Produktdesign und fertigungsgerechte Konstruktion

Produktdesign und fertigungsgerechte Konstruktion verwandeln Konzepte in produzierbare Güter, indem sie Benutzerbedürfnisse mit den Realitäten von Materialien, Prozessen, Kosten und Montage integrieren.

Definition

Produktdesign und fertigungsgerechte Konstruktion ist die Praxis, Produkte vom Konzept bis zur Produktion zu entwickeln und dabei sicherzustellen, dass sie effizient, zuverlässig und wirtschaftlich hergestellt werden können.

Scope

Dieses Thema behandelt den Produktentwicklungsprozess von der Bedarfsermittlung und Konzeptgenerierung über die Konkretisierung, Detailkonstruktion, Prototypenentwicklung bis hin zur Produktion. Design for Manufacture and Assembly (DFMA) befasst sich damit, wie Konstruktionsentscheidungen die Herstellbarkeit, Teileanzahl, Kosten und Qualität beeinflussen, während die Materialauswahl Funktion und Form mit den Eigenschaften und der Verarbeitung von Materialien verknüpft.

Core questions

• Wie überführt ein strukturierter Entwicklungsprozess ein Konzept in ein fertigbares Produkt?
• Wie beeinflussen Konstruktionsentscheidungen die Herstellungskosten, die Teileanzahl und die Montage?
• Wie werden Materialien und Prozesse ausgewählt, um funktionale und ästhetische Anforderungen zu erfüllen?
• Wie werden Prototypenentwicklung und Tests eingesetzt, um Risiken vor der Produktion zu reduzieren?

Key theories

Strukturierter Produktentwicklungsprozess

Ulrich und Eppinger beschreiben die Produktentwicklung als einen phasenweisen, funktionsübergreifenden Prozess (Planung, Konzeptentwicklung, System- und Detailkonstruktion, Testen und Hochlauf), der Marketing, Design und Fertigung integriert.

Design for Manufacture and Assembly

Boothroyd, Dewhurst und Knight formalisieren DFMA als Methode zur systematischen Reduzierung der Teileanzahl und Vereinfachung der Montage frühzeitig im Designprozess, wobei sie große Kostensenkungen aufzeigen, wenn die Herstellbarkeit von Anfang an berücksichtigt wird.

History

Als Produkte im zwanzigsten Jahrhundert komplexer wurden, formalisierten Unternehmen die Produktentwicklung zu gemanagten Prozessen. Design for Manufacture and Assembly-Methoden, die von Boothroyd und Dewhurst ab den späten 1970er Jahren entwickelt wurden, quantifizierten die Kostenauswirkungen von Konstruktionsentscheidungen, während computergestütztes Design, Simulation und additive Fertigung später die Prototypenentwicklung und die Verbindung zwischen Design und Produktion transformierten.

Debates

Kreativität versus Herstellbarkeit

Ob das frühe Design unbegrenzt sein sollte, um Innovation zu maximieren, oder von Anfang an durch Fertigungs- und Kostenbeschränkungen diszipliniert werden sollte, wie von DFMA befürwortet, um teure späte Änderungen zu vermeiden.

Key figures

• Karl T. Ulrich
• Steven D. Eppinger
• Geoffrey Boothroyd
• Peter Dewhurst
• Michael Ashby

Seminal works

• ulrich2016
• boothroyd2011
• ashby2014

Frequently asked questions

Was ist Design for Manufacture and Assembly (DFMA)?

DFMA ist eine Methodik zur Gestaltung von Produkten, sodass diese einfacher und kostengünstiger herzustellen und zu montieren sind, hauptsächlich durch die Reduzierung der Teileanzahl und die Vereinfachung von Montagevorgängen, wobei die meisten dieser Entscheidungen frühzeitig im Designprozess getroffen werden.

Warum ist die Materialauswahl im Produktdesign wichtig?

Die Materialwahl bestimmt die Leistung, Kosten, das Aussehen, die Herstellbarkeit und die Umweltauswirkungen eines Produkts. Systematische Auswahlmethoden, wie die von Ashby, gleichen Materialeigenschaften mit funktionalen Anforderungen und Designzielen ab.