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PRE (Fach) / Klausur 141220/150627 (Lektion)

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• Zu den Werkzeugen und Methoden des F&E-Controllings gehört u. a. die Kennwertberechnung. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 6.2 Methoden der Kennwertberechnung sind beispielsweise: • der Economic Value Added (EVA) und • der Net Present Value (NPV). Führen Sie kurz auf, was diese Kennwerte jeweils an- bzw. wiedergeben und beschreiben Sie deren grundsätzliche Berechnung. 6.2  Economic Value Added (EVA) und Net Present Value (NPV): Der EVA gibt die Netto-Wertschöpfung an (1). Er wird aus dem Betriebsergebnis nach Steuern (NOPAT) und den dafür eingesetzten Kapitalkosten errechnet . Der NPV ist der Kapitalwert bzw. Netto-Barwert einer Investition Er wird auf der Grundlage der diskontierten Ein- und Auszahlungen, die mit einer Investition verbunden sind, berechnet (1). 
• Zu den Werkzeugen und Methoden des F&E-Controllings gehört u. a. die Kennwertberechnung. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 6.3 Was wird im Zusammenhang mit dem NPV unter der Break Even Time (BET) verstanden? 6.3  Break Even Time (BET) im Zusammenhang mit dem NPV: Die BET ist die Zeit, bei der der NPV bei gegebenem Zinssatz erstmalig positiv wird. 
• Zu den Werkzeugen und Methoden des F&E-Controllings gehört u. a. die Kennwertberechnung. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 6.4 In der unternehmerischen Praxis wird als Kennzahl häufig ein Soll-Ist-Vergleich der Konstruktionsstunden ermittelt. Äußern Sie sich kritisch zur Aussagekraft dieser Kennzahl. 6.4  Beurteilung der Aussagekraft des Soll-Ist-Vergleichs von Konstruktionsstunden: Die Kennzahl berücksichtigt die geleisteten Konstruktionsstunden quantitativ, nicht jedoch qualitativ. Sollten die Mitarbeiter besser als geplant arbeiten, so kann die Arbeit auch bei weniger als den vorgesehenen Stunden termingerecht fertiggestellt werden. 
• Der Konstruktion bzw. Produktentwicklung stehen verschiedenste Programme zur rechnergestützten Dimensionierung und Simulation zur Verfügung. Hierzu gehören u. a. Mehrkörpersysteme (MKS) und das Digital Mock Up (DMU). (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 7.1 Geben Sie kurz an, wozu MKS-Programme grundsätzlich eingesetzt werden. 7.1  Anwendung von MKS-Programmen: MKS-Programme werden zur Modellierung bzw. Analyse des (zeitveränderlichen) dyna- mischen Verhaltens technischer Systeme eingesetzt. 
• Der Konstruktion bzw. Produktentwicklung stehen verschiedenste Programme zur rechnergestützten Dimensionierung und Simulation zur Verfügung. Hierzu gehören u. a. Mehrkörpersysteme (MKS) und das Digital Mock Up (DMU). (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 7.2 Nennen Sie mind. drei Elemente, die ein MKS-Programm zur Modellbildung verwendet. 7.2  Elemente, die ein MKS-Programm zur Modellbildung einsetzt: Gelenke,  Massen,  Federn,  Dämpfer,  Antriebe,  Oberflächen (Kontaktflächen), Anschläge, Kontaktkräfte und elastische Elemente (z. B. Stäbe oder Baken). 
• Der Konstruktion bzw. Produktentwicklung stehen verschiedenste Programme zur rechnergestützten Dimensionierung und Simulation zur Verfügung. Hierzu gehören u. a. Mehrkörpersysteme (MKS) und das Digital Mock Up (DMU). (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 7.3 Welche Schritte bzw. Möglichkeiten zur Ergebnisüberprüfung einer MKS-Simulation sind Ihnen bekannt? 7.3 Schritte bzw. Möglichkeiten für die Ergebnisüberprüfung einer MKS-Simulation: • Modellverifikation, • Modellvalidierung und • Sensitivitätsanalyse. 
• Der Konstruktion bzw. Produktentwicklung stehen verschiedenste Programme zur rechnergestützten Dimensionierung und Simulation zur Verfügung. Hierzu gehören u. a. Mehrkörpersysteme (MKS) und das Digital Mock Up (DMU). (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 7.4 Eine Aufgabe des DMU besteht in der kompletten Simulation von Montageprozessen. Ein Beispiel hierfür ist der Einbau eines Motors in eine Kfz-Karosserie, wobei viele Montage- zwischenpositionen simuliert und auf Kollision überprüft werden müssen. Worin besteht das ganz praktische Problem bei einer solchen Simulation? 7.4 Praktisches Problem bei einer DMU-Simulation: Das praktische Problem bei der DMU-Simulation bestehen in der Handhabung der großen Datenmengen. 
• In der nachfolgenden Abbildung ist ein bestimmtes Rapid Prototyping-Verfahren schematisch dargestellt. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) Abb Seite 4/5 8.1 Geben Sie an, um welches Rapid Prototyping-V erfahren es sich handelt und beschreiben Sie kurz dessen Grund- bzw. V erfahrensprinzip. 8.1  Dargestelltes Rapid Prototyping-Verfahren und Grundprinzip: Dargestellt ist das Selektive Lasersintern (1). Das Grundprinzip des Verfahrens besteht in dem lokalen Aufschmelzen von pulverförmigen Werkstoffen durch einen CO2-Laser (2). 
