Post on 05-Jun-2018
WOIS, QFD und TRIZ 21. Leibniz-Konferenz – Systematisches Erfinden 2016
24./25.11.2016, Lichtenwalde
Kai Hiltmann, Coburg
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 1
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 2
WOIS 1993
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 8
Entwicklungsprozess nach VDI 2221
VDI 2221: 1993
Klären der Anforderungen
Aufgabe strukturieren
Konzepte finden
Lösung strukturieren
Lösung konkretisieren
Teillösungen integrieren
Dokumentieren
Inhalte
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 10
Ableitung und Lösung von Entwicklungsaufgaben nach Herrig
Basierend auf Herrig, D.: Rationalisierungsfibel für den Konstruktionsbereich, 2. Auflage, Leitzentrum für Anwendungsforschung Schwerin, 1981
[Linde 1993]
Aufgabenfindung bisher nicht berücksichtigt
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 11
Modell der Entwicklungswidersprüche
Ziel nicht realisierbar wegen fehlender technischer Mittel:
ökonomisch-technologischer Widerspruch
Technische Mittel nicht realisier-bar wegen fehlender Verfahren
technologisch-technischer Widerspruch
Verfahren aus naturgesetzlichen Gründen nicht realisierbar:
technisch-naturbedingter Widerspruch.
Ideales Techni-sches System
ITSöt
ITStn
ITStt
Nach [Linde 1993]
TRIZ: „technischer WSP“
TRIZ: „physikalischer WSP“
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 12
Staustellen sind Entwicklungswidersprüche
Länge
Gewehrlauf
Treff- sicherheit
Nachlade- frequenz
Widerspruch der Höherentwicklung von Vorderladern:
Johann Nikolas von Dreyse; 1866 Schlacht von Königgrätz
© P
rof.
Dr.-
Ing.
Lin
de, W
OIS
Inno
vatio
n Sc
hool
WOIS-Widerspruchsdreieck
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 13
Widerspruchsdreieck nach Linde
Gegenziel
… kann man erreichen durch:
Maßnahme
Ziel
… schadet leider:
Gegenziel
Maßnahme
Ziel technischer Parameter
Führungsgröße
technischer Widerspruch
physikalischer Widerspruch WENN
ABER DANN
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 14
Stufenmodell nach Linde
[Linde 1993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 15
Wegmodell zur Lösung von Entwicklungsaufgaben
[Linde 1993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 19
1 Ableitung einer Aufgabenstellung
[Lin
de 1
993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 20
2 Analyse des Entwicklungsstandes
[Lin
de 1
993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 21
3 Bestimmung der Gesamtfunktion
[Linde 1993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 22
Modell der Effektivitätsfunktion
Effektivitätsfaktoren (Nutzenfaktoren N und Aufwandsfaktoren A): • Gebrauchswert (im Wesentlichen die Nützlichkeit); • Betriebseigenschaften (Bedienbarkeit, Betreuungsaufwand, Zuverlässigkeit,
Instandhaltungsfreundlichkeit, Energiebedarf, Raumbedarf • usw.); • Ökonomie der Herstellung (Arbeitskraft-, Energie-, Material-,
Zulieferaufwand, Verfügbarkeit und Kosten von Grundmitteln, Entwicklungsaufwand usw.)
• Umweltbelastung bei Herstellung, Nutzung und Recycling [19]
[19] Rindfleisch, H.-J.; Thiel, R.: Beiträge zur Erhöhung des erfinderischen Schaffens - Schulungsmaterial-Programm zur Herausarbeitung von Erfindungsaufgaben, Bauakademie, Berlin, 1986
Effektivität E soll erhöht werden.
𝐸 = 𝑁𝐴
= 𝐸 (𝑁1⋯𝑁𝑖; 1𝐴1
⋯1𝐴𝑘
)
Nac
h [L
inde
199
3]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 23
Anforderungsmatrix
[Linde 1993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann F. 24
Anforderungs-/Abhängigkeitsmatrix
nach SS 2010 Gruppe 3: P. Wunderlich, M. Graf, M. Knopf, J. Schreck, K. Stark, B. Bauersachs Z. Bin Munsarikh, S. Buhl
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 25
4 Analyse der Widersprüche, 5 Formulierung der Aufgabe
[Lin
de 1
993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 26
WOIS 2001: Geschäftsmodellinnovation
[Linde 1993]
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 27
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 28
WOIS 2010
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 29
Produktinnovation an der HS CO
• Beratungsaktivitäten nicht höchste Priorität
• TRIZ ist in den Analysebereich vorgedrungen → Fokus auf TRIZ
• Forschung im Bereich der Aufgabenableitung und der Produktfindung
Aktueller Stand an der Hochschule Coburg
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 30
Produktplanung 1 (VDI 2220: 1980-05)
Informationen aus Markt und Umwelt
Info aus dem Unternehmen
Festlegung Suchfeld Suchfeld
Analyse Untern.-potenzial
Unternehmens-potenzial
Ideenfindung Problemidee Lösungs-findung
Produktideen
Selektion
Produkt-definition Produktidee Produktfindung
Entwicklungs-vorschlag
Entschei-dung (GL)
Realisierungs-vorschlag
Entwicklungs-auftrag
Produkt-realisierung
Anforderungs-suche
Anforderungs-suche
TRIZ
QFD
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 32
Grobablauf 2016
Konstruktive Lösungs-findung
Oberziel
Ausgestal-tung
System-umgebung
Produkt-definition
Entscheidungs-findung, Aufgaben-bestimmung
Stand der Technik
Historische Analyse
Evolutions-prognose
Prozess-analyse
1 2 3 4
1.1
1.5
1.4 1.3 1.2
Produkt-analyse
1.7 1.9
System-modell
Fehler-analyse
1.8 1.6
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 33
1.1 Systemebenen
Friseur-dienstleistung
Selbstdarstellung
Körperpflege
Einzelprozesse, Werkzeuge, Materialien
System (Produkt, Prozess)
Metasystem (gesellschaftlicher
Bereich)
Obersystem (enthält System)
Untersysteme (Komponenten)
beeinflusst
beeinflusst
beeinflusst
Beispiel
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 35
Generationenanalyse (2)
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 36
9-Felder-Tabelle: Entwicklungstrends
Früher Heute Morgen
Sys
tem
System System System
Unt
ersy
st
Untersystem Untersystem Untersystem
Obe
rsys
t.
