen der kostspieligen Prototypen zu gewährleiten
• Anpassung der Eigenschaften des Produktes werden auf Basis der gewonnen Erkenntnisse

• Erreichen eines bedeutenden Projektziels
• Projektziele werden vor Beginn eines Projektes definiert
• Erreichen der gesetzten Teilziele wird in einer Meilensteinsitzung überprüft
• Häufig ist das Bestehen eines Meilenstein bzw. das " Go" aus der Meilensteinsitzung Bedingung für den Eintritt in die nächste Projektphase und die Freigabe der Mittel

• Produktfertigung und Montage werden simuliert und geplant auf Basis von Konstruktionsmodellen
• Alternativen und Anpassung innerhalb des Produktionsprozess können mit geringen Kosten digital geprüft werden
• Anhand von Simulationen können potenzielle Schwachstellen antizipiert und geeignete Gegenmaßnahmen vorbereitet werden
• Produktionsplanung muss bereits in frühen Phasen des PEP berücksichtigt werden

• Projektbericht
• Kompatibilitätsabgleich
• Kostenkontrolle
• Gewichtsstrategie

• Erfolg hängt von Planen/Erreichen der Meilensteine ab
• vollständige, funktionale und robuste Absicherung von Prozessschritten während des gesamten Entwicklungsprozesses
• Robuste Prozesse sind wichtig, damit Meilensteine auch unter unerwarteten Belastungen erbracht werden können
• Mechanismen der Fehlervorbeugung, -erkennung und -behebung sind notwendig
• begleitende Aspekte einer operativen Prozessgestaltung (z.B. Datenaustausch) müssen berücksichtigt werden

ökologisch

• Nutzung von recyclingfähigen oder biologisch abbaubaren Werkstoffen
• Effiziensteigerung von Antriebstechnologien
• Einsatz alternativer Energien

ökonomisch

• Verstärkte Kundenorientierung bei der Anforderungsanalyse
• Kostenprognosen schon in frühen Phasen der Produktentstehung
• Gegenüberstellung von Gewinn und Verlust mithilfe von Life Cycle Costing

sozial

• Sicherstellung von Akzeptanz bei Mitarbeitern und Kunden
• Aufbau einer Produktphilosopie bzw. eines Images
• erkennen von Trends