Produktionssystem

Der Beitrag beschreibt ein am Fachgebiet Planung und Steuerung produktionstechnischer Systeme entwickeltes Planspiel, genannt Supply Net Game. Es bildet die Struktur eines Produktions- und Logistiknetzwerks ab und verwendet als Modell der Entscheider die so genannte „Verankerungs- und Anpassungsheuristik“, welche als erprobtes Modell für menschliche Prognosen über unsichere Situationen gilt. Das Spiel bildet vier Produktionslinien ab, welche gemeinsam Produkte herstellen. Vier Spieler steuern dabei je ein Unternehmen. Ziel für jeden Spieler ist die Minimierung der Gesamtkosten, welche durch Lagerhaltung und Fehlmengen entstehen. Anhand des Supply Net Game wird die Wichtigkeit von Planspielen sowohl für das Management als auch für die Ingenieurausbildung in Hochschulen und am Arbeitsplatz aufgezeigt. Insbesondere besteht hier ein Bedarf für das Erlernen impliziter Fähigkeiten in der Lagerhaltung komplexer verteilter Produktionssysteme, für welche das oben genannte System ...

Im Rahmen von Untersuchungen zum internationalen Stand der Forschung und der Technik in der Mikroproduktionstechnik [1, 2] wurde festgestellt, dass sowohl bei der Fertigung einzelner Funktionsbaugruppen als auch kompletter Produkte zwischen zwei Entwicklungslinien unterschieden werden muss. Zum einen wurden die klassischen feinwerktechnischen Verfahren [3] identifiziert, die aus dem Bereich der Fertigungsverfahren im Makrobereich stammen, wie in der DIN 8580 [4] beschrieben, zum anderen mikrotechnische Verfahren der Mikrosystemtechnik (MST) [3]. Eine besondere Herausforderung im Rahmen der allgemeinen Miniaturisierung ist in diesem Zusammenhang die begleitende Funktionsintegration [1] der Bauteile und die Prozessmodularisierung bzw. -integration der Fertigungsverfahren. Dieses stellt sowohl die Produkt- als auch die Prozessentwicklung zur Herstellung von mikrotechnischen Funktionsbaugruppen mit weiterentwickelten feinwerktechnischen Verfahren vor enorme Herausforderungen. Dieser ...

Im Zuge der fortschreitenden Globalisierung stößt die Produktion in Europa auf immer neue Herausforderungen durch Wettbewerber aus Fernost. Produkte aus Billiglohnländern überschwemmen die europäischen Märkte und bringen etablierte heimische Betriebe ins Wanken. Das Outsourcing von Produktionsaufträgen nach China ist speziell für den Commodity-Sektor bereits eine Selbstverständlichkeit geworden. Wird die Wirtschaft Mitteleuropas diese Praxis auf Dauer „verdauen“ können? Experten meinen, nein. So zeigen jedenfalls die Ergebnisse einer Studie des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik im Auftrag des Vereins zur Modernisierung der Produktionstechnologien in Österreich. Wie europäische Produktionsbetriebe ihren Wettbewerbsvorsprung durch moderne Automatisierungstechnologien sichern könnten, zeigt der vorliegende Beitrag.

Die immer höher werdenden Anforderungen an Produktivität und Genauigkeit von Werkzeugmaschinen (WZM) führt zu neuen Ansätzen in der Entwicklung von Bearbeitungstechnologien. Um diesen Konzepten gerecht zu werden, müssen alle beteiligten Komponenten kritisch betrachtet werden, so auch die Spannvorrichtung, welche bislang eher stiefmütterlich bezüglich ihrer Rolle im Gesamtsystem behandelt wurde. Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts Maschinenbauinitiative Next Economy im Freistaat Sachsen wurde in Zusammenarbeit zwischen der Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH und dem Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik speziell für die Erfordernisse von trockenbearbeitenden Maschinen eine hydraulische Spannvorrichtung entwickelt, welche einfach, aber sehr effektiv in die Kompensationskonzepte einer Werkzeugmaschine integriert werden kann

Der Sektor Produktion und damit zusammenhängende Bereiche erwirtschaften zu über 50 % das deutsche Bruttoinlandsprodukt. Um diesen Sektor auch zukünftig zu stärken, bedarf es einer Produktionsforschung, die zu dauerhaften Spitzenleistungen in der Produktionstechnologie führt. Dazu sind zukünftig adaptive Produktionen notwendig, die sich permanent und sehr schnell den wandelnden Marktbedingungen anpassen. Die vollständige digitale Produktion ist eine wissensbasierte Produktion und beschleunigt die technischen Planungen und Veränderungen und erlaubt eine partizipative Arbeitsweise insbesondere in vernetzten Produktionssystemen. Am Beispiel des Innovationsclusters „digitale Produktion“ zeigt sich das Potenzial zukünftiger Produktionen durch Zeit- und Kostenminimierung im Produkt- und Produktionsentstehungsprozess.

