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Verfahrenskonzept zur Modellentwicklung in der Produktkonzeption

  • Miriam O’Shea
Part of the Betriebswirtschaftliche Forschung zur Unternehmensführung book series (BFUDUV, volume 41)

Zusammenfassung

In Abschnitt 3.2.1 wurden einige Vorgehenskonzepte zur Produktentwicklung vorgestellt, die sich heutzutage in der Anwendung befinden. Die Begründung für ein neues Vorgehenskonzept wird aus dem Untersuchungsergebnis (siehe Abschnitt 3.2.1.4), das besagt, daß kein bestehendes Konzept die Anfertigung eines mathematischen Modells unterstützt, abgeleitet. Für einen umfassenden Planungsansatz, basierend auf den Techniken des Operation Research, ist demnach eine Anreicherung des methodischen Konstruierens um Elemente der mathematischen Modellbildung unabdingbar. Das im folgenden vorgestellte Vorgehenskonzept, das die Aufgabe hat, die Anwendung des in Kapitel 5 erarbeiteten Modellierungskonzeptes auf ein konkretes Projekt der Produktentwicklung anzuleiten, stellt neben der Erarbeitung des Modellierungskonzeptes einen wichtigen Teil der Entwicklungsleistung der vorliegenden Arbeit dar. Es integriert im folgenden die unten genannten Aspekte in den Ablauf methodischen Konstruierens:
  • multidisziplinäre Teamarbeit (QFD)

  • Lebenszyklus-Ansatz (Potentialanalyse, Demontage, Recycling, Lebenszykluskosten)

  • Dreiteilung der Kundenanforderungen gemäß Kano

  • FMEA (Fehler-Möglichkeits-und Einfluß-Analyse)

  • Kreativitätstechniken

  • Strukturierungstechniken des QFD (Matrizen- und Tabellenverwendung)