Obersystem Obersystem Obersystem
Entwicklungstrend
Entwicklungstrend
Weiterentwicklung folgt Regeln und Trends
Typisch: Frühere Obersystemfunktionen werden ins System integriert, Frühere Systemfunktionen werden in Untersysteme verlagert
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 37
1.3 Systemumgebung
http://www.flickr.com/photos/uli46/3409702700/ -- mit freundlicher Genehmigung
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 38
Systemmodell
• Modell: – Vereinfachte Darstellung eines Systems
• Ziel: – Systemaufbau, Funktionsweise, Verbesserungsmöglichkeiten erkennen
• Unterschiedliche Modelle üblich – Komponenten und Interaktionen (Funktionen) – Ursache-Wirkungs-Modelle – Funktionenmodell FAST – …
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 40
1.6 Produkt - Analysen
Generationsanalyse
Prozess-Analysen
Entwicklungsfront
x= f ( y1 , y2 , y3… )
Innovationsquotient x= f ( y1 , y2 , y3… )
System und Umgebung
Produkt-Analysen
Prinziplösungen
Innovationsverfahren
• Materialgerecht • Fertigungsgerecht • Montagegerecht • Baukastengerecht • …
Effiziente Ausgestaltung
Effizientes Konzept
Schlüsselwiderspruch
Effektivste Ausreizung Größe Anzahl Lage Form Material
Oberfläche Richtung Bewegung Umgebung Schlussart
Innovations-Ansatz
Oberziel
© P
rof.
Dr.-
Ing.
Lin
de, W
OIS
Inno
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n Sc
hool
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 41
S-Kurve technischer Systeme H
aupt
nutz
en
Zeit
Integra-tion von Zusatz-funktio-nen Optimierung Entstehung
Obersystem-bildung
Dynamisierung
E D O I O
N atürliches Vorbild
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann F. 42
Entwicklungsregeln ©
Pro
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30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann F. 43
Quality Function Deployment
• 1966 entwickelt von Yoji Akao, Japan
• 1972 erstmals eingesetzt bei Mitsubishi Kobe Werft
• seit 1977 eingesetzt bei Toyota
• 1983 Vorstellung von QFD in den USA
• seit 1988 in Deutschland bekannt
Inhalt: • was will der Kunde? • was ist ihm am wichtigsten? • wie stehen wir da im Verhältnis zur Konkurrenz? • was bedeutet der Kundenwunsch technisch? • was sollte technisch gemacht werden und was können wir machen? → Auswahl technischer Maßnahmen
House of Quality (1)
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann F. 44
VDI 2247 Entwurf
Aufbau: 1. Kundenwünsche … 2. … mit Bewertung 3. Vergleich der KW-Erfüllung mit
Konkurrenzprodukten 4. technische Parameter
(„Qualitätsmerkmale“, QM‘e) 5. Zielwerte der QM‘e 6. Zusammenhänge zw. QM‘n und
KW‘n 7. QM‘e des Wettbewerbs 8. Wichtigkeit der QM‘e bewerten
und Projekt festlegen
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Qualitätstabelle (Tab. 6): Stimme des Kunden → Stimme des Ingenieurs
schlecht
Auch schlecht: Nicht beeinflussbar?
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Projekte auswählen
30.11.2016 Leibniz 21 – Hiltmann 47
Literatur
• LINDE, H.-J. und HILL, B. Erfolgreich erfinden: Widerspruchsorientierte Innovationsstrategie für Entwickler und Konstrukteure. Darmstadt: Hoppenstedt (1993).
• HERR, Gunther: Improved Effectiveness, Efficiency and Manageability of the Structured Innovation Strategy WOIS in Large Scale Industry Environment. Huddersfield (GB), University, School of Engineering: Dissertation Thesis, 2001 [classified].
• LINDE, H.-J.; HERR, G.A. und REHKLAU, A. Professional Strategic Innovation: WOIS - Widerspruchsorientierte Innovationsstrategie. In: Linde, H.-J. (Hrsg.): 6. WOIS Innovations- Symposium „Professional Strategic Innovation“. Coburg, WOIS-Institut (2003). S. 17 – 54.
• LINDE, H.-J. Einführung. In: 7. WOIS- Innovations-Symposium. 18./19.10.2005. Coburg: WOIS-Institut (2005).
• LINDE, H.-J.: Konstruktives Gestalten. Vorlesungsskript M4, Sommersemester 2009. Coburg: Hochschule, Fak. Maschinenbau (2009).