Ermittlung von Erfolgsfaktoren für die Bildung quantitativer Gestalt-Funktion-Zusammenhang-Modelle in der Gestaltung anhand einer Fallstudie zu Sichelmessern = Derivation of Success Factors for Quantitative Modelling of Embodiment Function Relations in Embodiment Design - A Case Study on Involute Blades
Creators: name: Bremer, Frank
Publisher: name: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Year: 2022
Subjects: Slicing
Modellbildung
Gestalt-Funktion-Zusammenhang Modelle
Erfolgsfaktoren

description: In der Gestaltung werden die geometrischen und stofflichen Merkmale eines Produkts festgelegt. Das dafür notwendige Wissen wird in Gestalt-Funktion-Zusammenhang (GFZ)-Modellen abgebildet. Für die Festlegung der Gestaltmerkmale und die Verbesserung der Funktionserfüllung sind insbesondere quantitative GFZ-Modelle geeignet, da mit diesen, im Gegensatz zu qualitativen GFZ-Modellen, Berechnungen durchgeführt werden können. Sind die GFZ nicht bekannt, müssen diese ermittelt und in einem GFZ-Modell abgebildet werden. Bisher wurde kaum untersucht, wie quantitative GFZModelle für die Gestaltung in der Praxis gebildet werden. Daher ist wenig über erfolgreiches Vorgehen bei der Bildung dieser Modelle bekannt. Zielstellung dieser Forschungsarbeit ist es daher, Erfolgsfaktoren für die Bildung quantitativer GFZ-Modelle in der Gestaltung zu ermitteln. Die Erfolgsfaktoren sollen beschreiben, welche Aspekte zur erfolgreichen Bildung dieser GFZ-Modelle beitragen können. Dies beinhaltet zum Beispiel Aspekte mit Einfluss auf die Qualität oder den Aufwand zur Bildung des GFZ-Modells. Eine Vielzahl an Modellen kann in der Gestaltung zur Abbildung des Produkts verwendet werden. Die Auswahl geeigneter Modelle ist eine Herausforderung, da es keine Übersicht gibt, welche Modelle wann und wofür eingesetzt werden sollten. Daher wird untersucht welche Modelle für die Abbildung von GFZ in der Gestaltung geeignet sind. In dieser Forschungsarbeit wird zunächst eine allgemeine Übersicht von Modellen in der Gestaltung erstellt. Daraus wird eine Übersicht von Modellen, die für die Abbildung von GFZ geeignet sind, abgeleitet. Auf dieser Grundlage werden in einer Fallstudie die GFZ zu Sichelmessern als Teil eines bilateralen Industrieprojekts untersucht. Es wird untersucht, welche Effekte einen Einfluss auf die Funktionserfüllung von Sichelmessern haben und daher in einem quantitativen GFZ-Modell abgebildet werden sollten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Analyse der Gestalt und des Prozesses als Teil der Modellbildung. Aus dem in der Fallstudie beobachteten Vorgehen werden kritische Schritte und Iterationen identifiziert. Basierend auf diesen Informationen werden die Erfolgsfaktoren für die Bildung quantitativer GFZ-Modelle abgeleitet. Diese Erfolgsfaktoren für die Bildung quantitativer GFZ-Modelle für die Gestaltung sind das zentrale Ergebnis dieser Forschungsarbeit. Die ermittelten Erfolgsfaktoren sind 1) Konkretisierung der Frage- und Zielstellung, 2) Definition einer messbaren Funktionserfüllung, 3) Kombinierte Verwendung qualitativer und quantitativer Modelle, 4) Modellierung von Teilsystemen mit variierenden Eigenschaften, 5) Iterative Modellierung und Entwicklung von Versuchsaufbauten, 6) Dokumentation der gewonnenen Erkenntnisse.