Produktionssystem

Virtual Prototyping ermöglicht heute in vielen Bereichen die Analyse auf der Basis von Computermodellen. Das spart Zeit und Kosten. Die Augmented Reality (AR) Technologie eröffnet hier weitere Perspektiven. AR reichert das, was der Benutzer von der Realität wahrnimmt, um computergenerierte Informationen an. So lassen sich beispielsweise analog zu Hardware-In-The-Loop-Techniken reale Baugruppen mit Computermodellen von in Entwicklung befindlichen Baugruppen kombinieren. In diesem Artikel werden der Einsatz und die Nutzenpotenziale der AR Technologie am Beispiel einer mobilen Versuchsplattform zur Untersuchung von Fahrzeugergonomien unter realen Fahrbedingungen in der Fahrzeug-Konzeptentwicklung dargestellt.

Die in den neunziger Jahren viel diskutierten Ideen der schlanken Produktion zur Rationalisierung der Wertschöpfung erleben derzeit eine Renaissance. Im Zuge dieser Entwicklung wird das Konzept der ganzheitlichen Produktionssysteme (GPS) in Industrie und Wissenschaft als wirkungsvolles Instrument zur Realisierung einer auf die Wertschöpfung fokussierenden und Verschwendung eliminierenden Produktion angepriesen. Dies soll als Anlass dienen, um sich genauer mit den Grundlagen zum Aufbau und zur Einführung dieser Ordnungsrahmen zur Systematisierung von Methoden und Werkzeugen zur Planung, zum Betrieb und zur kontinuierlichen Verbesserung unternehmerischer Wertschöpfungsprozesse zu beschäftigen. Zudem wird eine Einschätzung der Nutzenpotenziale dieses Konzepts für lernende Unternehmen vorgenommen.

Der Werkstoff Metallschaum bietet aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaftskombination wie zum Beispiel niedrige Dichte, exzellente Energieabsorption, gute Schall- und Vibrationsdämpfung etc. eine ideale Basis für den Leichtbau. Hauptsächlich wird der Metallschaum dabei als leichtgewichtiger Bestandteil einer Verbundstruktur mit konventionellen Materialien eingesetzt. Metallschaumbauteile können endformnah, das heißt direkt in der gewünschten Geometrie, hergestellt werden, wobei jedoch durch die benötigte individuelle Prozessführung und spezielle Anlagen sowie Werkzeuge ein vergleichsweise hoher Aufwand betrieben werden muss. Für die Anwendung von Metallschaum in Verbundbauteilen ist die Technologie der Advanced Pore Morphology (APM) mit dem Ziel der Prozessvereinfachung entwickelt worden. Der Schaumexpansionsprozess erfolgt unabhängig von der Bauteilformgebung. Der APM-Prozess ist voll automatisierbar und weist eine hohe Flexibilität, Reproduzierbarkeit sowie Stabilität ...

Optische Technologien sind in der heutigen Industrielandschaft Innovationsspitzen, die auf fast alle Industriezweige einwirken und damit für die Märkte von morgen einen bedeutenden Wettbewerbsfaktor darstellen. Im Bereich der Optikfertigung ist der Aufbau einer kostengünstigen und flexiblen Serienfabrikation für komplexe optische Bauelemente eine der wichtigsten Herausforderungen. Ultrapräzise spanende Bearbeitungsverfahren nehmen dabei eine zentrale Rolle ein.

Blechumformung können bereits heute relativ komplexe Blechbauteile mit sehr geringem Werkzeugaufwand in kurzer Zeit realisiert werden. Die Formgebung erfolgt durch die CNC-gesteuerte Bewegung eines universell einsetzbaren Umformkopfs in Kombination mit einer einfachen Unterstützung bestimmter Bauteilbereiche. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung an wechselnde Bearbeitungsaufgaben und Geometrievarianten. Die Nachrüstung einer Einspannvorrichtung für das zu bearbeitende Blech reicht aus, um das Verfahren auch auf Standard-CNC-Fräsmaschinen ausführen zu können.

