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Mit Hilfe der Darstellungen im Funktions- und Forderungsplan können nun unter Berücksichtigung aller für das Produkt zutreffenden Umweltsituationen konkrete technische Forderungen abgeleitet werden, die Funktion und Eigenschaften des technischen Gebildes möglichst vollständig beschreiben. Sofern keine konkreten Angaben in der Aufgabenstellung selbst gemacht wurden, müssen diese vom Entwickler ergänzt werden.

Als Quellen können dienen:

  • Angaben aus dem mit dem Auftraggeber vereinbarten mit Pflichtenheft
  • Berechnungen
  • Patent- und Literaturrecherchen Stand von Wissenschaft und Technik
  • Gesetze / Verordnungen
  • Richtlinien, z.B. VDI-Richtlinien
  • Normen, z.B. DIN oder Werksnormen
  • Versuch / Prüffeld, Verlaufforschung
  • Wirtschaftsplanung
  • Marktanalyse / Marktforschung
  • Produktplanung
  • Kundenwunsch
  • Konstruktionsbereich
  • Fertigung, Montage
  • Verkauf

Zur Fundierung der Aufgabenpräzisierung werden auch Vergleiche mit Konkurrenzerzeugnissen notwendig. Sie liefern wertvolle Hinweise bei der Festlegung der Leistungsparameter und der ökonomischen Ziele. Alle technischen Gegebenheiten stehen auch in einem ökonomischen Bedingungsfeld.

Hinsichtlich der Ökonomie sind mit dem Aufgabensteller festzulegen:

  • Kennwerte der Gebrauchseigenschaften
  • Preis
  • Selbstkosten, Material- und Energiekosten
  • Gebrauchswert - Preis - Verhältnis
  • Anwenderaufwand
  • Nutzeffekt für Entwickler, Hersteller und Anwender
  • Kennwerte für die Zuverlässigkeit
  • Beginn und Ende der Marktperiode
  • Entwicklungsdauer u. a.

Die Forderungen lassen sich zweckmäßig gliedern nach den Haupteigenschaften des Objektes:

  • Funktion
  • Struktur / Gestalt und
  • Umgebung

sowie nach Forderungen bezüglich der Produktlebenslaufphasen:

  • Entwicklung
  • Teilefertigung
  • Montage
  • Transport
  • Lagerung
  • Vertrieb
  • Nutzung
  • Wartung
  • Reparatur und
  • Recycling

Entsprechend ihrer Wichtigkeit müssen Forderungen bewertet werden. Dabei unterscheidet man:

  • Festforderungen (F), die unter allen Umständen zu erfüllen sind
  • Mindest- und Sollforderungen (M), die mit bestimmten Abweichungen zu erfüllen sind
  • Wünsche (W), die nach Möglichkeit erfüllt werden sollen, u. U. auch, wenn damit ein Mehraufwand verbunden ist und
  • Ziele (Z), die hinsichtlich bestimmter Entwicklungstendenzen zu berücksichtigen sind, um sie bei späteren Entwicklungen zu realisieren

Die nach den geeigneten Kategorien geordneten und gewichteten Forderungen werden in die Forderungsliste eingetragen. Im unteren Bild ist ein Vorschlag einer Forderungsliste dargestellt. Sie enthält einen Kopf, in den die grundlegenden Daten eingetragen werden. Die einer Kategorie zugeordnete Anforderung erhält eine laufende Nummer und wird wie oben beschrieben gewichtet. Sie sollte eine möglichst knappe verbale Beschreibung erhalten. Günstig ist eine Formulierung der Anforderung, so dass sich ihr ein konkreter Zahlenwert zuweisen lässt. Forderungen enthalten meist auch weitere unterschiedliche Bemerkungen wie die Quelle der Anforderung, den Namen des verantwortlichen Bearbeiters oder das Datum der Hinzufügung, Streichung oder Änderung der Forderung, Bearbeitungstermin. Da während der Aufgabenbearbeitung neue Bedingungen und Forderungen auftreten können, ist die Forderungsliste laufend zu aktualisieren.

Anforderungsliste

  Auftragsnummer:  
  Datum:  
  Auftraggeber:  
  Bearbeiter:  
  Konstruktionsart: Neukonstruktion
Produkt: Drahtverlegeanlage und Verlegekopf

 

Zweck
Zweck der Drahtverlegeanlage: automatisches Verlegen von Drähten in Gehäuseschalen mit unterschiedlichen Anordnungen von Kontakt- und Stützstellen.
Zweck des Verlegekopfes: Platzierung eines isolierten Drahtes in einer Stützstelle bzw. eines Drahtendes in einer Schneidklemme, Abschneiden des Drahtes

 

