Morphologischer Kasten
Morphologischer Kasten
Morphologischer Kasten
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Methodenblatt<br />
MORPHO-<br />
LOGISCHER<br />
KASTEN<br />
Kurzanleitung<br />
1. Problembeschreibung: Verallgemeinerte Umschreibung des Gesamtproblems.<br />
2. Teilprobleme/-funktionen erarbeiten und in die erste Spalte des Morphologischen <strong>Kasten</strong>s eintragen.<br />
3. Lösungsalternativen/ Teillösungen zu den Teilproblemen/-funktionen erarbeiten und <strong>Kasten</strong> füllen.<br />
4. Teillösungen verbinden und zu Gesamtlösungen kombinieren.<br />
5. Darstellen der gefundenen Konzeptvarianten und ermitteln aussichtsreicher Gesamtlösungen.<br />
Ziel und Kurzbeschreibung der Methode<br />
Der morphologische <strong>Kasten</strong> ist ein eindimensionales Ordnungsschema, bei dem ein Problem in einzelne<br />
Komponenten zerlegt wird.<br />
Das Aufstellen und Ausfüllen des morphologischen <strong>Kasten</strong>s erfolgt so, dass zu den Teilproblemen jeweils<br />
möglichst viele logisch denkbare Teillösungen gesucht und eingetragen werden.<br />
Anschließend können die Teillösungen auf verschiedene Weise kombiniert werden und man erhält<br />
verschiedene Gesamtlösungen.<br />
1.<br />
Formulieren Sie eine verallgemeinerte<br />
Beschreibung des Gesamtproblems.<br />
Prinzipieller Aufbau eines Morphologischen <strong>Kasten</strong>s<br />
Problembeschreibung:<br />
2.<br />
Ermitteln Sie die Teilfunktionen/ -probleme<br />
des Gesamtproblems und<br />
tragen Sie diese in die erste Spalte<br />
des Morphologischen <strong>Kasten</strong>s ein.<br />
Teilfunktion 1<br />
Teillösungsvariante<br />
1<br />
Teillösungsvariante<br />
2<br />
Teillösungsvariante<br />
3<br />
Teillösungsvariante<br />
4<br />
…<br />
3.<br />
Erarbeiten Sie zu jedem Teilproblem<br />
mehrere denkbare Lösungen (siehe<br />
Methoden der Lösungssuche) und<br />
tragen Sie diese in die Felder des<br />
<strong>Kasten</strong>s ein.<br />
Teilfunktion 2<br />
Teilfunktion 3<br />
4.<br />
Kombinieren Sie die Teillösungen zu<br />
verschiedenen Lösungsvarianten des<br />
Gesamtproblems.<br />
Achten Sie dabei auf die<br />
Verträglichkeit der Teillösungen<br />
untereinander.<br />
5.<br />
Stellen Sie die erarbeiteten Konzeptvarianten<br />
dar und ermitteln Sie<br />
aussichtsreiche Gesamtlösungen.<br />
Teilfunktion 4<br />
Teilfunktion 5<br />
…<br />
Gesamtlösung 1 Gesamtlösung 2<br />
Tipps zur Eingrenzung der Kombinationsvielfalt:<br />
Bei der Problem-<br />
/Funktionsaufteilung:<br />
möglichst Teilprobleme/<br />
- funktionen entsprechend der<br />
Funktionsstruktur<br />
(Zweckorientierung)<br />
nur Teilprobleme/-funktionen<br />
mit<br />
hoher Bedeutung für das<br />
Gesamtkonzept (Gewichtung)<br />
Bei der Lösungssuche:<br />
nur Lösungen, die die Forderungen der<br />
Anforderungsliste erfüllen<br />
nur Lösungen mit Realisierungschance<br />
nur Lösungen mit geringen Risiken und<br />
zulässigem Aufwand<br />
nur Lösungen mit hoher verfügbarer<br />
Kompetenz<br />
starke Effekte bei Lösungen bevorzugen<br />
Lösungen in Klassen zusammenfassen (z. B.<br />
mechanisch, elektrisch, oder rotatorisch,<br />
translatorisch ...)<br />
Bei der<br />
Lösungskombination:<br />
zunächst die zwei oder<br />
drei<br />
