Dissertationen

Beim Schmieden von Aluminium ist die Hauptausfallursache der Werkzeuge der adhäsionsbedingte Verschleiß. Durch die hohe Affinität zum Anhaften von Aluminiumlegierungen an den Stahlwerkstoffen der Schmiedegesenke entstehen sogenannte «Aufkleber», welche das Schmiedeergebnis negativ beeinflussen. Demzufolge müssen die Gravuren der Werkzeuge regelmäßig überholt werden. Das Intervall der Überholung hängt maßgeblich von Werkstückgeometrie und -temperatur sowie von Werkzeugtemperatur, -werkstoff und -oberfläche ab.

In der vorliegenden Arbeit wird ein Modell entwickelt, das den adhäsiven Verschleiß prognostiziert und somit die Standmenge bzw. den Zeitpunkt des potentiellen Werkzeugausfalls bestimmt. Dieses Modell basiert auf der Korrelation von simulativ und experimentell ermittelten Daten. Nach Auswertung der Sensitivität der variierten Parameter werden Einflussgrößen, wie Umform- oder Werkzeugtemperatur, in einem Data-Mining-Modell zusammengefasst. Mithilfe verschiedener Algorithmen kann somit nach der Simulation eines beliebigen Aluminiumumformprozesses die sich einstellende Oberflächengüte und demzufolge die Standmenge der Werkzeuge vorhergesagt werden.

Schmieden, Adhäsion, Aluminium, Verschleiß

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in modernen Produktionsanlagen unverzichtbar geworden. Aufgrund der signifikanten Fortschritte im Bereich der FTS und der zunehmenden Automatisierung innerhalb der Produktionsanlagen steigen die Einsatzmöglichkeiten für FTS. Bisher werden die Roadmaps für die Fahrzeuge meist manuell erstellt, was zu langen und aufwändigen Planungsphasen führt. Diese Arbeit untersucht, wie das Wissen der Systemplaner in einen wegweisenden Algorithmus integriert werden kann, um menschliche Logik mit mathematischer Optimierung zu kombinieren und so Roadmaps für FTS zu erstellen, die effizient und anwendbar sind.

Die Kombination von mathematischer und menschlicher Planung wurde durch die Kombination eines unscharfen Inferenzsystems mit einem traditionellen Pfadfindungsalgorithmus - dem A*-Algorithmus - erreicht. Das Fuzzy-Inferenzsystem speichert das Wissen der Systemplaner in Form von Fuzzy-Regeln und die Ausgabe der Regeln hat direkten Einfluss auf die Wegplanung des A*-Algorithmus.

Wegfindung, Expertensystem, Fuzzy-Logik, Fahrerloses Transportsystem, Fahrerloses Transportfahrzeug

Steigende Beschaffungskosten für elektrische Energie sowie eine Zunahme der Strompreisvolatilität durch die vermehrte Einspeisung erneuerbarer Energien gefährden die internationale Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen in Deutschland. Zur Begegnung dieser Herausforderung muss mittelfristig die Energienachfrage an das Energieangebot angepasst werden. Im Rahmen des nachfrageseitigen Energiemanagements müssen Unternehmen vermehrt Energie dann verbrauchen, wenn Energie günstig ist. Ein Ansatzpunkt hierfür stellt die Fertigungssteuerung dar, da diese die Aufgabe besitzt, den durch die Produktionsplanung erstellten Produktionsplan aufgrund häufig unvermeidlicher Störungen umzusetzen. Sie bestimmt somit, wann welcher Auftrag der Produktion zugeht und bearbeitet wird. In dieser Arbeit wird daher der Einfluss der Fertigungssteuerung auf die Energiekosten beschrieben und in ein bestehendes Wirkmodell der Fertigungssteuerung integriert. Aufbauend auf dem Wirkmodell wird eine Reihenfolgeregel als Entscheidungsmodell entwickelt, welche neben den Energiepreisen die terminliche Dringlichkeit der einzelnen Aufträge berücksichtigt und somit Energiekosteneinsparungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der logistischen Zielgrößen ermöglicht. Die simulationsgestützte Validierung dieser Reihenfolgeregel belegt schließlich einen Teil des Wirkmodells. Auf Basis des validierten Wirkmodells werden letztlich die Anwendungsvoraussetzungen sowie die Einflüsse auf die logistischen Zielgrößen einer energiepreisorientierten Reihenfolgeregel beschrieben.

Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung, Energiepreise, Energiekosten, Strompreisvolatilität

Die Einführung einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen ist insbesondere bei Nachrüstungen im maritimen Bereich mit Hemmnissen verbunden. Sensornetzwerke in Verbindung mit drahtlosen, energieautarken Sensorknoten vermeiden den Verkabelungsaufwand zur Energieversorgung und Datenübertragung vollständig, sodass die Sensorik zur Messwerterfassung mit einmaligem Installationsaufwand integriert werden kann. Energy Harvesting Systeme ermöglichen eine elektrische Versorgung der Sensorknoten mit Energie aus der unmittelbaren Umgebung.
Die vorliegende Arbeit verfolgt daher das Ziel ein Modell zu entwickeln, mit dessen Hilfe die energetische Auslegung von drahtlosen, energieautarken Sensorknoten zur Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen ermöglicht wird.

Drahtloses Sensornetzwerk, Energy Harvesting, Energieautarke Sensorik, Condition Monitoring

In der Intralogistik werden u. a. Unstetigförderer wie fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) mit Gabelhubvorrichtung eingesetzt. Um den Einrichtungsaufwand zu reduzieren und um FTF auch für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) wirtschaftlich nutzbar zu machen, werden autonom agierende FTF verwendet. Diese FTF lassen sich dezentral über die natürlichen Kommunikationskanäle des Menschen beauftragen, wobei der Mensch die Interaktion über Sprache am häufigsten verwendet. Die vorliegende Arbeit behandelt die zentrale wissenschaftliche Fragestellung, unter welchen Bedingungen eine dezentrale Sprachsteuerung für autonom agierende FTF in intralogistischer Umgebung funktioniert und welchen Beitrag dabei die kognitive Informationsverarbeitung des Bedieners liefert. Dazu wurde eine Sprachsteuerung für FTF sowie ein Elektroenzephalografie (EEG)-basiertes Messsystem zur Untersuchung der kognitiven Informationsverarbeitung entwickelt. Zur Evaluierung der Interaktion mit dem FTF wurden vier unabhängige Studien durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Annahme, dass eine Sprachsteuerung für FTF in intralogistischer Umgebung weitestgehend sprecherunabhängig anwendbar ist. Jedoch haben Störgeräusche einen signifikanten Einfluss auf den Erkennungsfehler der Sprachsteuerung. Zudem ließ sich feststellen, dass die Interaktion echtzeitfähig umsetzbar ist und dass die Unaufmerksamkeit sowie Entspanntheit des Bedieners einen signifikanten Einfluss auf das Arbeitsergebnis aufweisen.

Kognition, Sprachsteuerung, fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), Mensch- Maschine-Interaktion (MMI)

Die Gestaltung der Vorform eines Schmiedeprozesses hat einen großen Einfluss auf die Qualität der Stadienfolge, welche sich direkt auf deren Wirtschaftlichkeit auswirkt und ist aktuell ein zeitaufwendiger, manueller Prozess. ln dieser Arbeit wird eine Methode zur algorithmischen Vorformoptimierung für komplexe Langteile vorgestellt, um den Entwicklungsaufwand für mehrstufige Stadienfolgen zu reduzieren. Dazu werden analytische Gleichungen entwickelt, welche die Eignung von Vorformen beschreiben. Diese Gleichungen berücksichtigen alle wesentlichen Qualitäts- (Formfüllung und Faltenfreiheit) und Wirtschaftlichkeitsparameter (Gratanteil, Umformkraft, Fertigungsaufwand).

Um das multikriterielle Optimierungsproblem zu lösen, wird ein evolutionärer Algorithmus eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass es mit Hilfe des entwickelten Algorithmus möglich ist, automatisiert Vorformen in weniger als 60 Sekunden zu erzeugen. Weiterhin wird eine Methode zur Reduktion des Gratanteils für querkeilgewalzte Vorformen entwickelt. Auf Basis dieser Methode kann der minimal erforderliche Gratanteil in einzelnen Bauteilmodulen bestimmt und so insgesamt der Gratanteil durch eine optimierte Massenvorverteilung reduziert werden. lm Vergleich zu konventionell ausgelegten Vorformen wurde so eine Gratreduktion um bis zu 66 % erreicht.

