Produktionsanläufe an neuen Standorten stellen insbesondere für unerfahrene KMU eine Herausforderung dar. Mittels einer entwickelten Methode zur Planung und Überwachung unter Verwendung eines Reifegradmodells wird der Produktionsanlauf an neuen Standorten beherrschbarer gemacht. Die Methode beinhaltet Referenzprozesse, Kennzahlen und Handlungsmaßnahmen. Über die Verwendung von hochaggregierten Soll-Ist-Vergleichen können Planabweichungen schnell erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Anlaufmanagement, Produktionsanlauf, Reifegradmodell, Aggregationslogik
Beim Hybridschmieden werden massive Rohteile oder Bleche zu einem Verbundbauteil zeitgleich umgeformt und gefügt. Dadurch lassen sich die dem Umformen ansonsten nachgelagerten Fügeoperationen einsparen. Außerdem können durch den Einsatz eines Blechs anstelle von Massivteilen Material gespart oder günstigere Umformaggregate genutzt werden.
Hybrid, Schmieden, Blechumformung, Fügen, Stahl, Stoffschluss
Derzeit lassen sich Kurbelwellen in vier Stufen mit den folgenden Prozessschritten gratlos schmieden: Querkeilwalzen, Querfließpressen, mehrdirektionales Schmieden und Fertigschmieden. Nun wird untersucht, unter welchen Bedingungen die Stadienfolge nach Weglassens des Querfließpressens noch funktioniert. Um den Einfluss des Querkeilwalzens auf das mehrdirektionale Schmieden zu untersuchen werden verschiedene Prozessparameter wie Schulterwinkel und Höhe des Lagerversatzes variiert. Ziel ist es ein grat- und faltenfreies Parameterfeld zu finden. Außerdem soll der Einfluss der Anschlusselemente Zapfen und Flansch untersucht werden.
Querkeilwalzen, mehrdirektionales Schmieden, Kurbelwelle, gratlos Schmieden
Die Positionierung zwischen Logistikkosten und -leistung der Werkzeugversorgung birgt für Unternehmen der Schmiedeindustrie ein hohes Optimierungspotential. Basierend auf einem im Transferprojekt T13 des Sonderforschungsbereichs 489 "Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" entwickelten mathematischen Modells zur Bestimmung des Werkzeugbereitstellungsverzugs wurde der Zusammenhang zwischen dem gewichteten Servicegrad der Werkzeugbereitstellung sowie dem Werkzeugbestand in einem Werkzeugkreislauf hergestellt. In dem vorliegenden Beitrag werden die Herleitung des Zusammenhangs sowie eine mögliche Nutzbarkeit als Controllinginstrument dargestellt.
Produktionsplanung und -steuerung, Werkzeugbestandscontrolling, Servicegrad, Betriebsmittelmanagemen
Die Auslegung von Wegenetzen für fahrerlose Transportsysteme (FTS) ist ein sehr aufwändiger Prozess, der in großen Teilen auf den Erfahrungen von Systemplanern beruht. Bis jetzt war es nicht möglich, diese Erfahrung in einer Form zu speichern, die eine automatisierte Auslegung von Wegenetzen ermöglicht. Zurzeit wird an einer Einbindung des Wissens der Systemplaner in ein Expertensystem gearbeitet, so dass in Zukunft die Auslegung von Wegenetzen für FTS automatisiert ablaufen kann. In Form einer Fuzzylogik wird das Wissen in einem Regelwerk gespeichert und für die Steuerung des Planungsvorgangs genutzt.
