Entwicklung einer Vorgehensweise zur Erstellung und Nutzung von Anforderungslisten in der Praxis
©2002
Studienarbeit
105 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Anforderungslisten sind eines der wichtigsten Hilfsmittel in der erfolgreichen Produktentwicklung. Gerade auf dem derzeitigen Käufermarkt ist es für erfolgreiche Unternehmen zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit entscheidend, die geforderten Anforderungen der Kunden vollständig zu erfüllen.
Die Vielzahl von Anforderungen an ein Produkt, die der Kunde und das produzierende Unternehmen wünscht, aber auch durch die Umwelt vorgegeben bzw. geforderte Anforderungen, werden in Anforderungslisten strukturiert dargestellt. Mit Anforderungslisten wird ein Domänen übergreifendes Werkzeug für die Produktentwicklung zur Verfügung gestellt.
Im Praxisbeispiel der Arbeit stellte sich der für den Laien anfangs schwierige Umgang mit Anforderungslisten heraus. Auch die gute Hilfe durch Hauptmerkmalslisten ist erst nach Einarbeitung in den Umgang mit Anforderungslisten eine geeignete Unterstützung. Solche Hauptmerkmalslisten stoßen aber schnell bei Domäne übergreifenden Produkten bzw. bei innovativen Gedanken an ihre Grenzen.
Ausgehend von den gemachten Erfahrungen wurde eine Vorgehensweise zur Erstellung von Anforderungslisten erarbeitet. Dabei wird basierend auf die Produktidee mit Hilfe eines schwarzen Kastens die erste grobe Anforderungsliste erstellt. Diese enthält dann die ca. 15 Hauptanforderungen an das Produkt, die sogenannten technischen Constrains. Im weiteren Verlauf der Produktentwicklung werden diese Hauptmerkmale aufgeschlüsselt und alle weiteren Anforderungen an das Produkt festgelegt. Die komplette Anforderungsliste steht dann erst am Ende der Produktentwicklung fest und fungiert so gleichzeitig als Checkliste zur Kontrolle, ob alle geforderten Anforderungen erfüllt wurden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
1.1Problematik2
1.2Zielsetzung3
1.3Vorgehensweise3
2.Theoretische Grundlagen5
2.1Ausgangssituation für die Verwendung von Anforderungslisten5
2.2Strategische Produktplanung7
2.3Anforderungskatalog/Anforderungsliste10
2.3.1Integrierte Produktentwicklung (Ehrenspiel)11
2.3.2Konstruktionslehre - Methode und Anwendung (Pahl/Beitz)17
2.3.3VDI - Richtlinien26
2.3.3.1VDI 2221 Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte26
2.3.3.2VDI 2223 Methodisches Entwerfen technischer Produkte33
2.3.3.3VDI 2225 Konstruktionsmethodik - Technisch-wirtschaftliches Konstruieren37
2.3.4Organisation in der Produktionstechnik (Eversheim)37
2.3.5Integriertes […]
Anforderungslisten sind eines der wichtigsten Hilfsmittel in der erfolgreichen Produktentwicklung. Gerade auf dem derzeitigen Käufermarkt ist es für erfolgreiche Unternehmen zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit entscheidend, die geforderten Anforderungen der Kunden vollständig zu erfüllen.
Die Vielzahl von Anforderungen an ein Produkt, die der Kunde und das produzierende Unternehmen wünscht, aber auch durch die Umwelt vorgegeben bzw. geforderte Anforderungen, werden in Anforderungslisten strukturiert dargestellt. Mit Anforderungslisten wird ein Domänen übergreifendes Werkzeug für die Produktentwicklung zur Verfügung gestellt.
Im Praxisbeispiel der Arbeit stellte sich der für den Laien anfangs schwierige Umgang mit Anforderungslisten heraus. Auch die gute Hilfe durch Hauptmerkmalslisten ist erst nach Einarbeitung in den Umgang mit Anforderungslisten eine geeignete Unterstützung. Solche Hauptmerkmalslisten stoßen aber schnell bei Domäne übergreifenden Produkten bzw. bei innovativen Gedanken an ihre Grenzen.