In der Vergangenheit wurden Kostenminimierungen hauptsächlich an einzelnen Standorten erzielt, zum Beispiel durch moderne Fertigungstechnik. Die Veränderung der Produktionslandschaft von Inselproduktionen zu global verknüpften Produktionsnetzwerken und Supply Chains erfordert in Zukunft aber ein verstärktes Augenmerk auf die Effizienz der Netzwerke zwischen mehreren Standorten. Somit rücken logistische Hebel zur gesamtheitlichen Kostenoptimierung der Netzwerke mehr in den Vordergrund. Für einige Unternehmen kann dies den Einsatz von „Logistik der Zukunft“ bedeuten, für viele Unternehmen bedeutet es jedoch zunächst, in Zukunft auf den aktuellen Stand der Logistik-Technologie und zu Best-Practice-Prozessen aufzuschließen.

Die Mikromontage stellt ein wichtiges Teilgebiet der Mikroproduktionstechnik dar, das Genauigkeiten im Mikrometerbereich und besser erfordert. Der folgende Artikel beschreibt Strategien zur Genauigkeitssteigerung von Mikromontageprozessen. Im Fokus stehen zwei Montagesysteme für die Mikromontage, die über unterschiedliche kinematische Strukturen und Sensorsysteme für eine hochpräzise sensorgeführte 2,5D-Montage verfügen. Zum einen handelt es sich um ein selbst entwickeltes größenangepasstes Montagesystem, bestehend aus einem Parallelroboter für die Mikromontage, einem 3D-Bildsensor sowie Greifern, Magazinen und Spannplätzen. Das zweite Montagesystem besteht aus einem kartesischen Roboter, einer 2D-Bildverarbeitung, einem Kraft-Weg-Sensor und einem konfokalen Laserwegmesssensor. Anhand von Montageprozessbeispielen werden die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen beider Systeme vorgestellt.

Im Bereich der Mikrosysteme ist der Trend zu verzeichnen, dass die Entwicklung zu immer kleineren und komplexeren Mikrosystemen geht. Eine große Herausforderung der Mikroproduktion liegt in der Bedingung, Mikrobauteile und Mikrostrukturen aus unterschiedlichsten Materialien mit Strukturabmessungen von wenigen Mikrometer zu fertigen. Hochfeste Stahlwerkstoffe, die immer häufiger im Bereich des Mikroformenbaus eingesetzt werden, sind hierbei eine besondere Herausforderung. Das Mikroschleifen eignet sich sehr gut für diese Aufgabe. Im folgenden Beitrag soll ein Überblick über den aktuellen technologischen Stand des Mikroschleifens von hochfesten Stahlwerkstoffen aufgezeigt werden.

Schnelle Ionen, beschleunigt aus so genannten Breitstrahl-Ionenquellen, sind zum unverzichtbaren Werkzeug zur ultrapräzisen Bearbeitung von Oberflächen geworden. Die treibende Kraft dafür sind höchste Anforderungen an die Oberflächenform und minimale Rauheit von Komponenten in modernen Hochtechnologien, wie der Hochleistungsoptik mit Anwendungsfeldern in der Lithographie-, Laser- und Röntgenoptik sowie der optischen Satellitenkommunikation oder auch in hoch integrierten elektronischen Prozessoren und Speichern oder Oberflächenwellenfiltern. Fertigungstoleranzen von unter einem Nanometer müssen erreicht werden. Nicht zuletzt bieten erst in jüngster Zeit entdeckte und intensiv untersuchte physikalische Effekte der Ionenbestrahlung zur Glättung von Oberflächen und nanometrischen Strukturen neue Ansätze für technologische Entwicklungen. Am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. in Leipzig werden diese Prozesse untersucht und Ionenstrahltechnologien und ...

Die neuesten Entwicklungen in der Nanotechnologie dürfen nicht darüber hinwegtäuschen, dass noch viele Herausforderungen aus dem Bereich der Mikrosystemtechnik (MST) ungelöst sind. Neue Anwendungen stellen immer höhere Ansprüche an mikrosstrukturierte Komponenten. Der Markt für entsprechende Systeme ist nach wie vor einer der dynamischsten unserer Zeit und wird in den nächsten Jahren noch deutlich wachsen. So wird eine Entwicklung des weltweiten Umsatzes von 3,9 Mrd. US-$ (2002) auf 8,3 Mrd. US-$ (2007) erwartet [1].