praesentation intertech basis cg-13 final-v1

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InnovationsmethodenMethodische Produktinnovation

und Bewertung

Intertech Dornbirn

4.5.2007

[email protected], www.ipek.ch

A. Simeon

2Alex Simeon, HSR/IPEK, [email protected], www.ipek.ch

Flash

2


Agenda

� HSR, IPEK

� Definition „Was ist Innovation?“

� Methoden im Problemlösezyklus

� Beispiele

� Fragen

Die HSR

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HSR

Hochschule für Technik Rapperswil!


HSR – Facts and Figures

� Vier Trägerkantone� St. Gallen, Zürich, Glarus, Schwyz

� Sechs Studiengänge� Elektrotechnik� Informatik� Maschinentechnik� Bauingenieurwesen� Landschaftsarchitektur� Raumplanung

� rund 560 Mitarbeitende� Dozierende und Angestellte in Voll- oder Teilzeit

� ca. VZE 280, Stand 2006

� Ca. 1000 Studierende (ohne NDS)� Eröffnet 1972

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Bereiche / Human Ressources

� Vier Leistungsbereiche� Diplomausbildung� Weiterbildung� aF&E� Dienstleistungen

� Ca. 50 Professorinnen und Professoren� sind zu 30 – 40 % im LB aF&E tätig

� 163 praxisorientierte� Projektingenieure� Systemingenieure� Wissenschaftliche Mitarbeiter

13295837467

20062005200420032002

Anzahl Mitarbeitende aF+E / DL(ohne Professoren)

Stand Ende März 2007 > 163

Das IPEK

IPEKZentrum für Produktentwicklung, PLM, CAx

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IPEK: Wer wir sind

� Ein Team von 20 MitarbeiterInnen� Entwicklungs-Ingenieure (Masch, El, SW)

� Systemingenieure (CAx, PLM/PDM)

� Versuchsmechaniker

� Administrationsassistentin

� Zusätzlich� Praktikanten (2-3)

� Studenten (5-8)

IPEK: Wir setzen Ideen um.


Projekttätigkeiten

� Textiltechnik

� Sondermaschinen

� Recycling-Produkte

� Produkte für Massenmarkt

� Schulungen Entwicklungsmethodik

� CAx/PLM-Support für HSR

� CAx/PLM-Schulungen extern

� Consulting bei PLM-Projekten� Konzepte/Einführung

� Projektbegleitung

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Finanzierung/Partner 06 (05)

KTI - Projekte

� Alstom

� Industrie - Projekte

� agta record

� Alstom (Versuche)

� Belimo

� Ceka

� Eugster Frismag

� nova sport

� Sultex PLM

� HSR - Projekte

� System Betreuung

� Poweruser

� Lehraufträge

Definitionen

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Innovation/Invention

� Invention

� Ist eine grundsätzliche Neuerfindung

� Inventionen finden im Vergleich zu Innovationen nur selten statt � Einige Beispiele von Erfindungen

� Fotografie

� Glühlampe

� Transistor

� Laser

� usw.


Innovation

� Entwicklung eines neuen Produktes oder Verfahrens vorrangig durch Neukombination bestehender Elemente

� Vertikale Innovation� mittels bekannter Technologien einen bislang

nicht bekannten Zweck erfüllen

� Horizontale Innovation� Erfüllung eines bekannten Zweckes mittels

neuer Technologien

� Innovationsgebiete � Technische� Organisatorische� Institutionelle� Soziale Innovationen

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Qualität von Innovationen

� 32% konventionelle Problemlösungen� Lösungen aus bekannten Prinzipien

� 45% geringfügige Erfindungen innerhalb einer existierenden Konstruktion� Verbesserungen

� 18% substantielle Erfindungen innerhalb einer Technologie� grundlegende Verbesserungen an einem

existierenden System� 4% Erfindungen ausserhalb bekannter Technologie

� neue Generationen eines Designs � neue konstruktive Lösung basierend auf neuen

wissenschaftlichen Erkenntnissen� 1% sind neue Entdeckungen

� grundlegende Erfindungen basierend auf einem völlig neuen wissenschaftlichen Phänomen


Qualität von Innovationen

Niveau der Innovationshöhe

32%

45%

18%

4%

1%

konventionelle Problemlösungen

geringfügige Erfindungen

substanzielle Erfindungen

Erfindungen ausserhalb einer Technologie

neue Entdeckungen

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Wie entsteht Innovation?

