Dieser Beitrag stellt die Entwicklung von Methoden und Regeln zur automatisierten Erstellung eines Werkzeugmodells sowie zur automatisierten Kostenkalkulation und -überwachung vor. Ausgehend vom Streifenbild des herzustellenden Produkts werden Werkzeuge konfiguriert, deren Elemente mit Herstellungsprozessen und Kostendaten verknüpft sind. Durch den Einsatz von Algorithmen der Künstlichen Intelligenz wird auch die Mitarbeitererfahrung bei der Angebotserstellung abgebildet und berücksichtigt.
Werkzeugbau, Angebotskalkulation, Data Mining, Expertensystem
Die Auslegung einer Stadienfolge für einen Schmiedeprozess ist vom Erfahrungswissen des Konstrukteurs abhängig. Ziel der Vorformoptimierung ist die Auslegung einer Stadienfolge retrograd von der Fertig- zur Vorform unter Voraussetzung einer vollständigen und faltenfreien Ausformung der Formen. Im dem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, der eine solche Auslegung der Vorform unter Kopplung von Umformsimulationen auf Basis der Finiten Elemente mit einem Evolutionären Optimierungsalgorithmus erreicht.
Schmieden, Genetische Algorithmen, Vorformoptimierung
Mit immer größer werdenden Nabenhöhen steigt die Möglichkeit mehr Windertrag aus der Windkraft zu erlangen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden am Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH konstruktive Leichtbaukonzepte für den Bau der Türme von Windenergieanlagen erforscht und entwickelt. Ziel des Forschungsprojektes war, den Leichtbau der Türme zu ermöglichen, um diese somit höher bauen zu können.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, WEA, Windenergie, Leichtbau, Turmbau, FEM
Die Windenergieanlagen der nächsten Generation sollen immer höher in den Himmel ragen. In höheren Luftschichten sind die durch Bodenrauigkeit hervorgerufenen Turbulenzen wesentlich verringert. Mit der Höhe steigt die Windstärke und der Wind weht gleichmäßiger. Daher steigt die nutzbare Energie exponentiell mit der Turmhöhe an, ein besserer Energieertrag ist gesichert. Doch die Türme der Windenergieanlagen unterliegen dem Effekt, ab einer kritischen Eigenmasse der Anlage mit Gondel und Rotor einzuknicken. Die Turmmasse steigt mit dem Quadrat der Höhe, daher müssten die Türme überproportional zur Höhe verstärkt werden.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, WEA, Windenergie, Leichtbau, Turmbau, FEM
Der Lösungsansatz "IdentOverLight" vereint die positiven Eigenschaften von bestehenden Auto-ID Verfahren in einem neuen Konzept, das auf sichtbarem Licht basiert. Der Informationsträger ist wiederbeschreibbar und sowohl für den Mitarbeiter in Klarschrift als auch für ein Lesegerät automatisch lesbar.
Kommunikation mit sichtbarem Licht
Indoor Positionierung ist eine grundlegende Technologie für fortgeschrittene Intralogistikanwendungen, die Verfolgung und Ortung von Gütern und Fahrzeugen zu verwenden. Für diese Anwendungen muss eine Positionierungs-Technologie einen ausreichenden Kompromiss zwischen Genauigkeit, Reichweite und Kosten bieten. Auf der Basis optischer Technologien wird ein Positionierungssystem vorgestellt, das für die Rückverfolgung von Fahrzeugen im intralogistischen Umfeld ausgelegt ist. Die wichtigsten Neuerungen des Systems sind eine aktive optische Infrastruktur, die absolute Positionierung ohne jede andere Datenquelle, und, auf der Empfängerseite, eine hybride Datenverarbeitung, die Signal- und Bildverarbeitung kombiniert. Unter Verwendung dieser optischen Technologien kann eine hohe Genauigkeit bei niedrigeren Kosten im Vergleich zu anderen Ansätzen erreicht werden.
