Integrierte CAD-/Prototyping-Systeme in der Schmuckindustrie

1 Motivation.- 2 Zielsetzung der Arbeit.- 3 Aufbau der Arbeit.- 4 Abgrenzung der untersuchten Funktionsbereiche.- A Stand der methodischen Planung betrieblicher Informationsverarbeitungsprozesse.- A.1 Vorgehensmodelle für die CIM-Planung.- A.1.1 CIM-Kommunikationsstrukturanalyse (CIM-KSA).- A.2 Referenzmodelle für die CIM-Planung.- A.3 Notwendigkeit der Einbindung von Referenz- und Vorgehensmodellen in eine Modellarchitektur.- A.3.1 CIM-OSA.- A.3.2 Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS).- B Ist-Analyse der Schmuckindustrie.- B.1 Die deutsche Schmuckindustrie im Überblick.- B.2 Die besondere Bedeutung des Formen- und Werkzeugbaus für die Schmuckindustrie.- B.3 Prozeßmodelle der Fertigungsverfahren der Schmuckindustrie.- B.3.1 Methodische Vorgehensweise.- B.3.2 Gießfertigung.- B.3.3 Galvanoformung.- B.3.4 Preß- und Stanzfertigung.- B.2 Betriebstypologische Merkmalsanalyse.- B.2.1 Methodische Vorgehensweise.- B.2.2 Merkmale zur Kennzeichnung der betrieblichen Leistungserstellung.- B.2.2.1 Fertigungsart.- B.2.2.2 Fertigungsorganisation.- B.2.2.3 Fertigungsstruktur.- B.2.2.4 Art der Produktionsprozesse.- B.2.2.5 Art der Auftragsauslösung.- B.2.3 Merkmale zur Kennzeichnung des Produktspektrums.- B.2.3.1 Erzeugnisstandardisierung.- B.2.3.2 Erzeugnisstruktur.- B.2.3.3 Erzeugnisgeometrie.- B.2.3.4 Bedeutung des Designs für den Markterfolg des Produkts.- B.2.3.5 Anforderungen an die Funktionsintegration in der Konstruktion.- C Grobplanung.- C.1 Einordnung des Grobplanungsbausteins in das Vorgehensmodell.- C.2 Begriff und Inhalte der Grobplanung.- C.3 Bestimmung der kritischen Erfolgsfaktoren für die Schmuckindustrie.- C.4 Ableitung von Umsetzungsstrategien und Umsetzungsmaßnahmen.- C.5 Festlegung der Produktionsstrategie.- C.5.1 Technologiestrategien.- C.5.2 Strategien zur Fertigungstiefe.- C.5.3 Kapazitätsstrategien.- C.5.4 Standortstrategien.- C.6 Auswahl von Maßnahmen.- D Feinplanung.- D.1 Konstruktion.- D.1.1 Funktionsmodell der Konstruktion.- D.1.1.1 Definition und Inhalte des Funktionsmodells.- D.1.1.2 Methodische Vorgehensweise.- D.1.1.3 Referenzfunktionsmodelle der Konstruktion.- D.1.1.4 Erstellung des partiellen Funktionsmodells.- D.1.1.4.1 Produktplanung, Produktkonzeption.- D.1.1.4.2 Produktentwurf.- D.1.1.4.3 Produktausarbeitung.- D.1.1.4.4 Konstruktionsdatenverwaltung.- D.1.2 Anforderungen an die Funktionalität für den Einsatz von Graphiksystemen im künstlerisch-kreativen Design.- D.1.2.1 Modifikation von Freiformkurven.- D.1.2.2 Manipulation von Freiformflächen.- D.1.2.3 Parametrisiemng.- D.1.2.4 Dynamische Steuerung von Metriken.- D.1.2.5 Skinning.- D.1.3 Entwicklungstendenzen der CAD-Technik.- D.1.3.1 Verschmelzung von Oberflächen- und Volumenmodellierung.- D.1.3.2 Feature Technologie.- D.1.4 Vorselektion computerunterstützter Graphiksysteme.- D.1.4.1 “Klassische” CAD-Systeme.- D.1.4.2 Animationssysteme.- D.1.4.3 CAID-Systeme.- D.2 Generative Fertigungstechnik.- D.2.1 Einordnung und Definition der generativen Fertigungstechnik.- D.2.2 Prozeßmodelle der generativen Fertigungstechnik.- D.2.2.1 Methodische Vorgehensweise.- D.2.2.2 Stereolithographie.- D.2.2.3 Solider-Verfahren (Solid Ground Curing).- D.2.2.4 Selective Laser Sintering (SLS).- D.2.2.5 Fused Deposition Modeling (FDM).- D.2.2.6 Laminated Object Modeling (LOM).- D.2.3 Integration der Prozeßmodelle der generativen Fertigungsverfahren mit dem Prozeßmodell der traditionellen Gußfertigung der Schmuckindustrie.