Neue Konzepte zur Verwaltung und Bereitstellung von Lösungen im Produktentwicklungsprozess : CPM/PDD-Lösungsmuster als Grundlage eines verhaltensbeschreibenden Lösungskataloges

Abstract

Die vorliegende Arbeit stellt einen elektronischen Konstruktionskatalog auf Basis des Characteristics-Properties Modelling (CPM) bzw. Property-driven Development (PDD) vor, der den Produktentwickler in erster Linie bei der Suche nach Lösungsmustern und damit nach realisierten Lösungen unterstützen soll. Der signifikante Unterschied zu bereits existierenden Konstruktionskatalogsystemen, die sich lediglich auf die Abbildung von Merkmalen, also z.B. Geometrie, Werkstoffe usw., beschränken, ist die Möglichkeit, nach Eigenschaften und damit Produktverhaltensaspekten und deren Ausprägungen zu suchen. Speziell in frühen Konstruktionsphasen, in denen der Produktentwickler an der Funktionserfüllung oder anderen Eigenschaften eines Zulieferteils interessiert ist, unterstützen ihn aktuelle Katalogsysteme nicht, da in ihnen nur Geometrie abgebildet ist. Zu Beginn dieser Arbeit werden die relevanten Grundlagen wie die entsprechende Begriffswelt, Methoden der prinzipiellen Lösungssuche, Grundlagen für Katalogsysteme und existierende Klassifizierungsansätze zusammengefasst. Weiterführend erfolgt eine Beschreibung der Defizite und Diskussion existierender Katalogsysteme sowie die Darstellung eines Ansatzes für ein verhaltensbeschreibendes Katalogsystem, das die Vorteile existierender Ansätze integriert und das durch die Eigenschaftssuche erweitert wird. Im Anschluss wird die darauf aufbauende prototypische Implementierung vorgestellt und anhand eines Versuchsaufbaus gezeigt, wie sich der Nutzen eines solchen Konstruktionskatalogs für den Produktentwickler empirisch beweisen lässt.

This doctorial thesis introduces an electronic engineering design catalogue based on Characteristics-Properties Modelling (CPM) and Property-Driven Development (PDD) which supports the engineering designer in searching for solution patterns and realized solutions. Existing catalogue systems are limited to representing product characteristics (e.g. geometry or material) and therefore provide no support in the early phases of product development, in which the product developer focuses on properties such as functionality or other aspects of product behaviour. The catalogue introduced in this dissertation addresses this significant shortcoming by integrating an option of searching for properties, which, in turn, allows the designer to search for product behaviour. At the beginning of the dissertation the "state of the art'; is described (basic definitions, methods of searching for principal solutions, basic principles of catalogue systems and established classification approaches). After showing and discussing deficits of existing catalogue systems this thesis presents an approach towards a catalogue system which includes the benefits of existing systems and integrates the option of searching for properties. Finally a prototypical software implementation of the introduced approach and an experimental set-up for proving its benefits are shown.