Begriffe, Merkmale und Eigenschaften

Von zentraler Bedeutung innerhalb der Gruppentechnik sind Merk-male, deren Ausprägungen (auch als Merkmalsausprägungen bezeichnet) sowie Eigenschaften. Mittels den letzteren werden Objekte beschrieben und basierend auf dieser Beschreibung zu Objektgruppen definierter Ähnlichkeit zusammengefasst bzw. geglie-dert. Objektgruppen können als abstrakte Objekte (z.B. doppeltwir-kende Pneumatikzylinder) aufgefasst und in der selben Weise wie konkrete Objekte (z. B. der doppeltwirkende Pneumatikzylinder DSNP-60.80 der Fa. FESTO) behandelt werden.

Merkmale dienen zum Beschreiben und Unterscheiden von Objek-ten [DIN4000-1]. Es handelt sich dabei um nicht veränderbare Kenn-zeichen einer Menge von Objekten, die zu deren Charakterisierung verschiedene Ausprägungen (Werte) annehmen.

Die Charakteristika der Beschreibung von Objekten oder Objekt-gruppen wird demzufolge durch das der Beschreibung zugrundelie-gende Merkmal definiert. Die sorgfältige und eindeutige Definition der zu verwendenden Merkmale beeinflusst die Qualität der daraus resultierenden Objektklassifikation massgeblich.

Innerhalb der Merkmalsdefinition umfasst folgende Informationen:

• die eindeutige Definition hinsichtlich der vorgesehenen Anwen-dung (als Semantik eines Merkmals bezeichnet),

• die jeweilige Skalierungsmethode,

• die Ausprägungsdomäne sowie gegebenenfalls

• die Masseinheit.

Die Semantik eines Merkmals beinhaltet im wesentlichen die exakte Definition wie dieses Merkmal anzuwenden ist. Beispielsweise kann ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder durch das Merkmal „Hub H“

beschrieben werden. Die Definition dieses Merkmal muss beinhalten, was unter dem Hub H des zu beschreibenden abstrakten Gegenstan-des zu verstehen ist - in diesem Fall die Strecke zwischen der eingefah-renen und ausgefaheingefah-renen Position der Kolbenstange des Pneumatikzylinders.

Oftmals wird die Semantik eines Merkmals in einer Skizze verdeut-licht. In diesen werden die verschiedenen Merkmale anhand eines Komplexteiles verdeutlicht.

Bild (B002oklZ) Das Merkmal „Hub“ eines Pneumatikzylinders

Hinsichtlich der Semantik von Merkmalen wird weiterhin zwischen expliziten und impliziten Merkmalen unterschieden.

• Implizite Merkmale sind nicht quantifizierbar und weisen als Ausprägung Begriffe oder Bezeichnungen auf. In diesem Fall sind die Ausprägungen oftmals interpretierbar. Eine eindeutige Aussage ist wiederum erst in Verbindung mit dem zugehörigen Merkmal zu treffen. Beispielsweise könnte ein Objekt bezüglich dem Merkmal „Fertigungsverfahren“ die Ausprägung „Dreh-teil“ aufweisen. Alleinstehend „impliziert“ diese Ausprägung, dass es sich um ein rotationssymmetrisches Objekt handelt. Die eindeutige Semantik ist erst mit der Eigenschaft „Fertigungs-verfahren Drehteil“ gegeben. Die entsprechende Ausprägung kann entweder verschlüsselt (in diesem Fall handelt es sich um eine nominale Skalierung) oder einem Objekt direkt als Ausprä-gung bezüglich eines Merkmals zugewiesen werden.

• Explizite Merkmale können quantifiziert werden. In Abhängig-keit der Skalierungsmethode wird zwischen nominalen, ordina-len sowie kardinaordina-len Merkmaordina-len unterschieden. Explizite Merkmale sind nicht interpretierbar.

Die Skalierung des Merkmals bestimmt den Informationsgehalt der auf diesem Merkmal basiereden Eigenschaft massgeblich (vgl. Bild B003oklZ).

Die Ausprägungen nominaler Merkmale beschreiben lediglich ver-schiedene Zustände des Objekts durch kategoriale Urteile, ohne eine Rangfolge zu enthalten. Eine Sonderform stellen die binären Merk-male dar, die lediglich zwei Ausprägungen annehmen können. Nomi-nal skalierte Merkmale bzw. Eigenschaften weisen den geringsten Informationsinhalt auf. Wird für ein explizites Merkmal nominal ska-liert kommt es aufgrund der hierfür notwendigen Bereichsbildung zu einem Informationsverlust.

