Eine Methode zur systematischen Bewertung funktionsintegrierter automobiler Strukturkonzepte
Dominik Klaiber
Bei der Entwicklung neuer Fahrzeuge sind die Reduktion von Gewicht, Bauraum und Kosten bedeutende Ziele, zu deren Erreichung Funktionsintegration einen Beitrag leisten kann. Im Fahrzeug finden sich zahlreiche Möglichkeiten für den Einsatz funktionsintegrierter Konzepte, wobei ein systematisches Vorgehen zu deren Bewertung bisher nicht bekannt ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methode erarbeitet, die eine systematische Bewertung funktionsintegrierter automobiler Strukturkonzepte in der frühen Phase der Produktentwicklung ermöglicht. Dabei liegt der Fokus auf der Kombination von strukturellen und nicht strukturellen Funktionen.
Im Anschluss an die theoretischen Grundlagen werden bisherige Ansätze zur Funktionsintegration in verschiedene Strategien gegliedert und Einflussfaktoren auf funktionsintegrierte Konzepte hergeleitet. Auf Basis unterschiedlicher Fertigungsverfahren werden für die Funktionsklassen Medien leiten, elektrische Energie leiten und Medien speichern systematisch verschiedene funktionsintegrierte Konzepte erarbeitet und bewertet. Auf Basis der Konzepte wird anschließend die Bewertungsmethode erarbeitet. Abschließend erfolgt die Umsetzung der Methode in einem Tool, eine Validierung und die Vorstellung von Anwendungsmöglichkeiten im Produktentwicklungsprozesses.
Mit der erarbeiteten Bewertungsmethode können erstmals ohne Detailkonstruktion und nur anhand der Anforderungen und der Entwicklungsziele systematisch unterschiedliche Konzepte bewertet werden. Die erste Stufe der Bewertungsmethode besteht aus einer ausschließenden Bewertung, wobei die Konzepte insbesondere hinsichtlich der frühzeitigen Spezifikation, der Geometrien und der eingesetzten Materialien geprüft werden. In der zweiten Stufe wird mittels einer gewichteten Punktebewertung eine Rangfolge der verbleibenden Lösungen erstellt. Als Bewertungsgrößen werden die Auswirkungen hinsichtlich funktionaler Performanz, Wartung und Reparatur, Gewicht, Bauraum sowie Kosten berücksichtigt.
