The rapid disposal of products has detrimental effects on environment which is increasing resource consumption for the production of new products, along with the waste production. Therefore, designing long lasting products has great importance for achieving sustainable consumption and production. The present study analyzes the implications of an approach called post-use design thinking for achieving sustainable consumption and production through product longevity. To explore that approach, two educational industrial design projects are analyzed throughout the study. The results suggest that post-use design thinking should be considered at the early stages of the design process. The idea generation exercises developed specifically for this design thinking seem to be helpful in generating design solutions for post-use phase. The results also indicate that the post-use design thinking is feasible in terms of design and production for glass packaging products, which is the specific case analyzed throughout the research.

Designschaffende nutzen im Rahmen des Designprozesses vielfältige Werkzeuge, um Entwurfsstände zu erarbeiten und visuelle Darstellungen für die Vermittlung wichtiger Gestaltungsziele zu erzeugen. In der Designpraxis ist zu beobachten, dass die zur Verfügung stehenden Ressourcen und die Werkzeugwahl nicht auf den vorgesehenen Zweck abgestimmt werden. Daraus resultieren erhebliche Probleme in der Kommunikation mit anderen Beteiligten des Entwicklungsprozesses, da die gestalterischen Entwicklungsziele durch ungeeignete Visualisierungen fehlinterpretiert werden. Gleichzeitig ist der sichere Umgang mit Visualisierungswerkzeugen für die Erzeugung präziser, zweckorientierter Arbeitsunterlagen für Entscheidungsprozesse elementar. Dies setzt jedoch umfassende Kenntnisse zur Funktion und spezifischen Wirkung der Visualisierungsmerkmale voraus. Insbesondere für Entwurfsvisualisierungen, die zur Beurteilung des angestrebten Produktcharakters in der Konzeptphase verwendet werden, ergibt sich vor dem Hintergrund der teils ungezielten Werkzeugverwendung weiterer Forschungsbedarf, um eine Wissenslücke zur semantischen Wirkung grafischer Visualisierungsmerkmale zu schließen. In der vorliegenden Arbeit wird daher die Wirkung grafischer Visualisierungsmerkmale auf die Wahrnehmung semantischer Entwurfseigenschaften untersucht, die bisher nicht im Fokus der wissenschaftlichen Auseinandersetzung stehen.:Vorwort 2 1 Einführung und Ziele der Arbeit 7 1.1 Wissenschaftliche Problemlage 7 1.2 Zentrale Fragen und Ziele der Arbeit 9 1.3 Aufbau der Arbeit und methodisches Vorgehen 10 2 Theoretische Grundlagen und aktueller Forschungsstand 11 2.1 Industriedesign im professionellen Anwendungskontext 11 2.2 Entwicklungsprozesse technischer Produkte 13 2.2.1 Prozessmodelle des Industriedesigns 13 2.2.2 Industriedesign als Bestandteil des Produktentwicklungsprozesses 19 2.2.3 Designentscheidungen in der frühen Phase des Produktentwicklungsprozesses 22 2.3 Designvisualisierungen als Entwurfsdarstellungen im Designprozess 25 2.3.1 Einordnung und zentrale Begriffe 25 2.3.2 Entwurfswerkzeuge und deren Verwendung im Designprozess 26 2.3.3 Zentrale Funktionen von Designvisualisierungen 34 2.3.4 Werkzeugeigenschaften von Designvisualisierungen 41 2.3.5 Merkmale von Designvisualisierungen 44 2.4 Die semantische Wirkung des Produktdesigns 52 2.4.1 Einordnung und zentrale Begriffe 52 2.4.2 Semiotische Theorieansätze im Produktdesign 53 2.4.3 Der Produktcharakter im Designprozess 57 2.5 Identifizierter Forschungsbedarf 61 3 Methoden und Vorgehen zur empirischen Datenerhebung 64 3.1 Forschungsfrage und methodisches Vorgehen 64 3.2 Grafische