� Umfeld für innovatives Arbeiten und Denken schaffen

� Arbeitsklima basierend auf

� Sicherheit

� Vertrauen

� gegenseitigem Respekt

� Mitarbeiter

� Motiviert für schöpferisches Arbeiten

� Verfügt über� Prozessverständnis

� Wissen der benötigten Technologien

� Strukturiertes Vorgehen

� Spontane Einfälle

Arbeitsklim

aInnovation

Problemlösungs-Zyklus

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Problemstrukturierung

“Wenn ich 1 Stunde Zeit hätte, ein Problem zu lösen, von dem mein Leben abhängt, dann würde ich

■40 Minuten damit verbringen, das Problem zu analysieren

■15 Minuten damit, die Problemlösung zu überprüfen und

■5 Minuten damit verbringen, die Lösung umzusetzen.”

Albert Einstein


Problemlösezyklus

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Projektphasen/Problemlösung

� Idee

� Auftrag

� Vorprojekt

� Hauptprojekt

� Detailprojekt

1. Situation analysieren

2. Ziel setzen

3. Lösungen erarbeiten

4. Lösung auswählen

5. Ausführen

4

3 2

1

5

Problemlöse-

Zyklus


Methoden in der Produktinnovation

Zeichen

Zeichen

Zeichen

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Situation analysieren


Situation analysieren

� Umfang, Anforderungen und Ziele eruieren

� Randbedingungen, Systemgrenzen definieren

� Termin- und Kostensituation klären

� (Kunden-) Bedürfnis erfragen

� Trendstudien erstellen

� Marktanalyse durchführen

� Forschungsergebnisse klären

� Umwelt (Kapital,…) Anforderungen

� Patentlage klären

� Usw.

Was ist los?Systematisch durchleuchten!

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Situation analysieren: Methoden

� Stärken-/Schwächenprofil

� Ishikawa-Methode:� Ursachen sortieren� Erfüllungsmerkmale� Erfüllungsgrad� Idealzustand


Standortklarheit/Blickwinkel öffnen

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Ziele setzen


Ziel setzen

� Was heisst das?� Aufgaben so formulieren, dass allen klar

ist, worum es geht � Was soll erreicht oder vermieden werden?

� Wie müssen Ziele definiert sein?� Messbar

� Widerspruchsfrei

� Lösungsneutral

� Erreichbar

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Ziel setzen

� Zielhierarchie

� Vorgehen� Sammeln der Forderungen

� Festlegen der Relevanz

� Formulieren der Ziele� Kriterien

� Bewilligen lassen� Gemeinsamkeit


AnforderungskriterienTechnische Anforderung

Funktionsanforderung1. Langsame Hubgeschwindigkeit 3 m/s2. Schnelle Hubgeschwindigkeit 5 m/s3. Max. Belastung auf Sitz 120 kg4. Verstellbare Sitzhöhe vom Boden bis auf 95 cm5. Bauhöhe bei eingefahrener Liftsäule (Teleskop) 90 cm6. Ruckfreies Anfahren

M-Ziele O-Ziele Nth-Ziele

Konstruktionsanforderungen

7. Möglichst wenig Teile8. kompakter als bisher9. System einfach montierbar10. Servicefreundlichkeit (einfach demontierbar)11. Auffahren an Endanschläge verhindern12. Einfache Kabelführung

O 1O 2O 3O 4

O 5

Betriebsanforderungen

13. System möglichst wartungsarm14. Korrosionsbeständig gegen Luft15. Möglichst geringer Energieverbrauch16. Grosse Zuverlässigkeit17. Möglichst geringe Geräuschentwicklung