Ausgehend von den gemachten Erfahrungen wurde eine Vorgehensweise zur Erstellung von Anforderungslisten erarbeitet. Dabei wird basierend auf die Produktidee mit Hilfe eines schwarzen Kastens die erste grobe Anforderungsliste erstellt. Diese enthält dann die ca. 15 Hauptanforderungen an das Produkt, die sogenannten technischen Constrains. Im weiteren Verlauf der Produktentwicklung werden diese Hauptmerkmale aufgeschlüsselt und alle weiteren Anforderungen an das Produkt festgelegt. Die komplette Anforderungsliste steht dann erst am Ende der Produktentwicklung fest und fungiert so gleichzeitig als Checkliste zur Kontrolle, ob alle geforderten Anforderungen erfüllt wurden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
1.1Problematik2
1.2Zielsetzung3
1.3Vorgehensweise3
2.Theoretische Grundlagen5
2.1Ausgangssituation für die Verwendung von Anforderungslisten5
2.2Strategische Produktplanung7
2.3Anforderungskatalog/Anforderungsliste10
2.3.1Integrierte Produktentwicklung (Ehrenspiel)11
2.3.2Konstruktionslehre - Methode und Anwendung (Pahl/Beitz)17
2.3.3VDI - Richtlinien26
2.3.3.1VDI 2221 Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte26
2.3.3.2VDI 2223 Methodisches Entwerfen technischer Produkte33
2.3.3.3VDI 2225 Konstruktionsmethodik - Technisch-wirtschaftliches Konstruieren37
2.3.4Organisation in der Produktionstechnik (Eversheim)37
2.3.5Integriertes […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 6623
Beckard, Florian: Entwicklung einer Vorgehensweise zur Erstellung und Nutzung von
Anforderungslisten in der Praxis
Hamburg: Diplomica GmbH, 2003
Zugl.: Paderborn, Universität - Gesamthochschule, Studienarbeit, 2002
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http://www.diplom.de, Hamburg 2003
Printed in Germany
Zusammenfassung
Anforderungslisten sind eines der wichtigsten Hilfsmittel in der erfolgreichen
Produktentwicklung. Gerade auf dem derzeitigen Käufermarkt ist es für erfolgreiche
Unternehmen zur Sicherung ihrer Wettbewerbsfähigkeit entscheidend, die geforderten
Anforderungen der Kunden vollständig zu erfüllen.
Die Vielzahl von Anforderungen an ein Produkt, die der Kunde und das produzierende
Unternehmen wünscht, aber auch durch die Umwelt vorgegeben bzw. geforderte
Anforderungen, werden in Anforderungslisten strukturiert dargestellt. Mit
Anforderungslisten wird ein Domänen übergreifendes Werkzeug für die
Produktentwicklung zur Verfügung gestellt.
Im Praxisbeispiel der Arbeit stellte sich der für den Laien anfangs schwierige Umgang
mit Anforderungslisten heraus. Auch die gute Hilfe durch Hauptmerkmalslisten ist erst
nach Einarbeitung in den Umgang mit Anforderungslisten eine geeignete
Unterstützung. Solche Hauptmerkmalslisten stoßen aber schnell bei Domäne
übergreifenden Produkten bzw. bei innovativen Gedanken an ihre Grenzen.
Ausgehend von den gemachten Erfahrungen wurde eine Vorgehensweise zur Erstellung
von Anforderungslisten erarbeitet. Dabei wird basierend auf die Produktidee mit Hilfe
eines ,,schwarzen Kastens" die erste grobe Anforderungsliste erstellt. Diese enthält dann
die ca. 15 Hauptanforderungen an das Produkt, die sogenannten ,,technischen
Constrains". Im weiteren Verlauf der Produktentwicklung werden diese Hauptmerkmale
aufgeschlüsselt und alle weiteren Anforderungen an das Produkt festgelegt. Die
komplette Anforderungsliste steht dann erst am Ende der Produktentwicklung fest und
fungiert so gleichzeitig als Checkliste zur Kontrolle, ob alle geforderten Anforderungen
erfüllt wurden.
Summary
Requirementlists are one of the most important tools in the effective product
development. On todays buyer market it is a very important fact for the companies to
solve all the demanded
requirements of the customers.
All the requirements specified from the customers and the company itself or the
enviroment are structured in the requirementlists. Requirementlists are a tool for all
development domains.
The experience of the example showed the novice the difficulties in working with
requirementlists. Although the superior help by main mark lists needs some time to
familiarize. But also these sort of lists have their limits in development of products in
different domains or innovation.
Based on the experiences a procedure was created to edit a requirementlist. From the
product idea with help of a "black system box" a first requirementlist will be produced.
This first requirementlist contains about 15 main requirements for the product. These
are the so called "technical constrains". In the further development these main
requirements will be splitted and other requirements established. At the end of the
development the complete requirementlist will be done and can be used as a checklist
for the accomplishment of the requirements of the product.
