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Bild: G-Stock Studio/ Shutterstock.com

Fokusthema

Engineering und Methoden

Innovation und Effizienz: Engineering und Methoden im Kontext

Das Engineering und die Methoden bilden das Herzstück der Ingenieurdisziplin und spielen eine entscheidende Rolle bei der Planung, Neuentwicklung, Optimierung und Realisierung von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen. Sie bilden das Grundgerüst, um einen Zukunftsstandort Deutschland zu schaffen, in dem wir als Menschen uns wohlfühlen.

Die rapide Entwicklung der Technologie, aber auch das Agieren in einer Welt, die sich durch Volatilität, Unsicherheit, Komplexität und Ambiguität auszeichnet, hat zu eine umfassende Transformation im Bereich des Ingenieurwesens und der Methoden ausgelöst. Unternehmen, Organisationen und Einzelpersonen müssen agiler, anpassungsfähiger und innovativer sein, um erfolgreich zu bestehen. Heute sind die Fähigkeiten, sich schnell auf Veränderungen einzustellen, Unsicherheiten zu akzeptieren und flexibel auf komplexe Situationen zu reagieren unabkömmlich.

Der VDI bietet in diesem Umfeld für alle Branchen gesichertes Wissen zur Gestaltung von Produkten und Prozessen sowie deren Optimierung hinsichtlich Ressourcen-, Qualität, Zeit und Kosten-Nutzenverhältnis. Das durch Experten abgesicherte Wissen umfasst den gesamten Produktlebenszyklus von der Produktidee über Produktentwicklung, Marketing und Service bis hin zum Recycling unter Verwendung optimierter Methoden, Werkzeuge und Systeme. Die Informationstechnik ist dabei elementarer Bestandteil in allen Bereichen.

Der VDI-Methodenfinder

Methoden im Überblick

Der VDI-Methodenfinder hilft Ihnen die passenden Werkzeugen für den wirkungsvollen Einsatz im Projektmanagement zu finden: je nach Projektphase, Zielsetzung und verfügbaren Ressourcen.
Oder Sie probieren mal neue Methoden aus. Den VDI-Methodenfinder können Sie hier testen!

Was wir tun

In der heutigen, sich rasant entwickelnden Technologielandschaft hat die Entwicklung von technischen Produkten, Prozessen und Dienstleistungen die traditionellen Grenzen überwunden. Der Entwicklungsprozess ist immer mehr fachdisziplin-, unternehmens- und nationenübergreifend aufgestellt. Digitalisierung und sich ständig ändernde Rahmendbedingungen Anforderungen spielen eine entscheidende Rolle. Dieser Wandel hat eine neue Ära der Effizienz, Kreativität und Zusammenarbeit eingeläutet und die Art und Weise, wie wir Produkte planen, entwickeln und produzieren, für immer verändert.

Keine Entwicklung und Konstruktion ohne Projektmanagement. Durch den Einsatz moderner Tools und Software können Projekte effizienter geplant, überwacht und gesteuert werden. Formgedächtnistechnologien haben die Möglichkeiten in der Produktentwicklung erweitert. Mit dieser Technologie können sich Materialien an ihre ursprüngliche Form "erinnern" und so dynamisch auf veränderte Bedingungen reagieren. Sie erlauben innovative, leichte Designs bei energieeffiziente Lösungen.

Industriedesign als wesentlicher Bestandteil der Produktentwicklung ist dabei ein maßgeblicher Faktor für die Qualität von Produkten, deren Wahrnehmbarkeit am Markt und damit auch für die Identität der Unternehmen und ihrer Marken geworden. Sie verbindet Ästhetik mit Funktionalität und ergonomischer Gestaltung. Das Wissensmanagement gewährleistet den effizienten Austausch und Erhalt von Fachwissen innerhalb von Organisationen, was zur kontinuierlichen Verbesserung beiträgt.

Die Schwingungstechnik darf im Rahmen von Entwicklung und Konstruktion von Maschinen, Anlagen, Gebäuden oder Fahrzeugen nicht außer Acht gelassen werden. Ziel ist das Minimieren von Schwingungen - für ein langlebiges Produkt mit hoher Präzision und geringem Energieverbrauch und verbessertem Benutzererlebnis.

Nicht nur die Konstruktion von z.B. Getrieben, Kupplungen oder Maschinenelementen erfordert präzise Berechnungen und Verständnis der technologischen Zusammenhänge.

Die Pflege einer umfassenden und zugänglichen technische Dokumentation ist in allen Bereichen unerlässlich.

Berechnung, Simulation und Auslegung stellen die Grundpfeiler dar, um technische Systeme mit hoher Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit zu entwickeln. Durch die Anwendung dieser Prinzipien in Bereichen wie Schraubenberechnung, Schwingungstechnik und Getriebetechnik können Ingenieurinnen und Ingenieure sicherstellen, dass ihre Produkte den Anforderungen gerecht werden.

