Produktentwickler: Mit dem Kopf in der Zukunft

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Die Aufgaben, mit denen sich Maschinenbauingenieure beschäftigen, sind vielfältig. So kann es darum gehen, Maschinen für Produktionsbetriebe oder ganze Fahrzeuge und Flugzeuge zu entwickeln. Aber auch Geräte des täglichen Bedarfs werden von Ingenieuren des Maschinenbaus entwickelt, genauso wie komplexe automatisierte Systeme. Natürlich sind sie auch für die Planung und Produktion der Entwicklungen zuständig.

Mit welchen Werkstoffen ein Ingenieur arbeitet, hängt ganz von dem Ziel ab, das er verfolgt. Klar ist: Grenzen gibt es kaum. Metalle, Kunststoffe, Keramik und andere Werkstoffe müssen so gewählt werden, dass sie optimale Produkt- und Produktionseigenschaften aufweisen.

Wer sich mit den Aufgaben eines Ingenieurs im Maschinenbau beschäftigt, der sieht, dass dieser fast alle mechanischen Komponenten von Maschinen, Anlagen und Geräten entwickelt. Er realisiert auch ihre Produktion.

Langfristig planen

Ein Maschinenbauingenieur muss immer den kompletten Lebenszyklus des Produkts im Blick haben. An Anfang  steht die Aufgabenstellung, gefolgt von der Funktionsidee, der Auswahl  der Gestalt, der Werkstoffe, der wirtschaftlichen  Produktion und der Lebensdauer. Weil Nachhaltigkeit ein wichtiger Punkt ist, spielt auch die Entsorgung des Produkts eine wichtige Rolle.

Maschinenbauingenieure sind interdisziplinär ausgebildet. Diese Sonderqualifikation ist wichtig, um  mit Betriebswirten, Elektrotechnik-Ingenieuren, Mechatronikern, Designern, Betriebswirten, Wirtschaftsingenieuren, Werkstoffwissenschaftlern, Naturwissenschaftlern und Informatikern  zusammen arbeiten zu können.  Ein großer Teil der Maschinenbauingenieurinnen und -ingenieure übernimmt Managementaufgaben. Auf diese wurden  sie im Studium durch entsprechende Fächer und verschiedenste Projekte vorbereitet.

Der Unterschied zwischen Produktentwicklung und Produktionstechnik

Wenn ein neues Produkt entstehen soll, arbeiten Produktentwickler und Produktionstechniker gleichzeitig an dem Projekt. Die konzeptionellen Gedanken zur Funktionsidee eines Produkts, seiner Gestaltung, seines Designs und der Auswahl des Werkstoffes obliegen dem Produktentwickler. Beraten wird er von Produktionstechnikern. Dieser Kollege setzt die Produktionsskizze um und stellt das Produkt fertig. Der Wirtschaftsingenieur wird bei den Punkten Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer aktiv. So greift das Wissen mehrerer Experten verschiedener Fachrichtungen eng ineinander, um ein perfektes Produkt schaffen zu können.

Was ist Produkt-Entwicklung?

Bevor ein Produkt einsatzbereit und marktreif ist, ist die Produkt-Entwicklung gefragt. Sie umfasst alle technischen Aufgaben, die gelöst werden müssen. Früher sprachen Experten vom Entwickeln und Konstruieren. Heute umfasst die Produkt-Entwicklung diese beiden Arbeitsgebiete. Somit deckt sie die Entwicklung der Idee mit allen Zwischenschritten bis hin zur Markteinführung des Produkts ab.

Während sich die früheren Ingenieursgenerationen auf ein intuitives Vorgehen verlassen mussten, stehen heute systematische und methodische Arbeitsweisen im Vordergrund.

Wie ein Produkt entwickelt wird

1. Planung
2. Konzept
3. Entwurf
4. Ausarbeitung
5. Markteinführung

Planung

Innerhalb der Planungsphase wird die gestellte Aufgabe geklärt. Dafür wird ein Lastenheft erstellt. Natürlich müssen an diesem Punkt klar und deutlich die Wünsche durch den Auftraggeber formuliert werden. Ungenauigkeiten können sonst dazu führen, dass die Entwicklung in eine falsche Richtung geht.

