Integrierte Produktentwicklung

Das Konzept einer Studienrichtung geht auf!

"Just in time" wurde im Rahmen der Studienrichtung Integrierte Produktentwicklung (IPE) das erste studentische Projekt "Entwicklung eines Außenspiegels für Zugtriebwerksköpfe" abgeschlossen. Acht Studenten stellten den Konstrukteuren des Projektpartners Fahrzeugtechnik Dessau AG vor Ort vier physische Prototypen als Ergebnisse ihrer Projektarbeit vor. Die Aufgabenstellung für dieses Projekt wurde gemeinsam von leitenden Vertretern der Fahrzeugtechnik Dessau und Mitarbeitern des Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik erarbeitet.

Außenspiegel gesucht

Das aktuell beendete IPE-Projekt hatte im Tagesgeschäft zurückgestellte mittelfristige Aufgaben mit dem Anspruch auf neue kreative und innovative Ideen zum Thema. Dr. Werner Marx, der Verantwortliche für Forschung und Entwicklung in Dessau, beschreibt das akute Dilemma und die sich daraus ableitenden Anforderungen: "Wir entwickeln Zugtriebwerksköpfe für die unterschiedlichsten Züge, Konzeptfahrzeuge, Hochgeschwindigkeitszüge genauso wie Regionalbahnen und Baufahrzeuge. Derzeit können wir lediglich das Modell eines einzigen Herstellers von Außenspiegeln am Markt verbauen, welches zu teuer ist und zudem die Designansprüchen an die unterschiedlichen Außenkonturen der einzelnen Zugtriebwerksköpfe nicht erfüllt."

Die Fahrzeugtechnik Dessau AG gehört mit 200 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von 65 Millionen D-Mark zu den flexibelsten und erfolgreichsten Dienstleistern in ihrer Branche. Das Unternehmen entwickelt komplette Züge, wie den zwischen Hamburg und Köln verkehrenden Nobelzug "Metropolitan" oder den erst jüngst vorgestellten Konzeptzug "Lirex" sowie komplexe Modulen für den Antrieb, Baugruppen von Waggons und eben Zugtriebwerksköpfe. Ihr Interesse an einer Zusammenarbeit mit den Forschungs- und Lehrinstitutionen der Region ist groß. Von dem hier vorhandenen Methodenwissen möchte man profitieren, sich aber auch als zukünftiger potentieller Arbeitgeber präsentieren.

Inhalt des gemeinsamen Projekts war die Entwicklung eines ansprechenden Außenspiegels für Zugtriebwerksköpfe, der lediglich beim Halten des Zuges zum Einsatz kommt und der sich beim Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit selbst einklappt. Speziell die Anforderungen an das technische Design und die Kosten der zu entwickelnden Lösung prädestinierten diese Aufgabe als IPE-Projekt für die Studenten der zum Wintersemester 2000 neu eingerichteten Studienrichtung Integrierte Produktentwicklung.

Technisches Design

Hervorgegangen ist diese Studienrichtung aus der seit 1995 angebotenen gleichnamigen Vorlesung für Studenten des allgemeinen Maschinenbaus sowie Wirtschaftingenieure für Maschinenbau im Hauptstudium. Sie setzt auf einem "normalen" Grundstudium auf und berücksichtigt natürlich die "klassischen" Aspekte, wie Konstruktionstechnik, Maschinenelemente etc., und sie bindet, als ein Novum, das technische Design in die Lehrinhalten mit einem bedeutenden Stellenwert ein (knapp ein Fünftel des Stundenumfangs), denn schließlich ist es meistens der durch die Formgebung eines Produktes erzeugte Mehrwert, welcher eine Kaufentscheidung herbeiführt. Zudem enthält sie zu mehr als einem Viertel ihres Umfangs betriebswirtschaftliche (z.B. Unternehmensmanagement, Kostenmanagement, Marketing) sowie arbeits- und sozialwissenschaftliche Fächer (z.B. Arbeitswissenschaft, Innovationsmanagement).

In der (jedes Semester) begleitenden Projektarbeit wird dieser Integrationsansatz gelebt. Nach dem Vermitteln von Grundlagen der integrierten Produktentwicklung und des formal-ästhetischen Gestaltens werden innerhalb eines Projektes zwei Prozesse parallelisiert. Der eine beginnt, nach dem Einrichten des Projektmanagements, mit dem Erstellen von Marktanalyse und Patentrecherche, gefolgt vom Durchlaufen aller Schritte einer methodischen Entwicklung. Der andere enthält das Anfertigen von Designstudien bis hin zur Ausarbeitung gestalterischer Entwürfe.

Prototypen im LOM-Verfahren

Beim Außenspiegel-Projekt wurden diese beiden Prozesse an einem definierten Meilenstein in einem Workshop zusammengeführt, in welchem, analog zu einem "Design Freeze", die weiter zu entwickelnden Lösungen in der Diskussion zwischen Studenten, dem Industriepartner und den Betreuern gefunden wurden.

Die verschiedenen Alternativen des Außenspiegel-Projekts wurden nach der 3D-CAD-Modellierung am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik in der CAVE des Magdeburger Fraunhofer-Institutes für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF direkt an einem 3D-Modell eines Zugtriebwagenkopfes visualisiert, um die endgültigen Formen der Lösungen festzulegen. Im Anschluß daran wurden diese (als letzter Schritt in der Produktentwicklung) als funktionsfähige Prototypen mit dem LOM-Verfahren gefertigt.

"Die Studenten waren zu Beginn des Projektes stark voreingenommen gegenüber dem Gestalten aus der Sichtweise eines Industriedesigners" so das Fazit von Thomas Gatzky, dem für das Industriedesign verantwortlichen Dozenten der Studienrichtung. Aber diese Aussage kann kaum verwundern, zeigen doch Praxiserfahrungen das immer noch zu geringe Bewußtsein für die angrenzenden Bereiche und deren Bedürfnisse, selbst bei zunehmenden projektorientierten Organisationsstrukturen.

Ein Rezept zur Lösung dieses Problems scheint mit dem Konzept der neuen Studienrichtung Integrierte Produktentwicklung gefunden zu sein. "Ich bin sehr zufrieden mit den Ergebnissen", schließt Prof. Dr. Sándor Vajna, der Initiator der Studienrichtung, die Auswertung des ersten Projektes ab. "Die Qualität der Lösungen zeigt, daß die Studenten bereits im ersten Projekt alle wesentlichen Elemente der integrierten und teamorientierten Vorgehensweise verstanden und erfolgreich umgesetzt haben."

Neue Form der Vermittlung

In diesem ersten Projekt hieß es noch "alle machen alles", also alle Studenten bearbeiteten selbsttätig im Team jeden Schritt des Produktentwicklungsprozesses für den Außenspiegel. In den nun folgenden Semestern wird zunehmend der interdisziplinäre Aspekt und die Selbststeuerung durch die Studenten gefördert. Die IPE-Projekte werden komplexer, laufen mit internationaler Beteiligung ab und erfordern weniger Aufwand auf Seiten der Projektbetreuung.

Die Studienrichtung Integrierte Produktentwicklung ist eine Ausbildung mit gerade heute aktuellen Inhalten, bei der mit den Methoden des teaching on demand und des common teaching - eine Vorlesungsform, bei der ein bedarfsgetriebener Wissenstransfer zwischen älteren, praxissemestererfahrenen Studenten und Einsteigern in die IPE zustande kommt - neueste Formen der Wissensvermittlung eingesetzt werden.
Thomas Naumann, Prof. Dr. Sándor Vajna