Eigenschaften ermitteln
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- Leon Voss
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1 Methoden der - Übung 3 - Eigenschaften ermitteln Prof. Dr.-Ing. Udo Lindemann - Lehrstuhl für 13. Januar :15 10:45 Uhr - MW 0001 Sprechstunde Prof. Lindemann: Do Uhr und nach Vereinbarung Bitte nach Möglichkeit anmelden 2009 Prof. Lindemann
2 Methoden der - Zeitplan Übung 1. Ziel planen & Ziel analysieren Problem strukturieren & Lösungsideen ermitteln & Eigenschaften ermitteln Entscheidungen herbeiführen Zielerreichung absichern & Krisen in der Entwicklung Übungen Mittwoch: Uhr - MW 0001 Garching 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 1
3 Organisatorisches Betreuer des Übungsblocks 3 Manuela Parvan (Teil 1) Zimmer: manuela.parvan@pe.mw.tum.de Sebastian Kortler (Teil 2) Zimmer: sebastian.kortler@pe.mw.tum.de Lernziele: Methodische Planung und Durchführung der Ermittlung von Eigenschaften Methodische Unterstützung zur Herbeiführung einer Entscheidung im Lösungsauswahlprozess Vorlesung: Termin 07 Eigenschaften ermitteln Termin 08 Entscheidungen herbeiführen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 2
4 Aufgabenbereich des Übungsblocks 3 Ziel analysieren Eigenschaften ermitteln Lösungsideen ermitteln Ziel planen Ziel- erreichung absichern Problem strukturieren Entscheidungen herbeiführen Standardvorgehen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 3
5 Zeitlicher Ablauf 08:25 09:05h Problem strukturieren: Analyse des bestehenden Einkaufswagens Ergebnis: Grundfunktionen und Problemformulierungen zur Optimierung des Einkaufswagens 09: :45h Lösungsideen ermitteln: Konzeption eines neuartigen Einkaufswagens Ergebnis: Konzeptionelle Lösungsideen zur Verbesserung des Einkaufswagens 09:45 09:55h Pause 09:55 10:40h Eigenschaften ermitteln: Situationsbeschreibung (Konzeption eines Korkenziehers), Vorauswahl und Eigenschaftsermittlung Ergebnis: Reduzierter Lösungsraum Ausprägung wichtiger Merkmale von Lösungen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 4
6 Zeitlicher Ablauf 13. Januar 2010 Eigenschaften ermitteln: Situationsbeschreibung (Konzeption eines Korkenziehers), Vorauswahl und Eigenschaftsermittlung ittl Ergebnis: Reduzierter Lösungsraum Ausprägung wichtiger Merkmale von Lösungen 03. Februar 2010 Entscheidungen herbeiführen: (nach der Vorlesung) Vorbereitung und Durchführung einer Bewertung Ergebnis: Rangfolge der Lösungen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 5
7 Situation 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 6
8 Einführung Fa. INVINOVERITAS GmbH Hersteller und Lieferant von Qualitätsprodukten rund um den Wein: Dekantiermaschinen, Weinkellersysteme, Weinklimakühlgeräte, Korkenzieher, etc. Beratung in allen Fragen des Weines und dessen Lagerung. Produktportfolio wird jährlich um ein edles Zubehörteil erweitert. Für das anstehende Weinjahr soll nun ein besonders edler und raffinierter Korkenzieher des oberen Preissegmentes entwickelt werden Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 7
9 Welche Dokumente sollten bisher erarbeitet worden sein, die für eine Eigenschaftsanalyse notwendig sind? 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 8