Hub H

ausgefahrene

Kolbenstange eingefahrene Kolbenstange

Bild (B003oklZ) Skalierungsarten [HiT-71]

Wird beispielsweise die Länge eines Werkstückes mittels eines nomi-nalen Merkmals beschrieben (vgl. Bild B004oklZ) kann im folgenden lediglich die Aussage getroffen werden, dass das beschriebene Werk-stück eine Länge im Bereich 20 - 29 mm ausweist.

Bild (B004oklZ) Informationsverlust einer nominalen Skalierung

Ordinale Merkmale erlauben im Gegensatz dazu, eine Ordnungsrela-tion abzubilden, d.h. es kann zusätzlich eine Rangfolge der Merk-malsausprägungen angegeben werden.

Kardinale Merkmale können beliebige Werte einer Skala mit defi-nierter Masseinheit annehmen. Zu unterscheiden ist hierbei zwischen Skalen mit fest definierten Nullpunkt (metrische Skalierung), solchen die ein beliebiges Intervall ohne definierten Nullpunkt abbilden und Skalen mit fest definierten Null- und Endpunkt (Intervall Sakalierung).

Die Ausprägungsdomäne eines Merkmals definiert den zugrunde-liegenden Datentyp (z.B. Ganzzahl, Kommazahl etc.) sowie den

mög-Ordinal Reihenfolge Null- und Endpunkt

Kardinal Quantifizierung

0 , 1 , 2 , . . . n

0 , 1 0 : Nut vorhanden 1 : keine Nut vorhanden 0 : Rotationsteil 1 : prismatisches Teil 2 : Blechteil

Identifikation

lichen Wertebereich (z.B. Anzahl der Stellen) bzw. vorgesehene oder natürlich-physikalische Grenzen (z.B. den absoluten Nullpunkt bei der Temperatur). Die Wahl bzw. Definition der Domäne eines Merkmals ist von der gewählten Skalierungsart abhängig.

Die Masseinheit legt fest, ob und falls vorhanden welche Massein-heit zur Anwendung kommen soll.

Beispielsweise würde im Falle des rotationssymmetrischen Zylinders für das Merkmal „Länge des Zylinders“ eine metrische Skalierung, als Domäne eine 4-stellige Kommazahl mit 2 Stellen hinter dem Komma sowie als Masseinheit die SI-Einheit [mm] definiert.

Über die jeweilige Ausprägung (z.B. „50“ im Falle des obigen Bei-spiels) können konkrete Gegenstände hinsichtlich des zugrunde lie-genden Merkmals beschrieben und untereinander unterschieden werden. Eine Ausprägung für sich allein (z.B. 50) hat keine Aussage-kraft, da Ausprägungen von dem zugehörigen Merkmal semantisch abhängig sind.

Die Eigenschaft eines Objektes oder einer Objektgruppe ist durch die Verknüpfung von Merkmal und Ausprägung definiert. Eine Eigen-schaft des Zylinders ist beispielsweise „Hub des Pneumatikzylinders H

=50mm“.

Bild (B005oklZ) Zusammenhang Merkmal - Ausprägung - Eigenschaft

Durch Begriffe werden Mengen individueller Gegenstände zu einem gedachten, allgemeinen Gegenstand zusammengefasst und durch diesen gedanklich und sprachlich verfügbar gemacht [DIN2330].

Unter dem Begriff „Pneumatikzylinder“ werden beispielsweise alle Arten von Pneumatikzylinder unabhängig von den verschiedenen möglichen Ausführungsvarianten (einfachwirkende Zylinder, doppelt-wirkende Zylinder, Kompaktzylinder etc.) zusammengefasst und

50 mm

Merkmal: Hub [mm] / Ausprägung: 50

Eigenschaft = Merkmal + Ausprägung:

Hub = 50 mm

gedanklich greifbar. Mittels Merkmale können Begriffen weitere Infor-mationen zugeordnet werden, die zur Unterscheidung bzw. Ein-schränkung dienen [DIN2330]. Der Begriff „Pneumatikzylinder Hub 12mm / Kolben∅50mm“ beschränkt sich beispielsweise auf Zylinder mit einem definierten Hub (50mm) und Kolben∅ (12mm).