Konstruktionslehre I
von Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Peter Dietz
Semester: Wintersemester 2006/2007
Vorlesungskennung: N/A
0. Einführung in das Lehrgebiet
1. Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozeß
2. Methoden zur Lösungsfindung
3. CAD im Konstruktionsprozeß
4. Kostenbewußtes Konstruieren
5. Konstruieren von Baureihen- und Baukastensystemen
Weitere Informationen zur Vorlesung:
Institut für Maschinenwesen oder im Vorlesungsverzeichnis
| Kamera | Anja Michaela Kaiser |
| Stefan Zimmer |
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Vorlesungen
Einführung in das Lehrgebiet
Inhalt:
Systeme, der Konstrukteur, Individuelle Vorgehensweise bei der Überwindung eines Problems, Arbeitspsychologie, Problemlöseprozess, Problemmatrix, Einflussfaktoren, Informationen und Informationsaustausch, Informationsflüsse, Problemdefinition, Simultaneous oder Concurrent Engineering, Simulation, Lebenslauf eines Produktes, Lifecycle, Abhängigkeiten
Einführung in das Lehrgebiet & Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozess
Inhalt:
Einführung in das Lehrgebiet: Lifecycle, Abhängigkeiten, Gliederung nach Pahl, Konstruktionsmethodik, Konstruktionswissenschaften
Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozess: Technische Systeme und ihre Eigenschaften, Methoden der Aufgliederung, Systeme, Input/Output, Gezielte Vorgehensweise zur Produktentwicklung, "Black-Box-Methode", Systemtechnisches Vorgehensmodell nach VDI 2221, Entwicklungsprozess nach VDI, Vorgehen bei der verfahrenstechnischen Entwicklung, VDI-Richtlinien, Produktplanung, Klären der Aufgabenstellung, Anforderungsliste, Impulse, Innovationsgrad, Strategische Analyse, Stärken-Schwächen-Profil, Marktportfolio
Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozess
Inhalt:
Produktplanung in Anlehnung an VDI 2221, Produktideen, strategisches Suchfeld, Klären der Aufgabenstellung, Anforderungsliste, Analyse strategischer Fragen, Anforderungen an ein Produkt, Produktqualität, Hauptmerkmallisten, Anforderungsliste, Funktionsanalyse, Beschreibung technischer Zusammenhänge, Produktentwicklungsprozess, Prinzipien der Funktionserfüllung, Problemformulierung nach Krick
Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozess & Methoden zur Lösungsfindung
Inhalt:
Modellvorstellungen zum Konstruktionsprozess: Problemformulierung nach Krick, Redefinierung der Funktionen, Black Box, Lösungsneutrale Formulierung, Arbeitsraumschutze, Funktionsanalyse, Teilfunktionen, Funktionsstruktur, Einzelfunktionen, Physikalische Zusammenhänge, Gestalterischer Zusammenhang
Methoden zur Lösungsfindung: Problemlöseschritte, Entwurfsphase, Vorentwurf, endgültiger Entwurf, Fertigungszeichnung, Suchebenen, Informationsverarbeitung, physikalische Suchebene, gestalterische Suchebene, konventionelle Methoden, Natürliche Systeme, Analogien und Modellbetrachtungen, Methode der Negation und Neukonzeption, Methode des bewussten Vorwärtsschreitens, Systematische Variation
Methoden zur Lösungsfindung
Inhalt:
Intuitive Methoden, Intuitionsförderung, Brainstorming, Funktionsanalyse, Ideenliste, Abgrenzung der Verantwortlichkeitsbereiche, Teamarbeit, Methode 635 (Brainwriting), Galeriemethode, Delphi-Methode, Synektik
Methoden zur Lösungsfindung
Inhalt:
Diskursiv betonte Methoden, Systematische Untersuchung des physikalischen Zusammenhangs, Untersuchung der Einflussgrößen, Wirkprinzipien zur Gestaltung, Methode Ordnungsschemata, morphologischer Kasten, Eindimensionales Schema, Ordnungsgesichtspunkte
Methoden zur Lösungsfindung
Inhalt:
Ordnungsschemata, Morphologisches Schema, morphologischer Kasten, Grenzen des Ordnungsschemas, Konstruktionskatalog, Konstruktionskataloge nach Roth, Lösungskataloge, Funktionsanalyse, Theorie des erfinderischen Problemlösens TRIZ, Auswahlmethoden, Bewertungsmethoden, Bewertungsverfahren, Nutzwertanalyse, Bewertung nach VDI 2225, Gewichtungen, Wertigkeit, Wirtschaftliche Betrachtung, Kostenvergleich
Methoden zur Lösungsfindung & Kostenbewusstes Konstruieren
Inhalt:
Methoden zur Lösungsfindung: Kostenvergleich, Fehlerursachen, Wertigkeitsdiagramm, technische Bewertung nach 10 Kriterien VDI 2225, Bewertungsschema
Kostenbewusstes Konstruieren: Forderung, Kostenfestlegung und Kostenentstehung in unterschiedlichen Unternehmensbereichen, Einflussbereich auf Kosten, Minimierung der Anschaffungs- und Betriebskosten, Gesamtkosten