  • Prinzipien der Entwicklung eines mathematischen Modells

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Literatur

  1. 90.
    Das Produkt Auto kann dementsprechend in die Subsysteme Fahrwerk, Motor, Karosserie,… unterteilt werden.Google Scholar
  2. 91.
    Teams funktionieren durch das kombinierte Wissen und die Kommunikation. Die Funktionsweise ist dem Prinzip des Brainstorming ähnlich, in dem initialisierende Kommentare und Ideen sehr viel weiter getragen werden als dieses bei der Arbeit eines Individuums möglich wäre.Google Scholar
  3. 92.
    Katzenbach und Smith betonen die Unterschiede zwischen einem Team und einer Gruppe. Demnach vermissen Gruppen die gemeinsame Verpflichtung und Verantwortung und basieren auf der Arbeit von Individuen.Google Scholar
  4. 93.
    Hierbei arbeitet jeder Funktionsbereich isoliert und übergibt seine Ergebnisse diskussionslos.Google Scholar
  5. 94.
    Be nach Organisationsstruktur des Unternehmens können weitere/ andere Funktionsbereiche oder externe Berater an diesem Prozeßschritt beteiligt sein.Google Scholar
  6. 95.
    Die Funktion eines dynamischen;insbesondere eines kybernetischen Systems ist die Abstraktionsklasse der möglichen Verhaltensweisen dieses Systems. Sie besteht aus der Umwandlung eines bestimmten Inputs (Eingabe) in einen bestimmten Output (Ausgabe) (Roth (1982), 5. 421). Damit bezeichnet die Funktion eines Produktes, Services, Prozesses die Aufgabe, die es zu erfüllen hat.Google Scholar
  7. 96.
    Für ausführliche Erläuterungen zu diesen Instrumenten der Zielpreisbildung sei auf die Literatur verwiesen. Hierzu seien beispielsweise Monden (1999), Bauer, Herrmann 1993, S. 239 f. in Hagenloch 1997, Schubert 1991, S. 132 in Hagenloch 1997, Kucher, Simon 1987, S. 33 f. in Hagenloch 1997 angeführt.Google Scholar
  8. 97.
    nähere Ausführungen hierzu gibt Seibt (1997)Google Scholar
  9. 98.
    eine Übersicht und kurze Einführung in diese Techniken findet sich bei Gogoll (1994), S. 516–521Google Scholar
  10. 99.
    In 1991 von Satoshi Nakui und Stanley Marsh entwickelt als ‘Voice of the Customer Table“ auf der Grundla- ge des von Tadashi Ohfuji und Michiteru Ono in 1990 erarbeiteten ”Customer Voice Conversation Sheet“Google Scholar
  11. 100.
    werden, wenn Realisierungsprinzipien mehrere Funktionen vollständig umsetzen. Dabei gilt jedoch, daß die Funktionsgruppe nur diejenigen Funktionen umfassen darf, die von alien alternativen Realisierungsprinzipien umgesetzt werden (größte gemeinsame Einheit zeilenweise). Bei der Bildung der Realisierungsprinzipien ist weiterhin zu beachten, daß Materialoptionen definitionsgemäß als eigenständige Konfigurationselemente abgebildet werdenlol Dabei werden Materialkombinationen durch Komma getrennt.Google Scholar
  12. 101.
    Alternativ könnten Materialoptionen als Designmerkmale aufgefaßt werden. Da die Materialoptionen jedoch ais diskrete Information zur Verfügung stehen, ist es für das Lösungsverfahren günstiger, wenn sie als Konfigurationselemente auf der diskreten Ebene behandelt werden.Google Scholar
  13. 102.
    Um sicherzustellen, daß zumindest jede Funktion der Kano-Kategorien M und O umgesetzt werden, sind sog. Auswahlbedingungen zu formulieren (siehe Abschnitt 5.2.1.1).Google Scholar
  14. 103.
    Bei aus mehreren Teilen zusammengesetzten Konfigurationselementen kann eine nach Teilen getrennte Ermittlung der Recyclingparameter notwendig sein.Google Scholar
  15. 104.
    Gestaltrose Verbinder haben in der Regel keinen eigenen Fertigungsprozeß, sie gehen jedoch in die Montagekosten ein und erbringen eine Leistung in Form der Verbindung mehrerer funktionaler Teile.Google Scholar
  16. 105.
    Zur Vereinfachung schließt sich die Nummerierung der r1’an die der ran: rv e {r+ 1,…/m}Google Scholar
  17. 106.
    In Roth (1982), S. 289 werden diese als Konstruktionsgrößen bezeichnet und zur näheren Konkretisierung der Funktionen verwandtGoogle Scholar
  18. 107.
    Input und Output beziehen sich hier auf die Zustände des Produktes vor bzw. nach der Verarbeitung.Google Scholar
  19. 108.
    In der Fertigung eines Produktes bzw. Bauteils stehen sog. primäre Verfahren wie Gießverfahren für die Formgebung zur Verfügung; die resultierende Form kann anschließend durch formverändernde, sog. sekundäre Verfahren wie Drehen, Fräsen oder Bohren verfeinert werden. In die Kategorie der tertiären Verfahren fallen solche, die eine Veränderung der Stoffeigenschaften zum Ziel haben, z.B. Wärmebehandlungsverfahren.Google Scholar
  20. 109.