Entwicklung einer Vorgehensweise zur Erstellung und
Nutzung von Anforderungslisten in der Praxis
Inhaltsverzeichnis:
Seite
1
Einleitung ...1
1.1
Problematik...2
1.2
Zielsetzung ...3
1.3
Vorgehensweise ...3
2
Theoretische Grundlagen ...5
2.1
Ausgangssituation für die Verwendung von Anforderungslisten..5
2.2
Strategische Produktplanung...7
2.3
Anforderungskatalog / Anforderungsliste...10
2.3.1
Integrierte Produktentwicklung (Ehrenspiel) ...11
2.3.2
Konstruktionslehre Methode und Anwendung (Pahl / Beitz)...17
2.3.3
VDI - Richtlinien ...26
2.3.3.1
VDI 2221 Methodik zum Entwickeln und Konstruieren
technischer Systeme und Produkte...26
2.3.3.2
VDI 2223 Methodisches Entwerfen technischer Produkte ...33
2.3.3.3
VDI 2225 Konstruktionsmethodik Technisch-wirtschaftliches
Konstruieren ...37
2.3.4
Organisation in der Produktionstechnik (Eversheim)...37
2.3.5
Integriertes Änderungsmanagement (Lindemann, Reichwald) ...41
2.3.6
Management im Konstruktionsbüro (Brehler, Steinwachs) ...44
2.3.7
Anwendung im Technischen Design (Seeger)...48
2.3.8
Software Requirements (Gause, Weinberg) ...53
2.3.9
Rechnerunterstützte Verwaltung von Produktanforderungen ...62
2.3.10
Software System Doors ...65
2.4
Überblick der verschiedenen Ansätze ...70
2.5
Anwendungsgebiete von Anforderungslisten...71
2.6
Anschließende Schritte bis zur Fertigung ...71
3
Erfahrungen aus der Praxis...73
3.1
Das betrachtete Unternehmen...73
3.2
Das Produkt...73
3.3
Das Testsystem ...75
3.3.1
Ablauf des Testsystems...75
3.3.2
Die Hardware (Testschrank)...77
3.3.3
Die Software ...78
3.4
Entwickeln einer Anforderungsliste...78
Inhaltsverzeichnis
Seite ii
3.4.1
Anforderungsliste nach Pahl/Beitz ... 78
3.4.2
Schwarzer Kasten des Testsystems: ... 80
3.4.3
Anforderungsliste ... 82
4
Vergleich von Theorie und Praxis ... 85
4.1
Analyse der Schritte ... 85
4.1.1
Vorgehen in der Entwicklung ... 85
4.1.2
Probleme beim Entwickeln einer Anforderungsliste ... 86
4.2
Entwicklung einer Vorgehensweise... 88
4.3
Schritte der Entwicklung einer Anforderungsliste ... 88
4.4
Verdeutlichung am Praxisbeispiel ... 93
5
Resümee und Ausblick... 97
6
Literaturverzeichnis ... 99
Einleitung
Seite 1
1 Einleitung
Am Anfang einer jeden Firmengründung steht eine Produkt- bzw. Geschäftsidee.
Diese Produktidee effizient umzusetzen, ist dann der entscheidende Faktor für ein
erfolgreiches Gelingen. Eines der wichtigsten Hilfsmittel bei der Entwicklung von
Produkten ist dabei die Anforderungsliste.
,,Die Siege von gestern sind weniger wichtig, als die Pläne für
Morgen" Henry Ford [GEK01, S. 49];
Dies könnte der Leitsatz der strategischen Produktplanung sein, die sich mit den
Anforderungen an die Produkte zur Eroberung der Märkte von morgen
beschäftigt.
Der Wandel vom Verkäufermarkt zum Käufermarkt und die Internationalisierung
des Wettbewerbs verändern die Anforderungen an Unternehmen. Die Sicherung
der Wettbewerbsfähigkeit einzelner Unternehmen hängt in hohem Maße von der
Qualität der erbrachten Marktleistung ab. Dies fordert von den Unternehmen
marktgerechtes Handeln bzw. marktgerechte Produkte und zwingt sie, verstärkt
auf Kundenanforderungen einzugehen. Die Produktlebens- und Innovationszyklen
werden verkürzt und die Produktentwicklung muss in immer kürzeren Zeiträumen
erfolgen [Eh95, S. 144f]
.
Das bedeutet wiederum, dass das Unternehmen bei verzögertem Markteintritt im
Gegensatz zu früher wesentlich höhere Umsatzverluste erleiden kann. Angesichts
dieser Situation müssen die Unternehmen das Marktfenster mit hoher Genauigkeit
treffen und sich konsequent hinsichtlich der Kundenanforderungen ausrichten.
Der konsequente Einsatz geeigneter Anforderungslisten stellt hier eine Lösung
dar. Trotz eingehender Forschungsarbeit (siehe z. B. [PB97], [VDI93]) werden
Anforderungslisten in der Praxis unzureichend und oft unsystematisch eingesetzt.
Um einen gesicherten Ablauf von der Produktplanung bis zur Markteinführung zu
garantieren, ist es wichtig, für alle Beteiligten eine Leitlinie und somit auch
Transparenz über die Entwicklungsabläufe darzustellen.
Entwicklung und Konstruktion nehmen eine herausragende Stellung für den
Produkterfolg ein. Sie werden jedoch mit zusätzlichen Aufgaben und
Anforderungen überschüttet (Lean- und Outsourcingstrategien, Kosten-,
Qualitäts- und Umweltmanagement, dazu noch die Verkürzung der
Produktlebenszeit).
Kapitel 2
Seite 2
Die Bild 1-1 gibt hierbei einen Überblick über den Unternehmenskreislauf und
den Zusammenhang zu dieser Arbeit.
Bild 1-1: Überblick über die Arbeit; Das Überleben der Unternehmen wird
bestimmt durch den immer wiederkehrenden Kreislauf der Entstehung und
Verdrängung von Produkten.
1.1 Problematik
Die Zeit ist heutzutage einer der wichtigsten Faktoren für erfolgreiche und damit
gewinnbringende Produktentwicklung. Die Marktlebensdauer von Produkten
verringert sich immer mehr (Computer von 1980-90 um 46%, Kfz-Bau 12,5%).
Oft macht nur das erste am Markt verkaufende Unternehmen gute Gewinne
[Eh95, S. 144].
Daher ist der Einsatz von Anforderungslisten in der Produktentwicklung immer
wichtiger, um eine schnelle und gesicherte Entwicklung zu garantieren.
Diese Arbeit befasst sich mit dem Gebrauch sowie Aufbau von
Anforderungslisten im Entwicklungs- und Konstruktionsprozess. Es soll ein
Einblick in die Vorgehensweisen in der Theorie und Praxis gegeben werden.
