Ein Beitrag zur Basisdefinition des Elementmodells "Wirkflächenpaare &amp; Leitstützstrukturen" zum Zusammenhang von Funktion und Gestalt technischer Systeme
Creators: name: Matthiesen, Sven
Publisher: name: Universität Karlsruhe (TH)
Year: 2002

description: Kurzfassung Die Entwicklungsmethodik liefert Methoden zur Unterstützung des Produktentwicklers im Produktentwicklungsprozess. Existenzberechtigung eines jeden technischen Systems ist dessen Funktion. Eine große Herausforderung bei der Entwicklung neuer technischer Systeme ist die Umsetzung einer zu erfüllenden Funktion in eine Gestalt. Dieser Prozessschritt wird bisher methodisch nur unzureichend unterstützt. Grundlage einer methodischen Unterstützung bei der Umsetzung einer Funktion in eine Gestalt muss ein allgemeingültiges Beschreibungsmodell für technische Systeme sein, welches Funktion und Gestalt verknüpft. Umfangreiche Untersuchungen realer konstruktiver Gestaltungsprozesse und systematische Abstraktion führten zu einem Modell - Elementmodell "Wirkflächenpaare &amp; Leitstützstrukturen" -, welches eine allgemeingültige Verbindung zwischen Gestalt und Funktion technischer Systeme schafft. Der vorliegende Forschungsbericht beschreibt das theoretische Fundament des Modells und zeigt, dass das Wirkflächenpaar und die mit ihm auftretende Leitstützstruktur gemeinsame Elemente aller technischen Systeme sind. Mit Hilfe des Elementmodells werden systematisch technische Systeme, die auf mechanischen, fluidmechanischen und auf Feldern basierenden Wirkprinzipien beruhen, analysiert. Dabei wird jegliche Funktion in technischen Systemen auf die Interaktionen im Wirkflächenpaar und der sich an das Wirkflächenpaar anschließenden Leitstützstruktur zurückgeführt. Auf Basis des Modells werden Ansätze zur Entwicklung einer durchgängigen Methodik zum Denken und Handeln in der Gestaltungsphase der Produktentwicklung aufgebaut. Es wird gezeigt, dass das Elementmodell sowohl bei der systematischen Analyse bereits bestehender technischer Systeme als auch bei der kreativen Synthese neuer technischer Systeme zielführend eingesetzt werden kann. Abstract Methodology in product development supports the complete product development process. One major challenge of product development is the step from the searched product function to the product shape. This step is decisive for a successful product development and up to now it is methodological insufficient supported. Methods to support this step have to be based on abstract models, which link the function of technical systems to shape. The analyses of real constructive product design processes and their systematic abstraction led to a model ­ the element model "Working Surface Pairs &amp; Channel Support Structures" ­. This model describes the correlation of layout and function of technical systems. The presented research report describes the theoretic basis of the model. Common elements of each technical system are the "working surface pair" and its accompanying "channel and support structure". Technical Systems with mechanical, fluid mechanical and field based working principles were exemplary analysed with the aid of the element model. Every function in technical systems can be ascribed to an interaction within the working surface pair and the connected channel and support structure. The element model can be helpful during the analysis of already existing technical systems as well as during the synthesis of new technical systems. In several real product development projects with industrial partners the new method has shown its efficiency. On basis of the model first methods are developed to support the analyses of existing technical systems as well as the synthesis of new technical systems.