- D.2.4 Prototypen entlang des Produktentwicklungsprozesses.- D.2.4.1 Designmuster.- D.2.4.2 Geometrische Prototypen.- D.2.4.3 Funktionsprototypen.- D.2.4.4 Technische Prototypen.- D.2.4.5 Vorserien-Bauteile.- D.2.4.6 Vergleichender Überblick.- D.2.5 Prototypenbedarf der Schmuckindustrie.- D.2.6 Eignung der generativen Fertigungsverfahren zur Fertigung des Prototypenbedarfs der Schmuckindustrie.- D.2.6.1 Eignung der generativen Fertigungsverfahren hinsichtlich der Fertigung von Designmustern.- D.2.6.2 Eignung der generativen Fertigungsverfahren hinsichtlich der Fertigung von technischen Prototypen.- D.2.6.3 Eignung der generativen Fertigungsverfahren hinsichtlich der Fertigung von Vorserien-Bauteilen.- D.2.7 Qualitätssicherung der Muster.- D.2.8 Vorselektion.- D.3 Integration von Konstruktion und Fertigung.- D.3.1 Definition und Inhalte des Informationsflußmodells.- D.3.2 Methodische Vorgehensweise.- D.3.3 Referenzinformationsflußmodelle.- D.3.3.1 Kölner Integrationsmodell.- D.3.3.2 CIM-Integrationsmodell.- D.3.4 Erstellung des partiellen Informationsflußmodells.- E Organisatorisches Fachkonzept.- E. l Definition der Organisation.- E.2 Aufbauorganisation.- E.2.1 Aufbauorganisation der Konstruktionsabteilung.- E.2.2 Aufbauorganisation der generativen Fertigungstechnik.- E.3 Ablauforganisation.- E.3.1 Ablauforganisation der Konstruktion.- E.3.2 Ablauforganisation der generativen Fertigungstechnik.- E.4 Gesamt-Prozeßmodell der Konstruktion, der generativen Fertigungstechnik und der traditionellen Gußfertigung.- F Wirtschaftlichkeitsanalyse.- F. l Begrifflichkeit und Anforderungen.- F.2 Typisierung bestehender Ansätze der Wirtschaftlichkeitsanalyse.- F.2.1 Ansätze mit Risikodifferenzierung.- F.2.2 Ansätze mit einer Differenzierung nach dem Grad der Monetarisierbarkeit.- F.2.3 Ansätze mit organisatorischer Unterteilung.- F.2.4 Ansätze mit einer Differenzierung nach dem zeitlichen Anfall der Effekte.- F.3 Wirtschaftlichkeitsanalyse eines integrierten Design-/Prototyping-Systems.- F.3.1 Aufbau der Wirtschaftlichkeitsanalyse.- F.3.2 Strategische Komponente.- F.3.2.1 Ermittlung und Gewichtung kritischer Erfolgsfaktoren.- F.3.2.2 Ableitung strategischer Investitionsmaßnahmen.- F.3.2.3 Gegenüberstellung und Bewertung der Maßnahmen.- F.3.2.4 Entscheidungsfindung.- Exkurs: Festlegung des Musterbetriebs.- F.3.3 Operative Komponente.- F.3.3.1 Aufstellen der Investitionsalternativen.- F.3.3.2 Einordnung der Effekte in den Ebenenansatz.- F.3.3.2.1 Funktionsebene.- F.3.3.2.1.1 Monetäre Nachteile der Funktionsebene.- F.3.3.2.1.2 Monetäre Vorteile der Funktionsebene.- F.3.3.2.1.3 Nicht-monetäre Effekte der Funktionsebene.- F.3.3.2.2 Teilkettenebene.- F.3.3.2.2.1 Monetäre Nachteile der Teilkettenebene.- F.3.3.2.2.2 Monetäre Vorteile der Teilkettenebene.- F.3.3.2.2.3 Nicht-monetäre Effekte der Teilkettenebene.- F.3.3.2.3 Unternehmensebene.- F.3.3.2.3.1 Monetäre Nachteile der Unternehmensebene.- F.3.3.2.3.2 Monetäre Vorteile der Unternehmensebene.- F.3.3.2.3.3 Nicht-monetäre Effekte der Unternehmensebene.- F.3.3.2.4 Zwischenbetriebliche Ebene.- F.3.3.2.4.1 Monetäre Nachteile der zwischenbetrieblichen Ebene.- F.3.3.2.4.2 Monetäre Vorteile der zwischenbetrieblichen Ebene.- F.3.3.2.4.3 Nicht-monetäre Effekte der zwischenbetrieblichen Ebene.- F.3.3.3 Verdichtung monetärer Effekte.- F.3.3.4 Bewertung und Aggregation qualitativer Effekte.- F.3.3.5 Entscheidungsfindung.- G Zusammenfassung und Ausblick.- Literatur.- Anhang 1: Generative Fertigungsverfahren in Deutschland.- Anhang 2 Fragebogen zur empirischen Erhebung.