Die vorliegende Arbeit beschreibt exemplarisch die Schritte zur Produktentwicklung nach VDI 2221. Es gilt, eine Flaschenöffnungsmaschine zu entwickeln, welche die Kronkorken automatisiert von den Getränkegebinden entfernt. Die Aufgabestellung soll dazu dienen, die erlernten Methoden im Modul Konstruktionssystematik zu vertiefen und selbige rational anzuwenden.
Es gilt eine Maschine zu planen, zu entwerfen und zu konstruieren, welche das automatisierte Öffnen von Getränkeflaschen unterschiedlicher Formate ausführt. Bei den Gebinden handelt es sich um so genannte Rahmenkästen, welche in unterschiedlichsten Formaten bereitgestellt werden. Die Verschlüsse der Flaschen differenzieren sich in Kronkorken und Schraubverschlüsse. Die Getränkekiste wird vom Bediener bereitgestellt und soll automatisch geöffnet, sowie die entfernten Deckel entsorgt werden. Anschließend ist die geöffnete Getränkekiste in Griffhöhe bereit zu stellen.
Weiterhin ist gefordert, dass die Maschine eine Kiste pro Minute bearbeitet. Zusätzlich sollen sich in der Ausgabestation zu jedem Zeitpunkt zwei geöffnete Kisten befinden.
Aus dieser Beschreibung ergibt sich die im folgenden Abschnitt aufgeführte Anforderungsliste. Aus dieser Anforderungsliste resultieren die geforderten Funktionen der Maschine.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Aufgabenstellung
- 2 Anforderungsliste
- 3 Funktionsliste
- 3.1 Hauptfunktion
- 3.2 Teilfunktionen
- 3.3 Lösungsmatrix der Teilfunktionen (Morphologischer Kasten)
- 4 Ermittlung von Bewertungskriterien
- 4.1 Systematisierungskriterien
- 5 Gewichtung von Bewertungskriterien (binärer Vergleich)
- 6 Ermittlung von Lösungen
- 7 Beurteilung und Auswahl von Teillösungen
- 7.1 subjektive Lösungsbewertung
- 7.2 subjektive Lösungsbewertung anhand der Wartungsfreundlichkeit
- 7.3 subjektive Lösungsbewertung anhand der Zuverlässigkeit
- 7.4 subjektive Lösungsbewertung anhand der Ressourcen/ Energieorientierung
- 7.5 subjektive Lösungsbewertung anhand der Hygiene/Reinigungskriterien
- 7.6 subjektive Lösungsbewertung anhand der Kosten
- 7.7 subjektive Lösungsbewertung anhand der Geschwindigkeit
- 7.8 subjektive Lösungsbewertung anhand der Bedienerfreundlichkeit
- 7.9 subjektive Lösungsbewertung anhand der Optik
- 7.10 subjektive Lösungsbewertung anhand der Flexibilität
- 7.11 subjektive Lösungsbewertung anhand der Betriebssicherheit
- 7.12 subjektive Lösungsbewertung anhand der Größe
- 8 Wertungsmatrix
- 8.1 Wertungsmatrix für Teilfunktion Kiste Bereitstellen
- 8.2 Wertungsmatrix für Teilfunktion Flasche erkennen
- 8.3 Wertungsmatrix für Teilfunktion Flasche öffnen
- 8.4 Wertungsmatrix für Teilfunktion Verschluss entsorgen
- 8.5 Wertungsmatrix für Teilfunktion Kiste ausfördern
- 9 Die Black Box
- 9.1 Die Black Box des Gesamtsystems
- 9.2 Aufteilung in Teilsysteme
- 9.2.1 Blackbox des Teilsystems Kiste bereitstellen
- 9.2.2 Blackbox des Teilsystems Verschluss erkennen
- 9.2.3 Blackbox des Teilsystems Flasche öffnen
- 9.2.4 Blackbox des Teilsystems Verschluss entsorgen
- 9.2.5 Blackbox des Teilsystems Kiste ausgeben
- 9.3 Aufgabenverteilung
- 9.3.1 Feineinteilung
- 10 Kombination der Teillösungen
- 10.1 Entwurfsskizze
- 11 Funktionsbeschreibung
- 11.1 Initialisierungsschritt
- 11.2 Öffnungsalgorithmus
- 11.2.1 Deckel entsorgen
- 11.3 Ausschleusung
- 11.4 Sicherheitsrelevante Maßnahmen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, die exemplarische Produktentwicklung einer automatisierten Flaschenöffnungsmaschine nach den Vorgaben der VDI 2221 zu beschreiben. Der Fokus liegt auf der Anwendung erlernter Methoden der Konstruktionssystematik.