Eine Analyse der Ausgangssituation inkl. der Belastungen, denen ein System ausgesetzt ist, bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Berechnung und Auslegung. Die Simulation spielt eine Schlüsselrolle bei der Prüfung der Systemleistung unter verschiedenen Bedingungen.

In der Schwingungstechnik beispielsweise ermöglichen Simulationen die Vorhersage von Resonanzen und unerwünschten Schwingungsmoden, was wiederum zur Optimierung von Strukturen und zur Vermeidung von Ausfällen führt.

Getriebe und Kupplungen (VDI 2240, VDI 2241) sind unverzichtbare Bestandteile von Maschinen, insbesondere in der Automobilindustrie und bei industriellen Anwendungen. Ziel des Entwurfs und der Simulation sind eine verbesserten Kraftübertragung, ein geringerer Energieverlust und eine längere Lebensdauer. Damit tragen sie erheblich zur Gesamteffizienz von Maschinen bei.

 

Methoden und Prozesse sind nicht nur Werkzeuge – sie sin die Schlüsselfaktoren zu erfolgreichen Produkten und Projekten. Von der Entwicklung bis zum Vertrieb innovativer Produkte: Bewährte Methoden und gut durchdachte Prozesse sind von unschätzbarem Wert. Sie bilden neben engagierten und gut ausgebildeten Menschen das solide Fundament, aus dem erfolgreiche Produkte entstehen, die hohen Anforderungen gerecht werden. Durch die Anwendung strukturierter Arbeitsweisen ist Effizienz erst möglich. Die Identifizierung und Bewältigung von Risiken in einem frühen Stadium ermöglicht es, Hindernisse aus dem Weg zu räumen und Projekte erfolgreich abzuschließen. Methoden fördern Kreativität und Innovation (VDI 2806, VDI 4521), denn die besten Ideen entstehen dann, wenn Teams effektiv in der richtigen Umgebung zusammenarbeiten. Die Zusammenarbeit geht dabei häufig über Grenzen hinaus: Ob in internationalen Projekten (VDI 6601) oder über Unternehmensgrenzen hinweg (VDI 6602).

Einen bewährten Ansatz für die Optimierung von Produkten, Prozessen oder Dienstleistungen liefert die Wertanalyse/das Value Management. Erste Handlungsempfehlungen für den Aufbau eines Innovationsmanagementsystems zur Entwicklung von Nachhaltigkeitsinnovationen stehen kostenfrei zum Download zur Verfügung.

Methoden und Prozesse sind der Schlüssel zur rechtzeitigen und budgetgerechten Fertigstellung von Projekten. Von der ersten Planung bis zur erfolgreichen Umsetzung helfen sie, Ressourcen optimal zu nutzen. Das Produktmanagement (VDI 4520) bildet dabei eine zentrale Querschnittsfunktion im Unternehmen – von der Entwicklung über die Fertigung bis hin zur Vermarktung.

Methoden im Überblick liefert der VDI-Methodenfinder. Er liefert eine Sammlung von Werkzeugen für den wirkungsvollen Einsatz im Projektmanagement – je nach Projektphase, Zielsetzung und verfügbaren Ressourcen.

Agile Methoden finden heute ihre Anwendung auch bei der Entwicklung mechatronischer Produkte. Unternehmen wollen dadurch nicht nur in dynamischen Umgebungen flexibel agieren, sondern auch die Kundenausrichtung der Entwicklung stärker betonen.

Für die Einführung agiler Methoden sind aber nicht nur entsprechende Methodenkenntnisse erforderlich. Wichtig sind vor allem die Auseinandersetzung mit den im Unternehmen gelebten Wertvorstellungen, den verfolgten Zielen und damit einhergehend, der Analyse der Entwicklungsprozesse. Nur so kann die Transformation im Unternehmen zielorientiert und effizient bewerkstelligt werden. Es handelt sich dabei um eine gesamtorganisatorische Veränderung. Solche Veränderungen in Unternehmen werden oft mit der Metapher einer Reise umschrieben. An dieser Stelle werden Reiseberichte und der Reiseführer als Metapher genutzt, um das Land „AGILien“ mit Blick auf die „Entwicklung mechatronischer Produkte“ zu umreis(s)en.

Das Arbeiten mit agilen Methoden ist insbesondere in der Softwareentwicklung etabliert. Für physische Produkte steckt es noch in den Anfängen. Die Expertinnen und Experten im VDI sind sich einig: Wissen zu diesem Thema auf Basis von Best-Practices in Kombination mit wissenschaftlichen Erkenntnissen muss breit zugänglich sein. Dazu werden in kurzen zeitlichen Abständen relevante Themenstellungen von den Expertinnen und Experten bearbeiten und Zwischenergebnisse erzeugt. Nach einer internen Feedbackschleife werden diese dann der interessierten Allgemeinheit zu Verfügung gestellt. So kann jeder Feedback geben. Egal ob positiv oder kritisch - Hauptsache es ist konstruktiv. Dieses wird dann diskutiert und ggf. abermals mit den Veränderungen veröffentlicht. Erste Ergebnisse liegen zu folgenden Themen vor:

Geben auch Sie Feedback, begeben Sie sich auf diese Reise und lassen Sie uns an Ihren Reiseerfahrungen teilhaben unter gpp@vdi.de.

