Um den bisherigen Stand des Einsatzes von Logistik-Controlling in KMU sowie deren Anforderungen an die Aufgabem und Ziele zu identifizierenm, wurde am IPH eine empirische Studie durchgeführt. Ergebnisse zu Verbreitung, Schwerpunkten sowie Entwicklungsbedarf werden im Beitrag deteilliert beschrieben.
Studie, Logistik-Controlling, Produktionslogistik
Störungen in der Produktion, die negative Auswirkung auf die Zielgrößen der Produktionslogistik haben, müssen erkannt und behoben werden. Kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) besitzen häufig keine ausreichende Mitarbeitkapazitäten, die die logistischen Zusammenhänge in der Produktion beherrschen und so zielgerichtet auf die Verbesserung des logistischen Prozesszustandes einwirken können. Außerdem fehlt häufig grundlegendes Wissen über die komplexen Zusammenhänge der Zielgrößen und die einzuleitenden Maßnahmen gegen Störungen in der Produktion. Das zeigt auch die mangelnde Zielerreichung der angestrebten logistischen Ziele in KMU. Der folgende Beitrag stellt einen am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH entwickelten Lösungsansatz zur Diagnose von Störungen in der Produktionslogistik und Ableitung von Empfehlungen für Maßnahmen mittels Assistenzsystems vor.
Assistenzsystem, Produktionslogistische Zielgrößen, Diagnose von Störungen in der Produktion
Um die Wettbewerbsfähigkeit sicher zu stellen kann eine Logistikstrategie für die Produktionslogistikaus der Unternehmensstragie abgeleitet werden. Die Herausforderung besteht dabei darin die stragischen Zielgrößem mit geeigneten Kennzahlen zu überwachen. Sofern eine Zielgröße vom Sollwert abweicht ermöglicht eine Abweichungsanalyse Maßnahmen abzuleiten und trägt somit zu Aufrechterhaltung stabilerer Prozesse bei. Fokusdieser Ausarbeitung ist daher ein regelbasiertes Expertensystem, welcher als die produktionslogistischen Zielgrößen (niedrige Bestände, kurze Durchlaufzeiten, hohe Termintreue und hohe Auslastung) mit ihren wichtigsten Indikatoren berücksichtigt. In einem Problemlösungsbaum werden diese Indikatoren mit weiteren signifikanten Informationen entsprechend ihrer Ursache-/Wirkungsbeziehung verknüpft. Die Regeln des Expertensystems basieren auf den produktionslogistischen Grundgesetzen von Wiendahl und Nyhuis. Eine Abweichungsanalyse der Indkatoren für die produktionslogistischen Zielgrößen werden durch Diagramme im Expertensystem aufgezeichnet.
Wissensmanagement in Produktion und Logistik, ICT für Produktion und Logistik, intelligent, anpassun
Blechverarbeitende Werkzeuge verursachen während ihrer Nutzungsphase bis zu 70 % der eigenen Lebenszykluskosten. In der Regel werden sie heutzutage jedoch nur auf Basis ihres Einkaufspreises beschafft. Das IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH hat eine Methode entwickelt, mit der die Lebenszykluskosten von diesen Werkzeugen bereits während der Planung wissensbasiert prognostiziert und berücksichtigt werden können.
Kalkulation, Lebenszykluskosten, Werkzeugbau
Viele Unternehmen können den durch fehlendes Material in der Produktion entstehenden Schaden nicht messen, da bisher keine quantitative Methode zur monetären Bewertung der mit Versorgungsengpässen einhergehenden logistischen Folgen existiert. Somit ist eine Abwägung der durch fehlendes Material in der Produktion entstehenden Kosten gegen hohe Sicherheitsbestandskosten zur Antizipierung von Materialengpässen nicht möglich. Dies kann bei der Disposition von Lagerbeständen zu betriebswirtschaftlich unvorteilhaften Entscheidungen führen. Eine Funktion zur Quantifizierung der im Zuge von Materialfehlmengen in der Produktion anfallenden Kosten kann Abhilfe schaffen. Aus diesem Grund entwickelt das IPH – Institut für Integrierte Produktion gemeinnützige GmbH im Rahmen eines Forschungsprojekts eine Fehlmengenkostenfunktion, welche die Positionierung von Lägern im Spannungsfeld niedriger Logistikkosten und hoher Logistikleistung unterstützt.