- Anwendung der VDI 2221 Methodik
- Entwicklung einer automatisierten Flaschenöffnungsmaschine
- Systematische Funktionsanalyse und Lösungsfindung
- Bewertung und Auswahl von Teillösungen anhand verschiedener Kriterien
- Entwicklung einer Gesamtkonzeption
Zusammenfassung der Kapitel
1 Aufgabenstellung: Dieses Kapitel definiert das Projekt: die Entwicklung einer Maschine zum automatisierten Öffnen von Getränkeflaschen aus verschiedenen Kistenformaten, mit unterschiedlichen Verschlüssen (Kronkorken und Schraubverschlüsse), unter Einhaltung bestimmter Geschwindigkeits- und Kapazitätsanforderungen (eine Kiste pro Minute, zwei Kisten in der Ausgabestation).
2 Anforderungsliste: Hier werden die Anforderungen an die Maschine detailliert beschrieben, unterteilt in Festanforderungen (Material, zu öffnende Verschlüsse, Kistenformate etc.) und Minimal-/Maximalanforderungen (Prozessdauer, Anzahl bereitstehender Kisten, Reinigungszeit) sowie Wünsche (UVV-konform, optisch ansprechendes Design).
3 Funktionsliste: Dieses Kapitel beschreibt die Hauptfunktion der Maschine (automatisches Öffnen von Getränkeflaschen) und gliedert diese in Teilfunktionen wie Kiste bereitstellen, Flasche erkennen, Flasche öffnen, Verschluss entsorgen und Kiste ausfördern. Es enthält außerdem eine morphologische Matrix zur Lösungsfindung für die Teilfunktionen.
4 Ermittlung von Bewertungskriterien: Hier werden die Kriterien zur Bewertung der verschiedenen Lösungsansätze für die Teilfunktionen systematisch festgelegt und priorisiert.
5 Gewichtung von Bewertungskriterien (binärer Vergleich): Dieses Kapitel beschreibt die Methode, wie die zuvor festgelegten Bewertungskriterien gewichtet werden, um die besten Lösungsansätze zu identifizieren.
6 Ermittlung von Lösungen: Hier werden mögliche Lösungen für die einzelnen Teilfunktionen der Maschine vorgestellt und beschrieben.
7 Beurteilung und Auswahl von Teillösungen: In diesem Kapitel werden die in Kapitel 6 ermittelten Lösungen anhand der in Kapitel 4 und 5 definierten und gewichteten Bewertungskriterien bewertet. Eine subjektive Bewertung wird für verschiedene Aspekte wie Wartungsfreundlichkeit, Zuverlässigkeit, Ressourcenverbrauch, Hygiene, Kosten, Geschwindigkeit, Bedienerfreundlichkeit, Optik, Flexibilität, Betriebssicherheit und Größe durchgeführt.
8 Wertungsmatrix: Die Ergebnisse der subjektiven Bewertungen der Teillösungen werden in einer Wertungsmatrix zusammengefasst und verglichen, um die beste Lösung für jede Teilfunktion zu ermitteln.
9 Die Black Box: Dieses Kapitel beschreibt die Gesamtfunktion der Maschine als "Black Box" und gliedert diese in Teilsysteme, die jeweils separat betrachtet und analysiert werden. Es wird eine detaillierte Aufgabenverteilung für die Teilsysteme vorgenommen.
10 Kombination der Teillösungen: Dieses Kapitel zeigt, wie die ausgewählten Teillösungen zu einem Gesamtentwurf der Maschine kombiniert werden. Eine Entwurfsskizze visualisiert die Zusammenstellung der einzelnen Komponenten.
11 Funktionsbeschreibung: Das Kapitel beschreibt die Funktionsweise der kompletten Maschine im Detail, einschließlich der Initialisierung, des Öffnungsalgorithmus, der Ausschleusung der geöffneten Kisten und der Sicherheitsmaßnahmen.