    Der Fremdbezug eines Schlüsselelementes des Produktes beispielsweise kann zu kritischen Abhängigkeitsverhältnissen führen und sollte in seiner Notwendigkeit sorgsam geprüft werden.Google Scholar
  21. 110.
    Des weiteren kann eine sehr ausführliche Auflistung der Möglichkeiten und Limitationen verschiedener Fertigungsverfahren Boothroyd, Dewhurst, Knight (1994), 5.36 ff. entnommen werden.Google Scholar
  22. 111.
    Siehe hierzu auch Ansätze des Supply Chain Managements.Google Scholar
  23. 112.
    Mit Hilfe der Parameter uher,9,h, uherT,5, up,yo„ bzw. up ryc,~re zusammen mit der Wahl der Fertigungs-folge sind die ausgewählten Verfahren bekannt.Google Scholar
  24. 113.
    Das Ende der Lebensdauer ist dann erreicht, wenn zur Erhaltung der Basisfunktionalität mehr investiert werden müßte als das Produkt zu der Zeit wert ist. Die Beschränkung der laufenden Kosten auf diesen Zeitraum ist insofern wichtig, als die Basisfunktionalität-erhaltenden Maßnahmen nach diesem Zeitraum erheblich ansteigen und keine sinnvolle Vergleichsgröße mehr darstellen.Google Scholar
  25. 114.
    siehe auch Kapitel 5Google Scholar
  26. 115.
    Gelangt das Produkt nicht zum Hersteller zurück, sind beide Werte mit Null anzusehen.Google Scholar
  27. 116.
    Werden für ein konkretes Entwicklungsprojekt auch in diesem Bereich Designmerkmale zur Beschreibung der Endverwertungskosten benötigt, ist deren Ermittlung individuell zu organisieren und vorzunehmen.Google Scholar
  28. 117.
    Beschränkungen aus der aktuellen Patentsituation wirken sich direkt auf die verfügbaren Hersteliverfahren bzw. auf deren Verfahrenskosten aus.Google Scholar
  29. 118.
    Die Ablage der Werte dieser Designmerkmale erfolgt im Formular 16 in der Spalte Variab/e/ParameterwertGoogle Scholar
  30. 119.
    abgeleitete Designmerkmale werden nicht unabhängig gesetzt, ihre Werte ergeben sich vielmehr aus den Wertsetzungen der sie bedingenden DesignmerkmaleGoogle Scholar
  31. 120.
    abgeleitete Designmerkmale werden nicht unabhängig b99 g g gesetzt, ihre Werte ergeben sich vielmehr aus den Wertsetzungen der sie bedingenden DesignmerkmaleGoogle Scholar
  32. 121.
    Davon ausgenommen sind identische Qualitätsmerkmale unterschiedlicher Kano-Kategorien, die im Modell mit unterschiedlichen Zielwerten belegt werden (siehe hierzu auch Abschnitt 6.2.5.2).Google Scholar
  33. 122.
    Nähere Erläuterungen dazu finden sich im Abschnitt 5.4.5.Google Scholar
  34. 123.
    Eine vollständige Darstellung findet sich im Anhang.Google Scholar
  35. 124.
    Eine vollständige Darstellung findet sich im Anhang.Google Scholar
  36. 125.
    Unter Umständen ist ein ZurOckverzweigen in die Prozel3abschnitte der Herleitung der Konfigurationselemente bzw. Designmerkmale hier notwendig, wenn fehlende Variablen entdeckt werden.Google Scholar
  37. 126.
    Sie sind strenggenomemn nur Zwischengrößen, die weiter umgerechnet werden. Sie dienen hauptsächlich der Übersichtlichkeit der Modellentwicklung und als zusätzliche Beschreibungsinformation des Optimierungsergebnisses.Google Scholar
  38. 127.
    Bei Unterteilung der Konfigurationselemente in einzelne Teile und deren getrennte Berücksichtigung in bezug auf die Herstellung ist zunächst die in Kapitel 5 angesprochene Aktivierungsfunktion KErBr =KE,.s Vr,g,1 einzuführen.Google Scholar
  39. 128.
    Diese werden in der Regel untemehmensintem festgelegt.Google Scholar
  40. 129.
    Anderenfalls kann dieser Schritt ausgelassen werden.Google Scholar
  41. 130.
    Für den Nutzer gibt es in der Regel keine Alternative zur Entsorgung; das Recycling ist in den meisten Fällen ausgeschlossen.Google Scholar
  42. 131.
    Kritische Elemente, die den Verbinder selbst umfassen, erhalten für die Demontierbarkeit eine Eins, wenn die integrierte Verbindung lösbar ist, eine Null, wenn diese nicht lösbar sind.Google Scholar
  43. 132.
    Eine nicht lösbare Verbindung erhält für uwz;eine Null, da kein Werkzeug benötigt wird.Google Scholar
  44. 133.
    Anlehnung an rein funktionale Realisierungsmöglichkeiten und Verbinder, die durch die Zusammenfassung zu Konfigurationselementen zur Reduzierung der Problemkomplexität z.T. kombiniert wurdenGoogle Scholar
  45. 134.
    Als Vereinfachung wird hier angenommen, daß alle folgenden Elemente, auch die weiter rechts stehenden derselben Ebene, limitiert werden, da ansonsten der Lösungsalgorithmus neben der Reihenfolge der Demontage auch die Zugehörigkeit der Reihenfolgepositionen zu den Ebenen der Demontaehierarchie verwenden können müßte. Die Ungenauigkeit aufgrund der fehlenden Abbildung dieser Zugehörigkeit, die wegen der Möglichkeit der Einrichtung paralleler Gruppen als gering einzustufen ist, soll zugunsten der Einfachheit und Schnelligkeit dieses Verfahrens hingenommen werden.Google Scholar
