Methodische Konstruktion

Diese Woche befassen wir uns mit der „Methodischen Konstruktion“. Unter Konstruktion versteht man ein Gerät, eine Maschine oder einen Apparat, die eine Problemstellung respektive Aufgabenstellung lösen bzw. erledigen. Natürlich treten Konstruktionen auch in der Architektur und im Häuserbau auf, diese möchten wir in dem heutigen Artikel jedoch außer Acht lassen. 

Das methodische Konstruieren wird angewandt, um die Konstruktion zu erleichtern. Es ist also ein Teilschritt der Konstruktion.

In der Fertigung von Maschinen spielt die Konstruktion eine sehr wichtige Rolle. Sie hat großen Einfluss auf die Gesamtherstellungskosten. Eine unausgereifte oder gar fehlerhafte Konstruktion kann einen Kostenplan ins Uferlose laufen lassen.

Konstrukteure tragen also bei der Entwicklung eines neuen Produktes eine besondere Verantwortung. Die Gesamtkosten für ein Produkt werden in erster Linie durch sie festgelegt. Jedes Produkt durchläuft nach der Entwicklung einen bestimmten Lebenszyklus.

 Produktlebenszyklus 

• Entwicklung
• Markteinführung
• Marktpräsenz
• Marktsättigung
• Einstellung der Produktion
• Rücknahme vom Markt

  

Durch die endliche Lebensdauer eines Produktes, muss rechtzeitig ein Folgeprodukt auf den Markt gebracht werden. Daraus ergibt sich, dass man zwangsläufig und ständig in den Konstruktionsbereich investieren muss. Moderne Software (CAD) und Hardware, engagierte, qualifizierte Konstrukteure sowie die Anwendung moderner Konstruktionsmethodik sind die Grundlage für eine erfolgreiche Produktentwicklung. Auch der 3D-Druck spielt dabei eine immer wichtigere Rolle.

 

Der Konstruktions- und Entwicklungsprozess wird dabei in sieben Arbeitsschritte unterteilt: 

• Präzision und Klärung der Aufgabenstellung
• Ermittlung von Funktionen und Strukturen
• Suche nach Lösungsprinzipien und anderen Strukturen
• Gliederung in realisierbare Module
• Gestaltung der maßgebenden Module
• Gestalten des gesamten Produktes
• Ausarbeitung der Ausführungs- und Nutzungsangaben

Kurz zusammengefasst wird das methodische Konstruieren in vier Phasen aufgeteilt. Begonnen wird mit der „Analyse“, gefolgt von „Konzipieren“ über „Entwerfen“ bis hin zum „Ausarbeiten“. Nach der letzten Phase beginnen dann die Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Montage und Verkauf. 

Hierbei werden bei der Analyse alle Informationen zusammengetragen, zumeist aus Kundenaufträgen entnehmbar. Aus den Informationen wird eine Anforderungsliste erstellt, die in drei Kategorien gegliedert wird. Forderungen, Wünsche und Empfehlungen.

Als nächstes geht man in die Konzipierungsphase über. Hierbei werden alle Zielfunktionen und Lösungsvorschläge bewertet.

In der dritten Phase wird ein grober Gesamtentwurf gemacht. Daher spricht man hier von der Entwurfsphase. Last but not least wird der Entwurf vertieft und mit Details ausgeschmückt. 

Die Aufgabenplanung ist die vorrangige Arbeit des Konstrukteurs. Jedoch wirken auch Marketingabteilungen, Kunden, Einkauf und einige andere an dieser Aufgabe mit. In dieser Phase werden mögliche Forderungen und Wünsche festgelegt.

Im Rahmen des Konzipierens muss die in der Aufgabenplanung erstellte Anforderungsliste ständig weiterbearbeitet werden.

VDI 222 Bl. 2 schreibt dazu folgendes: 

• Entscheiden zur Durchführung der Aufgabe
• Abstrahieren und Aufgliedern der Funktionsbestandteile, Lösungsprinzipien für die Einzelfunktionen, überschlägige Berechnungen, Vorversuche zur notwendigen Problemklärung
• Überprüfen möglicher Kombinationen der Einzelfunktionen
• Erarbeiten von Konzeptvarianten auf der Basis vorgenannter Kombinationen
• Bewertung der Varianten nach technischen, Marketing- und ökonomischen Gesichtspunkten
• Auswahl der Vorzugslösung und damit Entscheidung über das Lösungskonzept 

Nach dieser wird der Konstruktionsentwurf ausgearbeitet. Das Produkt wird gestaltet und berechnet. Der Entwurf wird bewertet, weiter optimiert und schließlich in einen bereinigten Entwurf gestaltet. Danach wird das Ergebnis freigegeben und endgültig ausgearbeitet. Oder der Entwurf wird weiterhin angepasst, bis es passt. 

Nach der Freigabe werden die Konstruktionsunterlagen ausgearbeitet. In der Regel wird dies mit einer CAD-Software umgesetzt. Danach wird eine Dokumentation der Konstruktion angefertigt. Dazu gehören: 

• Zeichnungen
• Stücklisten
• Pläne
• Aufstellung von Verschleiß- und Ersatzteilen, von Normal- und Sonderzubehör
• Allgemeine Anweisungen 

Die Grundlagen der Konstruktion sind in den folgenden VDI-Richtlinien niedergeschrieben: 

• VDI 2221 – Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte
• VDI 2222 – Konzipieren technischer Produkte
• VDI 2223 – Methodisches Entwerfen technischer Produkte
• VDI 2225 – Technisch-wirtschaftliches Konstruieren

 

Wir hoffen, wir konnten Ihnen einen kleinen Überblick über die methodische Konstruktion geben. Sollten Sie Fragen oder Anregungen zu diesem Thema haben, kommen Sie gern auf uns zu. Wir freuen uns über einen Austausch.

 

Ihr KRESS Redaktionsteam

 

Quellen: pixabay.de, wikipedia.de, bs-wiki.de, unternehmer.de; netzkonsturkteur.de