Profit
Investition
Unternehmen
Produkt
Profit > Investition
Produktidee
Entwicklung und
Konstruktion
Anforderungsliste
Literatur
Praxis
Einleitung
Seite 3
1.2 Zielsetzung
Ziel der Arbeit ist, es eine geeignete Vorgehensweise zur Entwicklung und
Nutzung von Anforderungslisten für ein mittelständisches Unternehmen zu
schaffen. Dafür ist es notwendig, den Stand der Forschung im Bereich der
Anforderungslisten aufzuarbeiten. Daran anschließend wird die konkrete
Aufgabenstellung im Partnerunternehmen analysiert. Aufbauend auf diesen
Informationen soll eine Vorgehensweise zum Einsatz von Anforderungslisten in
der Praxis entwickelt werden. Diese Vorgehensweise wird anhand der konkreten
Entwicklungsaufgabe des Partnerunternehmens validiert.
Diese Arbeit soll dem Leser einen Leitfaden bzw. Einstiegspunkte in die Materie
der Anforderungslisten geben.
1.3 Vorgehensweise
In Kapitel 2 werden zunächst die verschiedenen Theorien der unterschiedlichen
Autoren betrachtet. Hierbei wird auch auf eine aktuelle Softwarelösung
eingegangen.
Kapitel 3 beschäftigt sich mit dem Praxisbeispiel und verdeutlicht den Umgang
mit den vorher dargestellten Anforderungslisten des Theorieteiles.
In Kapitel 4 werden schließlich die aus dem Praxisbeispiel resultierenden
Erfahrungen mit der aktuellen Theorie verglichen und ein Konzept zur besseren
Arbeit mit den Anforderungslisten gegeben.
Kapitel 5 ist eine Zusammenfassung aller Ergebnisse mit Bewertung.
Theoretische Grundlagen
Seite 5
2 Theoretische
Grundlagen
2.1
Ausgangssituation für die Verwendung von
Anforderungslisten
,,Warum ist es wichtig, sich an Abläufe zu halten bzw. diese vorher zu
definieren?"
Bei direkten Kundenaufträgen ist es selbstverständlich, dass man auf die Wünsche
und Forderungen der Kunden für die neuen Produkte eingeht. Diese vom Kunden
aufgestellte Kriterienliste an das Produkt gilt es in der Entwicklung zu
berücksichtigen. Hieraus ergibt sich dann der sogenannte ,,Anforderungskatalog"
oder die ,,Anforderungsliste".
Diese Prozedur ist ein Ansatz auch bei Neuentwicklungen, wenn mehrere Teams
am Planungsprozess beteiligt sind. Dies hat zur Folge, dass nicht mehr nur die
Konstruktionsabteilung alleine für die Gestaltung des Produktes verantwortlich
ist. Sondern gerade in großen Unternehmen müssen mehr Gesichtspunkte der
internen und externen Möglichkeiten berücksichtigt werden als bei kleineren
Unternehmen insbesondere auch im Hinblick auf die verschiedenen
Anforderungen der unterschiedlichen Abteilungen (s. Bild 2-1). Nicht vergessen
werden dürfen dabei natürlich die gesetzlichen Bestimmungen, Verordnungen etc.
[Eh95].
Kapitel 2
Seite 6
Intern:
Marketing/ Unternehmensleitung
Einkauf Entwicklung/
Kunde Konstruktion
Anforderungsliste
Extern:
Gesetze
Umwelt
Ethik
Bild 2-1: Interne und externe Einwirkungen auf die Anforderungsliste
Jedes Produkt unterliegt einem Lebenszyklus, der je nach Branche und Produktart
unterschiedlich lang ist, aber generell immer kürzer wird. Besonders schnell
lebige Zyklen sind im Bereich der Chipindustrie vorhanden, aber auch die
Automobilindustrie unterliegt immer kürzeren Abständen in der Erneuerung einer
Baureihe. Gerade im Falle der Automobilindustrie wird deutlich, wie wichtig
hierbei eine gesicherte Vorgehensweise der Produktplanung ist, damit keine
Qualitätseinbußen zu beklagen sind. Nur wenn ein Produkt auch Kunden findet,
ist ein Weiterbestehen des Unternehmens sichergestellt.
Die Einführung von Produkten muss rechtzeitig geplant werden, da es eine lange
Zeitspanne braucht, bis sie die Marktreife besitzen und es dann wiederum dauert,
bis sie die Gewinnzone erreichen. Im Laufe der Zeit nehmen die Gewinne des
Produktes ab, obwohl jedoch die Produktionszahlen steigen. Dies ist ein
natürlicher in der Wirtschaft relevanter Prozess, an den die Weiterentwicklung
oder die Neuentwicklung des Nachfolgeproduktes anschließen [Eh95, S. 43].
Die Produktplanung ist eine wichtige und mitentscheidende Phase des
Entwicklungsprozesses, da diese das Vorausdenken für die angestrebten Zustände
im Unternehmen bestimmt, also die Umsetzung der Unternehmensstrategie in
Produkte für den Markt. Der Ablauf der Planung kann aber schnell zur Routine
werden, so dass die einzelnen Planungshasen nicht mehr erkennbar werden.
