Methoden und Werkzeuge für den Wissenstransfer in der Bionik

Doktorarbeit / Dissertation , 2008 , 209 Seiten , Note: magna cume laude

Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau

Die Entwicklung innovativer Produkte ist in der Regel mit einem fachübergreifenden Transfer von Wissen verbunden. Dieser Wissenstransfer erfolgt bislang meist zufällig und wenig systematisch. Zukünftig wird er jedoch an Bedeutung gewinnen.
In dieser Arbeit werden Fragestellungen des fachübergreifenden Wissenstransfers aus Sicht der Produktentwicklung beleuchtet. Im Vordergrund stehen dabei die Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung des bionischen Arbeitens. Die Bionik ist eine transdisziplinär angelegte Wissenschaftsdisziplin, die sich mit der Erforschung biologischer Systeme sowie mit der Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse in technische Produkte und Verfahren befasst. Mit Hilfe der Bionik wurden bereits eine Reihe innovativer Lösungen für technische Problemstellungen generiert. Dennoch ist festzustellen, dass sich das bionische Arbeiten im Rahmen der Produktentwicklung bislang kaum etablieren konnte. Zwar existieren Modelle, die die Arbeitsweise in der Bionik beschreiben, doch werden diese in der Praxis kaum gelebt. Ähnliches gilt für die Werkzeuge und Methoden, die zur Unterstützung bionisch arbeitender Personen entwickelt wurden.
Den Anstoß für die Entwicklung eines bionischen Produktes bilden Analogien. In dieser Arbeit wird daher untersucht, welche Bedeutung Analogien für die Produktentwicklung haben und wie die Bildung zweckmäßiger Analogien unterstützt werden kann. Dabei wird deutlich, dass in Natur und Technik ein enger Zusammenhang zwischen Funktionen, Strukturen und Materialien besteht. Eine analoge Gegenüberstellung sollte daher alle möglichen Aspekte der beteiligten Analoga berücksichtigen und ganzheitlich ihre Unterschiede und Gemeinsamkeiten herausstellen. Der Prozess zum Aufbau eines ganzheitliches Analogiebildes wird dieser Arbeit durch das Bionische Analogiemodell beschrieben.
Für den Aufbau eines solchen Analogiemodells ist in der Regel Expertenwissen notwendig. Die Kommunikation zwischen Fachexperten und Produktentwicklern wird daher in dieser Arbeit ebenfalls thematisiert.
Die bestehenden Ansätze zur Unterstützung des bionischen Arbeitens werden in dieser Arbeit gleichfalls dargestellt und diskutiert. Davon ausgehend wird das Konzept für ein Unterstützungssystem für die Bionik erarbeitet. Als Werkzeug für Recherche unterstützt es den Produktentwickler beim Aufbau des bionischen Analogiemodells und bei der Suche nach Experten, an die er sich bei offenen Fragen und konkreten Problemstellungen wenden kann.

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• Danksagung
• 1 Einleitung
• 1.1 Motivation
• 1.2 Problemstellung
• 1.3 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
• 2 Bionik – Definition und Forschungsfelder
• 2.1 Definition und Entstehung der Bionik
• 2.2 Forschungsgebiete der Bionik
• 2.3 Bionische Prinzipien
• 2.4 Bionik als Innovationstreiber
• 3 Wissensmanagement und Wissenstransfer
• 3.1 Wissen und Wissensmanagement
• 3.2 Wissenstransfer – Definition und Bedeutung
• 3.3 Methoden und Werkzeuge des Wissenstransfers
• 4 Analogiemodelle für den Wissenstransfer in der Bionik
• 4.1 Das Analogiemodell nach Gentner
• 4.2 Ein Analogiemodell für den Wissenstransfer in der Bionik
• 4.3 Anwendungsbeispiele
• 5 Methodik des bionischen Arbeitens
• 5.1 Bionisches Aufbereiten der Problemstellung
• 5.2 Bionische Suche nach Lösungen
• 5.3 Bionische Analyse und Bewertung
• 5.4 Bionischer Transfer
• 5.5 Beispielhafte Anwendung des bionischen Arbeitens
• 6 Werkzeuge für den Wissenstransfer in der Bionik
• 6.1 Datenbanken und Informationssysteme
• 6.2 Softwaretools für die Analogiebildung
• 6.3 Methoden zur Wissensvisualisierung
• 7 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Dissertation befasst sich mit der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für den Wissenstransfer in der Bionik. Ziel ist es, die Nutzung von Analogien aus der Biologie in der Technik zu verbessern und so innovative Produktlösungen zu fördern. Die Arbeit untersucht die Herausforderungen des Wissenstransfers zwischen den Disziplinen Biologie und Technik und entwickelt ein Analogiemodell, das die Übertragung von Wissen zwischen verschiedenen Wissensdomänen ermöglicht.

• Analogiebildung und Wissenstransfer in der Bionik
• Entwicklung eines Analogiemodells für den Wissenstransfer
• Methodik des bionischen Arbeitens
• Werkzeuge für den Wissenstransfer in der Bionik
• Anwendungsbeispiele für bionisches Arbeiten

Zusammenfassung der Kapitel

Die ersten Kapitel der Dissertation legen die Grundlagen für die Arbeit und definieren die zentralen Begriffe wie Bionik, Wissenstransfer und Analogie. Im Anschluss wird ein Analogiemodell für den Wissenstransfer in der Bionik vorgestellt und anhand von Beispielen erläutert. Die Methodik des bionischen Arbeitens wird beschrieben, wobei die einzelnen Schritte des Prozesses detailliert dargestellt werden. Abschließend werden Werkzeuge für den Wissenstransfer in der Bionik vorgestellt, die die praktische Anwendung des entwickelten Analogiemodells unterstützen.

Schlüsselwörter

Bionik, Wissenstransfer, Analogie, Analogiemodell, bionisches Arbeiten, Datenbanken, Informationssysteme, Softwaretools, Wissensvisualisierung.

• Hochschule: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
• Note: magna cume laude
• Autor: André Jordan (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2008
• Seiten: 209
• Katalognummer: V144726
• ISBN (eBook): 9783640538089
• ISBN (Buch): 9783640537822
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Produktentwicklung, Bionik, Werkzeug, Wissenstransfer, Analogie, Modell, Methode