Fehlmengenkosten, Materialengpässe, Servicegrad, Logistikkosten, Lagerhaltungskosten
Die Windenergieanlagen der nächsten Generation sollen immer höher in den Himmel ragen. 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 mit der Höhe steigen auch die Turmmasse und damit das Versagensrisiko vorhandener Turmkonstruktionen.
XXL-Produkte, großskalig, XXL, WEA, Windenergie, Leichtbau, Turmbau, FEM
Bei Blechprodukten verursacht der Handhabungsaufwand für Bearbeitungsschritte am Einzelteil einen hohen Anteil der Herstellungskosten. Die Integration erforderlicher Fertigungsprozesse in einem Werkzeug bietet u. a. das Potential, Handhabungsprozesse zu eliminieren. Die Integration von Schweißprozessen stellt jedoch große technische Herausforderungen hinsichtlich der Prozesssynchronisation und -überwachung sowie aufgrund von Störeffekten dar. Eine neue Werkzeugtechnologie zum vollautomatisierten Bolzenschweißen in Blechumformwerkzeugen erhöht erstmals nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Blechbauteilen. Sie bietet auch eine Reihe technischer Vorteile.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Schweißtechnisches Fügen von Standardelementen erfolgt in konventionellen Prozessketten zur Blechteilefertigung nach der Umformung am Blechteil außerhalb der Presswerkzeuge. Diese räumliche Trennung der Bearbeitungsschritte erfordert aufwendige Handhabungsoperationen und wirkt sich nachteilig auf die Positioniergenauigkeit des Fügeteils aus. Die Herausforderungen einer Integration des Fügeprozesses in das Umformwerkzeug bestehen im Umgang mit den Schweißemissionen und einer zuverlässigen Schweißüberwachung. In einem Forschungsprojekt wurde eine prozesssichere Werkzeugtechnologie zur Funktionsintegration des Bolzenschweißens mit Spitzenzündung entwickelt. Diese Technik ist aufgrund hoher Fügegeschwindigkeit, geringer Energieeinbringung und hoher Prozesssicherheit besonders gut für die Integration in Blechumformwerkzeuge geeignet. In Dauerversuchen lassen sich mit Hilfe dieser neuen Technologie qualitativ hochwertige Bolzenschweißungen bei hoher Robustheit gegen Störgrößen erstellen.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Während hauptsächlich Lösungen für integriertes Widerstandsschweißen bekannt sind, wurde im vorliegenden Forschungsprojekt eine prozesssichere Werkzeugtechnologie zur Funktionsintegration des Bolzenschweißens mit Spitzenzündung entwickelt. Diese Technik ist aufgrund hoher Fügegeschwindigkeit, geringer Energieeinbringung und hoher Prozesssicherheit besonders gut für die Integration in Blechumformwerkzeuge geeignet. In Dauerversuchen lassen sich mit Hilfe dieser neuen Technologie qualitativ hochwertige Bolzenschweißungen bei hoher Robustheit gegenüber Störeinflüssen erstellen.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Ein neues modulares Werkzeugkonzept ermöglicht die Integration von Blechumform- und Bolzenschweißprozess in einem Schritt. Ein zentrales Problem bei der Auslegung des neuen Prozesses sind die Prozessemissionen beim Schweißen, wie z. B. Spritzer. Eine neue Werkzeugtechnologie zum vollautomatisierten Bolzenschweißen in Blechumformwerkzeugen erhöht erstmals nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Blechbauteilen. Im Fokus dieses Forschungsprojekts lag der Nachweis der Prozessrobustheit und der erreichbaren Hubanzahl. Vorab durchgeführte Schweißversuche im Schmiedegesenk offenbarten gute Fügeergebnisse und eine hohe Prozessstabilität. Die Schweißverbindungen wurden in Biegeversuchen getestet und bestätigten sehr gute Festigkeitswerte, die im Bereich der Festigkeit des Grundmaterials lagen. Durch eine Messung der Schweißspannung und –stromstärke, sowie der Bolzenverkippung, konnten Störgrößeneinflüsse verlässlich aufgedeckt werden. Die Schweißemissionen wurden effektiv begrenzt durch ein Absaugsystem im abgetrennten Schweißbereich, ohne dass die Fügequalität beeinträchtigt wurde.