Wachsende Anforderungen in den Bereichen Komfort/Sicherheit, Funktionalität und Design führen auch im Karosseriebau zu grundsätzlichen Veränderungen, wobei der fahrzeugspezifische Leichtbau von zentraler Bedeutung ist. Der zunehmende Einsatz von Leichtbauwerkstoffen beziehungsweise innovativen Halbzeugen verursacht einen erhöhten umformtechnischen Schwierigkeitsgrad, was zwangsläufig neuartige technologische Entwicklungen bewirkt. In diesem Beitrag werden maßgebliche Trends beispielhaft dargestellt.

Aus ökonomischen und ökologischen Gründen ist in der Verkehrstechnik der Leichtbau unumgänglich. Das Leichtbaupotenzial der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) übertrifft das der metallischen Werkstoffe weit, sowohl hinsichtlich der gewichtsbezogenen Festigkeit und Steifigkeit als auch des Energieaufnahmevermögens, der Dämpfung und Schwingfestigkeit. Neue Fertigungstechnologien auf Basis von Harzinjektionsverfahren werden vorgestellt. Angestrebt werden eine Gewichtsreduzierung von 30 % und eine Kostenreduzierung um 40 % gegenüber metallischen Leichtbaustrukturen. CFK wird nur dann eine breite Anwendung im Bereich Schienenfahrzeugbau, Automobilbau und Maschinenbau erreichen können, wenn der realisierte Leichtbau durch neue Herstellungskonzepte erlösfähig ist.

Der reibungslose Produktneuanlauf ist heute eine grundlegende Voraussetzung für den Unternehmenserfolg. Die Abwicklung und Koordination dafür übernimmt das Anlaufmanagement. Das Fraunhofer IPA hat zusammen mit der Schnitzer Anlauf- und Projektmanagement GmbH ein Analyseinstrument »Potenzialcheck Produktneuanlauf« entwickelt, mit dem die Effizienz des Anlaufmanagements geprüft und Optimierungspotenziale auf Projekt- und Unternehmensebene identifiziert werden können. Darüber hinaus lassen sich verschiedene Anlaufprojekte bewerten und Best Practices ermitteln.

Die heutige Automobilindustrie ist durch eine zunehmende Produktindividualität gekennzeichnet. Die Entwicklungszeiten werden kürzer, während die Vielzahl der Endprodukte stetig zunimmt. Um die damit verbundenen Anforderungen erfüllen zu können, werden Produktdesign und Prozessentwicklung durch den Einsatz von Technologien der Digitalen Fabrik unterstützt. Diese decken die ganze Wertschöpfungskette ab, d.h. von der Produktidee bis hin zum sog. „Job Number One“. Während einige Bereiche gezielter erprobt und bereits erfolgreich eingesetzt wurden, sind andere bisher jedoch nur ungenügend untersucht worden. Einen dieser Bereiche stellt das Digital Human Modelling (DHM) dar. In diesem Beitrag werden verschiedene Ergonomie-Tools anhand realer ausgewählter Tätigkeiten aus der Automobilindustrie evaluiert und in ihrer Leistungsfähigkeit miteinander verglichen. Die eingesetzten Methoden und Verfahren sowie die entsprechenden Ergebnisse dieser Untersuchungen werden hier ...

Vor dem Hintergrund kürzerer Produktlebenszyklen wird ein schneller und den Planungen entsprechender Produktionslauf zu einem der wesentlichen Wettbewerbsfaktoren in dynamischen Marktsituationen. Hier besteht branchenunabhängig akuter Handlungsbedarf, wie Untersuchungen in diesem Umfeld aufgezeigt haben. Um insbesondere die Probleme mittelständischer Unternehmen zu lösen, hat sich das Verbundprojekt ELAN formiert.