wichtigsten Teilprobleme/<br />
- funktionen betrachten<br />
und direkt beurteilen<br />
nur verträgliche Lösungen<br />
miteinander kombinieren<br />
(z. B. bestimmte<br />
Energieart auswählen)<br />
Merkmale der Methode<br />
Benötigte Personenanzahl<br />
Schnelligkeit der Durchführung<br />
Einfachheit der Methode<br />
mit wenig Hilfsmittel durchführbar<br />
Einzeln<br />
Kurzcharakteristik der Methode<br />
Der Morphologische <strong>Kasten</strong> bietet eine gute<br />
Möglichkeit zur Strukturierung der gefundenen<br />
Teillösungen. Vor allem die Kombination von<br />
Teillösungen gelingt auf diese Art sehr anschaulich.<br />
Einordnung in den<br />
IPP-Baukasten<br />
Produktlebensweg<br />
betrachten<br />
Freiraum für Kreativität<br />
Erzeugte Lösungsvielfalt<br />
Detaillierungsgrad der Arbeitsschritte<br />
Toleranz bei Anwendungsfehlern<br />
_____________________________________________________________<br />
eigenes, wichtiges Merkmal<br />
Alternative Methoden<br />
Ideenblätter<br />
Moderation<br />
Brainstorming<br />
Variationsmethoden<br />
Prioritäten setzen<br />
Produktanalyse<br />
Ideen finden<br />
Lösungen bewerten<br />
Umsetzung
Methodenblatt<br />
MORPHOLOGI-<br />
SCHER KASTEN<br />
Beispiel<br />
Beispiel:<br />
Der „Shutter“, ein Sicherheitssystem aus einem<br />
Festkörperlaser, ermöglicht es den Laserstrahl im<br />
laufenden Betrieb sehr schnell zu unterbrechen.<br />
Bild 1 zeigt schematisch die Baugruppe, deren<br />
Herstellkosten im Rahmen einer Überarbeitung des<br />
gesamten Produkts gesenkt werden sollten.<br />
Der Shutter besteht im wesentlichen aus einem Prisma,<br />
das den Laserstrahl bei einer von der Systemsteuerung<br />
geforderten Strahlunterbrechung um 90° ablenkt. Dort<br />
wird die Strahlenergie von einem wassergekühlten<br />
Strahlabsorber aufgenommen. Die Drehbewegung des<br />
Prismenträgers wird durch einen Drehmagneten erzeugt,<br />
der von einer eigenen Platine aus gesteuert und<br />
überwacht wird.<br />
Nach einer Funktionsanalyse und einer Kostenstrukturanalyse<br />
der Baugruppe „Shutter“ ergaben sich der<br />
Drehmagnet (Kaufteil), der Strahlabsorber und der<br />
Shutterpositionsblock als Kostenschwerpunkte.<br />
Mit Hilfe des Morphologischen <strong>Kasten</strong>s soll die<br />
Ausgangsvariante nun überarbeitet werden.<br />
Prismenträger (TF 1)<br />
Strahlabsorber (TF 3)<br />
Bauteil<br />
Prismenträger<br />
Drehmagnet<br />
Strahlabsorber<br />
Shutterpositionsblock<br />
Platine mit Sensoren<br />
und Elektronik<br />
Bild 1: Ausgangsvariante<br />
Gehäusefeste<br />
Shutterplatine mit Sensor<br />
und Elektronik (TF 5)<br />
Drehmagnet (TF 2)<br />
Teilfunktion<br />
TF 1: Ablenken des Laserstrahls<br />
TF 2: Lageveränderung der Ablenkeinrichtung<br />
TF 3: Aufnehmen der Strahlenergie<br />
TF 4: Positionieren der Stellungssensoren<br />
TF 5: Stellung des Drehmagneten prellfrei<br />
überwachen<br />
Shutterpositionsblock (TF 4)<br />
Ist-Herstellkosten<br />
25 €<br />
50 €<br />
35 €<br />
37 €<br />
20 €<br />
15 %<br />
30 %<br />
21 %<br />
22 %<br />
12 %<br />
Gesamt 167 € 100 %<br />
Gesamtfunktion<br />
Hubmagnet<br />
Strahlablenker<br />
Gabellichtschranken<br />
Unterbrecherfahne<br />
Laserstrahl<br />
Kühlbohrungen<br />
Absorber
Change language