Ist das Lastenheft erstellt, folgt der nächste Schritt: Die Entwicklungsabteilungen untersuchen technische Möglichkeiten, um das geplante Produkt zu realisieren. Aus diesen Ergebnissen entsteht ein Pflichtenheft. Widersprechen sich Lasten- und Pflichtenheft, muss es einen Abgleich geben. Fehler und Ungenauigkeiten können so frühzeitig beseitigt werden.

Pflichtenheft

Das Pflichtenheft nennt in genauer Form, wie der Ingenieur die Aufgaben aus dem Lastenheft lösen will. Während das Lastenheft beim Auftraggeber verbleibt, gehört das Pflichtenheft dem Auftragnehmer.

Das Pflichtenheft ist als Soll- und Fachkonzept die zentrale Sammlung für alle relevanten Informationen, die für das Projekt wichtig sind.

Konzept

Damit die an die Ingenieure gestellten Aufgaben erfüllt werden können, muss ein Konzept erarbeitet werden. Um eingefahrene Denkwege verlassen zu können, sollte der Wesenskern der Aufgabe abstrakt dargestellt werden.

Die gesamte  Produkt-Funktion wird in Teilfunktionen aufgeschlüsselt. So kann jeder  Punkt für sich speziell in den Fokus genommen werden. Die systematische und methodische Bewertung gehört zu den wesentlichen Merkmalen der modernen Produktentwicklung. Am Ende dieser Phase wird ein Lösungsprinzip ausgewählt. Diesem werden Funktionsträger hinzugefügt. Mit dem entstehenden Real-Konzept startet die Entwurfsphase.

Entwurf

Zu Beginn dieser Phase liegt die Lösung als Konzept vor. Sie muss nun gestalterisch festgelegt werden.

Zuerst werden die Funktionsträger grobmaßstäblich zusammengesetzt. Nachdem sie quantitativ, ästhetisch, ergonomisch, sicherheitstechnisch und fertigungstechnisch dimensioniert sind, entsteht ein maßstäblicher Feinentwurf. Damit werden einfache maßstäbliche Modelle  zur Bewertung der äußeren Erscheinung und Funktionsmodelle hergestellt. Letztere dienen zum Beweis der Funktion. (Quelle Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Produktentwicklung)

Ausarbeitung

In dieser Phase geht es darum, dass der Entwurf so ausgearbeitet wird, dass das Produkt in Serie hergestellt werden kann. Diese Aufgaben gehören zu den klassischen Tätigkeiten des Konstruierens. Dabei entstehen auch die Konstruktionsunterlagen.

Prototypen können schon angefertigt und sogar getestet werden, wenn Einzelteil-Zeichnungen vorhanden sind. So können Zeichnungs- oder prinzipielle Fehler ausgemerzt werden.

Montagezeichnungen werden erst danach erstellt. Mit einer Nullserie ist es möglich zu überprüfen, ob alle Komponenten serientauglich sind.

Um eine störungsfreie Produktion sicherstellen zu können, wird vor der eigentlichen Serie eine kleine Erstserie hergestellt. So können Kosten gespart werden.

Markteinführung

Wird ein Produkt nicht für einen speziellen Kunden entwickelt, sondern für den Markt, werden meist schon Prototypen an ausgesuchte Kunden gegeben. Diese können sie dann unter echten Bedingungen erproben. Der eigentliche Produktlebenszyklus beginnt erst mit der Markteinführung.

Unternehmen, die keine eigene Abteilung für die Produktenwicklung haben, sind bei einem spezialisierten Ingenieurbüro gut aufgehoben. Dort kann aus der groben Idee des Auftraggebers ein innovatives Produkt gestaltet werden. Produktentwickler stecken mit ihrem Kopf deshalb immer in der Zukunft, planen und gestalten sie diese doch maßgeblich mit.

Beitrag zur Verfügung gestellt von www.sachs-engineering.com