Fahrerlose Transportsysteme, Expertensystem, Fuzzy Logik, Fuzzy Logik Kontroller
Am IPH wurde in der Vergangenheit intensiv am gratlosen Präzisionsschmieden von Stahlwerkstoffen geforscht. Beim gratlosen Aluminiumschmieden bildet sich häufig der sogenannte Flittergrat, ein dünner Metallkranz, der sich in den Spaltbereichen zwischen den formgebenden Elementen bildet und sich negativ auf die Bauteilqualität auswirkt. Aus diesem Grund konnte das Gratlosschmieden für Aluminiumteile bisher nicht umgesetzt werden. In dieser Veröffentlichung wird die Projektvorgehensweise zur Untersuchung der Flittergratbildung erläutert. Zudem wird das erstellte FEM-Modell eines einstufigen Stauchprozesses im geschlossenen Gesenk zur Untersuchung der Flittergratentstehung beschrieben. Mit Hilfe des Modells wird der Einfluss der Parameter Werkstücktemperatur, der Umformgeschwindigkeit, der Breite des Fließspaltes und der Presskräfte auf die Flittergratbildung untersucht. Letztlich soll durch diese Untersuchungen das Gratlosschmieden von Aluminiumbauteilen ermöglicht werden.
Gratlosschmieden, Flittergrat, Aluminium, FEM
Steigende Beschaffungskosten für Strom gefährden zunehmend die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Können die Volatilität der Strompreise sowie schwankende Energieverbräuche von der Fertigungssteuerung zielgerichtet genutzt werden, ist eine Reduktion der Energiekosten ohne kapitalintensive Investitionen möglich. In diesem Zusammenhang beschreibt der folgende Artikel die Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Reihenfolgebildung unter Berücksichtigung auftragsspezifischer Energiekosten.
zeitvariable Strompreise, schwankender Energieverbrauch, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung
Bei der Planung von Produktionssystemen muss zunächst mit möglichst geringem Zeit- und Kostenaufwand ein Grobentwurf des Systems erstellt und daraus ein Angebot für den Kunden abgeleitet werden. Dieser Artikel beschreibt eine modellbasierte Vorgehensweise für die Grobplanung und ihre demonstrative Umsetzung, die eine Modellierung auf hohem Abstraktionsniveau erlaubt. Dadurch lassen sich der Modellierungsaufwand und mögliche Modellierungsfehler sowie der Dokumentationsaufwand erheblich reduzieren.
Produktionssystem, Grobplanung, Leistungsvorhersage, Simulation, Variantendokumentation
Die Reklamationsbearbeitung leidet unter fehlerhaft ausgefüllten 8D-Reports und damit auch die Kunden-Lieferanten Beziehung. In einem Forschungsprojekt soll nun ein System zur formalen und inhaltlichen Bewertung von 8D-Reports entwickelt werden – mit dem Ziel, die Reklamationsbearbeitung effizienter und qualitativ hochwertiger zu gestalten.
8D-Methode, 8D-Report, 8D-Bericht, Reklamation, Reklamationsbearbeitung, Reklamationsmanagement, Qua
Vorformoperationen enthalten noch viel Optimierungspotenzial. Dieses Paper beschreibt daher die Auslegung einer vierstufigen Stadienfolge für eine gratlos geschmiedete Kurbelwelle mit Zapfen und Flansch. Der Prozess besteht aus Querkeilwalzen, Querfließpressen, mehrdirektionalem Schmieden und Fertigschmieden. Innerhalb der FEM-Simulationen mit der Software Forge 3 und experimenteller Untersuchungen wurden verschiedene Prozessparameter variiert. Beispiele sind die Werkstück- und Werkzeugtemperatur, Rollgeschwindigkeit und Halbzeugmaterial. Zwecks Verkürzung der Stadienfolge wurde der direkte Einfluss des Querkeilwalzens auf das mehrdirektionale Schmieden ohne das Querfließpressen anhand einer Einzylinderkurbelwelle ohne Zapfen und Flansch untersucht. Die Ergebnisse zeigen mögliche Schulterwinkel für das Querkeilwalzen und mehrere geometrische Werkzeugvariationen für das mehrdirektionale Schmieden.