Funktion
Nr. Wtg. Anforderung Wert Bemerkung
1 F Lage der Montageebene
(= Bewegungsebene)
Waagerecht (x-y-Ebene) Quelle: Aufgabenstellung
2 F Lage der Stütz- und Kontaktstellen Senkrecht auf der Montage ebene stehend Quelle: Aufgabenstellung
3 F Minimaler Abstand zwischen Stütz-und Kontaktstellen dm = 8 mm Quelle: Aufgabenstellung
4 F Anzahl der befestigbaren Drähte pro Stütz- /Kontaktstelle N = 1 Quelle: Aufgabenstellung
5 F Maximale Belastung der Stütz- und Kontaktstellen • 100p in Draht­
einlegerichtung
• 200p seitlich
Quelle: Aufgabenstellung
6 F Bewegungsbereich des Verlegeköpfes • x-Richtung: 400 mm
• y-Richtung: 400 mm
• z-Richtung: 400 mm
• drehbare Lagerung des Verlegeköpfes 180° um z-Achse
Zu Beginn der Eichung der Bewegung an einen Referenzpunkt im Raum
7 F • Positioniergenauigkeit des Verlegeköpfes
• Positioniergenauigkeit der Gehäuseschalen
• maximale Lageabweichung der Kontakte und Stützstellen
• gesamte Fehlpositionierung des Verlegeköpfes
• ±0,2 mm in x- und y-Richtung
• ±0,2 mm in x- und y-Richtung
• ±0,2 mm in x- und y-Richtung
• ±0,6 mm in x-und y-Richtung
 
8 F Mittlere Positioniergeschwindigkeit des Verlegekopfes Vpo = 25 mm/s Mit Drahtförderung synchronisieren
9 F Kollisionsschutz Grenzkraft
FG = 2,2 N
Betätigung der Not-Aus-Funktion
10 F Maximale vertikale Druckkraft (neg. z-Richtung) Fp = 1 ± 0,1 N • Kraftmessein-richtung für Fd vorsehen
• bei Überschreiten einer Kraftschwelle (Toleranz) ist der Druckvorgang abbrechen.
11 F Verwendeter Draht Eindrahtige Leitungen nach DIN-VDE 0281-7,
A = 0,75 mm2
 
12 W Jahresproduktion n = 106 Auslastung
η = 0,95
13 F Energiequellen Dreiphasenwechsel-spannung 380V Luftdruck 6 bar Quellen: technischüblich
14 F Aufstellungsort / Umweltbedingungen Temperaturbereich: -20°C...+50°C
Luftfeuchtigkeit: Bis 90% Partikel- und Spritzwasserschutz: gemäß IP44
 
15 W Schwingungsfreiheit   Durch hinreichende Steifigkeit des Aufbaus
16 M Mittlere Drahtfördegeschwindigkeit Vdm = 25 mm/s • Drahtförderung synchronisiert mit Positionierung
• simultane Förderung und Straffung des Drahtes
17 F Maximale Zugkraft auf Draht FZ = (2 ± 0,2) N Quellen: Nachrechnung der Festigkeit + Sicherheit
18 F Kraftmesseinrichtung für Fd vorsehen   Betätigung der Not-Aus-Funktion
19 F Drahtüberstand am Kontakt max. 3 mm  
20 F Zuführung der Gehäuseschalen vollautomatisch  
21 W Halten der Gehäuseschalen Kraft- oder Formschluss Stoffschluss aufgrund nötiger Zusatzstoffe vermeiden
22 F Umrüstung auf andere Gehäuseschalen manuell Umrüstaulwand minimieren!
23 M Zwischenspeicherzeit für unverdrahtete Gehäuseschalen ts= 4...6 h  
24 M Zwischenspeicherzeit für unverdrahtete Gehäuseschalen ts= 2 h  
25 F Zuführung der Steuerdaten CNC-Daten von Rechner  

Struktur /Gestalt
Nr. Wtg. Anforderung Wert Bemerkung
26 F Lage der Gehäuseschalen bei Verdrahtung waagerecht  
27 F Bauraum der Spitze des Verlegeköpfes Innerhalb Zylinder mit Ø = 20,2 mm Abstand zwischen Kontakte
d = 8mm

Herstellung
Nr. Wtg. Anforderung Wert Bemerkung
28 F Anzahl der herzustellenden Anlagen 1 bis 5  
29 F Bevorzugte Fertigungsverfahren   Spanend, Normteile
30 F Montage-, Demontage-, Wartungs-und Reparaturfreundlichkeit   • Modularer Aufbau
• Lösbare Verbindungen bevorzugen
31 F Transportmaße I x b x h: 5,80 m x 2,30 m x 2,35 m Quelle: ISO -Standartcontainer 20'
32 F Kennzeichnung Recycling   Entsprechend: DIN EN ISO 11469
DIN EN ISO 1043
33 F Relevante Arbeitsschutzbestimmungen   Quellen: Schriften und Normen von: DIN VDE/VDI REFA

Die Fragen zu Funktion und Herstellung sind nun so weit geklärt, dass die zur Lösung der Konstruktionsaufgabe notwendigen Teilaufgaben formuliert werden können. Prinzipiell führen alle bei der Analyse der Problemschichten festgestellten Defekte (offenen Fragen) zu Teilaufgaben.

Für die Untergliederung der Gesamtaufgabe gibt es folgende Gesichtspunkte:

  • technische (Funktion, Struktur, Herstellung u. ä.)
  • methodische (Arbeitsstufen des KEP)
  • arbeitsorganisatorische (Spezialisten, die an der Aufgabe mitarbeiten
  • Bereitstellung von Hilfsmitteln u. ä.)
  • zeitliche (Termine für Zwischenergebnisse u. ä.)

Diese Gesichtspunkte treten im allgemeinen im Zusammenhang auf. Zur besseren Übersicht werden sie in einer Tabelle gemeinsam mit den dazugehörigen Gegebenheiten und Forderungen zusammengestellt.

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