Massivumformung, Evolutionärer Algorithmus, Vorformoptimierung, Gratreduktion

Die am häufigsten verwendete Methode zum Umformen von Schmiedebauteilen in der Warmmassivumformung ist das gratbehaftete Gesenkschmieden. Dabei wird ein Materialüberschuss über die Gratbahn verdrängt und bildet den Grat. Die Gratbahn, welche üblicherweise unveränderlich ist, hat entscheidenden Einfluss auf den Stofffluss im Gesenk und damit auf die Formfüllung, die Materialausnutzung und weitere Prozesseigenschaften.

In dieser Arbeit wurde eine variable Gratbahn entwickelt, welche im Umformprozess in vertikaler Richtung veränderlich ist. Sie kann dazu genutzt werden den Stofffluss während des Umformprozesses zu verändern. Dadurch ist es möglich mehr Material im Gesenk zu halten und die Formfüllung zu verbessern. In experimentellen Versuchen wurde eine maximale Verbesserung der Steighöhe des Materials bei einem Versuchsbauteil von 4,6 mm bzw. 17,2 % erreicht. Zudem wurde der Einfluss verschiedener Parameter, wie der Werkstücktemperatur, der Freischaltkraft oder der Höhe der variablen Gratbahn evaluiert.

Zur Anwendung einer variablen Gratbahn auf andere Schmiedebauteile wurde eine Richtlinie auf Basis von FEM-Simulationen gestaltet. Die Richtlinie zeigt eine Empfehlung für ein Vorgehen zur Gestaltung einer variablen Gratbahn für verschiedene Schmiedebauteile zur Verbesserung der Formfüllung auf.

Massivumformung, Finite-Elemente-Methode (FEM), Gratbahn, Stofffluss, Werkzeuggestaltung

Die industrielle Wertschöpfung wird zunehmend von der Dynamik der Märkte getrie-ben. Für den Unternehmenserfolg ist die Beherrschung dieser Dynamik in Produktion und Logistik entscheidend. Eine stärkere Bedeutung bekommt dabei auch die Wert-schöpfung in Netzwerken. Eine hohe Prozessorientierung führt zu stärkeren dynami-schen Wechselwirkungen auch zwischen den Produktionsstufen.

Die Unternehmen brauchen Kenntnisse darüber, wie sie die Dynamik in ihren pro-duktionslogistischen Prozessen beherrschen, aber auch wie sie die Auswirkungen auf die versorgenden und abnehmenden Prozesse begrenzen. In der vorliegenden Arbeit werden daher aufbauend auf einem neuen Modell zur Erklärung dynamischer Prozesse die Dynamik verstärkenden Effekte erarbeitet. Dabei werden sowohl de-terministische als auch stochastische Wechselwirkungen berücksichtigt. Nach der Beschreibung dieser Wechselwirkungen sowohl für Fertigungs- als auch für Monta-geprozesse wird ihr Einfluss auf die logistischen Zielgrößen mithilfe bekannter logis-tischer Modelle bestimmt. Des Weiteren werden daraus Handlungsempfehlungen für die Beherrschung der Dynamik abgeleitet.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen zur Dynamik wird ein quantitatives Entschei-dungsmodell für konvergierende Prozesse vorgestellt. Das Modell ermöglicht durch Synchronisation der logistischen Reaktionsfähigkeit abgestimmt auf Änderungen seitens der Nachfrage zu reagieren, um die Dynamik dadurch zu begrenzen.

Dynamik, Produktionsplanung und -steuerung, Produktionsnetzwerke

Die Halbwarmmassivumformung stellt aufgrund guter Bauteileigenschaften eine interessante Alternative zur Warmmassivumformung dar. Angesichts der geringeren Umformtemperatur und der dadurch erhöhten Fließspannung des umzuformenden Materials verschiebt sich das Beanspruchungskollektiv im Gesenk zu höheren mechanischen und geringeren thermischen Beanspruchungen. Um Verschleiß entgegenzuwirken, sind entsprechend angepasste Gesenkmaterialien und Verschleißschutzschichten notwendig. Aufgrund ihrer hohen Härte und ihres guten Reibverhaltens scheinen wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten für dieses Anwendungsgebiet geeignet zu sein.

