Methodik zur softwaregestützten initialen Gestaltfindung für mechanische Neukonstruktionen
Tim Katzwinkel
Die Zielsetzung dieser Arbeit ist es, Produktentwicklung in sehr frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses mit einem durchgängigen Datenmodell und einer Wissensbasis zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit verknüpft dazu die Ansätze konstruktionsmethodischer Gestaltfindung mit softwarebasierten Autorenwerkzeugen. Darüber hinaus werden die erzeugten Daten so aufbereitet, dass sie für die weitere Nutzung im Produktlebenszyklus verfügbar sind. Dazu wird eine Vorgehensweise zur initialen Gestaltfindung von mechanischen Einzelteilen in einem übergeordneten Baugruppenverbund vorgestellt. Basierend auf dem diskursiven Ansatz der Wirkflächen und Leitstützstrukturen wird eine Strategie zur datenorientierten, geometrischen Gestaltfestlegung unter Einbezug des Ansatzes der modellbasierten Systementwicklung (MBSE) sowie einer verknüpften Datenmodellierung von der Anforderungsermittlung über die Gestaltdefinition bis hin zur Produktdatenverwaltung aufgezeigt. Dabei werden sowohl Erkenntnisse der konstruktionsmethodischen Grundlagenforschung zur Gestaltfindung, bestehende etablierte Vorgehensrichtlinien der Produktentwicklung sowie praxisrelevante Unterstützungs- und Hilfswerkzeuge in Form eines SysML-Modelers, eines 3D-CAD-Systems sowie eines PDM-Systems verwendet. Anhand von zwei Anwendungsbeispielen wird abschließend die praktische Umsetzung der Vorgehensweise demonstriert. Die Methodik der Modellierung mit Wirkflächen-Feature kombiniert den Ansatz der featurebasierten Konstruktion mit dem Modell der Wirkflächen und Leitstützstrukturen sowie Ansätzen der wissensbasierten Konstruktion auf der Basis physikalischer Zusammenhänge.