Querkeilwalzen, mehrdirektionales Schmieden, Kurbelwelle, gratlos Schmieden
Durch den optimalen Einsatz des Produktionsfaktors "Mensch" hinsichtlich deren Leistungsfähigkeit wird es durch Berücksichtigung menschlicher Leistungsschwankungen im Tagesverlauf möglich, produktbezogene Fehlerkosten zu reduzieren und die Qualität zu erhöhen. Hierzu muss die Integration der menschlichen Leistungsschwankungen in Verfahren der Produktionsplanung und –steuerung erfolgen. Dieser Beitrag stellt eine Methode vor, mit der ein qualitätsorientierter Belegungsplan unter Berücksichtigung menschlicher Leistungsschwankungen erstellt werden kann.
Produktionsplanung, Belegungsplanung, menschliche Leistungsschwankungen, Optimierungsproblem
Ist der Güterbahnhof auch in zehn Jahren noch groß genug – oder müssen schon jetzt neue Gleise gebaut werden? Das fragte sich ein Unternehmen aus Österreich. Das IPH half beim Blick in die Zukunft – mithilfe einer detaillierten Materialflusssimulation.
Materialflusssimulation, Güterbahnhof, Bahnverkehr
Die gezielte Analyse von Lebenszyklusdaten bietet das Potential, Schwächen aktueller Produkte und Ansatzpunkte für Produktinnovationen zu identifizieren. Der Beitrag stellt ein Werkzeug zur Auswertung von Lebenszyklusdaten vor und beschreibt, welche Möglichkeiten der Datenanalyse existieren.
Data-Mining, Lebenszyklusdaten, Datenanalyse, Wissensakquisition
Produkte unterliegen seit jeher einer stetigen Weiterentwicklung, die oftmals nicht nur einen Funktionszuwachs, sondern auch eine Weiterentwicklung der geometrischen Abmaße mit sich bringt. Das Phänomen der Produktvergrößerung bis hin zu großskaligen Produkten ist auch im Transportwesen, der Energietechnik und in der Produktionstechnik zu beobachten. Der Trend in Richtung großskaliger Produkte ist überall dort zu finden, wo durch große Produktabmessungen Kosten reduziert bzw. Leistungsdaten erhöht werden können, wie z. B. Containerschiffen oder Windenergieanlagen. Was definiert diese Gruppierung von XXL-Produkten und wo ist die Grenze für diese Produktgruppe zu finden? Eine übergeordnete Klassifizierung großskaliger Produkte ist bisher noch nicht erfolgt. Anhand unterschiedlicher Produktgruppen werden gemeinsame Charakteristika großskaliger Produkte aufgezeigt. Durch diese Betrachtung kann eine produktübergreifende Klassifizierung großskaliger Produkte vorangebracht werden.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, Definition
Im allgemeinen Sprachgebrauch und in den Medien wird oftmals der Begriff XXL-Produkt als Synonym für großskalige Produkte verwendet. Doch was definiert XXL-Produkte und wo ist die Grenze zu konventionellen Produkten zu sehen? Durch Aufzeigen gemeinsamer Charakteristika wird eine wissenschaftliche Definition dieses Begriffes vorgestellt. Eine gemeinsame, branchen- und produktübergreifende Definition ermöglicht, vergleichbare Herausforderungen in verschiedenen Branchen zu identifizieren. Auf dieser Basis lassen sich übergreifende Lösungen entwickeln, die sich auf die Fertigung von unterschiedlichen XXL-Produkten übertragen lassen. Diese Synergieeffekte können zu einer kostengünstigeren Herstellung von XXL-Produkten beitragen.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, Definition
Produkte unterliegen seit jeher einer stetigen Weiterentwicklung. Einerseits handelt es sich dabei um Behebung bekannter Probleme und Fehler im Vergleich zum ursprünglichen Produkt. Andererseits sind Unternehmen durch die Globalisierung gezwungen, ihre Produkte global zu optimieren, um am Markt konkurrenzfähig zu bleiben. Eine solche Weiterentwicklung beinhaltet oftmals nicht nur einen Funktionszuwachs, sondern zieht auch eine Weiterentwicklung der geometrischen Abmaße mit sich. Der VW Golf ist zum Beispiel mit jeder Generation um zusätzliche Sicherheits- und Komfortausstattung ergänzt worden. Auf diese Weise hat sich die Länge des VW Golfs bei jedem Modellwechsel um durchschnittlich 9cm vergrößert.