Verschiedene wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten wurden auf Gesenke abgeschieden und deren Verschleiß nach Durchführung von Massivumformversuchen charakterisiert. Die Ergebnisse belegen die Eignung der Schichten als Verschleißschutzschicht für das genannte Beanspruchungskollektiv. Für eine mit 40 At-% Chrom dotierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschicht konnte nachgewiesen werden, dass diese einen effektiven Verschleißschutz bis zu einer Umformtemperatur von 950 °C bietet. Hierbei resultieren am Gesenk Oberflächentemperaturen bis etwa 510 °C.

Halbwarmmassivumformung, Verschleiß, diamond-like carbon (DLC)

Bei der Herstellung gratloser Schmiedebauteile kommt der Auslegung der Stadienfolge im Hinblick auf eine vollständige Formfüllung eine besondere Bedeutung zu. Hierbei spielen die Vorformverfahren eine wichtige Rolle. Eine prozessangepaßte Volumenverteilung in der Vorform ist die Voraussetzung für eine vollständige Formfüllung der Endform.

In dieser Arbeit "Querkeilwalzen und mehrdirektionales Umformen als Vorformverfahren zur Herstellung von Kurbelwellen" werden die Vorformverfahren Querkeilwalzen und mehrdirektionales Umformen hinsichtlich ihrer Eignung zur Vorformung von Kurbelwellen in einem gratlosen Gesenkschmiedeprozess untersucht. Die Auslegung der Vorformverfahren und der Stadienfolgen erfolgt mittels der Finiten-Elementen-Methode (FEM). Experimentell untersucht wird in dieser Arbeit das Vorformverfahren Querkeilwalzen.

Zur Reduzierung der Vorformschritte in der Stadienfolge von Kurbelwellen wird eine direkte Verknüpfung vom Querkeilwalzen mit der mehrdirektionalen Umformung untersucht. Hierzu wird ein neues mehrdirektionales Werkzeugkonzept entwickelt.

Querkeilwalzen, mehrdirektionale Umformung, Kurbelwelle, Gratloses Gesenkschmieden, FEM

Die Unternehmen der Werkzeugbaubranche sind einer hohen Wettbewerbsintensität ausgesetzt. Um Kundenaufträge zu erhalten, müssen sie verlässliche Angebote in kurzer Zeit abgeben. Die dafür vorliegenden rudimentären und teilweise unvollständigen Informationen über das Werkzeug sind nur bedingt für eine verlässliche Herstellkostenermittlung geeignet. Die vorliegende Arbeit verfolgt daher das Ziel, die Werkzeugbauunternehmen bei der Angebotserstellung durch eine Methode zur merkmalbasierten Herstellkostenermittlung zu unterstützen. Wesentliche Grundlage bildet eine digitale Repräsentation des zu betrachtenden Werkzeugs, die mittels eines Regelwerks durch eine automatisierte CAD-Modellerstellung erzeugt wird. Die Methode wird in Form eines Expertensystems umgesetzt. Die Herstellkostenermittlung erfolgt zum einen, indem die Kosten für die mechanische Bearbeitung mittels eines analytischen Verfahrens auf Basis des CAD-Modells bestimmt werden. Zum anderen werden die Herstellungsprozesskosten mit Hilfe eines Data Mining-basierten Verfahrens ermittelt, indem Merkmale aus dem CAD-Modell abgeleitet werden und als Eingangsgrößen für Prognosemodelle dienen. Anhand von Praxisbeispielen wird die Anwendung des Expertensystems in der Praxis beschrieben und die Methode evaluiert. Dabei werden die praktische Anwendbarkeit und die Grenzen der Methode aufgezeigt.

