VDI 6220 Blatt 1-2012 Biomimetics - Conception and strategy - Differences between biomimetic and conventional methods products.pdf
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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREBionikKonzeption und StrategieAbgrenzung zwischen bionischen und konventionellen Verfahren/ProduktenBiomimeticsConception and strategyDifferences between biomimetic and conventionalmethods/productsVDI 6220Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuc
2、h BionikVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2012Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedICS 07.080 Dezem
3、ber 2012 December 2012FrhereAusgabe: VDI6220:2011-06 Entwurf Formeredition: VDI 6220:2011-06 DraftVDI-Gesellschaft Technologies of Life Sciences (TLS)Fachbereich BionikInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungs
4、bereich . . . . . . . . . . . . . . 62 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Was ist Bionik? . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1 Begriffsdefinition . . . . . . . . . . . . . . 93.2 Wesen der Bionik . . . . . . . . . . . . . . 103.3 Abgrenzung zu und Schnittmengen mit verwandten Wi
5、ssenschaften. . . . . . . . . 113.4 Bionische Produkte und Prozesse. . . . . . 124 Grund und Anlass bionische Verfahren zu nutzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.1 Mglichkeiten, Leistungsfhigkeit und Erfolgsfaktoren der Bionik . . . . . . . . . 194.2 Bionik und Nachhaltigkeit . . . . . .
6、 . . . 204.3 Grenzen der Bionik . . . . . . . . . . . . . 225 Prozess des bionischen Arbeitens . . . . . . 235.1 Ideenfindung . . . . . . . . . . . . . . . . 245.2 Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285.3 Abstraktion und Analogie. . . . . . . . . . 295.4 Von der Planung bis zur Invention
7、. . . . . 315.5 Der Kommunikationsprozess im bionischen Arbeiten . . . . . . . . . . . . . 316 Implementierung der Bionik in die Innovationssysteme . . . . . . . . . . . . . . 32Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8、2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 73 What is biomimetics? . . . . . . . . . . . . . 93.1 Definition of the term. . . . . . . . . . . . 93.2 The essentials of biomimetics . . .
9、. . . . 103.3 Boundaries to and areas of overlap with related sciences . . . . . . . . . . . . . . . 113.4 Biomimetic products and processes . . . . 124 Reasons and occasions for using biomimetic methods . . . . . . . . . . 194.1 Possibilities, performance, and success factors for biomimetics . . .
10、. . . 194.2 Biomimetics and sustainability . . . . . . . 204.3 Limits of biomimetics . . . . . . . . . . . 225 Biomimetic engineering process . . . . . . . 235.1 Development of new ideas . . . . . . . . . 245.2 Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285.3 Abstraction and analogy . . . . . . .
11、 . . . 295.4 From the planning phase to the invention . 315.5 The communication process in biomimetics. . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Implementation of biomimetics in the innovation systems . . . . . . . . . . . . . . 32Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Die deutsche Versio
12、n dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - S
13、tand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 2 VDI 6220 Blatt 1 / Part 1VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie,
14、 der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen,
15、 die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungUnter Bionik werden Forschungs- und Entwick-lungsanstze verstanden, die ein technisches Anwen-dungsinteresse verfolgen und auf der Suche nach Problemlsungen, Erfindungen und Innovationen Wissen aus der
16、 Analyse lebender Systeme heranzie-hen und dieses Wissen auf technische Systeme ber-tragen. Der Gedanke der bertragung von der Biolo-gie zur Technik ist dabei das zentrale Element der Bi-onik (zur Definition der Bionik siehe Abschnitt 3).Die grundlegende Motivation fr die bertragung von biologischen
17、 Lsungen auf technische Anwen-dungen besteht darin, dass im Lauf von 3,8 Milliar-den Jahren evolutiv optimierte biologische Struktu-ren entstanden sind, die auch fr technische Entwick-lungen bedeutsam und berzeugend sein knnen. Heute sind ber 2,5 Millionen identifizierte Arten mit ihren spezifischen
18、 Besonderheiten weitgehend be-schrieben. Im Sinne der Bionik stehen sie als giganti-scher Ideenpool fr technische Problemlsungen zur Verfgung.Historisch lsst sich die Bionik in folgende Entwick-lungsphasen einteilen 1: Ab etwa 1950 begann eine modellbasierte Bionik, die sich vor allem im Flug-zeug-,
19、 Fahrzeug- und Schiffbau durchsetzte und auf Basis der hnlichkeitstheorie Modellgesetze fr die Prinzipienbertragung von biologischen Vorbildern auf technische Ausfhrungen ableitete. Etwa um 1960 wurden durch den Einfluss der Kybernetik die beiden Sulen der Bionik Biologie und Technik erstmalig auf e
20、in gemeinsames sprachliches und me-thodisches Fundament gestellt, das eine wichtige Ba-sis fr das zentrale Element des Wissenstransfers in-nerhalb der Bionik darstellt. Seit etwa 1980 wird die Bionik auch auf die Nano- und Mikroskala erweitert (z. B. Lotus-Effect) 2. Neue Methoden der Mess- und Fert
21、igungstechnik waren dazu der Schlssel. Seit Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), s
22、torage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honor
23、ary con-tributors to this guideline.IntroductionBiomimetics is understood to be the application of re-search and development approaches of interest to technical applications and which use knowledge gained from the analysis of living systems to find so-lutions to problems, create new inventions and i
24、nno-vations, and transfer this knowledge to technical sys-tems. The idea of transferring biological principles to technology is the central element of biomimetics (see Section 3 for a definition of biomimetics).The basic motivation behind the transfer of biological solutions to technical application
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