XXL-Produkte, großskalige Produkte, XXL-Definition
Die systematische Analyse von Lebenszyklusdaten bietet das Potential, Schwächen aktueller Produkte zu identifizieren und Ansatzpunkte für Produktinnovationen zu liefern. Dieser Beitrag beschreibt ein Konzept zur automatischen Analyse von Lebenszyklusdaten. Erklärt werden insbesondere die Zusammenführung der Daten aus verschiedenen Systemen, die Vorverarbeitung der Rohdaten sowie die Analyse und Interpretation der Daten. Zudem werden zwei Modelle für die automatische Analyse von Lebenszyklusdaten vorgestellt und die Implementation in einen Softwaredemonstrator wird erläutert.
Softwarewerkzeug, Lebenszyklus, Datenanalyse, Data-Mining, Wissensbereitstellung
Die gezielte Analyse von Lebenszyklusdaten bietet das Potential, Schwächen aktueller Produkte und Ansatzpunkte für Produktinnovationen zu identifizieren. Der Beitrag stellt ein Konzept zur Auswertung von Lebenszyklusdaten in diesem Sinne vor und beschreibt, welche Teilschritte für das automatisierte Zusammenführen, Vorverarbeiten und Analysieren der Daten erforderlich sind. Dabei wird insbesondere die Klassifikation von Fehlerbeschreibungen erläutert.
Softwarewerkzeug, Lebenszyklus, Datenanalyse, Data-Mining, Wissensbereitstellung
Das Querkeilwalzen von Titanteilen in kleinen und mittleren Losgrößen unter Verwendung eines eigenständigen Apparates, die Anwendung einer Methode zum schnellen Auslegen von QKW-Prozessen sowie eine Prozessüberwachung mittels Thermografie wurde bisher nicht erforscht. Aufgrund der Bedürfnisse von europäischen KMU wurde daher ein Forschungsprojekt aufgesetzt, um die Vorteile des Verfahrens für die europäische Industrie verfügbar zu machen. Im Rahmen des Projektes wird eine Methode entwickelt, die den Aufwand zur Prozessauslegung für KMU aufwandsärmer gestaltet sowie eine Maschine bereitgestellt, welche mit geringen Investitionen die Vorteile von QKW für KMU verfügbar macht. Um die Akzeptanz des Verfahrens zu erhöhen wird außerdem eine integrierte Prozessüberwachung realisiert. Die entwickelten Methoden und Maschinen werden anhand von Demonstratorbauteilen erprobt, um die Möglichkeiten der neuen Technologien darzustellen.
Querkeilwalzen, QKW-Maschine, Titan, bainitischer Stahl, Common rail, Hüftimplantat
Das Querkeilwalzen von Titanteilen in kleinen und mittleren Losgrößen unter Verwendung eines eigenständigen Apparates, die Anwendung einer Methode zum schnellen Auslegen von QKW-Prozessen sowie eine Prozessüberwachung mittels Thermografie wurde bisher nicht erforscht. Aufgrund der Bedürfnisse von europäischen KMU wurde daher ein Forschungsprojekt aufgesetzt, um die Vorteile des Verfahrens für die europäische Industrie verfügbar zu machen. Im Rahmen des Projektes wird eine Methode entwickelt, die den Aufwand zur Prozessauslegung für KMU aufwandsärmer gestaltet sowie eine Maschine bereitgestellt, welche mit geringen Investitionen die Vorteile von QKW für KMU verfügbar macht. Um die Akzeptanz des Verfahrens zu erhöhen wird außerdem eine integrierte Prozessüberwachung realisiert. Die entwickelten Methoden und Maschinen werden anhand von Demonstratorbauteilen erprobt, um die Möglichkeiten der neuen Technologien darzustellen.
Querkeilwalzen, QKW-Maschine, Titan, bainitischer Stahl, Common rail, Hüftimplantat