Merkmale von Entwurfsvisualisierungen 66 3.2.1 Aufbau und Visualisierungsmerkmale einer Konzeptdarstellung 66 3.2.2 Ausprägungen grafischer Visualisierungsmerkmale im Designprozess 76 3.2.3 Schlussfolgerungen zu den grafischen Visualisierungsmerkmalen 80 3.3 Stimulusmaterial für die Datenerhebung 85 3.3.1 Entwurf syntaktischer Probekörpervarianten 85 3.3.2 Zusammenstellung der unabhängigen Variablen 88 3.3.3 Synthese zum Testbild 91 3.4 Operationalisierung der semantischen Wirkung 94 3.4.1 Einordnung und zentrale Begriffe zum Semantischen Differenzial 94 3.4.2 Ermittlung der spezifischen Adjektivpaare 94 4 Hauptstudie zur empirischen Datenerhebung 97 4.1 Entwicklung der Forschungshypothesen 97 4.2 Aufbau und Durchführung der Hauptstudie 101 4.3 Erhobene Stichprobe 102 4.4 Statistische Auswertung 103 4.4.1 Auswertungsverfahren und zentrale Begriffe 103 4.4.2 Aufbereitung der quantitativen Daten 104 4.4.3 Verwendete statistische Testverfahren 105 4.5 Statistische Ergebnisse 107 4.5.1 Statistische Voraussetzungen und deskriptive Datenanalyse 107 4.5.2 Explorative Faktorenanalyse 109 4.5.3 Statistische Ergebnisse der mehrfaktoriellen Varianzanalyse 111 5 Interpretation und Diskussion der Ergebnisse 122 5.1 Interpretation der Studienergebnisse 122 5.1.1 Ergebnisinterpretation der syntaktischen Merkmalsausprägungen 122 5.1.2 Ergebnisinterpretation der Flächendarstellungen 125 5.1.3 Ergebnisinterpretation der Liniendarstellungen 128 5.2 Diskussion der Studienergebnisse 132 5.3 Diskussion der wissenschaftlichen Methoden 135 6 Zusammenfassung 138 7 Fazit und Ausblick 142 8 Verzeichnisse 145 Literaturverzeichnis 145 Abbildungsverzeichnis 153 Tabellenverzeichnis 156 Abkürzungsverzeichnis 157 Anhang 158

The design process of a production system referred to as the production system design process (PSDP) impacts on the operational performancethroughout the lifecycle of the production system, especially on the rampupand operation phases. Despite the impact of activities of PSDP on the operational performance, how to manage the PSDP is still a challenge for manufacturing companies. Earlier research urged to develop a systematic PSDP concerning its impact on the operational performance. This thesis aims to contribute with knowledge of how manufacturingcompanies can manage the PSDP by investigating 1) the enablers in thePSDP that impact on operational performance in ramp-up and operation phases, and 2) how the lean production concept could be adopted tomanage the activities during the PSDP. A case study was conducted in aprocess type manufacturing company, where empirical data were collectedfrom three new production line launching projects by qualitative means. This thesis identifies a set of enablers in the PSDP that potentiallyimpact the operational performance after launching the productionsystem. Empirical findings demonstrate that ensuring proper actions onthe identified enablers in the PSDP could lead to higher operationalperformance of the designed production system. These enablers rangefrom the company´s internal boundary to external vendors, requiring asystematic way to manage these diverse aspects. Adopting the lean production concept in the PSDP context, this thesis proposes a model of Lean Production System Design Process, containing 13 principles andrelevant practices. The proposed model of lean PSDP could be used as a systematic processto manage the activities in the PSDP that would ensure proper actions related to the identified enablers. Empirical findings indicate that adoptionof lean in the PSDP could result in reducing lead time of launching a new production system, and achieving fast ramp-up and desired