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Die Freiheit, zahlreiche Konstruktionsalternativen zu untersuchen

Brian Sather

Zukunft des Designs | Produktentwicklung

In einer perfekten Welt gäbe es keine Terminvorgaben.

Idealerweise hätten Sie ausreichend Zeit, um alle Konstruktionsmöglichkeiten für ein Produkt gründlich zu untersuchen. Sie könnten viele verschiedene Alternativen entwickeln und sicherstellen, dass Sie die beste Lösung für alle Anforderungen finden.

Aber natürlich leben wir nicht in einer perfekten Welt. Und wie jeder andere müssen sich auch Konstrukteure mit schnell näher rückenden Abgabeterminen auseinandersetzen. In diesen häufig auftretenden Situationen kann es vorkommen, dass sie hektisch nur ein paar wenige Alternativen untersuchen und sich dann rasch für die erstbeste realisierbare Konstruktionslösung entscheiden.

In diesem Artikel gehen wir näher auf die großen Herausforderungen ein, die Konstrukteure daran hindern, zahlreiche Konstruktionsalternativen zu untersuchen. In zukünftigen Artikeln werden wir uns näher mit den neuen Technologien befassen, mit denen diese Hindernisse überwunden werden können.

Steigende Komplexität und zunehmende Spezialisierung

Einer der Gründe, weshalb die heutigen Terminvorgaben sowohl für Konstruktionsleiter als auch für Konstrukteure eine solch große Herausforderung darstellen, ist die Tatsache, dass die Fachkenntnisse einer Person meistens auf ein Gebiet begrenzt sind. Mit steigender Komplexität der Produkte werden auch die Optionen für Fertigung und Technologie immer komplexer, und die Anzahl der an der Entwicklung beteiligten Konstrukteure mit bestimmten Spezialgebieten, ob mechanisch, elektrisch oder biomedizinisch, immer größer. Als Konstrukteur wollen Sie Ihre Arbeit erledigen und die Konstruktion an Ihren nächsten Kollegen weitergeben, der diese genehmigt oder weitere Verbesserungen vornimmt. Doch dieser Entwicklungszyklus muss irgendwann auch ein Ende haben.

Wie viele andere Konstrukteure haben auch Sie sich möglicherweise auf ein bestimmtes Gebiet spezialisiert und verwenden beispielsweise hauptsächlich Kunststoffe oder Bleche, gefräste Teile oder Verbundwerkstoffe. Um alle Konstruktionsalternativen zu untersuchen, die zu einem optimalen Produkt führen könnten, wären Kenntnisse aller Aspekte Ihres Spezialgebiets und auch anderer Fachbereiche notwendig, was in der Praxis meistens nicht gegeben ist.

Außerdem müssen Sie abschätzen, wie detailliert Sie Ihre Konstruktionen untersuchen müssen. Reicht es aus, dass das Produkt die minimalen Erwartungen gerade noch erfüllt? Oder lohnt sich eine genauere Berechnung und Optimierung der Konstruktion?

Der Konflikt zwischen persönlichen Zielen und notwendigen Kompromissen

Auch wenn Sie zu dem Entschluss kommen, dass das Erfüllen der minimalen Erwartungen ausreichend ist, so würden Sie als Konstrukteur es dennoch bevorzugen, verschiedene Konstruktionslösungen in vollem Umfang zu untersuchen, selbst bei einem näher rückenden Abgabetermin für das Projekt. Denn jeder Konstrukteur ist von Natur aus ein Tüftler. Lässt man Sie mit einer Konstruktionsaufgabe alleine, dann werden Sie mit größter Wahrscheinlichkeit verschiedene Lösungen untersuchen, konstruieren, ändern und diese Abläufe so oft wiederholen wollen, bis Sie die eleganteste Konstruktionslösung gefunden haben.

Und manchmal muss eine Konstruktion tatsächlich die beste und nicht nur die erstbeste Lösung sein, zum Beispiel dann, wenn es darum geht, bestimmte Sicherheits- und Regulierungsanforderungen einzuhalten. Ist dies der Fall, dann lohnt sich eine genauere Untersuchung sehr wohl.

Doch zu oft kommt die Untersuchung weiterer Lösungen zu kurz.

Das liegt an den konkurrierenden Zielvorgaben für den Konstruktionsprozess. Auf der einen Seite muss die Konstruktion termingerecht freigegeben werden. Auf der anderen Seite müssen Sie Zeit dafür aufbringen, eine Konstruktion zu entwickeln, die allen Spezifikationen und Anforderungen gerecht wird. Ihre Freiheit, verschiedene Konstruktionslösungen in unterschiedlichem Ausmaß zu untersuchen, ist abhängig von konkurrierenden Zielvorgaben. Die Anforderungen selbst stellen zwei Extreme dar, während sich zwischen ihnen der große Raum befindet, den es zu untersuchen gilt.

Oft müssen Sie sich aus mehreren Gründen mit der erstbesten brauchbaren Lösungen zufrieden geben. Einer der Gründe kann ein Abgabetermin sein: Die Konstruktion muss an die Fertigung weitergegeben oder an den Lieferanten gesendet werden, auch wenn Sie lieber noch ein paar andere Konstruktionsmöglichkeiten untersuchen und ein paar andere Ergebnisse prüfen würden (obwohl sie bereits eine realisierbare Lösung gefunden haben). Was auch immer der Grund ist, die Zeit für die Untersuchung von Alternativen läuft schneller ab, als es Ihnen lieb ist.

Termindruck kann auch auf andere Weise entstehen. Manchmal müssen Manager ihre Konstrukteure in die Schranken weisen, damit sie sich nicht allzu lange mit einer Konstruktion beschäftigen und sogar großzügig bemessene Abgabetermine überschreiten. Aufgrund der immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen von heute sind sie gezwungen, verschiedene Kompromisse einzugehen. Vielleicht hat der Konstrukteur das Gefühl, dass die Modellgeometrie noch weiter optimiert werden könnte, oder er würde gerne einige weitere Analysen an virtuellen Prototypen durchführen. Doch die Zeit läuft ihm davon.

Beschleunigung der Untersuchung von Konstruktionsalternativen

Insgesamt fühlen sich manche Konstrukteure in Ihrer Rolle im Entwicklungsprozess etwas verloren. Manchmal haben sie möglicherweise das Gefühl, nicht genügend Raum zum Entwickeln von optimalen Konstruktionslösungen zu erhalten, da sie gezwungen sind, sich für die erstbeste realisierbare Konstruktion zu entscheiden.

Und genau hier kommen das Ziel und die Voraussetzungen ins Spiel. Damit Sie eine bessere Konstruktionslösung als die erstbeste realisierbare finden können, muss Ihr Unternehmen den Prozess der Analyse von Konstruktionen beschleunigen. Dazu muss es Ihnen die Möglichkeit bieten, den Entwicklungsprozess produktiver zu gestalten. Es gibt heute zahlreiche neue Prozesse und Technologien in der Produktentwicklung, mit denen genau das erreicht werden kann. Doch damit werden wir uns in unserem nächsten Artikel dieser Reihe beschäftigen.

Belassen wir es jetzt erst einmal bei diesen Fragestellungen. Wie umfassend können Sie Ihre Konstruktionen untersuchen? Wann und in welchem Umfang ist es angemessen, Konstruktionsalternativen gründlich zu untersuchen und warum ist das wichtig?

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