Eine wichtige Methode in Bauprozessen ist BIM (Building Information Modeling). Sie ermöglicht es, Gebäude und Infrastruktur digital zu planen, zu konstruieren und zu managen. In diesem 3D-Modellierungssystem werden alle relevanten Informationen zu einem Bauprojekt in einer zentralen Datenbank gespeichert und können so parallel von verschiedenen Beteiligten genutzt werden.

Der größte Vorteil von BIM liegt in der daraus resultierenden verbesserten Zusammenarbeit der Projektbeteiligten. Alle Parteien, wie Architekten, Ingenieure, Bauunternehmer und Bauherren, können in Echtzeit auf das Modell zugreifen und ihre Änderungen und Kommentare einbringen. Das sorgt für eine hohe Transparenz und verbessert den Informationsfluss, was zu einer effizienteren Planung und Ausführung führt.

Durch die dreidimensionale Modellierung können potenzielle Probleme und Interferenzen frühzeitig erkannt werden. Das Modell verhindert Probleme auf der Baustelle, die zu Bauverzögerungen und Kostenüberschreitungen führen können. Zudem erlaubt BIM, verschiedene Varianten und Simulationen durchzuführen, um die besten Lösungen zu finden.

Ein weiterer Vorteil von BIM liegt in der Optimierung des Bau- und Betriebsprozesses. Die Informationen im Modell können genutzt werden, um den Energieverbrauch zu analysieren und die Nachhaltigkeit zu verbessern. Zudem können Materialmengen und Ressourcen effizienter geplant werden, was zu Kostenersparnissen führt. Nach Fertigstellung des Gebäudes kann das Modell als digitales Handbuch für Wartung und Instandhaltung verwendet werden.

BIM erleichtert auch das Facility Management, da alle Informationen zu einem Gebäude digital verfügbar sind. Wartungspläne, Ersatzteilbeschaffung und Umbaumaßnahmen können einfacher und schneller durchgeführt werden. Zudem ermöglicht BIM eine bessere Überwachung und Steuerung der Gebäudeleistung.

VDI-Publikationen zu Engineering und Methoden

Aus- und Weiterbildung

Technologien und Methoden befinden sich im ständigen Wandel. Die Aus- und Weiterbildung für Ingenieurinnen und Ingenieure in diesem Bereich ist von grundlegender Wichtigkeit, um mit den ständig ändernden Anforderungen und Innovationen Schritt zu halten. Nur ein lebenslanges Lernen ermöglicht es, die neuesten Technologien zu erfassen und innovative Lösungen zu entwickeln, die den heutigen wettbewerbsintensiven Marktbedingungen gerecht werden, die die Effizienz steigern, Kosten reduzieren und die Qualität erhöhen. Gut ausgebildete Ingenieurinnen und Ingenieure können komplexe Problemstellungen analysieren, kreative Ansätze finden und diese mithilfe von effektiven Methoden umzusetzen. Die Fähigkeit, in multidisziplinäre Teams zu arbeiten oder diese zu leiten, ist ebenfalls von großer Bedeutung, da viele Projekte heutzutage über Ländergrenzen hinaus eine enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachrichtungen erfordern.

Der Zertifikatslehrgang „Projektingenieur VDI“ liefert beispielsweise umfassendes Wissen rund um das Thema Projektmanagement im technischen Bereich. Für alle, die sich beruflich mit der Optimierung von Produkten, Prozessen oder Dienstleistungen beschäftigen, bietet der VDI das Ausbildungs- und Zertifizierungssystem für Value Management/Wertanalyse an.

Die Aus- und Weiterbildung von Ingenieuren im Bereich des Engineerings und der Methoden spielt eine Schlüsselrolle für den Fortschritt in der Ingenieursdisziplin und damit für den Technikstandort Deutschland. Durch eine solide Aus- und kontinuierliche Weiterbildung sind Ingenieurinnen und Ingenieure in der Lage, die Herausforderungen der heutigen komplexen und sich ständig verändernden technologischen Welt erfolgreich zu bewältigen und innovative Lösungen zu entwickeln, die den Fortschritt der Gesellschaft vorantreiben.

Weitere Seminarangebote finden sich auf www.vdi-wissensforum.de

Dr.-Ing. Daniela Hein
Ihre Ansprechpartnerin

Dr.-Ing. Daniela Hein

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