Produktionssystem

Teile mit einer Größe von einigen Mikrometern bis zu wenigen Millimetern, sogenannte Mikrobauteile, werden von der Mikrosystemtechnik bis hin zur Medizintechnik vermehrt benötigt. Hierbei liegen die Herausforderungen für die Forschung und Entwicklung nicht nur in der Miniaturisierung und Entwicklung technischer Verfahren. Für die Einbindung in Produktionsprozesse werden geeignete Handhabungstechniken benötigt. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht der Handhabungsprinzipien und -techniken zum Greifen, Fördern, Ablösen und Sortieren von Mikroobjekten. Die unterschiedlichen Prinzipien werden insbesondere an Beispielen aus dem Bereich der Greiftechnik dargestellt.

Die Entwicklung und Produktion mikromechanischer Bauteile ist mit vielfältigen komplexen Herausforderungen verknüpft. Durch die kleinen Bauteilabmessungen, die nahe an derzeit in der Fertigung realisierbaren Toleranzen liegen, kann es beim Zusammenwirken mikromechanischer Bauteile infolge von Gestaltabweichungen zu Funktionsstörungen kommen. Am IPEK - Institut für Produktentwicklung Karlsruhe wird eine Qualitätssicherungsstrategie für Mikroverzahnungen entwickelt, die Aussagen über die Auswirkungen von Gestaltabweichungen auf den Funktionszusammenhang mikromechanischer Bauteile zulässt. Dabei können Formabweichungen einzelner Mikrozahnräder derart bestimmt werden, dass geeignete Zahnradpaarungen zur Wahrung einer angestrebten Funktionserfüllung gefunden werden können.

Die ergonomische Gestaltung eines Produktes wird genauso wie die ergonomische Arbeitsplatzgestaltung zunehmend durch virtuelle Werkzeuge unterstützt. In diesem Beitrag wird vorgestellt, inwieweit digitale Menschmodelle als Werkzeuge virtueller Ergonomie in den CAx-/PLM-Systemen und der Digitalen Fabrik funktionieren. Anhand einer Evaluierung dieser Systeme in der Praxis wird aufgezeigt, welche Methoden die digitalen Menschmodelle erfolgreich zur Verfügung stellen und in welchen Bereichen eine Weiterentwicklung nötig ist. Dabei soll die Frage beantwortet werden, ob die Werkzeuge einer virtuellen Ergonomie auch zukünftig Expertentools bleiben, oder ob sich die Systeme als ergonomische Standardwerkzeuge etablieren könnten.

roduktminiaturisierung eröffnen sich für die mechanische Mikrofertigung eine Reihe neuer Einsatzbereiche und Marktchancen. Mit Bauteildimensionen unter einem Millimeter und Fertigungstoleranzen im Mikrometerbereich treten im Herstellungsprozess sogenannte „Größeneffekte“ auf, die eine einfache Prozessskalierung bekannter Verfahren aus dem Makrobereich verhindern und zu einem erhöhten Auftreten an Qualitätsabweichungen führen. Im Ergebnis wird die Prozessfähigkeit nach DIN ISO 21747 beeinträchtigt und somit auch die Anwendbarkeit der statistische Prozesslenkung (SPC) erschwert. In diesem Beitrag werden am Beispiel der Mikrokaltumformung die Wechselwirkungen zwischen technischen und logistischen Qualitätszielen im Sinne der logistischen Qualitätslenkung untersucht, wobei Methoden der statistischen Prozesslenkung und Fuzzy-Regelung zum Einsatz kommen.

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung in allen Bereichen der Technik gewinnen mechanische Fertigungsverfahren von Mikrobauteilen an Bedeutung. Die Kombination von hohen Fertigungsraten und niedrigen Fertigungstoleranzen im Mikrometerbereich erfordert dabei ein umfassendes Qualitätsmanagement, welches leistungsfähige Prozesse mit niedrigen Qualitätskosten anstrebt. Aufgrund der geringen Bauteilgröße und der damit verbundenen schwierigen Handhabung scheidet die klassische Sichtprüfung als Prüfverfahren aus. In Kombination mit einer auf die Mikrofertigung angepassten Oberflächenmesstechnik bedarf es leistungsfähiger Bildverarbeitungssysteme, um Oberflächenunvollkommenheiten wie z.B. Risse, Dellen und Brüche zu identifizieren. Im folgenden Beitrag werden ausgehend vom Qualitätsmanagement verschiedene Normen und Anwendungen vorgestellt, welche die Oberflächenprüfung von Mikrobauteilen betreffen. Anhand eines tiefgezogenen Mikrobauteils aus dem Sonderforschungsbereich (SFB) ...

