Bei der Entwicklung neuer Produkte erfolgt eine zunehmende Verlagerung der Funktionserfüllung in Elektrik/Elektronik und Software. Die Entwicklung mechatronischer Systeme erfordert dabei eine stärkere Funktionsorientierung, um eine Integration der Disziplinen gewährleisten zu können. Der steigenden Bedeutung mechatronischer Systeme und der stärkeren Funktionsorientierung in der Mechatronikentwicklung gilt es, bei der Gestaltung von Produktbaukästen Rechnung zu tragen.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, eine Methodik zu entwickeln, welche die Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Produktbaukästen für mechatronische Systeme ermöglicht. Die wesentlichen Lösungselemente sind hierbei die Systemstrukturierung durch mechatronische Funktionsmodule sowie die Berücksichtigung von systemischen Produktfreiheitsgraden in Mechanik, Elektrik/Elektronik und Software.
Die Methodik gliedert sich in vier Teilmodelle, die den Weg von der Funktionsstruktur hin zu einer definierten Produktstruktur beschreiben. Ziel des ersten Teilmodells ist die Strukturierung eines Systems in mechatronische Funktionsmodule. Im zweiten Teilmodell werden Klassifizierungsansätze für Produktfreiheitsgrade erarbeitet und in ein Vorgehensmodell zur Ableitung spezifischer Freiheitsgrade eingebettet. Aufbauend wird im dritten Teilmodell die Wirkung einer Freiheitsgradnutzung auf das System in den Dimensionen der Funktionserfüllung, der Kosten und der Interdependenz durch Kennzahlen quantifizierbar gemacht und die gezielte Einschränkung systemischer Produktfreiheitsgrade durch die Anwendung eines Change Propagation-Algorithmus ermöglicht. Den abschließenden Schritt der Methodik bildet das vierte Teilmodell zur Konfiguration eines Gesamtsystems aus mechatronischen Funktionsmodulen.