Optische Positionierung, Aktive Infrastruktur, Datenübertragung, Bildverarbeitung
Eine pünktliche und gleichzeitige Materialbereitstellung für die Endmontage komplexer Maschinen und Anlagen ist eine logistische Herausforderung. Gelingt diese Aufgabe nicht hinreichend, sinkt die Kundentermintreue und es kann viel Kapital im Unternehmen gebunden werden. Dabei lässt sich schon abseits teurer Softwarelösungen durch einen Blick auf Datenqualität und Dispositionsprozesse Linderung verschaffen.
Materialbereitstellung, Dispositionsabläufe, Versorgungsprozesse, Kapitalbindung, Bestandskosten,
Für eine systematische Reklamationsbearbeitung hat sich die vom VDA empfohlene 8D-Methode etabliert. Allerdings existieren bisher keine adäquaten Mess- und Bewertungstechniken zur Beurteilung der Qualität eines 8D-Berichts. In der Folge kann nicht zu jedem Zeitpunkt gewährleistet werden, dass die Reklamationsbearbeitung korrekt und effizient durchgeführt wird. In einem von der FQS sowie dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) und dem IPH - Institut für Integrierte Produktion gGmbH durchgeführten Projekt wurde ein automatisiertes Metriksystem zur Messung und Bewertung der Bearbeitungsqualität eines 8D-Berichts vorgestellt. Für die Ermittlung der Metriken werden zum einen Text Mining Algorithmen verwendet. Zum anderen kommen manuelle Bewertungen zum Einsatz, um die erforderliche Bandbreite an Bewertungen effizient und zuverlässig zu realisieren.
8D-Methode, 8D-Report, 8D-Bericht, Reklamation, Reklamationsbearbeitung, Reklamationsmanagement, Qua
Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung eines halbwarmen Querkeilwalzprozesses mit einer Querschnittsflächenreduktion. Der Artikel enthält Ergebnisse der Finite-Elemente-Analyse (FEA), experimentelle Studien mit einem verkleinerten Werkstück und der Anpassung an die industriellen Werkstücke in Originalgröße. In den Simulationen wurden Werkzeuge mit Profilierung an der Seite verwendet. Die Downsizing-Methode wird erklärt und der Unterschied zwischen FEM, verkleinert und ursprünglich großen Werkstücken mit dem Fokus auf Umformkräfte, Temperaturverteilung und Defekte werden vorgestellt.
Halbwarmmassivumformung, Querkeilwalzen
Eine geeignete Technologie zur Vorformung hochbelasteter Schmiedeteile stellt das Querkeilwalzen dar. Mit einem neuartigen Modul zum Querkeilwalzen mit Flachbacken können aufwandsarm Untersuchungen durchgeführt werden. Um die bestehende geometrische Limitierung halbwarm geschmiedeter Stahlbauteile zu erweitern, wurde das Querkeilwalzen bei Temperaturen zwischen 650 °C und 950 °C erforscht. Zusätzlich wird durch erste Untersuchungen mit Aluminium die Nutzungsmöglichkeit des Moduls beschrieben.
Halbwarmumformung, Querkeilwalzen
Beim gratlosen Präzisionsschmieden fährt der Oberstempel nach dem Schließen der Gesenke in den Gravurhohlraum ein. Dadurch wird das Material bis zur vollständigen Gravurfüllung verdrängt. Durch ein entwickeltes Werkzeug können Schmiedeteile im Umformschritt auch gleichzeitig gelocht werden. Dabei fährt der Oberstempel durch die gesamte Bauteildicke. Das überschüssige Material wird durch den Oberstempel so weit nach unten gedrückt, bis das Werkstück vollständig gelocht ist. Um das Verfahren auf seine Praxistauglichkeit zu prüfen wurden praktische Schmiedeversuche auf einer Spindelpresse durchgeführt.