Blechverarbeitung, Lichtbogenbolzenschweißen, Spitzenzündung, Folgeverbundwerkzeug, Prozessintegrati
Um potentielle neue Anwendungen für Schmiedeprozesse zu schaffen, wurde erstmalig ein Verbund aus geordnetem mesoporösem Kohlenstoff und leuchtenden Metallphosphat-Nanokristalle synthetisiert werden. Drei Arten von CMK-3/CePO4:Tb Nanokompositen wurden durch eine Behandlung von mesoporösem CMK-3 in unterschiedlichen Lösungen aus Vorläuferverbindungen von Lantanidphosphaten. Verschiedene Prüfungen zeiten, dass sich die Nanokristalle in zwei Fällen innerhalb der Mesoporen anreicherten, wohingegen die Nanokristalle im dritten Fall lediglich auf der Außenseite der Kohlenstoffpartikel anhafteten. Eine vorläufige Auswertung der Schmiereigenschaften des CMK-3 und eines Nanokomposits wurde durchgeführt. Die Reibbeiwerte, die mittels Ringstauchversuchen ermittelt wurden, zeigten, dass der Stoff die Reibkräfte verringern konnte. Dennoch war die Verringerung um den Faktoren 3-4 mal geringer, als bei kommerziellen Vergleichsschmierstoffen auf Graphitbasis.
Schmiermittel, Schmierstoff, Schmieden, CMK-3, mesoporöser Kohlenstoff, CePO4:Tb, Nanokomposit
Die zustandsorientierte Instandhaltung von Produktionsanlagen verspricht gegenüber anderen Instandhaltungsstrategien ein besseres Verhältnis von Verfügbarkeit zu Instandhaltungskosten. Zur Bestimmung und Prognose des Anlagenzustands wird in diesem Beitrag ein neuartiger Ansatz vorgestellt. Der Ansatz nutzt Methoden der künstlichen Intelligenz, die auf einen lebenszyklusphasenübergreifenden, verteilten Datenbestand angewandt werden. Der Ansatz vereinfacht die Einführung der zustandsorientierten Instandhaltung durch maschinelle Lernverfahren und ist insbesondere für Anlagen mit einem bisher unbekannten Ausfallverhalten geeignet.
Zustandsorientierte Instandhaltung, Zustandsprognose, Künstliche Intelligenz, Verteilte Datenhaltung
In diesem Artikel wird eine Methode zur effizienten Auslaufplanung vorgestellt.
Auslaufplanung, Lieferketten
Die steigenden Kundenanforderungen zwingen Firmen dazu in engen Lieferketten zu kooperieren um eine hohe logistische Performanz zu erreichen. Die Kundenwünsche verkürzen zudem den Produktlebenszyklus, was zu einem häufigeren auslaufen der Produkte in den Lieferketten führt. Aus diesem Grund müssen heutige Lieferketten in der Lage sein, dieses Auslaufen effizient zu betreiben. Dieser Beitrag behandelt einen passenden Ansatz für das systematische Auslaufplanen, wobei die gesamte Lieferkette beachtet wird. Der Ansatz beruht auf dem Prinzip der kumulierten Produktionszahl, welche die Verknüpfung zwischen mehreren Prozessen ermöglicht. Es ermöglicht eine Ausrichtung der Losgrößen auf die Beschaffung, Herstellung und Lieferung der Auslaufproduktion des Prozesses. Der Ansatz ermöglicht Partnern in der Lieferkette Kostenersparnisse, durch Vermeidung von Restbeständen verursacht durch nicht harmonisierende Losgrößen, zu identifizieren.
