Wie ergonomisch ist mein Arbeitsplatz? Wissenschaftler aus Hannover haben eine Bewertungssoftware entwickelt, mit der sich diese Frage schnell und objektiv beantworten lässt. Der digitale Ergonomiebewerter hilft vor allem kleinen und mittleren Unternehmen: In Zukunft können sie ohne großen Aufwand Ergonomiebewertungen durchführen, um ihre Montage-Mitarbeiter vor Rücken- und Knieschmerzen, Sehnenscheidenentzündungen oder ähnlichen Problemen zu schützen.
Ergonomiebewertung, Industrie 4.0, 3D-Kamera
Dank digitaler Assistenten können auch gering qualifizierte Arbeitskräfte komplexe Tätigkeiten ausführen – das zeigt das Beispiel der SCHUBS GmbH. Das Unternehmen fertigt maßgeschneiderte Schaltschränke und ist ein wichtiger Arbeitgeber für Menschen mit Behinderungen. Damit diese in Zukunft verantwortungsvollere Tätigkeiten übernehmen können, möchte Schubs ein digitales Assistenzsystem einführen. Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hannover hat dafür den Demonstrator entwickelt.
Assistenzssysteme, Digitalisierung
Die Digitalisierung von Prozessen und die Vernetzung von Anlagen stellt für viele Kleinunternehmen eine große Herausforderung dar. Der Umbruch zur Industrie 4.0 erfasst neben klassischen Produktionsbetrieben immer stärker auch Zweige, die bisher nicht ausreichend als Anwender für smarte Technologien und IoT berücksichtigt wurden. Moderne Reitanlagen managen komplexe Zeit- und Futterpläne, tracken Bewegungsdaten, analysieren Temperaturen und andere Messgrößen oder überwachen Weidezäune.
Für all diese anspruchsvollen und aufwendigen Vorgänge existiert bisher jedoch kein Instrument um diese effizient, zentral und einfach zu steuern. Ludwig und Partner Reitanlagen und das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hannover haben in Zusammenarbeit ein Konzept für eine niederschwellige Vernetzung solcher Anlagen entwickelt. Mit diesem sollen Chancen der Digitalisierung besser zugänglich und ein wirtschaftlicher Betrieb bei einer tiergereichten Haltung sichergestellt werden
Digitalisierung, Internet of Things, IoT, Vernetzung, Retrofit
Ob beim Transport von Salz, Zucker oder jedem anderem Schüttgut sind Gurtförderanlagen ideal um einen stetigen Massenstrom zu realisieren. Wichtiger Bestandteil von Gurtförderanlagen sind Tragrollen. Diese stützen den Gurt und das darauf befindliche Schüttgut. Zur Untersuchung von Tragrollen hat das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) einen Prüfstand entwickelt.
Tragrollen, Schüttgutfördertechnik, Tragrollenprüfungen
Bis heute ist die Auslegung von Vorformen für Gesenkschmiedeprozesse ein zeitaufwändiger und manueller Trial-and-Error Prozess. Die Qualität der Vorform ist dabei maßgeblich abhängig vom konstruierenden Ingenieur. Gleichzeitig besitzt die Vorform einen großen Einfluss auf das spätere Schmiedeergebnis. Um unabhängig von der Erfahrung des Ingenieurs und zeitaufwändigen Optimierungsprozessen zu werden, präsentiert und untersucht dieser Artikel einen Algorithmus zur Vorformoptimierung von querkeilgewalzten Vorformen. Der Algorithmus berücksichtigt dafür die Massenverteilung des fertigen Bauteils, das Vorformvolumen, die Komplexität der Vorformkontur, die Auftrittswahrscheinlichkeit von Falten im fertigen Bauteil und den notwendigen Gratzuschlag. So bildet sich ein multikriterielles Optimierungsproblem, das zu einem großen Suchraum führt. Daher wird ein evolutionärer Algorithmus zur Optimierung verwendet. Der entwickelte Algorithmus wird anhand eines Pleuels getestet, um den Einfluss der Algorithmusparameter zu bestimmen. Es zeigt sich, dass der Algorithmus in der Lage ist, innerhalb einer Minute eine geeignete Vorform hinsichtlich der gegebenen Kriterien, auszulegen. Darüber hinaus zeigen zwei der fünf Algorithmusparameter, der Selektionsdruck und die Populationsgröße, einen signifikanten Einfluss auf die Laufzeit und Qualität der Optimierung.
