Die vorliegende Dissertation entstand wilhrend meiner Tiitigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwh) der Technischen Universitat Munchen. Den Herren Professoren Dr. -Ing. Dr. h. c. Joachim Milberg und Dr. -Ing. Gunther Reinhart, den Leitem dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Fiirderung und grof3zugige Unterstiitzung meiner Arbeit. Herm Prof Dr. -Ing. Klaus Ehrlenspiel, dem Leiter des Lehrstuhls fur Konstruktion im Maschinenbau der Technischen Universitat Munchen, danke ich sehr herzlich fur die Ubemahme des Korreferates und die wertvollen Hinweise zu dieser Arbeit. Schlief31ich miichte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitem des Instituts, sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung dieser Arbeit unterstUtzt haben, recht herzlich bedanken. Munchen, im Mai 1996 Axel Geller Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 l. l Wettbewerbsfaktor Zeit in der Produktentwickiung 1. 2 Abgrenzung des Themengebietes 2 1. 3 Zielsetzung der Arbeit 4 2 Prototypen in der Produktentwicklung 6 2. 1 Branchenspezifische Eigenschaften der Produktentwickiung 6 2. 2 Der Produktentwicklungsproze13 9 2. 2. 1 Konzeptphase 9 2. 2. 2 Entwurfsphase 10 2. 2. 3 Ausarbeitungsphase II 2. 3 Bedeutung von Modellen und Prototypen fUr die Produktentwickiung 12 3 Einsatz rechnergestiitzter Hilfsmittel in der Produktentwicklung 16 3. 1 Das Produktmodell 16 3. 2 Tatigkeiten und Hilfsmittel in der Produktentwicklung 19 3. 2. 1 Geometrie-Modellierung 19 3. 2. 2 Virtual Prototyping 24 3. 2. 2. 1 Methode der Finiten Elemente (FEM) 25 3. 2. 2. 2 Bewegungssimulation 26 3. 2. 2.