• In der nachfolgenden Abbildung ist ein bestimmtes Rapid Prototyping-Verfahren schematisch dargestellt. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) Abb Seite 4/5 8.2 Benennen Sie die in der Abbildung mit 1
  bis 4 gekenn- zeichneten Komponenten. 8.2  In der Abbildung gekennzeichnete Komponenten:
  CO2-Laser.  Spiegel (beweglich).  Beschichtungsmechanismus.  Bauplattform. 
• In der nachfolgenden Abbildung ist ein bestimmtes Rapid Prototyping-Verfahren schematisch dargestellt. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) Abb Seite 4/5 8.3 Erörtern Sie, wie hoch der qualitative Energieeintrag des Laserstrahls beim Bauprozess sein muss. 8.3  Erforderliche Höhe des Energieeintrags durch den Laserstahl: Der Energieeintrag des Laserstrahls muss so hoch sein, dass sowohl die aktuelle Pulver- schicht aufschmilzt, als auch die darunter liegende, bereits verfestigte Schicht erneut an- schmilzt. 
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• Beim methodischen Konstruieren wird zwischen den Konstruktionsphasen Planen, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten unterschieden. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 9.1 Beim Planen werden zur Erarbeitung der Anforderungsliste häufig Anforderungskataloge verwendet. Was wird unter einem Anforderungskatalog verstanden? 9.1  Was unter einem Anforderungskatalog verstanden wird: Ein Anforderungskatalog ist eine geordnete Sammlung von bewährten und möglichen Merkmalen mit Beispielen und Hinweisen für das Aufstellen von Anforderungslisten. 
• Beim methodischen Konstruieren wird zwischen den Konstruktionsphasen Planen, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten unterschieden. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 9.2 Geben Sie kurz an, in welchen drei Arbeitsschritten das Konzipieren erfolgt. 9.2  Arbeitsschritte des Konzipierens: Funktionen festlegen und Funktionsstruktur aufstellen.  Physikalische Prinzipien für das Wirkprinzip festlegen.  Geometrie, Bewegungen und Stoffarten als Lösungsprinzip festlegen. 
• Beim methodischen Konstruieren wird zwischen den Konstruktionsphasen Planen, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten unterschieden. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 9.3 Beim Entwerfen werden zunächst Vorentwürfe gestaltet. Beschreiben Sie, worum es sich bei solchen Vorentwürfen handelt. 9.3  Worum es sich bei Vorentwürfen handelt: Vorentwürfe sind Darstellungen der Bauteile mit allen wichtigen Abmessungen nach ent- sprechenden Berechnungen und den geforderten Funktionen. 
• Beim methodischen Konstruieren wird zwischen den Konstruktionsphasen Planen, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten unterschieden. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 9.4 Zur Konstruktionsphase des Ausarbeitens gehört die Erstellung von Stücklisten. Welche drei Stücklistenarten kennen Sie? 9.4  Verschiedene Stücklistenarten: Mengenübersichtsstückliste,  Strukturstückliste und  Baukastenstückliste (auch Hauptstückliste oder Gesamtstückliste). 
• Sicherheit und Zuverlässigkeit sind wesentliche Merkmale für die Qualität von technischen Produkten. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 10.1 Erörtern Sie den Unterschied zwischen: • sicherheitsgerechtem Konstruieren und • die Zuverlässigkeit verbesserndem Konstruieren. 10.1  Sicherheitsgerechtes und Zuverlässigkeit verbesserndes Konstruieren: Sicherheitsgerechtes Konstruieren umfasst alle Maßnahmen, welche die Wahrscheinlich- keit des Eintretens eines Schadenfalls und den Schadensumfang verringern (2). Zuverlässigkeit verbesserndes Konstruieren umfasst dagegen alle Maßnahmen, welche die Ausfallwahrscheinlichkeit technischer Produkte verringern (2). 
• Sicherheit und Zuverlässigkeit sind wesentliche Merkmale für die Qualität von technischen Produkten. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 10.2 Zu den Konstruktionsmaßnahmen, die allgemein gelten und zu zuverlässigen sowie sicheren technischen Produkten führen, gehören: • das Vorsehen von redundanten Systemen und • das Einsetzen von überdimensionierten Systemen. Erläutern Sie die jeweilige Wirkungsweise dieser Konstruktionsmaßnahmen. 10.2  Wirkungsweise von redundanten und überdimensionierten Systemen: In redundanten Systemen wird eine Funktion durch mehrere unterschiedliche Elemente oder Baugruppen realisiert, so dass bei einem Ausfall eines Elementes ein anderes die Funktion gewährleistet (2). Bei überdimensionierten Systemen sind bekannte Belastungen von Elementen durch Überdimensionierung vor Versagen oder Ausfall geschützt (2). 
• Sicherheit und Zuverlässigkeit sind wesentliche Merkmale für die Qualität von technischen Produkten. (WB/TB/HB-PRE-P11-150627) 10.3 Sicherheitsgerechtes Konstruieren muss auch die rechtlichen Anforderungen umfassen. Nennen Sie in diesem Zusammenhang zwei Gesetze, die bei der Konstruktion unbedingt einzuhalten bzw. zu berücksichtigen sind.  10.3  Gesetze, die bei der Konstruktion einzuhalten sind: Gerätesicherheitsgesetz,  Produktsicherheitsgesetz und  Produkthaftungsgesetz. (Andere richtige Nennungen sind zu bewerten.) 

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