Produktarchitektur

Erklärung

Produktstruktur behandelt die baulichen Zusammenhänge eines Produkts und besteht im Großen und Ganzen aus drei Aspekten.  

der Anordnung funktionaler Bauteile 
der Überführung der Funktionen auf physikalische Bauteile 
der Kopplung und Verbindung interagierender Komponenten.

Sie gibt mechatronischen Produkten eine Basis, auf der, nach definierten Strukturierungskriterien, Produktelemente, wie Bauteile und Baugruppen strukturiert werden können.  Sie ist also eine abstrakte Beschreibung der Gesamtheit eines System und der Beziehungen innerhalb dieser Einheit.

Allerdings unterscheidet sich diese Struktur, je nach Sichtweise, die ein Bereich eines Unternehmens auf ein Produkt hat. Es gibt also eine Master-Struktur, die in aufgabenbezogene Sub-Strukturen aufgebrochen ist.

Die Entwicklungsabteilung interessiert sich z.B. dafür, welche Einzelteile benötigt werden, wie man diese platz- und ressourcensparend verbinden kann, oder welche Funktionen überhaupt abgedeckt werden müssen.
Der Einkauf benötigt eine ausführliche Stückliste um abzuarbeiten welche Halbzeuge/Komponenten bei welchem Hersteller zugekauft werden müssen.
Die Fertigung legt fest, welche Fertigungsoperationen zur Produktion notwendig sind.
Die Montage muss eine Reihenfolge zum Zusammenbau der Teile festlegen, muss Zwischenzustände, wie Lackierungen/Beschichtungen/Versäuberung/… berücksichtigen und Auslastung der Maschinen berechnen.

Ziel

Die detailiierte Festlegung einer Produktstruktur zielt auf folgendes ab:

Niederkomplexe, direkte Fertigung
Möglichst kundenneutrale Fertigung bis in die oberen Strukturebenen
Abbildung des Produktes im Unternehmen (PDM-und ERP-Systems)
hochkomplexe Produkte durch Modulisierung oder Platformstrategien herunterbrechen
ein konsistentes Modell zur Produktstruktur bildet das Herzstück und die Hauptplanungsbasis eines Unternehmens, da auf diesem ganze Produktportfolios aufgebaut sind

Vorgehen

Zunächst müssen alle Basis-Produktkomponenten festgelegt werden und Baugruppen spezifiziert werden.

Auf Basis des Grundentwurfs und der interdisziplinären Festlegung von Basiskomponenten werden Produktvariationen ausgearbeitet – Bauteile, die sich von den Basiskomponenten unterscheiden fließen mit in die Produktstruktur ein.

Sind alle Bausteine festgelegt findet das eigentliche Strukturieren des Produkts statt – die Beziehungen/Verbindungen/Kopplungen/Interaktionen werden festgelgt um eine Master-Struktur zu erstellen.  Sämtliche Bauteile, Verbindungstechniken etc müssen ausführlich dokumentiert werden um abteilungsspezifische Blickwinkel auf die Produktstruktur zu definieren (Entwicklung, Design, Fertigung, Einkauf, Vertrieb, Marketing…)

In der Praxis entsteht die aktive Produktstruktur in enger Kooperation zwischen Konstruktion, Entwicklung, Gestaltung, Fertigung und Management. Oft stellt sie einen Kompromiss dar, der auf die Interessen aller eingeht um das Produkt tatsächlich produzierbar zu machen.

Wichtige Ansätze für die Produktstruktur sind:

Integralbauweise (Zusammenfassung von mehreren Funktionen in einem Bauteil)
Gleichteile (möglichst viele gleiche Teile in einem Produkt verwenden)
Wiederholteile (Teile in unterschiedlichen Produkten verwenden)
Teilefamilien (Teile gleicher Funktion standardisieren)
Baukastensystem (Mehrfachverwendung von Teilen und Baugruppen bei unterschiedlicher Gesamtfunktion)
Baureihen (Produkte, welche dieselbe Funktion mit der gleichen Lösung, in mehreren Größenstufen bei möglichst gleicher Fertigung erfüllen)
Normteile (Verwendung von Normteilen)
Kaufteile (Verwendung von Zukaufteile, da diese vielfach günstiger zu beziehen sind, als eigengefertigte Teile)
Fertigungsgerechte Gestaltung(Geometrie, Werkstoff, Fertigungskosten)
Montagegerechte Gestaltung (möglichst wenige Teile, lineare Fügebewegungen, Fügeprozesse senkrecht von oben, keine biegeschlaffen Teile, keine separaten Verbindungselemente, vormontierbare Baugruppen)

Tipp

Eine integrierte Produktstruktur ist das Rückrad aller ablaufenden Prozesse. Ohne eine bewährte Struktur müssten alle Innovationen und Verbesserungen des Produktportfolios immer von Grund auf ausgearbeitet werden, wodurch die iterative Optimierung eines Portfolios kaum möglich würde.

Quellen

Methoden der Produktentwicklung, Prof. Dr.-Ing. W. Engeln 

www.wikipedia.de 

https://en.wikipedia.org/wiki/Product_structure_modeling

 http://ikt.rwth-aachen.de/Download/KL2/V02_-_Produktstruktur_Produktarchitektur.pdf

Studienarbeiten:

Formholz Wartemöbel – Arnold – Weber – SS 13

Schreibtischleuchte – Billner – Klopfer – SS 14

Outdoormöbel – Püttner – Bauße – WS 11/12

Outdoormöbel – Staudigl – Wölfel – Ws 11/12

Schreibtischleuchte – Ehlers – Bährmann – SS 14

Messestandkonzept – Mangold – Menschel – Zurwesten – SS 14