Schlüsselwörter
Produktentwicklung, VDI 2221, Konstruktionssystematik, Flaschenöffnungsmaschine, Automatisierung, Funktionsanalyse, Lösungsfindung, Bewertungskriterien, Wertungsmatrix, Black Box, Teilsysteme.
Häufig gestellte Fragen zur automatisierten Flaschenöffnungsmaschine
Was ist das Thema dieser Arbeit?
Diese Arbeit beschreibt die exemplarische Produktentwicklung einer automatisierten Flaschenöffnungsmaschine nach den Vorgaben der VDI 2221. Der Fokus liegt auf der Anwendung erlernter Methoden der Konstruktionssystematik.
Welche Methode wird angewendet?
Die Arbeit verwendet die Methodik der VDI 2221 zur systematischen Entwicklung der Maschine. Dies beinhaltet eine detaillierte Funktionsanalyse, die Ermittlung und Gewichtung von Bewertungskriterien, die Entwicklung und Bewertung verschiedener Lösungsansätze sowie die schrittweise Kombination der Teillösungen zu einem Gesamtentwurf.
Welche Funktionen umfasst die Maschine?
Die Maschine umfasst die Teilfunktionen Kiste bereitstellen, Flasche erkennen, Flasche öffnen, Verschluss entsorgen und Kiste ausfördern. Diese Teilfunktionen werden detailliert analysiert und optimiert.
Wie werden Lösungen bewertet?
Die Bewertung der Lösungen erfolgt anhand einer Reihe von Kriterien, wie Wartungsfreundlichkeit, Zuverlässigkeit, Ressourcenverbrauch, Hygiene, Kosten, Geschwindigkeit, Bedienerfreundlichkeit, Optik, Flexibilität, Betriebssicherheit und Größe. Diese Kriterien werden gewichtet und in einer Wertungsmatrix zusammengefasst, um die beste Lösung für jede Teilfunktion zu ermitteln.
Was ist die "Black Box" im Kontext dieser Arbeit?
Die "Black Box" beschreibt das Gesamtsystem der Maschine. Sie wird in Teilsysteme unterteilt, die separat analysiert und deren Aufgaben verteilt werden. Dies ermöglicht eine systematische Betrachtung und Optimierung der einzelnen Komponenten.
Welche Anforderungen werden an die Maschine gestellt?
Die Anforderungen umfassen Festanforderungen (Material, zu öffnende Verschlüsse, Kistenformate etc.) und Minimal-/Maximalanforderungen (Prozessdauer, Anzahl bereitstehender Kisten, Reinigungszeit) sowie Wünsche (UVV-konform, optisch ansprechendes Design).
Welche Ergebnisse werden präsentiert?
Die Arbeit präsentiert eine detaillierte Funktionsbeschreibung der Maschine, inklusive Initialisierung, Öffnungsalgorithmus, Ausschleusung und Sicherheitsmaßnahmen. Ein Gesamtentwurf der Maschine wird in einer Entwurfsskizze visualisiert. Die Ergebnisse der Lösungsfindung und -bewertung werden in Tabellen und Matrizen übersichtlich dargestellt.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Produktentwicklung, VDI 2221, Konstruktionssystematik, Flaschenöffnungsmaschine, Automatisierung, Funktionsanalyse, Lösungsfindung, Bewertungskriterien, Wertungsmatrix, Black Box, Teilsysteme.
Welche Kapitel enthält die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in die Kapitel: Aufgabenstellung, Anforderungsliste, Funktionsliste, Ermittlung von Bewertungskriterien, Gewichtung von Bewertungskriterien, Ermittlung von Lösungen, Beurteilung und Auswahl von Teillösungen, Wertungsmatrix, Die Black Box, Kombination der Teillösungen und Funktionsbeschreibung. Jedes Kapitel behandelt einen spezifischen Aspekt der Produktentwicklung.
Für wen ist diese Arbeit bestimmt?
Diese Arbeit ist für akademische Zwecke bestimmt, um die Anwendung von Methoden der Konstruktionssystematik zu veranschaulichen und für die Analyse von Themen im Bereich der Produktentwicklung zu dienen.
- Quote paper
- Florian Kamin (Author), 2009, Exemplarische Produktentwicklung nach VDI 2221: Konstruktion einer Flaschenöffnungsmaschine, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/296237