Werkzeugbau, Angebotskalkulation, Data Mining, Expertensystem

Natursteine werden aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und ihrer Ästhetik als Baumaterialien z. B. für Fußböden, Treppenstufen und Fassadenverkleidungen verwendet. Für das Zerteilen des Natursteins in einzelne Platten haben sich Trennschleifscheiben aufgrund ihrer Eigenschaften durchgesetzt. Bei der Herstellung von Platten und Fliesen entstehen Zerspanungsraten von mehr als 60 %, die zu einem Verlust von Rohmaterial sowie zu hohen Werkzeug- und Energieaufwänden führen. Durch eine Reduzierung der Schnittfugenbreite bei Einhaltung der geforderten Bearbeitungsqualität können diese Aufwände reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Trennschleifprozesses gesteigert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis für dünne Trennschleifscheiben, mit dem Ziel der Steigerung der Prozesssicherheit, untersucht. Die eingesetzte Trennschleifscheibe ist um 40 % schmaler als industrieübliche Scheiben. Für die Realisierung des Regelkreises wurde ein Überwachungssystem entwickelt, das die eingriffsnahe Messung der auftretenden axialen Beschleunigung der Trennschleifscheibe während des Trennschleifprozesses ermöglicht. Als Sensoren werden piezoelektrische Elemente verwendet. Auf Grundlage von Trennschleifuntersuchungen wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis entwickelt und untersucht. Der Regelkreis variiert die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der axialen Werkzeugschwingung. Durch den entwickelten Regelkreis werden weitere Erkenntnisse über das Schwingungsverhalten einer Trennschleifscheibe während eines Prozesses gewonnen und Ansätze zur Steigerung der Bearbeitungsqualität dünner Trennschleifscheiben durch eine Prozessregelung aufgezeigt.

Trennschleifen, Naturstein, Prozessüberwachung, Prozessregelung

Die mittelfristige Auslastungs- und Ressourcenplanung für einen Presswerkverbund stellt eine große Herausforderung dar. Um hochwirtschaftlich produzieren zu können, ist es notwendig, sich im Spannungsfeld zwischen maximaler Maschinenauslastung, homogenen Auslastungsverteilungen innerhalb der Pressenanlagen und minimalem Arbeitskräfteeinsatz zu bewegen. Komplexe Fertigungsprozesse, unregelmäßige Maschinenleistungen und eine hohe Anzahl an schwankenden Teilebedarfen veranlassen dazu, eine neue simulationsgestützte Planungsmethodik zu entwickeln und einzuführen, um die Planungsgenauigkeit im Presswerk zu steigern. So besteht die Zielsetzung in einer antizipativen, zielgenauen Definition und Schaltung einer simulierten Produktionsfahrweise sowie der dazu notwendigen Produktionsressourcen und Produktionskapazitäten. Im Rahmen einer Analyse der relevanten Planparameter im mittelfristigen Planungszeithorizont im Karosseriepresswerk erfolgt eine Entwicklung einer presswerkspezifischen Planungsmethode, deren anschließende Validierung in einem Anwendungsbeispiel durchgeführt wird. Um eine effiziente simulationsgestützte Auslastungs- und Ressourcenplanung ganzheitlich sicherzustellen, erfolgt die Umsetzung und Validierung im konzipierten und implementierten neuen Softwarewerkzeug. Die Entwicklung von mehreren alternativen simulierten Planungsszenarien und die darauf stattfindende ganzheitliche Bewertung der simulierten Planungsprozesse nach geänderten Randbedingungen sollen zudem die Auswahl eines effizienten Simulationsprozesses sicherstellen. Das unmittelbare Resultat der Definition der simulierten Planungsprozesse trägt zu einer Steigerung der Planungsergebnisqualität zwischen Planwert im Belegungsplanungstool und dem Istwert in der späteren tatsächlichen Produktion bei. Die Konsequenz dessen stellen damit verbundene Effizienzsteigerungen in Form von eingesparten Produktionskapazitäten und Ressourcenbedarfe im Presswerkverbund dar.