Im Rahmen dieses Beitrags werden die wesentlichen Auszüge der im Rahmen des Forschungsvorhabens „Ganzheitliche Produktionssys-teme (GPS) für Logistikdienstleister“ durchgeführten Studie vorgestellt, welche den Verbreitungs- und Entwicklungsstand Ganzheitlicher Produktionssysteme bei deutschen Logistikdienstleistern zum Gegenstand hatte. Die Studie gibt dabei unter anderem Aufschluss über den Umfang der latenten Anwendung bestimmter GPS-Methoden, so dass einerseits die prinzipielle Eignung der Entwicklung eines GPS im Sinne eines Managementinstrumentariums für Logistikdienstleister gerechtfertigt und bestätigt wird. Andererseits soll eruiert werden, ob die grundlegenden Voraussetzungen bei Logistikdienstleistern für die Anwendung eines GPS vorherrschen.

Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, müssen sich Unternehmen in Hochlohnländern durch kundenindividuelle Produkte kombiniert mit kundenspezifischen Dienstleistungen von Anbietern aus Niedriglohnländern differenzieren. Einhergehend mit der zunehmenden Komplexität dieser Produkte wird auch die Steuerung der zugehörigen Produktionssysteme aufwendiger. Ein Ansatz zur Handhabung derartiger Systeme wird aktuell im Exzellencluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ an der RWTH Aachen erarbeitet, mit dessen Hilfe es ermöglicht wird, Produktionssysteme dahingehend zu gestalten, dass kundenindividuelle Produkte zu Kosten der Massenproduktion hergestellt werden können.

Der Wandel von Produzenten- zu Käufermärkten hat den Wettbewerb für Produktionsunternehmen nachhaltig verschärft. Als strategische Antwort auf diese Entwicklung sind seit dem Beginn der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts vernetzte Organisationsstrukturen betrachtet worden. Diese wurden unter Begriffen wie z.B. „Unternehmung ohne Grenzen“, Virtuelles Unternehmen bzw. Virtuelle Organisation, oder Virtuelle Fabrik analysiert. Seitdem wurden zahlreiche Konzepte und Modelle zur Unterstützung des Lebenszyklus Virtueller Organisationen - bestehend aus Initiierungs-, Operations- und Auflösungsphase - entwickelt. Ein wichtiger Aspekt bei der Gestaltung der Initiierungsphase Virtueller Organisationen ist die Strategische Planung. Diese Phase wird wesentlich durch langfristig konzipierte Netzwerke (z.B. Industrielle Cluster, Regionale Netzwerke) geprägt, die das schnelle Entstehen Virtueller Organisationen aus einem Pool von Partner-Unternehmen unterstützt. Gerade hier ist die ...

Ausgehend von den Planungs- und Steuerungsprozessen konventioneller Produktionssysteme und den veränderten Zielsetzungen werden mit Komplexitätsbeherrschung, Wandlungsfähigkeit und Robustheit Gestaltungsanforderungen für marktorientierte Produktionssysteme formuliert. Die Paradigmen bionischer, holonischer und fraktaler Systeme erscheinen geeignet, zukünftige Produktionssysteme entsprechend diesen Anforderungen zu gestalten.

Der demographische Wandel stellt für den ressourcenintensiven Bereich der operativen Logistik eine große Herausforderung dar. Durch die im Alter sinkende körperliche Belastbarkeit der Logistikmitarbeiter steigen die Anforderungen an die Arbeitsplatzgestaltung. Hinzu kommen in Zeiten der Wertschöpfungsorientierung neue Anforderungen von Seiten der Unternehmen auf die Mitarbeiter. Zwangsläufig stellt sich die Frage, ob der wachsende Anteil an älteren Arbeitnehmern die an sie gestellten Anforderungen in Zukunft ausreichend erfüllen kann. Während ergonomisch gestaltete Arbeitsplätze die Voraussetzung bilden, kann eine Arbeitsorganisation mit abwechslungsreicher Belastung den Erhalt der Erwerbsfähigkeit sichern.