operational performance considering sustainability aspects. Finally, this thesis demonstrates how the lean PSDP could be a means to achieve a sustainable competitive advantage based on the resource based view theoretical perspective. / Utformningsprocessen av ett produktionssystem, i denna avhandlingkallad produktionssystemets utformningsprocess (PSUP), påverkar denoperativa prestandan under hela produktionssystemets livscykel, särskilt iupprampnings- och driftsfasen. Traditionellt sett ligger fokus underutformningsprocessen på att lansera det nya produktionssystemet vidplanerad tidpunkt och enligt budget. Trots att de aktiviteter somgenomförs i utformningsprocessen påverkar den operativa prestandan idriftsfasen, ägnas ofta mindre uppmärksamhet åt designfasen än vad somvore önskvärt. Tidigare forskning har argumenterat för att utveckla ensystematisk designprocess för framtagning av produktionssystem medsyfte att nå en positiv påverkan på den operativa prestandan. Forskningen i denna avhandling bidrar till att öka kunskapen om hurPSUP kan hanteras och förbättras genom att identifiera: 1) möjliggörare i PSUP som påverkar den operativa prestandan i upprampnings- ochdriftfasen, och 2) hur lean konceptet skulle kunna användas för att hanteraaktiviteterna under PSUP. Resultatet är identifieringen av ett antal faktorer/möjliggörare iproduktionssystemets utformningsprocess (PSUP) som potentiellt kanpåverka den operativa prestandan efter lansering av produktionssystemetoch produktionsstart. Dessa möjliggörare handlar om alltifrån frånföretagets interna gränser till externa leverantörer och kräver ensystematisk procedur för att dra nytta av faktorernas potential. Genom attanvända lean även i PSUP-sammanhanget, föreslås här konceptet Lean PSUP (produktionssystemsutformningsprocess), som innehåller 13 principer och relevanta praxis. Den föreslagna modellen för lean PSUP skulle kunna användas och gestruktur till hanteringen av aktiviteterna i utformningsprocessen.Forskningen indikerar att lean inte bara kan användas i driftsfasen utanäven i utformningen av ett produktionssystem, vilket skulle kunnaresultera i bättre integration mellan olika funktioner, minska ledtiden förutformning och lansering av ett nytt produktionssystem, och uppnå snabbupprampning och önskad operativ prestanda, både avseende produktionoch hållbarhet. Slutligen visar denna avhandling hur lean PSUP kan varaett sätt att uppnå konkurrensfördelar ur ett resursbaserat teoretiskt perspektiv.

Es besteht weitgehender Konsens darüber, dass Designer mit anderen Beteiligten gemeinsam bereits in frühe Phasen von Innovations- und Entwicklungsprozessen eingebunden werden müssen. Unterschiedliche Ausbildungsformen, Begriffe, Methoden und Fachkulturen von Designern und den traditionell in Technologieentwicklung involvierten Ingenieuren und Naturwissenschaftlern erschweren oder verhindern in der Praxis oftmals eine effektive Zusammenarbeit. Dieses Buch widmet sich in diesem Kontext dem bislang nur unzureichend gelösten Problem der Akquise des für den Designentwurf relevanten Wissens aus dem individuell verfügbaren Repertoire: Während diese bei Experten weitgehend intuitiv abläuft ist, stellt sie insbesondere für ingenieurwissenschaftlich vorgebildete Designnovizen ohne spezifische methodische Unterstützung ein Problem dar. Um geeignete Methoden auswählen und entwickeln zu können, wird in einem umfangreichen theoretischen Teil untersucht, wie dieses individuelle Designwissen charakterisiert ist. Auf Grundlage einer umfassenden Definition von Designwissen werden potenziell geeignete Methoden zur Unterstützung dessen Akquise dargestellt und bewertet. Reflexive Methoden auf