Planungsprozess, Belegung, Auslastungen, Ressourcen, Simulation

Durch den Einsatz von Temperiersystemen in Spritzgießwerkzeugen wird die Reduzierung der Zykluszeit und die Erhöhung der Formteilqualität angestrebt. Neue Fertigungsverfahren wie das selektive Laserschmelzen ermöglichen den schichtweisen Aufbau von Temperiereinsätzen und erlauben die freie Gestaltung von Temperiersystemen nah an der Formteilgeometrie. Mit diesen konturnahen Temperiersystemen können z. B. die Zykluszeiten reduziert werden. Die Freiheitsgrade bei der Auslegung von Temperierkreisläufen steigen mit den neuen Fertigungsverfahren jedoch, was die manuelle Auslegung erschwert und die Simulationszeiten verlängert. Methoden zur dreidimensionalen Auslegung von konturnahen Temperiersystemen unter Berücksichtigung von Geometrie- und Prozessparametern sind derzeit nicht verfügbar. Unterstützung bietet eine neuartige Software, die die Kanäle konturnah auslegt und dadurch die Formteilqualität und die Zykluszeit bei minimiertem Konstruktionsaufwand verbessert.

Spritzgießen, konturnahe Temperiersysteme, Auslegung, naturanaloge Verfahren

Halbwarm geschmiedete Werkstücke weisen im Vergleich zu warm geschmiedeten Vorteile auf, wie z. B. bessere Oberflächenqualitäten, geringere Randentkohlung und engere Toleranzen. Das geometrische Spektrum halbwarm geschmiedeter Werkstücke ist bislang begrenzt. Durch das Querkeilwalzen kann dieses Spektrum um zylindrische Langteile erweitert und zusätzliches Potential z. B. in Form von Materialeinsparung und kurzen Taktzeiten genutzt werden. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Auslegung von Querkeilwalzprozessen entwickelt und ein Parameterfenster zum halbwarmen Querkeilwalzen abgeleitet. Die entwickelte Methode beinhaltet FEM-Simulationen und experimentelle Untersuchungen mit einem geometrisch kleinskalierten Walzprozess. Für die experimentellen Untersuchungen wird ein Querkeilwalzapparat entwickelt, der in eine hydraulische Presse integriert werden kann und die Montage unterschiedlicher Keilwerkzeuge in Flachbackenbauart erlaubt. Die Ergebnisse der FEM-Simulationen und kleinskalierten Untersuchungen werden auf einen zum Vorformen dienenden industriellen Querkeilwalzprozess innerhalb einer Schmiedeprozesskette zur Herstellung eines Zweipunkt-Lenkers übertragen.

Massivumformung, Querkeilwalzen, halbwarm, Kleinskalierung, Prozessauslegung

Störungen in der Produktion, die negative Auswirkungen auf die Zielgrößen der Produktionslogistik haben, müssen im Rahmen des Logistikcontrollings erkannt und behoben werden. Unternehmen beschäftigen häufig nicht ausreichend qualifizierte Mitarbeiter, die die beherrschbaren logistischen Zusammenhänge in der Produktion kennen und zielgerichtet auf die Verbesserung des logistischen Prozesszustands einwirken können. Zusätzlich fehlt häufig grundlegendes Wissen über die komplexen Zusammenhänge der Zielgrößen und die einzuleitenden Maßnahmen gegen Störungen in der Produktion. In der vorliegenden Dissertation wird ein Lösungsansatz zur modellgestützten Diagnose von Störungen in der Produktionslogistik entwickelt. Dieser wird in einem Assistenzsystem beispielhaft umgesetzt, so dass Mitarbeitern von der Abweichungsfeststellung über die Ursachenfindung bis zur Maßnahmenableitung assistiert werden kann.

Produktionslogistik, Diagnose, Assistenzsystem, modellgestützte Regeln, Ursache- Wirkungsnetz

Die Leistungsfähigkeit des Menschen ist im Tagesverlauf Schwankungen unterworfen. Als Kritikpunkt an einer von Graf entwickelten Leistungskurve ist exemplarisch die fehlende Differenzierung der Menschen nach Biorhythmus (Morgen- und Abendtyp) zu nennen. Zudem betrachtete die Studie keine geistige Komponente. Eine Analyse zirkadianer Leistungsschwankungen des Menschen in der industriellen Montage ist bislang noch nicht explizit untersucht worden. Mit der vorliegenden Arbeit wird diese Lücke geschlossen. Anhand eines geeigneten industriellen Arbeitssystems werden erstmalig zirkadiane Leistungsschwankungen bei manuellen Montagetätigkeiten in Abhängigkeit unterschiedlicher Einflussfaktoren (z. B. "Geschlecht", "Alter", "Biorhythmus") erfasst und analysiert. Der Zusammenhang zwischen Leistungsschwankungen und den ermittelten Einflussfaktoren wird mit einem datenanalytischen Verfahren statistisch abgesichert. Abschließend werden Anwendungsgebiete (z. B. Schichtarbeit, Taktanpassung) für eine Nutzbarmachung der nachgewiesenen Leistungsschwankungen erfasst und Potentiale zur Berücksichtigung aufgezeigt.