Vorformoptimierung, Genetischer Algorithmus, Querkeilwalzen, Adaptiver Grat
Eine produktabhängige, individuelle Prozessentwicklung stellt in der Lasermaterialbearbeitung einen Hauptkostentreiber dar. In einem FQS-geförderten Projekt wird daher das Expertensystem SmQL entwickelt, in dem sich Prozesswissen formalisiert speichern und in Regelform repräsentiert lässt. Das soll Zeiten für den Einrichtprozesse minimieren und langfristig Wissen im Unternehmen sichern.
Expertensystem, Industrie 4.0, Lasermaterialbearbeitung
Methoden zur Qualitätssicherung sind ein zentraler Erfolgsfaktor für die weitere Industrialisierung der additiven Fertigung. Im IGF-Forschungsprojekt „Optische Qualitätsprüfung für den Extrusions-3D-Druck (Quali3D)" wird daher ein Prüfsystem entwickelt, welches die Güte des additiven Prozesses schichtweise überwacht. Dies soll eine umfassende Bewertung ermöglichen.
3D-Druck, Additive Fertigung, Optische Messtechnik, Bildverarbeitung
Die Prozessierung von Keramik ist eine wichtige Technologie für verschiedene technische Anwendungen. In diesem Beitrag wird ein hochgradig kontrollierbarer Prozess, bestehend aus Sprühbeschichtung und Laserstrukturierung, zur Gestaltung keramischer Schichten auf einem vielseitig einsetzbaren Substrat vorgestellt. Ein thermoelektrisches Oxid, Ca3Co4O9, das eine Form von thermoelektrischer Materialen ist, wird in dem Prozess verwendet und auf ein flexibles Keramiksubstrat appliziert. Die resultierenden Strukturen haben hochgradig kontrollierbare Geometrie und gute thermoelektrische Eigenschaften und eignen sich dadurch zur Herstellung thermoelektrischer Generatoren (TEG). Die Verwendung eines flexiblen Keramiksubstrats und die hohe Anpassbarkeit des Verfahrens ermöglichen einen Prozess, welcher die Bearbeituung von Keramiken und einzigarten Strukturen und Desings ermöglicht.
Thermoelektrik, Gedruckte Elektronik, Laserstrukturierung, Gedruckte Keramik, Sprühbeschichtung
Im Beitrag wird eine Methode auf Basis Künstlicher Neuronaler Netze vorgestellt, die es erlaubt, schmiedetechnisch hergestellte Bauteile automatisiert zur Einordnung in Formenklassen zu klassifizieren. Dadurch ist es möglich, direkt aus der CAD-Datei des Schmiedeteils eine Formenklasse und für die Auslegung des Prozesses relevante Charakteristika zu ermitteln, die in einem übergeordneten Ziel dazu genutzt werden, eine automatisierte Stadienplanung durchzuführen.
Schmieden, KNN, CAD
Die strukturierte und zukunftsorientierte Planung von Fabriklayouts stellt einen wichtigen Faktor für die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen dar. Hierbei stoßen konventionelle Planungsmethoden mit 2D-Layouts jedoch an ihre Grenzen, da sie die immer komplexer werdenden Fabrikstrukturen nicht mehr detailliert abbilden können. Alternativen dazu bieten 360° Umgebungsscanverfahren, die aktuell jedoch meist nur als Vorlage für eine Nachmodellierung dienen. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die eine Planung direkt in dem gescannten Fabrikabbild ermöglicht. Damit soll der Fabrikplanungsprozess effizienter und weniger fehleranfällig gestaltet werden.
3D-Fabriklayout, Fabrikplanung, Produktionsplanung, Punktwolke, Punktwolkenverarbeitung
Im Rahmen des Projekts CoMoGear konnte ein energieautarkes, drahtloses Sensornetzwerk zur Zustandsdiagnose von hochbelasteten, rotierenden Bauteilen im Schiffsgetriebe entwickelt werden. Dieses Sensornetzwerk besteht aus mehreren Sensorknoten und Energy Harvestern.