der Basis generischer Fragelisten sowie narrative Methoden auf Basis von Nutzer-Archetypen (Personas) und normativen Szenarien bilden dabei den Schwerpunkt. Der empirische Teil umfasst vier Untersuchungen. Der tatsächliche Effekt von spezifischen reflexiven und narrativen Methoden bei der individuellen Wissensakquise wird in drei Studien mit experimentellem Charakter nachgewiesen und diskutiert. Eine vergleichende explorative Feldstudie zum Einsatz von Methoden in der beruflichen Praxis von Designern und Konstrukteuren ergänzt die Erkenntnisse und hilft, diese in einen breiteren Kontext einzuordnen.:0 VORWORT v 0.1 Danksagung v 0.2 Anmerkungen zu Form und Sprache vii 0.3 Einordnung der Arbeit in den Designforschungskontext viii 1 EINFÜHRUNG 1 1.1 Wissenschaftliche Problemlage 1 1.2 Methodisches Vorgehen 7 2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 9 2.1 Entwerfen 9 2.1.1 Neues Schaffen 9 2.1.2 Entwurfsdisziplinen 10 2.1.3 Innovation 21 2.1.4 Kreativität 27 2.2 Entwurfsaufgaben als Probleme 33 2.2.1 Entwurfsaufgaben als schwach strukturierte Probleme 34 2.2.2 Entwurfsaufgaben als bösartige Probleme 37 2.2.3 Entwurfsaufgaben als komplexe Probleme 39 2.2.4 Entwurfsaufgaben als wissensreiche Probleme 41 2.2.5 Entwurfsprobleme als Kategorie 43 2.2.6 Zusammenfassung 45 2.3 Entwurfsprozesse 47 2.3.1 Entwerfen als menschliches Problemlösen 47 2.3.2 Entwerfen als reflexive Konversation 53 2.3.3 Entwerfen als psychisch regulierte Tätigkeit 56 2.3.4 Vorgehensmodelle in den Disziplinen 68 2.3.5 Zusammenfassung 72 2.4 Entwurfswissen 74 2.4.1 Eingrenzung des Begriffs 74 2.4.2 Nicht-Wissen und Unsicherheit 80 2.4.3 Vor- und Erfahrungswissen 83 2.4.4 Fakten- und Episodisches Wissen, Sach- und Handlungswissen 86 2.4.5 Soziokulturelles und Alltagswissen 89 2.4.6 Implizites und explizites Wissen 92 2.4.7 Objektives, subjektives, rationales und emotionales Wissen 100 2.4.8 Zusammenfassende Definition 103 2.5 Methoden zur Wissensakquise 108 2.5.1 Markt- und Zielgruppenanalysen 109 2.5.2 Anforderungslisten 113 2.5.3 Brainstorming und Derivate 117 2.5.4 Assoziation und Analogiebildung 119 2.5.5 Entwurfszeichnen und Entwurfshandeln 122 2.5.6 Fragenbasierte Selbstreflexion 124 2.5.7 Narration 126 2.5.8 Persona 129 2.5.9 Szenario 135 2.5.10 Methodenakzeptanz in der Praxis 143 2.6 Zusammenfassung und Auswahl geeigneter Methoden 147 3 EMPIRISCHE UNTERSUCHUNGEN 151 3.1 Methodeneinsatz in frühen Entwurfsphasen in der Praxis von Designern und Konstrukteuren 154 3.1.1 Problem und Fragestellungen 154 3.1.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 157 3.1.3 Ergebnisse der Untersuchung 160 3.1.4 Interpretation und Diskussion 176 3.2 Unterstützung der Anforderungsermittlung durch fragenbasierte Selbstreflexion 180 3.2.1 Problem und Fragestellungen 180 3.2.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 183 3.2.3 Ergebnisse der Untersuchung 184 3.2.4 Diskussion und Interpretation 186 3.3 Unterstützung der Akquise von Designwissen durch narrative Methoden 189 3.3.1 Problem und Fragestellungen 189 3.3.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 192 3.3.3 Ergebnisse der Untersuchung 197 3.3.4 Interpretation und Diskussion der Ergebnisse 205 3.4 Unterstützung der Akquise von Designwissen durch fragenbasierte Selbstreflexion 211 3.4.1 Problem und Fragestellungen 211 3.4.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 212 3.4.3 Ergebnisse der Untersuchung 216 3.4.4 Interpretation und Diskussion der Ergebnisse 227 4 ZUSAMMENFASSUNG 233 5 AUSBLICK 243 6 VERZEICHNISSE 247 6.1 Literaturverzeichnis 247 6.2 Abbildungsverzeichnis 282 6.3 Tabellenverzeichnis 285 6.4 Abkürzungs- und Symbolverzeichnis 287 7 ANHANG 289