Leistungsschwankung, Montage, Arbeitsssystem, stastische Datenanalyse

Unternehmen, die für ihre Produktion Werkzeuge einsetzen und bei denen der typische Werkzeugkreislauf mit Aufarbeitung und Wiedereinsatz vorzufinden ist, sind bestrebt, den mittleren Bereitstellungsverzug einsatzbereiter Werkzeuge zu senken. Zur Verbesserung der Verfügbarkeit in der Produktion kann die Anzahl der Werkzeuge im Kreislauf oder auch die Standmenge der Werkzeuge erhöht werden. Dies führt aber wiederum zu höheren Kosten. Somit kann die Erreichung eines Ziels zu Lasten eines anderen gehen. Den zentralen Bestandteil der Arbeit stellt die Modellierung eines typischen Werkzeugkreislaufs in einem Simulationsmodell dar. Somit konnten der prinzipielle Zusammenhang zwischen den Kennzahlen Bereitstellungsverzug und Werkzeugbestand sowie deren Beeinflussbarkeit durch organisatorische und technologische Maßnahmen im Rahmen von Simulationsstudien gezeigt werden.

Bereitstellungsverzug, Werkzeuglogistik, Werkzeugbestand, Werkzeugversorgung, Materialflusssimulatio

Blechteile verlangen zur Montage oftmals stiftförmige Fügeelemente, die bei hohen Anforderungen an die Dichtheit oder den elektrischen Kontakt schweißtechnisch gefügt werden. Dafür bieten sich Lichtbogenbolzenschweißverfahren an, die bisher separat an Schweißstationen ausgeführt werden, wodurch Handhabungsoperationen und Zwischenlagerungen von Teilen notwendig sind. Um die Prozesskette zu verkürzen sind Lösungen zur Integration des Lichtbogenbolzenschweißens in Blechbearbeitungswerkzeuge erforderlich. In dieser Arbeit wird eine Lösung zum Lichtbogenbolzenschweißen mit Spitzenzündung innerhalb von Blechbearbeitungswerkzeugen dargestellt. Das entwickelte Schweißmodul wird in einem Werkzeug mit Hilfe einer Bandanlage automatisiert. In Versuchen im getakteten Betrieb werden die erreichbare Fügequalität, sowie die Wechselwirkungen zwischen Schweißprozess und Werkzeug analysiert und die Prozessstabilität dargestellt, und die Robustheit des integrierten Schweißprozesses untersucht.

Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati

Produzierende Unternehmen sind aufgrund sich ständig verkürzenden Produktlebenszyklen mit immer häufigeren Produktausläufen konfrontiert. Diese weisen ein hohes Kosteneinsparpotenzial in Form vermeidbarer Restbestände nach dem Auslauftermin auf. Trotz dieses Potenzials wird dem Management von Produktausläufen in der Praxis nur unzureichend Aufmerksamkeit gewidmet. Methoden, Modelle, Leitfäden oder Kennzahlen zur Unterstützung eines effizienten Auslaufmanagements fehlen derzeit noch. Erschwerend kommt hinzu, dass die Produkterstellung bei Produkten mit einer Vielzahl an Komponenten und Einzelteilen meist durch mehrere Unternehmen erfolgt. Die Koordination und Zusammenarbeit dieser Produktionsnetze oder auch Supply Chains erschwert zusätzlich die effiziente Abwicklung eines Produktauslaufs. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine methodische Unterstützung zum Auslaufmanagement in Produktionsnetzen, so dass Unternehmen eines Netzes die Kosteneinsparpotenziale erschließen können.

Auslaufmanagement, Supply Chain Management, Produktionsplanung

Ihre Ansprechpartnerin

Judith Kebbe
M. A.

Referentin für Public Relations und Marketing