Gerade dann ist es wichtig, sich an gewisse, vorher bestimmte Abläufe / Phasen
zu halten [Eh95, S. 44].
Theoretische Grundlagen
Seite 7
2.2 Strategische
Produktplanung
Für das langfristige Überleben eines Unternehmens ist eine gewinnträchtige
Unternehmensstrategie mit innovativen Produkten notwendig. Dabei ist die
Strategie so zu gestalten, dass die eigene Marktstellung ausgebaut werden kann.
Die Weichen für den Produkterfolg werden dabei in der strategischen
Produktplanung erstellt [Gau00].
Neue Produkte müssen dabei gefunden und zur Marktreife gebracht werden.
Dabei werden im allgemeinen die folgenden Phasen der Produktentwicklung
durchlaufen (s. Bild 2-2).
Produktplanung
Anforderungsliste
Entwicklung / Konstruktion
Arbeitsplanung
Fertigungsmittelbau
Serienproduktion
Bild 2-2: Starre Phasen der Produktentwicklung wie sie in der gängigen Literatur
beschrieben werden
Der Produktentwicklungsprozess erstreckt sich im weitesten Sinne von der
Produkt- / Geschäftsidee bis zum erfolgreichen Markteintritt. Dabei werden die
Funktionsbereiche Produktplanung / Produktmarketing, Entwicklung /
Konstruktion und Fertigungsplanung / Fertigungsmittelbau mfasst. Die einzelnen
Phasen müssen nicht wie in der gängigen Lehre (z.B. Pahl / Beitz) abgeschlossen
Kapitel 2
Seite 8
sein, bevor die nächste beginnt (Bild 2-2), sondern es handelt sich vielmehr um
eine ganze Reihe von Zyklen (Bild 2-3) [GEK01, S. 43].
Der erste Zyklus umfasst dabei das Finden der Erfolgspotentiale der Zukunft bis
hin zur erfolgsversprechenden Produktkonzeption. Im Bereich der Produktfindung
werden dann die Anforderungen an das Produkt in einer Anforderungsliste
geordnet. In der nachfolgenden Produktkonzipierung werden diese Anforderungen
dann in ein Erzeugnis umgesetzt [GEK01, S. 44].
Der zweite Zyklus entspricht der eigentlichen Produktentwicklung aus Sicht des
Maschinenbaus. Hierbei wird Domänen übergreifend gearbeitet [GEK01, S. 45].
Der dritte Zyklus befasst sich im wesentlichen mit der Herstellung des
Erzeugnisses [GEK01, S. 46].
Der erfolgreiche Markteintritt im letzten Zyklus impliziert, dass das Erzeugnis den
Erwartungen der Kunden entspricht, d.h. die von den Kunden geforderten
Anforderungen umgesetzt wurden. Des weiteren muss natürlich auch der geplante
Deckungsbeitrag erreicht werden [GEK01, S. 46].
Theoretische Grundlagen
Seite 9
Bild 2-3: Der Produktinnovationsprozess als Folge von Zyklen [GEK01, S. 44]
Diese Aufgabenbereiche werden streng genommen zwar auch von oben nach
unten durchlaufen (wie es der Pfeil auf der linken Seite verdeutlicht) allerdings
soll durch diese Sichtweise verdeutlicht werden, dass der
Produktentwicklungsprozess iterativ abzuarbeiten ist. Ein enges
Zusammenarbeiten der verschiedenen Fachdisziplinen und die Fähigkeiten der
Menschen, zielgerichtet und effizient zusammenzuarbeiten, sind die
herausragenden Erfolgsfaktoren auf dem Weg zu den Produkten für die Märkte
von morgen. Dieses wird durch den Begriff ,,Kooperatives Produktengineering"
zum Ausdruck gebracht [GEK01, S. 46].
Um ein Produkt erfolgreich in den Markt einzuführen, ist eine lange Zeit der
Entwicklung einzuplanen. Im Bereich des Simultaneous Engineering benötigt
man etwa zwei Jahre bei dem hier dargestellten digital Manometer bis zum Anlauf
der Serienproduktion. Das nachfolgende Diagramm (Bild 2-4) gibt einen
Kapitel 2
Seite 10
Überblick über die verschiedenen Phasen und die damit verbundenen
Zeitabschnitte [Eh95, S. 182].
Bild 2-4: Ablaufplan der Produktentwicklung für einen digitalen Manometer (s. S.
14) im Simultaneous Engineering [Eh95, S. 182]
2.3 Anforderungskatalog
/
Anforderungsliste
In diesem Kapitel werden die verschiedenen Ansätze von Anforderungskatalogen
und Anforderungslisten verschiedener Autoren vorgestellt. Dabei verwenden die
Autoren die Begriffe oft synonym.
Anforderungslisten sind ein wichtiges Arbeitsmittel für den Konstrukteur, da sie
ihm die genauen Anforderungen an das von ihm zu konstruierende Produkt geben
und er so nicht an einem ,,bewegten Ziel" arbeiten muss. Dabei ist auch gerade ein
enges Zusammenarbeiten derer, die die Anforderungen aufstellen und derer, die
die Anforderungen umsetzen, gefordert [Gau00].