Psychologische Anforderungen

18. Ansprechende Optik

Wirtschaftliche Anforderungen

19. So kostengünstig wie möglich

Sicherheitsanforderungen

20. Körperteile können nicht eingeklemmt werden21. Liftsäule kann nicht selbstständig herunterklappen22. In stromlosen Zustand, Säulen auf Pos. halten23. Notablass vorsehen24. Einkaufsteile müssen CE-Normen entsprechen

Steuerungsanforderungne

25. 2 vorwählbare Geschwindigkeiten26. Stufenloses einstellbare Geschwindigkeiten27. Eine speicherbare Position28. Min. zwei speicherbare Positionen29. Userinterface so einfach wie möglich (wenig knöpfe)

M 1M 2M 3M 4M 5M 6

O 1O 2O 3O 4

O 5M 7

M 8 O 6

O 7O 8O 9

O 10

O 11

M 9M 10M 11M 12

O 12

M 13

M 14O 13

O 14O 15

O 13

O 14O 15

� Strukturierte Anforderungen

� Unterteilt� Musskriterien

� Optimierungskriterien� Wunschkriterien

� Nice to Have

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Lösung erarbeiten


Lösung erarbeiten

� Vorgehen� Wie ist das Problem zu lösen?

� Viele alternative Lösungen erarbeiten, damit eine echte Auswahl vorliegt� Chance für optimale Lösung steigt

� Unterstützende Methoden� Diskursive Methode

� Verneinung / Neukonzeption

� Morphologisches Schema

� Intuitive Methode� Brainstorming

� Brainwriting (635/Delphi/Galerie)

� Alle Ideen sammeln und festhalten!!

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Intuitive Methoden

� Brainstorming� Grundgedanke

� Mitarbeiter sollen ungehemmt möglichst viele Assoziationen festhalten.

� Eignung� Lösung einfacher, klar definierter Probleme

� Organisation� 5-12 interdisziplinäre Personen� Moderation durch Persönlichkeit� Sitzungsdauer ca. 30min

� Regeln� Teilnahme freiwillig� Thema bei Sitzungsbeginn eröffnen� Keine Kritik� Keinen Anspruch auf Urheberrechte� Auswertung nach Sitzung


Diskursive Methoden

� Negation� Eignung

� Schwachstellen aufdecken

� Es muss eine Lösung vorhanden sein

� Vorgehen� Merkmale der Lösung aufzählen

� Merkmale schrittweise verneinen� Führt zu neuen Ansätzen

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Diskursive Methoden

404040404040404040

Neue

Verwendungsmöglichkeit

en der gegenwärtigen

Form (eines Produkts,

Materials usw.)? Andere

Verwendungsmöglichkeit

bei Abänderung der

Form

404040404040404040

Wie wäre es m

it einer

Mischung, eine

r

Legierung, eine

m

Sortiment, eine

m

Komplet? Einhe

iten

kombinieren? Z

wecke

kombinieren? I

deen

verbinden?

Positiv oder Negativ

vertauschen? Was

bedeutet das Gegenteil?

Untere Seite nach oben

legen? Rollen

austauschen? Tafeln

umdrehen? Seitenfläche

umdrehen?

Komponenten

austa

usch

en? N

eue

Bauart? Anderes

Layout?

Andere

Reihenfolge? Ursach

e

und Wirku

ng umkehren?

Anderes T

empo?

Anderer Zeitplan?

Ersatzperson/-sache?

Anderer Bestandteil?

Anderes Material?

Anderes

Produktionsverfahren?

Andere Kraftquelle?

Anderer Platz? Anderer

Zugang? Andere

Klangfarbe?

Was soll wegfallen?

Komprimierter? In

Miniatur? Niedriger?

Kürzer? Weglassen?

Aufspalten? Abschwächen?

Was soll man

hinzufügen? In w

elcher

Dimension? Stärke,

Länge, Höhe, Dicke?

Zusatznu

tzen? Mehr

Bestandteile

?

Verdoppeln?

Vervie

lfachen?

Übertreiben?

Neue persönliche Note?

Kann man Bedeutung,

Farbe, Bewegung, Klang,

Geruch, Form

abwandeln? Welche

weiteren Veränderungen

sind möglich?

