Projekt- und Abschlussarbeiten. Leitfaden zur Durchführung. Prof. Dr. M. Strohrmann, Prof. Dr. K. Wolfrum

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1 Projekt- und Abschlussarbeiten Leitfaden zur Durchführung Prof. Dr. M. Strohrmann, Prof. Dr. K. Wolfrum

2 Änderungsindex Datum Verfasser Änderungen Prof. Strohrmann, Prof. Wolfrum Erstausgabe

3 1. Grundidee In Projekt- oder Abschlussarbeiten werden Sie neue Produkte entwickeln oder Produkte überarbeiten. Dazu wird ein systematisches Arbeiten vorgestellt, das sich an der Design For Six Sigma Methode (DFSS) orientiert. Der gesamte Prozess besteht aus vier charakteristischen Phasen, die im Folgenden kurz zusammengefasst werden sollen: - Spezifikation (Identify) Das zu entwickelnde Produkt wird detailliert spezifiziert, um eine klare Zielvorstellung von dem Produkt zu haben. Dieser erste Schritt wird als Spezifikations- oder Identify-Phase bezeichnet. - Entwurf (Design) Anschließend werden unterschiedliche Lösungsvarianten erarbeitet, die in der Lage sind, die Aufgabenstellung im Sinn der erstellten Spezifikation zu lösen. Diese Phase wird als Entwurfs- oder Design-Phase bezeichnet. - Optimierung (Optimize) Ein Vergleich der Lösungsvarianten führt zu dem favorisierten Lösungsansatz, der in der anschließenden Optimierungs- oder Optimize-Phase detailliert ausgearbeitet und damit optimiert wird. - Validierung (Validate) Abschließend wird gezeigt, dass das entwickelte Produkt die Spezifikationen mit entsprechender Sicherheit erfüllt. Bei der Durchführung Ihrer Projekt- oder Abschlussarbeit sollen diese Schritte von Ihnen in Form von Meilensteinen dokumentiert werden. Dazu erhalten Sie für jeden Meilenstein eine kurze Beschreibung und einen Fragebogen. Beantworten Sie die Fragen zu jedem Meilenstein in einem kurzen Bericht über ca. 3Seiten und sprechen Sie mit mir das Ergebnis gemäß dem Projektfortschritt durch. Ziel des Leitfadens ist es, Sie bei dem Projekt methodisch zu unterstützen und Fehlentwicklungen rechtzeitig zu erkennen und zu korrigieren. Der vermeintliche Mehraufwand für Sie und mich wird dabei erfahrungsgemäß durch eine effizientere Bearbeitung aufgrund klarerer Fragestellungen und transparenterer Lösungsstrategien zumindest kompensiert.

4 2. Spezifikation-Meilenstein In der Spezifikationsphase wird der Kundenwunsch ermittelt und bewertet. Ihr Kunde ist in diesem Fall der Auftraggeber für Ihre Arbeit. Ziel ist es, den Kundenwunsch in Form einer Spezifikation zahlenmäßig zu erfassen und zu anderen Produkten in Relation zu setzen. Aus dem Vergleich zwischen Kundenwunsch und Stand der Technik, der aus Wettbewerbsprodukten, Literatur- und Internet- Recherchen ermittelt wird, ergeben sich die Handlungsschwerpunkte für Ihre Arbeit. Abstimmung mit dem Kunden Spezifikation Verstehen Spezifikation Inkonsistenzen zu Projekt klären Umsetzbarkeit und Testbarkeit - Verstehen Sie müssen verstehen, was der Auftraggeber oder Kunde braucht und denkt, sonst sind Änderungen und Wiederholungsschleifen vorprogrammiert. - Abstimmung mit dem Kunden Das Pflichtenheft muss mit dem Auftraggeber/Kunden abgestimmt werden und die Kundenzustimmung muss dokumentiert werden. Die Kundenzustimmung ist Teil der Projektvereinbarung. - Umsetzbarkeit und Testbarkeit Sie müssen die Spezifikation so detailliert wie nötig beschreiben und dabei auf Umsetzbarkeit und Testbarkeit achten. - Inkonsistenzen klären Die Spezifikation beschreibt nicht nur, was gefordert ist, sondern auch wann, zu welchem Musteroder Projektstand, wie, von wem und warum. Beachten Sie zu Beginn Ihrer Arbeit folgende Fragen (Fragebogen Spezifikation): - Welches Ziel hat Ihre Arbeit? Ist das Ziel klar definiert, zahlenmäßig spezifiziert und messbar? - Welche Lösungen sind in der eigenen Firma verfügbar? Welche Wettbewerbsprodukte existieren? Welche vergleichbaren Produkte werden in der Literatur bereits beschrieben? - Wie gut sind existierende Produkte, die von der Firma selbst oder vom Wettbewerb entwickelt wurden? - Wie wird sich das zu entwickelnde Produkt von den existierenden Produkten abheben? Welcher Kundennutzen ist damit verbunden? - Wie kann das vermittelte Fachwissen dazu eingesetzt werden, diese Ziele reproduzierbar, effizient und kostengünstig zu erreichen? Beantworten Sie diese Fragen (ca. 3 Seiten), und vereinbaren Sie mit mir einen ersten Besprechungstermin ca. 2-3 Wochen nach Start der Arbeit.