  46. 135.
    Alternative Formulierungen sind ebenfalls denkbar; in einigen Fällen kann der Recyclingwert unabhängig von der Demontage sein, z.B. wenn das Element nicht rezyklierbar ist. Auf der anderen Seite ist es auch möglich, daß einzelne Elemente immer rezyklierbar sind, z.B. wenn sie ausschließlich mit Elementen der gleichen Endverwertungsoption verbunden sind.Google Scholar
  47. 136.
    Siehe hierzu auch die Definitionen (5.7.1)“”, (5.7.5)’, (5.7.9)“ und (5.7.6)” in Abschnitt 5.7.4.Google Scholar
  48. 137.
    An dieser Stelle ist es wichtig zu betonen, daß für die Anwendung eines evolutionären Algorithmus in der Regel die Programmierung des Lösungsmechanismus individuell vorgenommen werden muß, da kommerzielle Produkte kaum verbreitet sind. In dieser Arbeit wird die Programmiersprache Visual Basic 5.0 herangezogen.Google Scholar
  49. 138.
    Ausführliche Erläuterungen zu diesem Themengebiet waren Inhalt des Abschnittes 3.4.Google Scholar
  50. 139.
    Williams (1993) nennt neben der Logarithmierung, die Überführung in eine zerlegbare Funktion unter Einführung zusätzlicher Variablen, die über jeweils eine Nebenbedingung mit den ursprünglichen nichtzerlegbaren Variablen verknüpft werden (5.152) und andere problemabhängige Vorgehensweisen (5.153).Google Scholar
  51. 140.
    Bei vorgegebener Genauigkeit wird die Anzahl der Stützstellen determiniert, welche wiederum die Komplexität des resultierenden Modells bestimmt.Google Scholar
  52. 141.
    Bei der Verwendung mehrstufiger Approximationen sollte darüber hinaus der entstehende Fehler sowie dessen Fortpflanzung sorgsam beachtet werden.Google Scholar
  53. 142.
    Darunter fallen die Wahl der Verfahrensvariante, die Kodierung der genetischen Information und die Wahl geeigneter genetischer Operatoren.Google Scholar
  54. 143.
    Die Wertsetzung von Verfahrensparametern ist stark problemabhängig und basiert zu großen Teilen auf Erfahrungswissen.Google Scholar
  55. 144.
    Der theoretisch beste Fitneßwert ergibt sich aus der vollen Erfüllung aller Qualitätsmerkmale entsprechend der Beziehung F _ E 100 kkoQM + 400 • kkaQMGoogle Scholar
  56. 145.
    Für den Fall der weiteren Unterteilung eines Konfigurationselementes in einzelne Teile erhält man auf der Ebene der KE,, ein dreidimensionales Lösungsfeld. Alle weiteren Betrachtungen sind entsprechend anzupassen.Google Scholar
  57. 146.
    An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die Demontage der parallelen Gruppen nicht die Elemente der Hauptreihenfolge beeinflußt; innerhalb der parallelen Gruppen sind jedoch die gleichen Reihenfolgeimplikationen zu beachten (siehe hierzu auch Abschnitt 6.2.6.6).Google Scholar
  58. 147.
    Es wird lediglich der exponentielle Faktor aus Gründen der einfacheren Ergebniseinschätzung durch einen multiplikativen Faktor ersetzt. Diese Maßnahme ist jedoch nicht durch den EA als Lösungsverfahren begründet, sondern findet seine Ursache in der menschlichen Eingeschränktheit in der Perzeption extrem großer Zahlen.Google Scholar
  59. 149.
    Als erfolglos wird eine Iteration dann bezeichnet, wenn sie zu keiner Verbesserung der Fitneß führt.Google Scholar
  60. 150.
    Eine ausführliche Darstellung der Sensitivitätsanaiyse von LP-Problemen findet sich u.a. in Ellinger, Beuermann, Leisten (1998), S. 99 ff.; Hillier, Lieberman (1988), S. 143 ff.; Domschke, Drexl (1998), S. 44 ff.; Neumann (1975), S. 168 f.Google Scholar
  61. 151.
    Die Durchführung einer Sensitivitätsanalyse im Rahmen des Brandi & Bound-Verfahrens ist auf das LP-Unterproblem des optimalen Integer-Knotens beschränkt und reduziert dementsprechend den Untersuchungsbereich und konsequenterweise die Aussagekraft der Analyseergebnisse (Williams 1993, S. 232).Google Scholar
  62. 152.
    Anstelle des Einsatzes des Lösungsalgorithmus könnten hier ebenfalls manuelle Änderungen an der Lösung vorgenommen und die resultierenden Änderungen an der Lösungsgüte bewertet werden. Unter Umständen bietet dieses Vorgehen den Vorteil hoher Akzeptanz seitens der Anwender, da diese ihre eigenen Erfahrungen und ihre Intuition in den Lösungsvorgang einbringen und beurteilen lassen können.Google Scholar

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© Springer Fachmedien Wiesbaden 2002

Authors and Affiliations

  • Miriam O’Shea

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