Wem ähnelt der

Gegenstand? W

elche

andere Idee lässt sich

daraus ableiten? Gibt es

Parallelen in der

Vergangenheit? W

as

kann ich nachahmen?

Wen könnte ich

übertreffen?

Kombinieren

Umkehren

Neu

anordnen

Ersetzen

Kleiner machen

Grösser

machen

Abändern

Anpassen

Anders verwenden

180606060

Gesetze der Assoziation

Gesetz der angrenzenden Lösungs-suche

Gesetz der Ähnlichkeit

Gesetz des Gegensatzes

Osborne Checkliste


Black Box Analyse

� Gesamtfunktion

Information, z.B.: Messgrösse, DatenSignal:

Ist eine Form von Materie z.B. Rohprodukt, Halbzeug,

Endprodukt, Bauteil, Flüs-sigkeit, Granulat usw.

Stoff:

Ist eine physikalische Grundgrösse, die weder erzeugt noch

vernichtet werden kann (aber umgeformt)

Energie:

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Bilden von Funktionsstrukturen

� Auflösen der Gesamtfunktion in die Funktionsstruktur

Gesamt-

funktion

Energie (E)

Stoff (St)

Signal (Si)

(E’)

(St’)

(Si’)

Hauptfunktion Hauptfunktion Hauptfunktion

Hauptfunktion

Teilfunktion TeilfunktionDas Resultat des Auflösungsprozesses istder Funktionsbaum


Variation der Funktionsstruktur

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Lösungen für Teilfunktionen


Morphologischer Kasten

� Alles aufführen� Lösungen die Kriterien nicht erfüllen streichen� Lösungsvarianten zusammenstellen

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Überblick

� Gesamtproblem

� Teilprobleme

� Einzelprobleme

� Einzellösungen

� Systemelemente

� Teillösungen

� Teilsysteme

� Gesamtlösung

� Gesamtsystem

Lösung auswählen

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Prinzipielles Vorgehen Auf Markt

erhältliche

Systeme

Neuartige

Prinzipien


Selektion der Prinzipien

� Chancen-Risiko-Analyse

Chance, dass…

Chance, dass…

Risiko, dass…

Risiko, dass…

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Selektion der Prinzipien (IPEK)

� Chancen-Risiko-Diagram


SWOT Analyse

Wie an den Schwächen arbeiten, um die Gefahren zu meistern?

Wie die Stärken einsetzen, um die Gefahren zu meistern?

Gefahren

Wie an den Schwächen arbeiten, um die Chancen zu nutzen?

Wie die Stärken einsetzen, um die Chancen zu nutzen?

Chancen

MängelStärken

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Nutzwertanalyse

� Lösungen auswählen� Muss- und Optimierungs-Kriterien definieren

� Wenn eine Lösung ein Musskriterium nicht

erfüllt, fällt diese weg

� Gewichtung der Optimierungs-Kriterien festlegen

� Bewertung der Lösungsvarianten bezüglich eines Optimierungs-Kriteriums� Erfüllungsgrad bewerten (0-10 Punkte)

� Für jede Lösungsvariante Punkte addieren

� Lösung mit höchster Punktzahl auswählen


Nutzwertanalyse

� Paarweiser Vergleich der Optimierungskriterien

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Nutzwertanalyse

� Erfüllungsgrad der Varianten bestimmen

Ausführung

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Ausführung

� Wer macht was, bis wann, mit welchen Mitteln?� Vorgehen

� Wer kann die Aufgabe ausführen?� Mögliche Alternativen?� Aufgabe mit Teammitgliedern formulieren!� Vorausschauend Hindernisse und Chancen

erkennen!� Termine und Zwischentermine festhalten

(Meilensteine)� Notwendige Mittel zur Verfügung halten� Auftrag schriftlich erteilen

Die beste Projektorganisation kann den Willen zur Zusammenarbeit nicht ersetzen.


IPEK – Kompetenz aus einer Hand

Vielen Dank

für Ihre

Aufmerksamkeit

praesentation intertech basis cg-13 final-v1

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