Theoretische Grundlagen
Seite 11
Im Lastenheft sind die Anforderungen aus Anwendersicht einschließlich aller
Randbedingungen zu beschreiben. Hier wird definiert, ,,was" und ,,wofür" zu
lösen ist [Gau00].
Im Pflichtenheft werden die Anwendungsvorgaben detailliert und die
Realisierungsanforderungen für die Lösungskonzeption beschrieben. Es wird
definiert, ,,wie" und ,,womit" die Anforderungen zu realisieren sind [Gau00].
2.3.1
Integrierte Produktentwicklung (Ehrenspiel)
Der Unternehmenserfolg wird hauptsächlich von dem Produkterfolg bestimmt.
Die Erfolgsverantwortung liegt aber nicht alleine bei dem Entwicklungs- und dem
Konstruktionsbereich, d.h. in den frühen Phasen der Produktentwicklung. Daher
ist es erforderlich, dass alle Abteilungen zum Gelingen des Erfolges schon in den
frühen Phasen zusammenarbeiten [Eh95, S. 121].
Zur Herstellung neuer Produkte ist heutzutage mehr Wissen nötig, als ein
Einzelner alleine überblicken kann. Mit Einführung der Arbeitsteilung am Anfang
des 20. Jahrhunderts kam es immer mehr zur Trennung von Konstruktion und
Produktion [Eh95, S. 144].
Aus den vorstehenden Gründen werden Anforderungslisten als ein
Verständigungsmittel für die Spezialisten der verschiedenen Fachbereiche in der
Produktentwicklung verwendet. Gerade durch diese Arbeitsteilung unter
verschiedenen Spezialisten sowie auch Abteilungen eines Unternehmens,
entstehen eine Reihe von Schnittstellen. Zu diesen internen Schnittstellen
kommen auch noch externe, wie etwa Kunden oder Zulieferer hinzu (s. Bild 2-5).
Solche Schnittstellen führen jedoch schnell zu Qualitäts-, Termin- und
Kostenproblemen [Eh95, S. 126].
Kapitel 2
Seite 12
Bild 2-5: Vergleich der Schnittstellen und die damit auftretenden Schnittstellen-
probleme in der Produktentwicklung bei einfachen Kundenbeziehungen
und komplexeren, wie sie bei Konzernen zu finden sind. [Eh95, S. 126]
Gerade um diesen Schnittstellenproblemen zu entgehen ist es wichtig, dass die
einzelnen Abteilungen kooperativ zusammenarbeiten und nicht jede für sich
getrennt. So kann es sonst leicht passieren, dass nur der Verkauf den Kontakt zum
Kunden hat, der wiederum intern bei der Produktentwicklung den Kunden vertritt,
aber nicht in seinem Sinne handelt [Eh95, S. 149].
Gleichzeitig findet über diese Schnittstellen ein Daten- und Informationsaustausch
gemäß dem Simultaneous Engineering statt. Dieser Vorgang wird durch
rechnerintegrierte Produkterstellung unterstützt. Gerade auch die gute
Kommunikation macht das Simultaneous Engineering so erfolgreich (s. Bild 2-6).
Die Erfolgskriterien sind hierbei die Zeitersparnis und die bessere Qualität der
Produkte [Eh95, S. 178].
Theoretische Grundlagen
Seite 13
sondern
Bild 2-6: Zusammenarbeit der verschiedenen Fachbereiche in der Produkt-
entwicklung. Die geistigen Mauern zwischen den Abteilungen
behindern den Informationsfluss und die Effizienz der
Produktentwicklung. Die Zusammenarbeit von produkt-, produktions-
und vertriebsdefinierenden Bereichen ist Voraussetzung für eine
effiziente und erfolgreiche Produktentwicklung und Bedingung für
das Simultaneous Engineering. Alle diese Bereiche sind Lieferanten
von Anforderungen. [Eh95, S. 148, S. 178, S. 314]
Kapitel 2
Seite 14
Die Aufgabenstellung an die Entwicklung und Konstruktion kommt vom Kunden
als Entwicklungsauftrag oder Weiterentwicklungsauftrag. Gerade dieser Abschnitt
der Aufgabenklärung mit den daraus für das Produkt resultierenden
Anforderungen ist der zentrale Schritt der Produktentwicklung. Die
Anforderungen werden in der Anforderungsliste dokumentiert, die eines der
wichtigsten Dokumente bei dem methodischen Konstruieren ist (s. Bild 2-7)
[Eh95, S. 311].
Die immer aktuelle Anforderungsliste kann auch aus einem eventuell
vorliegenden Pflichten- oder Lastenheft anderer Stellen formuliert werden [Eh95,
S. 311].
Bild 2-7: Auszug einer Anforderungsliste für einen digitales Differenzdruck-
messgerät [Eh95, S. 181ff]
Theoretische Grundlagen
Seite 15
Es stehen zwar am Anfang nicht alle Informationen für eine Anforderungsliste zur
Verfügung, diese lassen sich aber im Laufe der Entwicklung nachtragen. Zu
diesen Informationen für die Anforderungsliste zählen nicht nur technische
Eigenschaften, sondern auch wirtschaftliche und zeitliche [Eh95, S. 312].