10 Anforderungen an einen Korkenzieher Nr. Beschreibung/Name der Anforderung Zahlenwert (mit Toleranz) Einheit (phys.) Gewichtung Ursprung/ Erläuterung Ersteller min.? exakt? max.? Funktion Gerät zum manuellen, zerstörungsfreien Entfernen von Korken aus unterschiedlichen Grieb Formen von Weinflaschen Handhabung die zweite Hand dient einfache, einhändige Bedienung möglich der Fixierung der Felgen Flasche Auszugkraft 0-60 N 9 - Herfeld Bedienmoment 0-4 Nm 9 - Herfeld Anwendbar auf Korken, Kunststoffkorken Herfeld Zerstörung des Korkens verhindern Herfeld Einfaches Ablösen des Korkens vom Korkenzieher Jung Ablösen der Banderole der Weinflasche Jung Einsatzzyklen (Flaschenöffnungen) Jung Gute Qualität Jung keine Beeinträchtigung des Weines 9 Keine Verletzungsgefahr/Sicherheit Jung Geometrie Durchmesser mm 1 - Grieb Höhe mm 1 - Grieb Gewicht g 3 - Grieb Kosten/Betrieb Herstellkosten 30,00-60, Felgen Investitionen , Felgen Stückzahl/Jahr 5.000, ,00 3 Felgen Betriebskosten 0,00 10,00 /a 3 Jung Wartungsaufwand Design Edle Anmutung Castelli Extravagantes, modernes Design Castelli 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 9
11 Zielformulierungen Die Aufgabe Finde eine Lösung um einen Korken aus einer Weinflasche zu entfernen wird in folgende Teilaufgaben gegliedert: Finde Lösungen für die Funktion Energie zur Verfügung stellen Finde Lösungen für die Funktion Ausbringkraft wandeln bzw. leiten Finde Lösungen für die Funktion Ausbringkraft auf den Korken übertragen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 10
12 Morphologischer Kasten Prinzipielle Lösungen um einen Korken aus einer Weinflasche zu entfernen (der Korken soll in einem Stück aus der Flasche entfernt werden) Teillösung 1 Teillösung 2 Teillösung 3 Teillösung 4 Teillösung 5 Teillösung 6 Mechanische Energie (Muskelenergie) Mechanische Energie (Pneumatisch) Mechanische Energie (Hydraulisch) Elektrische Energie Chemische Energie Teil- funktion 1 Stab Getriebe Kniehebel Hebel Druckkraft Elektromotor Teilfunktion 2 Energie bereit- stellen Ausbringkraft wandeln / leiten Spindel (KFK) Reibung Druck Kleben (Adhäsion) Teilfunktion 3 Ausbringkraft auf Korken übertragen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 11
13 Prinzipielle Gesamtlösungen 1+2 Lösung 1 Lösung 2 Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Mechanische Energie (Muskelenergie) Hebel Spindel (KFK) Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Mechanische Energie (Pneumatisch) Druckkraft Druck 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 12
14 Prinzipielle Gesamtlösungen 3+4 Lösung 3 Lösung 4 Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Mechanische Energie (Muskelenergie) Getriebe Spindel (KFK) Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Chemische Energie Druckkraft Druck 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 13
15 Prinzipielle Gesamtlösungen 5+6 Lösung 5 Lösung 6 Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Elektrische Energie Elektromotor, Getriebe Spindel (KFK) Funktion 1: Funktion 2: Funktion 3: Mechanische Energie (Hydraulisch) Druckkraft Druck 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 14
16 Prinzipielle Gesamtlösungen - Übersicht Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 15
17 Teil I 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 16
18 Eigenschaften ermitteln Vorhandene Alternativen auf ihre relevanten, bewertbaren Eigenschaften hin analysieren Informationsbeschaffung, um komplexe Zusammenhänge sichtbar zu machen Erhöhung des Systemverständnisses, zur Vorbereitung einer nachvollziehbaren Bewertung beziehungsweise Entscheidung Fragestellungen: Wie können zu analysierende Merkmale ermittelt werden? Wie können Eigenschaftsanalysen vorbereitet t werden? Wie können Eigenschaftsanalysen durchgeführt werden? Wie können Analyseergebnisse ausgewertet werden? 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 17