Schmieden, Gratlos Schmieden, Präzisionsschmieden, Lochen
Eine frühzeitige Erkennung von fehlerhaften Schmiedeteilen bietet wirtschaftliche Vorteile, da diese Bauteile sofort aus der weiteren Fertigungsfolge ausgeschleust werden können. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird eine prozessintegrierte Überwachung mit Hilfe eines sensorlosen Überwachungssystems entwickelt. Dabei fließt Strom durch das Schmiedeteil. Die Qualität der Bauteile wird mittels Auswertung der elektrischen Signale beurteilt. Typische Schmiedefehler (z. B. Unterfüllung und falsche Rohteiltemperatur) besitzen ein charakteristisches Signal und können somit direkt nach dem Umformprozess erkannt werden. Nach dem Ausschleusen der fehlerhaften Bauteile kann der Anlagenbediener zeitnah den Umformprozess anpassen.
Schmieden, Prozessüberwachung
Die Integration von Maßnahmen zur Qualitätsüberwachung in Wertschöpfungsprozessen spart Zeit und Geld. Die Überwachung der Formfüllung ist in der Warmmassivumformung prozessintegriert noch nicht realisiert worden. Des Weiteren konnten Prozessparameter, wie z. B. Einsatzmasse, Rohteiltemperatur oder die Schmierungsqualität, bisher nur nach der Umformung anhand der Bauteilqualität analysiert werden. Dadurch ist eine Regelung der schmiedetechnischen Prozesskette derzeit überaus träge. Im Projekt "Intelligente Schmiedewerkzeuge zur Fehlerreduktion in der Massivumformung" wird jetzt eine sensorlose Prozessüberwachung zur Echtzeiterkennung von Schmiedefehlern entwickelt.
Schmieden, Prozessüberwachung
Um komplexe Langteile mit ungleicher Massenverteilung entlang der Längsachse herzustellen, werden Prozesse wie das Querkeilwalzen benutzt. Die Werkzeuge können dabei als Flach- oder Rundbacken ausgelegt werden. Innerhalb des Forschungsprojekts "SFB 489 - Prozesskette zur Produktion präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile" wurden im Unterprojekt "Innovatives Werkzeugkonzept für das Präzisionsschmieden" am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover Werkzeuge für das gratlose Zweizylinderkurbelwellenschmieden mit Zapfen und Flansch entwickelt. Die erste Vorform wird durch Querkeilwalzen mit Flachbacken erzeugt. In Hinblick auf die Massenverteilung der Zweizylinderkurbelwelle wurden durch Keile im Werkzeug vier Massenanhäufungen für die Kurbelwangen erzeugt.
Kurbelwelle, Querkeilwalzen, Stadienfolge, Vorform, Walzprozess
Leichtbauansätze im Automobilbau ermöglichen eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs und somit einer Erhöhung der Fahrzeugreichweite. Dies ist ein wichtiger Faktor, um die EU-Grenzwerte für CO2-Emissionen von Fahrzeugen zu erreichen und die Strafen für die Überschreitung der Grenzwerte aus dem Jahre 2012 zu vermeiden. Die wachsende Zahl von Anwendungen für hochfeste Stähle oder Leichtbaukonstruktionen sind adäquate Mittel zur Gewichtsreduzierung. Im IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH wurde eine Methode entwickelt, um Hohlprofile aus Aluminium zu produzieren. Diese Methode, das so genannte Hydroforging, verbindet gratloses Schmieden und Innenhochdruckumformen. Es ermöglicht die Herstellung von hohlen, dickwandigen Aluminiumprofilen mit Hinterschneidungen ohne die Notwendigkeit komplexer Werkzeugkinematik. Das Schmieden wird durch ein aktives Medium unterstützt. Eine Werkzeugkonzept ist entwickelt wurden, dass den Antriebe einer hydraulischen Presse mit Ziehkissen nutzt. Mit diesem Werkzeug werden verschiedene Bauteilgeometrien hergestellt und anschließend analysiert. Um den Werkzeuginnendruck und den Umformdruck zu erzeugen, wird flüssiges Zinn als inkompressibles, aktives Medium verwendet. Die Umformung wird durch Stauchen der Aluminiumprofile initiiert und vom aktiven Medium unterstützt, sodass das Profil in die Kavität der Gesenke gedrückt wird. Das Verfahren wurde anhand von Simulationen entwickelt und wird durch praktische Experimente überprüft werden. Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung des Schmiedeprozesses mit einem aktiven Medium.