Eine Aufgabe besteht aus der Summe aller Anforderungen, wobei Anforderungen
als knappe und präzise Formulierungen des Sachverhaltes in der Sprache des
Konstrukteurs zu verstehen sind. Die Gesamtheit der Anforderungen stellt bereits
eine abstrakte Lösung des Produktes dar [Eh95, S. 312]. Die Anforderungen
werden nach ihrer Wichtigkeit in Forderungen und Wünsche klassifiziert, wobei
die Forderungen ihrerseits in Festforderungen und Mindestforderungen unterteilt
werden. Dabei werden Festforderungen ohne Toleranzbereich und
Mindestforderungen mit Toleranzbereich angegeben (s. Bild 2-8). Wünsche sollen
nach Möglichkeit erfüllt werden, müssen es aber nicht. Diese Gliederung der
Anforderungen ist auch für die spätere Beurteilung der Lösungsvorschläge und
Lösungsvarianten von Bedeutung, da die Anforderungsliste die wichtigste
Grundlage beim Finden von Bewertungskriterien ist [Eh95, S. 315].
Anforderungen
Forderungen
Wünsche
Festforderungen
Mindestforderungen
(z.B. F = 1000N)
(z.B. L< 80dBA, V>120 km/h)
Bild 2-8: Gliederung der Anforderung nach ihrer Wichtigkeit am Beispiel eines
PKW-Motors [Eh95, S. 315]
Anforderungen an ein Produkt bestimmen die Konstruktion, sind aber zeitgleich
auch Restriktionen für die folgenden Anforderungen, bestimmen also die
nachfolgenden Entscheidungen. Es kann so schnell zu Zielkonflikten unter den
einzelnen Anforderungen kommen, da diese sich gegenseitig beeinflussen [Eh95,
S. 316f].
Andere Anforderungen ziehen ihrerseits wiederum gewisse Eigenschaften nach
sich, die es zu berücksichtigen gilt, aber leicht vergessen werden können. Hier gilt
Kapitel 2
Seite 16
der Leitsatz: ,,Man kann kaum so verrückt denken, wie es dann in der Praxis
passiert." [Eh95, S. 317]
Damit wichtige Anforderungen nicht übersehen werden, ist es sinnvoll sich
einiger Hilfsmittel zu bedienen. Zu diesen Hilfsmitteln gehören [Eh95, S. 319]:
·
Checklisten, Klassifikationen, Leitlinien
·
Fragelisten
·
Fragebögen an Endkunden
·
Gespräche mit Endkunden, Nutzern, Serviceverantwortlichen und
Kundenmonteuren unter Einsatz obiger Listen
·
Aufgabenklärung im interdisziplinären Team
Die Anforderungsliste wird meist aus einem Lasten- oder Pflichtenheft des
Kunden oder des Vertriebs erstellt. Die Anforderungsliste ist ein für den gesamten
Produktentwicklungsprozess begleitendes Dokument. Darin werden alle
Anforderungen mit Zahlenwert, Toleranz und Dimension eingetragen. Die
Anforderungen sollen so konkret wie möglich und nur so abstrakt wie
zweckmäßig eingetragen werden, da sonst die Zahl der Lösungsmöglichkeiten
schon im Vorfeld eingeschränkt wird. Dies gilt auch für die Produkteigenschaften,
da sich diese am Anfang am besten und kostengünstigsten beeinflussen lassen.
Eine Quellenangabe für die jeweiligen Anforderungen ist für mögliche
Nachfragen anzugeben. Des weiteren soll die Möglichkeit bestehen, Änderungen
und Ergänzungen vorzunehmen. Durch eine sinnvolle Gliederung wird das
schnelle Zurechtfinden begünstigt, und es lassen sich Teilprojekte einfach
ausgliedern. Außerdem bietet sich die Möglichkeit, Teilzeichnungen
einzuarbeiten. Zur Kontrolle des Produktes sind Anforderungslisten die
wichtigsten Prüf- und Checklisten [Eh95, S. 325f].
Anforderungslisten sollten von einem interdisziplinären Team erarbeitet werden
und anschließend von einem verantwortlichen Projektleiter unterschrieben
werden. Im Projektverlauf sind die Anforderungslisten immer auf dem aktuellsten
Stand zu halten. So sind bis zu einem vorher vereinbarten Änderungsstop
Ergänzungen und Änderungen jederzeit möglich. Dieses ist jedoch gerade ein
Problem aus der Praxis, da die Anforderungsliste nicht immer aktuell ist. Eine
Herausforderung an die Produktentwicklung ist die Zunahme der Komplexität der
Produkte, also die Verknüpfung von Elektronik/Informationstechnologie und
Maschinenbau [Eh95, S. 326].
Theoretische Grundlagen
Seite 17
Zu den Methoden der integrierten Produktion zählen [Eh95, Kapitel 4]:
·
Simultaneous Engineering zur Verkürzung der Produktentwicklungszeiten
·
Qualitätsmanagement oder Total Quality Management (TQM) zur
Qualitätssicherung
·
Target Costing zur Verringerung der Kosten
Ein Mangel an Informationsaustausch lässt sich an der Häufigkeit von
Änderungen erkennen. Änderungen machen bis zu einem Drittel der
Konstruktionskosten aus. Gleichzeitig werden 80% der Konstruktionszeit für
Korrekturen verwendet. Das Ziel in der Produktentwicklung sollte es in erster
Linie sein, die vom Kunden geforderten und benötigen Funktionen umzusetzen.
