Eine Hypothese ist eine überprüfbare Vermutung, oft als Wenn-dann-Satz: „Je größer der Durchmesser eines Holzstabs, desto größer ist die Last, bei der er bricht.“ Das Versuchsdesign legt fest, wie man sie prüft:

• Unabhängige Variable: die Größe, die man gezielt ändert (der Durchmesser).
• Abhängige Variable: die Größe, die man misst (die Bruchlast).
• Störgrößen: alles andere, was das Ergebnis beeinflussen könnte (Holzart, Länge, Feuchte). Sie werden konstant gehalten.
• Wiederholungen: mehrere gleiche Proben je Einstellung, damit Zufall und Messfehler sichtbar werden.
• Messmittel und ihre Genauigkeit.

Die Objektivität verlangt, dass das Ergebnis nicht von der Person abhängt, die misst und auswertet. Die Reliabilität (Zuverlässigkeit) verlangt, dass eine Wiederholung unter gleichen Bedingungen gleiche Ergebnisse liefert. Ihr Maß ist die Streuung der Messwerte. Die Validität (Gültigkeit) verlangt, dass das Verfahren wirklich das misst, was gemessen werden soll.

Reliabilität ist Voraussetzung für Validität, reicht aber nicht aus. Wer die Dämmwirkung einer Wand durch die Lufttemperatur im Raum bestimmen will, misst bei jeder Wiederholung vielleicht denselben Wert. Er misst aber nicht die Dämmung, denn auch Heizung und Sonne beeinflussen die Lufttemperatur.

Vor dem Start prüft man die Machbarkeit: Ist das Vorhaben technisch, wirtschaftlich, zeitlich und rechtlich umsetzbar? Das Lastenheft nennt, was der Auftraggeber verlangt. Das Pflichtenheft beschreibt, wie und womit der Auftragnehmer das umsetzt. Es ist die verbindliche Grundlage für Entwicklung und Abnahme (Prüfung am Ende).

Anforderungen werden messbar formuliert und in Muss (unverzichtbar), Soll (wünschenswert) und Kann (zusätzlich) eingeteilt. Für die Handyhalterung: Muss: hält ein Smartphone bis 250 g sicher am Lenker mit 22 bis 32 mm Durchmesser. Soll: Montage ohne Werkzeug in unter 30 s. Kann: Führung für das Ladekabel.

In der Kalkulation addiert man Materialkosten und Fertigungskosten (Arbeitszeit mal Kostensatz je Stunde) zu den Einzelkosten. Dazu kommen Gemeinkosten, die sich keinem einzelnen Produkt zuordnen lassen, etwa die Miete der Werkstatt. Man rechnet sie als Zuschlag z auf die Einzelkosten. Ergebnis sind die Selbstkosten je Stück. Mit einem Gewinnaufschlag erhält man den Verkaufspreis.

Beispiel mit angenommenen Zahlen: Material 12 Euro, Fertigung 0,5 h bei 36 Euro je Stunde, also 18 Euro. Die Einzelkosten sind 30 Euro. Bei 20 % Gemeinkostenzuschlag betragen die Selbstkosten 30 · 1,2 = 36 Euro. Mit 15 % Gewinnaufschlag (5,40 Euro) ergibt sich ein Verkaufspreis von 41,40 Euro.

Ein Projekt ist ein einmaliges Vorhaben mit Ziel, Zeitrahmen und begrenzten Mitteln. Projektmanagement plant und steuert es in vier Phasen: Definition (Ziel, Auftrag, Machbarkeit, Pflichtenheft), Planung (Lösungsideen mit Brainstorming, Brainwriting oder morphologischem Kasten finden und anhand des Pflichtenhefts auswählen; Aufgaben in Arbeitspakete gliedern, Termine, Verantwortliche, Kosten, Risiken), Durchführung (umsetzen, Fortschritt prüfen, gegensteuern) und Abschluss (Abnahme, Dokumentation, Auswertung). Zeit, Kosten und Qualität hängen zusammen: Wer eines verbessert, belastet meist ein anderes. Ein Meilenstein ist ein Termin mit überprüfbarem Ergebnis. Der kritische Pfad ist die längste Kette voneinander abhängiger Vorgänge. Er bestimmt die Projektdauer.

Die Produktdokumentation hält fest, was das Produkt ist und wie man es herstellt, benutzt und wartet: Pflichtenheft, Berechnungen, Prüfprotokolle und Bedienungsanleitung. Zu ihr gehört der Plansatz, das sind die zusammengehörigen Zeichnungen und Pläne: Gesamtzeichnung, Einzelteilzeichnungen, Stückliste und gegebenenfalls Schaltplan.

Nur im Leistungskurs (erhöhtes Niveau).

• Eine eigene wissenschaftliche Studie geht vor wie oben: Fragestellung, Hypothese, Versuchsdesign, Durchführung, Auswertung, Diskussion der Grenzen.
• Eine technische Machbarkeitsstudie prüft vor Projektbeginn, ob eine Lösung technisch, wirtschaftlich, rechtlich und zeitlich erreichbar ist, und endet mit einer Empfehlung.
• Eine Ökobilanz erfasst die Umweltwirkungen eines Produkts über seinen Lebenszyklus in vier Schritten: Ziel und Untersuchungsrahmen, Sachbilanz (Stoff- und Energieflüsse), Wirkungsabschätzung, Auswertung.
• Eine Risikoanalyse bewertet mögliche Schadensereignisse. Das Risiko ist das Produkt aus Eintrittswahrscheinlichkeit p und Schadenshöhe S. Maßnahmen sind vermeiden, vermindern, übertragen (Versicherung) oder akzeptieren.
• Partizipation bedeutet, Betroffene an Planung und Entscheidung zu beteiligen.

Eine wissenschaftliche Arbeit hat meist: Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Einleitung (Fragestellung, Ziel), Hauptteil (Grundlagen, Methode, Durchführung, Ergebnisse), Diskussion und Fazit, Quellenverzeichnis und Anhang. Aussagen werden belegt, fremde Gedanken mit Quelle gekennzeichnet.

Die Ingenieurwissenschaften verlangen zusätzlich: den Stand der Technik, also die aktuell verfügbaren Lösungen und Kenntnisse in Normen, Fachliteratur, Patentschriften und Produkten; technische Darstellungen wie normgerechte Zeichnungen, Schaltpläne und Diagramme mit Achsenbeschriftung und Einheit; die Produktbewertung, die prüft, wie gut das Ergebnis die Anforderungen des Pflichtenhefts erfüllt; und die Anwendungsbeurteilung, die einschätzt, ob das Produkt im realen Einsatz taugt.

Ein Schutzrecht gibt dem Inhaber das alleinige Recht, ein geistiges Erzeugnis zu nutzen. Andere brauchen seine Erlaubnis. Die Angaben gelten für Deutschland, die Fristen sind Höchstdauern.

Eine Lizenz erlaubt, ein Werk oder eine Erfindung unter festgelegten Bedingungen zu nutzen, etwa gegen Gebühr oder mit Namensnennung. Freie Lizenzen wie Creative Commons erlauben Nutzung und Weitergabe unter Bedingungen.