Innenhochdruckumformen, Schmieden, Rohre, Aluminium, FEM
In diesem Beitrag werden anhand eines industriellen Arbeitssystems erstmalig zirkadiane Leistungsschwankungen bei manuellen Montagetätigkeiten in Abhängigkeit des Einflussfaktors "Biorhythmus" nachgewiesen. 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 aufgezeigt.
Leistungsschwankung, Montage, Arbeitssystem, statistische Datenanalyse
In diesem Beitrag werden Charakteristika zur Beschreibung von XXL-Produkten diskutiert und grundlegende Aspekte hinsichtlich des Aufbaus (z. B. Prinzipien, Methoden) von Produktionssystemen vorgestellt. Im Rahmen einer Expertenbefragung bei XXL-Herstellern werden die am häufigsten eingesetzten Methoden der Produktionssysteme identifiziert. Der Beitrag stellt die Ergebnisse der Expertenbefragung vor und schließt mit einem Ausblick über das weitere Vorgehen ab.
Lean-Production-Methoden, Produktionssystem, XXL-Produkte
Um eine hohe logistische Leistungsfähigkeit in einem Produktionsnetzwerk bei niedrigen Logistikkosten zu erhalten, muss in der Materialbereitstellung der Endmontage eine hohe Synchronisation bestehen. Die Synchronisation kann jedoch durch dynamische Effekte negativ beeinflusst werden. Dieser Beitrag beschreibt einen Ansatz zur Identifizierung von kritischen Materialbeschaffungsprozessen, welche eine Ursache für eine unzureichende Erfüllung der logistischen Ziele in der Materialbereitstellung sind. Darüber hinaus werden die Ergebnisse einer Simulationsstudie vorgestellt, in der die Wirkungen von Maßnahmen zur Synchronisation der Materialbereitstellung unter Berücksichtigung dynamischer Effekte analysiert werden.
Dynamik, Materialbereitstellung, Produktionsnetzwerk, PPS
Viele kleine und mittlere Unternehmen (KMU) verfehlen ihre logistischen Ziele. In Wissenschaft und Praxis wächst die Erkenntnis, dass Probleme der Produktionsplanung und-steuerung (PPS) nicht ausschließlich mit der Entwicklung und Anwendung von Softwaresystemen gelöst werden können. PPS-Systeme lassen dem Mitarbeiter üblicherweise nur einen sehr eingeschränkten Freiheitsgrad bei der Durchführung von zugewiesenen Aufgaben. Viele Methoden eines PPS-Systems besitzen jedoch das Potential das Verhalten und die Leistung des Mitarbeiters zu beeinflussen. Die Entwicklung eines logistikorientierten Anreizsystems für Mitarbeiter kann die logistische Zielerreichung eines KMU positiv unterstützen. Die Ausrichtung der Anreize auf die logistischen Ziele verankert diese im Bewusstsein des Mitarbeiters.
Controlling, Anreizsysteme, logistische Zielgrößen, Mitarbeiterverhalten
In dem Vortrag wurde das IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH mit seinen drei Arbeitsgebieten Umformtechnik, Logistik und Automatisierungstechnik vorgestellt. Forschungs- und Beratungsschwerpunkte des Instituts wurden an Praxisbeispielen diskutiert. Außerdem wurden Herausforderungen bei der Reklamationsbearbeitung mittels 8D-Berichten diskutiert sowie aktuelle Forschungsprojekte in diesem Themenfeld erläutert.
Qualitätsmanagement, Reklamationsmanagement, 8D-Bericht, Metrikssystem, Data Mining, Text Mining