Überflüssige Funktionen erhöhen unnötig die Kosten [Eh95, S. 311].
Nur einige Prozent der Produktideen werden erfolgreich in den Markt eingeführt
[Eh95, S. 294]. Eine funktionierende Technik ist allerdings kein Garant für eine
erfolgreiche Markteinführung!
2.3.2 Konstruktionslehre Methode und Anwendung (Pahl / Beitz)
Durch den Trend zur Kundenorientierung im Produktbereich sind deutliche
Auswirkungen auf den Entwicklungs- und Konstruktionsbereich zu sehen. Auch
Aufgabenstellungen werden immer häufiger außerhalb des
Konstruktionsbereiches, z.B. durch die Geschäftsleitung, erstellt. Daher ist der
Konstruktionsbereich nicht mehr frei in der Entwicklung von Produkten, kann
aber aufgrund seiner besonderen Kenntnisse eine große Hilfestellung bei der
mittel- bis langfristigen Produktplanung geben. Des weiteren ist auch ein Kontakt
zur Fertigung erforderlich [PB97, S. 152].
Ein Planungsprozess kann auch von externen Stellen, z.B. Kunden, Behörden,
Planungsbüros etc. durchgeführt und dann in das Unternehmen implementiert
werden [PB97, S. 152].
Eine Neukonstruktion wird mit dem Konzipieren aufgrund einer vorläufigen
Anforderungsliste begonnen. Hierbei ist es wichtig, dass der Konstrukteur die
wesentlichen Gesichtspunkte und Arbeitsschritte erkennen und umsetzen kann
[PB97, S. 152].
Kapitel 2
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Hat man sich für eine Produktidee entschieden, gilt es nun sie konkreter zu
beschreiben. Dazu ist es bereits sehr nützlich, sich an die Merkmale von
Anforderungslisten zu halten. In dieser Phase sollten spätestens der Verkauf und
das Marketing zu den Entwicklungs- und Konstruktionsbereichen dazustoßen, um
an der Konkretisierung der Produktidee aktiv mitzuwirken. Daraus ergibt sich
dann eine vorläufige Anforderungsliste als Produktvorschlag, die an die
Entwicklung weitergegeben wird. Damit ist die Phase der Produktplanung
abgeschlossen und es schließt sich die Phase der Produktentwicklung an [PB97, S.
163].
Eine methodische Planung ist gerade aufgrund von komplexen Anforderungen an
das Produkt unerlässlich. Hierzu zählen wettbewerbsfähige Kosten aber auch
Recyclingfreundlichkeit u.a. [PB97, S. 164].
Für die Aufgabenstellung und als Grundlage der später zu treffenden
Entscheidungen im Entwicklungsprozess, dient die erarbeitete Anforderungsliste.
Die Aufgabenstellung ergibt sich im allgemeinen aus drei verschiedenen Formen
[PB97, S. 166]:
1.
Entwicklungsauftrag durch die Produktplanung
2.
Konkrete Bestellung eines Kunden
3.
Anregungen zur Weiterentwicklung
Im darauf folgenden Entwicklungsprozess ist ein Kontakt zu dem jeweiligen
Auftraggeber unerlässlich, da sonst keine optimale Lösung des
Entwicklungsauftrags zu erwarten ist. Nach dem Zusammentragen aller
Informationen ist deren Verarbeitung und Festlegung in einer den konstruktiven
Arbeits- und Entscheidungsschritten angepassten Ordnung zweckmässig. Hierzu
dient das Aufstellen einer Anforderungsliste, die damit über etwaige Lastenhefte,
Pflichtenlisten o.ä. der Auftraggeber hinausgeht [PB97, S. 166f].
Für eine fehlerlose Entwicklung müssen die Ziele und Bedingungen durch
Anforderungen in Form von Forderungen und Wünschen klar herausgearbeitet
sein. Ansonsten sind Fehlentwicklungen kaum zu vermeiden [PB97, S. 167].
·
Forderungen, die unter allen Umständen erfüllt werden müssen, d.h. ohne
deren Erfüllung die vorgesehene Lösung keinesfalls akzeptabel ist.
Mindestanforderungen sind als solche durch entsprechende
Formulierungen (z.B. P > 20 kW, L < 400 mm) anzugeben.
·
Wünsche, die nach Möglichkeit berücksichtigt werden sollen, evtl. mit
dem Zugeständnis, dass ein begrenzter Mehraufwand dabei zulässig ist.
Dabei wird empfohlen, die Wünsche u.U. nach hoher, mittlerer und
geringerer Bedeutung zu klassifizieren.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Erscheinungsjahr
- 2002
- ISBN (eBook)
- 9783832466237
- ISBN (Paperback)
- 9783838666235
- DOI
- 10.3239/9783832466237
- Dateigröße
- 9.7 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Universität Paderborn – Maschinenbau
- Erscheinungsdatum
- 2003 (April)
- Note
- 2,7
- Schlagworte
- produktentwicklung anforderungen hauptmerkmale produktidee pflichtenheft
- Produktsicherheit
- Diplom.de