5 3. Entwurf-Meilenstein In der Spezifikationsphase haben Sie definiert, was Ihr Produkt können soll, und sie haben diese Ziele in Form einer Spezifikation dokumentiert. In der Design-Phase arbeiten Sie mehrere Möglichkeiten heraus, wie sie diese Spezifikationen erfüllen können. Oftmals ergeben sich mehrere Lösungsmöglichkeiten. Durch einen strukturierten Vergleich identifizieren Sie die effizienteste Lösung. Dazu werden die unterschiedlichen Ansätze oder Konzepte strukturiert bewertet. Eingesetzte Methoden sind oftmals individuelle Bewertungstabellen, ein Beispiel ist hier aufgeführt. Konzept 1 Konzept 2 Konzept 3 Kritische Produkt- Merkmale Gewichtung Gewichtete Gewichtete Gewichtete Geschwindigkeit der Implementierung Kosten der Implementierung Wahrscheinlichkeit der Zielerreichung Kompatibilität zu heutigen Prozesses Summe Sprechen Sie mit Ihrem Auftraggeber über die Bewertung, legen Sie eigene kritische Merkmale fest, gewichten Sie die Merkmale und bewerten Sie die unterschiedlichen Konzepte. Darüber hinaus können strukturierte Bewertungsmethoden (Pugh-Matrix, paarweiser Vergleich), Design For Manufacture and Assembly (DFMA), Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) sowie Design Review Based On Failure Mode (DRBFM) eingesetzt werden. Informationen dazu kann ich ggf. bereitstellen. Am Ende dieser Phase liegt ein Lösungsansatz vor, der von Ihnen zur Lösung Ihrer Aufgabe favorisiert wird. Beachten Sie in der Design-Phase Ihrer Arbeit folgende Fragen (Fragebogen Entwurf): - Wie kann Ihr Produkt die definierten Anforderungen erfüllen? - Welche Lösungsmöglichkeiten existieren? Denken Sie dabei auch an Teilaufgaben, die durch unterschiedliche Lösungsansätze gelöst werden können. - Wie können Sie die einzelnen Lösungsansätze gegeneinander abgrenzen und miteinander vergleichen? Gibt es dazu Erfahrungswerte in Ihrem Umfeld? Beantworten Sie diese Fragen und stellen Sie eine Bewertungsmatrix für ihre Lösungsansätze, ggf. auch für die Lösungsansätze für Teillösungen, auf (ca. 3 Seiten). Vereinbaren Sie mit mir einen Besprechungstermin ca. 2 Monate nach Start der Arbeit. Wir werden diesen Meilenstein im Rahmen eines Besuches in Ihrer Firma mit Ihrem Betreuer durchsprechen.