Kostenbewusstes Konstruieren
Inhalt:
Kosten Nichtbeachtung, traditionelle Kostenrechung, Kostenarten, Kostenrechnung, Kalkulation Kosten, Einzel-/Gemeinkosten, fixe/variable Kosten nach VDI 2234, Grenzkosten, Kosten für die Herstellung eines Produkts, Kostenstruktur, Vorkalkulation der Sonderkonstruktion mit der differenzierten Zuschlagskalkulation mit Platzkostensätzen, Vor- und Nachkalkulation, Entscheidungsrechnungen nach Kostengesichtspunkten, Teilkostenrechnung
Kostenbewusstes Konstruieren
Inhalt:
Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung des Kostenmanagements in der Konstruktion, Werkzeuge zur Kosteninformation, Kostenziel, Kostenstrukturen, ABC-Analyse, Kostenvergleich, Funktionskosten, Kostenvergleiche, Kostenschätzungen, Kurzkalkulationen, Gewichtskalkulation, Kurzkalkulationen über Regressionsanalysen, Gewichtskosten mit linearem und degressivem Verlauf, Kurzkalkulationen mit Kostenwachstumsgesetzen (Ähnlichkeitsbeziehungen), Kostenwachstumsgesetze, Relativkosten, Relativkostenkataloge, Reaktivkosten, Relativkostenzahlen, Wertanalyse, Value-Engineering, Value-Analysis, Value-Control, Wertanalyse nach DIN 69 910
Kostenbewusstes Konstruieren
Inhalt:
Target Costing, Arbeitsplan der Wertanalyse nach DIN 69 910, Abhängigkeit vom Marktpreis, Einflussgrößen auf die Herstellkosten und Maßnahmen zur Kostensenkung, Lösungsprinzipien, Einfluss der Aufgabenstellung, Grundentscheidungen, Analyse des Bedarfs, Baukastensystem, Einfluss des Konzepts, Einfluss von Auslegung und Baugröße, Kostenstruktur, Herstellkosten, Auslegungsproblematik des Konstrukteurs, Regeln für das Konstruieren mit günstigen Materialkosten, Querschnittsbezogene Widerstandsmomentenverhältnisse verschiedener Profilbauformen
Kostenbewusstes Konstruieren & Entwurf von Baureihen und Baukastensystemen
Inhalt:
Kostenbewusstes Konstruieren: Querschnittsbezogene Widerstandsmomentenverhältnisse, Querschnittsbezogene Torsionsmomentenverhältnisse, Gewichtsbezogene Steifigkeitsverhältnisse, Gewichtsbezogene Festigkeitsverhältnisse, Einfluss der Festigkeit auf die Relativkosten, Einfluss der Gestaltung, Hauptarbeitsmittel, Gestaltungsregeln, Einfluss der Stückzahl, Norm- und Wiederholteileprinzip, Standardisierungsmaßnahmen
Entwurf von Baureihen und Baukastensystemen: Baukastensysteme, Wiederholteilekonzepte, Varianten, Entwurf von Baureihen, Ähnlichkeitsgesetze, Grundähnlichkeiten in Mechanik, Elektrotechnik und Thermodynamik, Grundentwurf und Folgentwurf, "geometrische Ähnlichkeit", Zeitähnlichkeit, Kraftähnlichkeit, Allg. Schwingungsgleichung, Ähnliches Schwingverhalten, dimensionslose Kenngrößen zur Darstellung der Ähnlichkeit, Gleitlagerrechnung, Kennzahlendefinition
Entwurf von Baureihen und Baukastensystemen
Inhalt:
Ähnlichkeitsgesetze bei der Beanspruchung von Maschinenteilen, Maßstab der Verformungen = Längenmaßstab, Geschwindigkeitsmaßstab, Cauchy-Kennzahl, Ähnlichkeitsbeziehungen, Vereinbarkeit geometrischer Ähnlichkeit bei weiteren Zusatzbedingungen, Thermische Ähnlichkeit, Ähnlichkeitsgesetze in Fertigung und Kalkulation, Fertigungskosten, Hauptzeiten th, Nebenzeiten tn, Rüstzeiten tr, Reihenbildung, Arbeitspsychologische Untersuchungen, Normzahlen (Auszug aus DIN 323), Aufbaugesetze der Reihe, Praktische Vorgehensweise beim Entwurf von Baureihen, Entwurf "Größe 40", logarithmisches Datenblatt, Zulässige Kraft, Überprüfung technologischer Zwänge
Entwurf von Baureihen und Baukastensystemen
Inhalt:
Überprüfung technologischer Zwänge, Zulässige Kraft, logarithmisches Datenblatt, Toleranzgesetz, erforderliche Abweichungen, Technologische Einschränkungen, Halbähnliche Baureihen, Baukastensysteme, Baukastensystematik, Vorgehen bei der Entwicklung von Baukästen, Funktionsstrukturen, Wirkprinzipien und Lösungsvarianten, Werkzeugwechselsystem, Baukastenstruktur, Offene Baukastensysteme, Getriebebaukasten "Hansen-Patent" Beispiele
Entwurf von Baureihen und Baukastensystemen
Inhalt:
Werkzeugwechselsysteme, Baukastenstruktur, Offene Baukastensysteme, Getriebebaukasten "Hansen-Patent", Baureihe der Getriebe, Stufung, Ein- bis vierstufige Getriebe aus dem Baureihen-Baukasten-System (Flender),Baukastensystem "Drehfertigung", Baumusterplan, Verknüpfungsdiagramm