Sensorknoten, Zustandsüberwachung, Schiffsgetriebe, Energy Harvesting
Dieser Beitrag zeigt, wie die von Menschen bekannten Fähigkeiten zur Flexibilität und Anpassung gegenüber veränderten Umgebungsbedingungen, die sich in den kognitiven Eigenschaften der Menschen widerspiegeln, auf Flurförderzeuge in der Intralogistik übertragen werden kann. Als Beispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0 in der Intralogistik werden Technologien vorgestellt, die es Flurförderzeugen ermöglichen, ihre Umgebung zu erkennen, Informationen zu kommunizieren, zu schlussfolgern, autonom zu handeln, Entscheidungen zu treffen, zu lernen oder zu planen. Realisiert werden diese Fähigkeiten durch ein optisches Ortungssystem zur Positionsbestimmung, eine kamerabasierte Ein-/Auslagerungsunterstützung und in Reifen integrierte Sensorik sowie neuartige Interaktionsformen für Flurförderzeuge in Form von Sprache und Gestik.
Fahrerloses Transportsystem, Fahrerloses Transportfahrzeug, Datenbrille
Das Hybridschmiedeverfahren erfüllt die Anforderungen des modernen Struktur- und Werkstoffleichtbaus durch die Kombination von Umform- und mechanischen Fügeoperationen in einem Prozess. In diesem Beitrag wird ein analytischer Ansatz zur Vorhersage von symmetrischen Fügeverbindungen von Schüttgut und Blech vorgestellt. Finite-Elemente-Simulationen verifizieren, dass der analytische Ansatz einen Schwellenwert für die Blechdicke liefert, bei dem die Biegedehnung deutlich reduziert wird. Darüber hinaus betont der analytische Ansatz, dass das Überschreiten des Schwellenwertes zu einer Sättigung der Biegedehnungsreduzierung führt und durch eine Erhöhung der Blechdicke nur ein geringer Nutzen erzielt wird.
Hybridschmieden, Verbinden, Fügen, Elastomechanik, Leichtbau, Multimaterialfertigung
Innerbetriebliche Materialtransporte unterliegen ständigen Veränderungen. Produktionslosgrößen werden kleiner und ein Trend zur Losgröße 1 ist deutlich zu erkennen. Aus diesem Grund werden in einem neuen Forschungsprojekt Drohnen bzw. Multikopter als bisher selten genutzte Transporttechnik auf mögliche Anwendungsbereiche in der Intralogistik geprüft. Hindernisse zum Einsatz von Multikoptern und Risiken beim Einsatz werden dazu kategorisiert und bewertet. Davon werden im Folgenden Anforderungen an die Einsatzumgebung sowie das technische Gerät selbst abgeleitet. Insgesamt wird untersucht, inwieweit sich Multikopter in die betriebliche Infrastruktur von Unternehmen in bestimmten Use Cases einbinden lassen und ob die dadurch resultierende Anpassung der logistischen Leistung deren Einsatz wirtschaftlich rechtfertigt.
Drohnen, Materialtransport, Voraussetzungen, Wirtschaftlichkeit
Die Verknüpfung von herkömmlichen Prognosemodellen mit Suchmaschinendaten kann bei der Absatzprognose hilfreich sein. Wir beziehen sowohl das Suchvolumen nach firmen- als auch produktbezogenen Schlüsselwörtern, die von Google Trends bereitgestellt werden, als neue Prädiktoren in die Berechnung von Modellen zur Absatzprognose auf Produktebene ein. Anhand der wöchentlichen Daten von Januar 2015 bis Dezember 2016 von zwei Produkten des Anbieters von Audiotechnik Sennheiser können wir nachweisen, dass die Verwendung von Google-Trends-Daten die Vorhersageleistung herkömmlicher Modelle verbessern kann.