6 4. Optimierung-Meilenstein In der Optimierungsphase wird der von Ihnen favorisierte Lösungsansatz ausgearbeitet und optimiert. Dazu können Sie Simulationen durchführen und Parameter variieren. Sie können auch Prototypen aufbauen und charakterisieren. Denken Sie daran, dass z.b. bei Schaltungen die eingesetzten Bauelemente Toleranzen aufweisen und berücksichtigen Sie das bei Ihrer Produktauslegung. Berücksichtigen Sie bei Software-Lösungen, dass die Eingangsdaten nicht immer konsistent und vollständig sind, prüfen Sie das entsprechend und fangen Sie Fehler ab. Denken Sie darüber nach, wie Sie Ihr Produkt robust gestalten können, welche potentielle Probleme in der Praxis auftreten können und wie Sie diese abfangen können. Ihr Produkt soll später nicht zufällig funktionieren, sondern es soll die spezifizierten Funktionen unter den definierten Randbedingungen erfüllen - immer und zuverlässig. Beachten Sie in der Optimize-Phase Ihrer Arbeit folgende Fragen (Fragebogen Optimierung): - Welches sind die kritischen Parameter für mein Produkt? Haben Sie alle identifiziert? - Welchen Schwankungen unterliegen diese Parameter? - Welche Vorkehrungen haben Sie getroffen, damit diese Parameterschwankungen sich nicht auf die spezifizierten Funktionen auswirken? - Was haben Sie getan, um Fehlbedienung zu vermeiden? - Welche Absicherungen haben Sie vorgenommen (Hard- und Software)? Beantworten Sie diese Fragen und stellen Sie die Maßnahmen zusammen, die sie zur Absicherung der Funktionsweise durchgeführt haben (ca. 3 Seiten). Vereinbaren Sie mit mir einen Besprechungstermin ca. 3-4 Monate nach Start der Arbeit.

7 5. Validierung-Meilenstein Im Design For Six Sigma Prozess wird die Validierungsphase zur Bestätigung der Zuverlässigkeit eingesetzt. Dazu ist neben geeigneten Versuchseinrichtungen ein Versuchsplan notwendig, der eine strukturierte Prüfung der gesetzten Ziele ermöglicht. Achten Sie bei der Verwendung der Versuchseinrichtungen darauf, dass die Einrichtungen zur Validierung verwendet werden können. Sie müssen eine ausreichende Genauigkeit aufweisen und eine Trennung von Teilen, die die Spezifikation erfüllen, und Teilen, die die Spezifikation nicht erfüllen, zulassen. Überlegen Sie genau, wie Sie die Validierung ausführen. Welche Tests können Sie durchführen, um die definierten Funktionsziele zu prüfen? Wie können Sie eine spätere Fehlbedienung simulieren und die Reaktion des Produktes prüfen? Wie können Sie gezielt Parameter wie z.b. Widerstandswerte variieren, um die Reaktion der Zielgrößen des Produktes zu hinterfragen? Beachten Sie in der Validate-Phase Ihrer Arbeit folgende Fragen (Fragebogen Validierung): - Hat Ihre Arbeit das spezifizierte Ziel erreicht? Wenn ja, was waren die wesentlichen Schritte? Wenn nein, welche Fehlannahmen haben Sie im Entwicklungsprozess gemacht? - Wie reagiert Ihr Produkt auf Fehlbedienung und auf Streuung der Bauelementwerte? - Stellen Sie den spezifizierten Merkmalen die gemessenen Ergebnisse gegenüber. - Welche Annahmen, die Sie im Entwicklungsprozess gemacht haben, können Sie weiter präzisieren? - Was kann das nächste Projekt aus Ihrer Arbeit lernen? - Was würden Sie das nächste Mal besser machen? Beantworten Sie diese Fragen und stellen Sie die Tests zusammen, die sie zur Validierung der Funktionsweise durchgeführt haben (ca. 3 Seiten). Vereinbaren Sie mit mir einen Besprechungstermin ca. 4-5 Monate nach Start der Arbeit.