19 Wie können wir geeignete Lösungsideen vorauswählen? Ausgangssituation Vielzahl an eher unkonkreten Lösungsalternativen liegt vor. Ziel / Ergebnis Reduktion der Anzahl an Lösungsalternativen. Schnelle und aufwandsarme Reduktion. Methodische Vorgehensweise Randbedingungen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 18
20 Nach welchen K.O.-Kriterien können wir Lösungen vorauswählen? Unterstützende Fragen: Welche Kriterien sind so allgemein, dass sie mit Ja/Nein beantwortet werden können? Welche Kriterien können für sich alleine über die Eignung einer Lösung entscheiden? Welche Aussagen kann man ohne weitere Analyse treffen? 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 19
21 Vorauswahl anhand einer Vorauswahlliste K.O.-Kriterien t Lösung 1 Lösung 2 Lösung 3 Lösung 4 Lösung 5 Lösung 6 n erfüll erunge Anford Grunds sätzlich realisie erbar 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 20
22 Wie können wir zu analysierende Eigenschaften ermitteln? Ausgangssituation Prinzipielle, eher unkonkrete Lösungsalternativen liegen vor. Diese Alternativen unterscheiden sich in ihren Eigenschaften zu gering, um sie über eine Vorauswahl zu filtern. Wir stehen vor der Frage welche Lösung weiterverfolgt werden soll. Nicht alle Eigenschaften können aufgrund der begrenzten Ressourcen analysiert werden. Ziel / Ergebnis Eigenschaften, die analysiert werden sollen, sind festgelegt. Alternative methodische Randbedingungen Vorgehensweisen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 21
23 Zu analysierende Eigenschaften 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 22
24 Wie können wir die Eigenschaftsanalyse durchführen? Ausgangssituation Prinzipielle Lösungsalternativen liegen vor. Vorauswahl anhand einer Vorauswahlliste wurde durchgeführt. Wir stehen vor der Frage welche Lösung weiterverfolgt werden soll. Kritische Eigenschaften wurden ermittelt und ein Analyseplan erstellt. Ziel / Ergebnis Ausprägungen der Lösungsalternativen hinsichtlich der festgelegten Eigenschaften ermittelt. Alternative methodische Randbedingungen Vorgehensweisen 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 23
25 Gruppe 1: Berechnung Lösung 1 X 1 X 2 y A B z x F B Annahme: Winkelversatz und Reibungskräfte werden pauschal mit 5N auf das Ergebnis als Sicherheit aufgeschlagen Translatorische Bewegung des Korkens in y-richtung Geg.: x 1 =10mm; x 2 =80mm; F By =F K =250N (gemessen) Ges.: Bedienkraft F B 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 24
26 Gruppe 2: Berechnung Lösung 2 d F p 0 F K p 0 p Annahme: Atmosphärendruck p 0 innerhalb und außerhalb der Flasche (Druckausgleich) Geg.: d F =17mm; F K =250N (gemessen); p 0 Ges.: p 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 25
27 Gruppe 3: Berechnung Lösung 3 z r S x y X H F N α F R F B F B F K Geg.: x H =50mm; r S =4mm; F K =250N (gemessen); α =10 ; μ=0,4 Ges.: Bedienkraft F B 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 26
28 Gruppe 4: Schätzen von.. Schätzen Sie die Eigenschaften der verbliebenen Lösungen hinsichtlich ab. Überlegen Sie sich eine sinnvolle Abstufung Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 27
29 Methoden der Zeitplan Übung 1. Ziel planen & Ziel analysieren Problem strukturieren & Lösungsideen ermitteln & Eigenschaften ermitteln Entscheidungen herbeiführen Zielerreichung absichern & Krisen in der Entwicklung Übungen Mittwoch: Uhr - MW 0001 Garching 2009 Prof. Lindemann Methoden der / Lindemann / 2009 / 28
H2 1862 mm. H1 1861 mm
1747 mm 4157 mm H2 1862 mm H1 1861 mm L1 4418 mm L2 4818 mm H2 2280-2389 mm H1 1922-2020 mm L1 4972 mm L2 5339 mm H3 2670-2789 mm H2 2477-2550 mm L2 5531 mm L3 5981 mm L4 6704 mm H1 2176-2219 mm L1 5205
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