Fabrik- und Produktionsplanung, Zusammenarbeit in internationalen Produktions-, Herstellung- und log
In der Schmiedeindustrie ist das Querkeilwalzen ein etabliertes Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Vorformen mit einer äußerst effizienten Materialausnutzung. Um das Auftreten von Materialfehlern während der Umformung zu verhindern, wird die Keilgeometrie der Werkzeuge an die angegebene Vorform eingepasst. Heute wird Querkeilwalzen innerhalb des warmen Temperaturbereichs durchgeführt. Um das halbwarme Querkeilwalzen zu analysieren entwickelten die Wissenschaftler am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH ein Teststand für Querkeilwalzexperimente.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Querkeilwalzen wird heute im warmen Temperaturbereich angewendet. Um dieses Verfahren auch bei halbwarmen Bauteiltemperaturen praktisch zu untersuchen, wurde am IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover ein Teststand für Querkeilwalzversuche entwickelt. Der entwickelte Versuchsstand erlaubt die praktische Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Werkstück- und Werkzeugtemperaturen, sowie Werkzeuggeometrien und Walzgeschwindigkeiten auf das Umformergebnis. Die Ergebnisse der praktischen Walzversuche liefern zukünftig Erkenntnisse zur bedarfsgerechten Gestaltung von Walzkeilgeometrien, Umformgeschwindigkeiten sowie Werkzeugtemperaturen im halbwarmen und warmen Temperaturbereich des Querkeilwalzens. Im Rahmen des Projektes DeVaPro leistet der Versuchsstand einen wichtigen Beitrag zur individuellen Umsetzung einer vollständigen schmiedetechnischen Prozesskette im halbwarmen Temperaturbereich.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Halbwarm geschmiedete Teile haben Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Warmschmiedeteilen: Engere Toleranzen, reduzierte Oberflächenrauheit, kein Zunder und eine reduzierte Randentkohlung. Jedoch ist das geometrische Spektrum der Halbwarmschmiedeteile durch hohe Fließspannungen beschränkt. Um diese geometrischen Begrenzung zu überwinden werden neue Walz- und Schmiedeverfahren in dem europäischen Forschungsprojekt "DeVaPro - Entwicklung einer variablen Halbwarm-Schmiede- Prozesskette" entwickelt. Im Mittelpunkt steht die Gestaltung einer halbwarmen Vorformoperation durch Querkeilwalzen, gefolgt von einer Zwischenerwärmung und einem halbwarmen Fertigformen in herkömmlichen Gesenken. Um eine Vorstellung von der Wirkung der niedrigeren Temperaturen auf die Prozessparameter, z. B. Kraft, Gesenkverschleiß und Mikrostruktur im Gegensatz zu Warmschmiedeverfahren zu erhalten, werden FE-Simulationen und experimentelle Tests mit einem Modell durchgeführt. In diesem Beitrag werden der neue halbwarme Querkeilwalzprozess vorgestellt und die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen z. B. die mechanischen Eigenschaften und die Mikrostruktur dargestellt.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Im Projekt "DeVaPro - Entwicklung einer variablen Warmumformungsprozesskette" wird ein neuer Walz- und Schmiedeprozesse entwickelt, um die geometrische Begrenzung der Halbwarmmassivumformung zu überwinden. Das Ziel des Projektes ist es, eine Prozesskette im halbwarmen Tempaturbereich zu entwickeln. Diese soll eine Auswahl der besten Vorformtechnologie beinhalten, um die gewünschte Massenverteilung vor der Halbwarmumformung zu erhalten. Die Technologie wird an die spezifischen Anforderungen der Halbwarmumformung angepasst. Ein Querkeilwalzvorgang und eine induktive Wiedererwärmung wird entwickelt. Eine Spurstange und ein Pleuel dienen als Musterteile.
Halbwarmumformung, Prozesskette, Querkeilwalzen
Eine Reduzierung der Prozessschritte, der Anzahl an Werkzeugen sowie der erforderlichen Menge an Material sind die wichtigsten Vorteile bei der Kombination von gratfreiem Umformen und Lochen von Schmiedeteilen. Dieser Prozess wurde am IPH – Institut für integrierte Produktion Hannover entworfen. Sogar die Nachbearbeitung wird enorm reduziert, da die Toleranzen für die meisten Anwendungsbereiche ausreichend sind. Die Forscher haben ein Werkzeugkonzept für zwei verschiedene Bauteile entwickelt. Das erste ähnelt der Geometrie eines rotationssymmetrischen Zahnrads, das zweite ist ein Bauteil mit ausgeprägter Längsachse. Zum Abschluss wurde das innovative Werkzeugkonzept erfolgreich getestet.
Gratloses Gesenkschmieden, Präzisionsschmieden, Lochen Werkzeugkonzept
Viele geschmiedete Bauteile, zum Beispiel Pleuel oder Ringschlüssel, weisen Hohlräume, Löcher oder Durchbrüche auf, die in einem weiteren Prozessschritt, meistens durch Warmlochen, hergestellt werden. Ein am IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH entwickelter kombinierter Umform- und Lochprozess ermöglicht die Integration des durch Lochens in einen gratlosen Umformprozess. Dies ermöglicht die Einsparung von Prozessschritten, Werkzeugkomponenten und benötigtem Rohmaterial, da die entwickelte Umformung gratlos stattfindet.
Gratloses Gesenkschmieden, Präzisionsschmieden, Lochen Werkzeugkonzept