Google Ökonometrie, Prognose, Suchmaschinendaten
Folgeverbundhybridgeschmiedete Bauteile haben großes Potenzial im Leichtbau. Am Beispiel eines Querlenkers wird der Vorteil des Hybridschmiedens in Struktur- und Stoffleichtbau betrachtet. Zusätzlich zeigt die Betrachtung des Wärmeeintrags, dass beim nachträglichen Vergüten das Potenzial des Stoffleichtbaus nicht gefährdet wird.
Folgeverbund, Hybrid, Schmieden
Fahrerlose Transportsysteme sind ein Baustein für leistungsfähigere Produktionssysteme in der Intralogistik, haben aber Schwächen in der Mensch-Maschine-Interaktion. In einem komplexen Forschungsvorhaben wird u. a. eine sprachbasierte Beauftragung entwickelt, die die Mensch-Maschine-Interaktion intuitiver gestalten und ihre Akzeptanz erhöhen soll.
Fahrerloses Transportsystem, Fahrerloses Transportfahrzeug, Datenbrille, Sprachsteuerung
Gurtfördersysteme sind eine ausgezeichnete Möglichkeit, Schüttgut zu fördern. Mit zunehmender Belastung und Transportstrecke werden diese Systeme größer und die Energieeffizienz wird zu einem wichtigen Faktor. Tragrollen sind ein integraler Bestandteil von Gurtfördersystemen. Das Laufverhalten von Tragrollen im Betrieb hat Auswirkungen auf die Energieeffizienz der gesamten Anlage. Die Entwicklung von angetriebenen Tragrollen gilt als eine Möglichkeit, den Energieverbrauch von Gurtfördersystemen zu senken. Dieser Beitrag zeigt, dass die Untersuchung von konventionellen und angetriebenen Tragrollen unter unterschiedlichen Bedingungen notwendig ist und wie am Institut für Integrierte Produktion Hannover ein Prüfstand für die Untersuchung dieser entwickelt worden ist.
Tragrollen, Schüttgutfördertechnik, angetriebene Tragrollen
Der Sonderforschungsbereich 1153 (SFB1153) "Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch maßgeschneidertes Umformen" hat zum Ziel, neue Prozessketten für die Herstellung hybrider Massenbauteile aus gefügten Halbzeugen zu entwickeln. Das Teilprojekt B1 untersucht die Umformbarkeit von Hybridbauteilen mittels Querkeilwalzen. Diese Studie untersucht die Reduzierung der Schichtdicke von koaxial angeordneten Hybridhalbzeugen während eines Querkeilwalzprozesses. Die untersuchten Teile werden aus zwei Stählen (1.0460 und 1.4718) mittels Laserauftragschweißen hergestellt. Der Walzprozess wird mittels Finite Elemente (FE)-Simulationen ausgelegt und später experimentell untersucht. Forschungsschwerpunkte sind Untersuchungen zum Unterschied in der Schichtdicke des laserauftraggeschweißten 1.4718 vor und nach dem Querkeilwalzen in Abhängigkeit vom Keilwinkel, der Querschnittsflächenreduzierung und der Umformgeschwindigkeit. Außerdem werden die Simulationen und die experimentellen Versuche verglichen, um die Möglichkeit der Vorhersage der Dicke mittels Finite-Elemente-Analyse (FEA) zu überprüfen. Hauptergebnis war die Möglichkeit, das Umformverhalten von koaxial angeordneten Hybridbauteilen bei einer Querschnittsflächenreduzierung von 20% mittels FEA zu beschreiben. Bei einer Querschnittsreduzierung von 70% zeigten die Ergebnisse eine größere Abweichung zwischen Simulation und experimentellen Versuchen. Die Abweichungen lagen zwischen 0,8% und 26,2%.
Querkeilwalzen, Hybridschmieden, FEM, Schichtdicke
Zur CO2-Reduktion ist die Kenntnis über die Emissionen betrieblicher Prozesse notwendig. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH hat dazu einen Softwaredemonstrator entwickelt, der ökologisch-logistische Wirkzusammenhänge aufzeigt. Es können innerbetriebliche und logistische Prozesse hinsichtlich CO2-Emissionen, Kosten und Prozessdauer untersucht werden. Vergleiche verschiedener Alternativen verdeutlichen Unterschiede und zeigen Einsparpotenziale von CO2 auf.
Ökologie, Logistik, CO2
