Produktionssystem

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 ...

Als das strategische Forschungs- und Entwicklungsziel der nächsten fünf Jahre bezeichnen zurzeit viele produzierende Unternehmen die Umsetzung der Digitalen Fabrik. Ziel ist eine umfassende rechnergestützte Abbildung aller Gestaltungsmerkmale, Strukturen und Prozesse einer Fabrik, um eine durchgängige Anlagenplanung und Betriebsführung zu erreichen. Der Beitrag hinterfragt das heute aus pragmatischen Gründen favorisierte technikzentrierte Vorgehen zur Umsetzung der Digitalen Fabrik und stellt - ausgehend von den Modellen in der Digitalen Fabrik - ein ganzheitliches Integrationskonzept vor. Dabei wird zur Sicherstellung der Akzeptanz der Nutzer ein nutzerorientiertes Vorgehen unter Einbeziehung der betriebsorganisatorischen Anforderungen in den Vordergrund gestellt.

Im Unterschied zur Wandlungsfähigkeit als Eigenschaft von Industrieunternehmen wird das Management der Wandlungsfähigkeit sowohl in der Praxis als auch im Schrifttum nicht ausreichend untersucht. Für ein erfolgreiches Agieren am Markt unter turbulenten Umweltbedingungen ist jedoch ein zielgerichtetes Planen, Organisieren und Kontrollieren der Wandlungsfähigkeit erforderlich. Dieser Beitrag präsentiert daher eine akteursorientierte Perspektive des Managements der Wandlungsfähigkeit in Produktionssystemen.

Im Bereich des Werkzeug- und Formenbaus spielt das mehrachsige HSC-Fräsen als direktes Endbearbeitungsverfahren eine zentrale Rolle innerhalb der Wertschöpfungskette. Dabei ist der zwangsläufig auftretende Verschleiß der Fräswerkzeuge ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Qualität der zu erzeugenden Formen und Werkzeuge, wobei er wesentlich von den geometrischen und technologischen Gegebenheiten bei der Prozessführung bestimmt wird. Im Beitrag wird ein System beschrieben, welches es ermöglicht, Kenntnisse über den zu erwartenden Werkzeugzustand bereits vor dem eigentlichen Prozess auf der Werkzeugmaschine zu erlangen. Das geschieht mithilfe eines Fräsprozesssimulationssystems, das in Verbindung mit technologischen Verschleißmodellen sowie einer passenden Parametrierung eine Prognose des Werkzeugverschleißes ermöglicht.

Fortschreitende Technologie- und Prozessentwicklungen ermöglichen die verstärkte Anwendung neuer Werkzeuge und Technologien in den Unternehmen. Augmented Reality (AR) ist solch eine neue und viel versprechende Technologie zur Unterstützung unterschiedlicher Aufgaben. Das große ökonomische Potenzial von AR ist durch verschiedene Anwendungen bestätigt worden und begründet den weiteren Entwicklungsaufwand für neue Soft- und Hardware. Dieser Beitrag zeigt das Potenzial von AR auf und stellt Anwendungen sowie zukünftige Entwicklungen vor.

Die Gestaltung menschengerechter Systeme und Produkte wird in der zukünftigen Technikgestaltung eine Schlüsselrolle einnehmen und zunehmend zum Marketingaspekt werden. Leichte Erlernbarkeit spielt dabei eine immer größere Rolle und stellt einen wirtschaftlichen Faktor dar. Um den Anwender nicht durch zusätzlich zu erarbeitendes Wissen über das Bediensystem zu belasten, ist es notwendig, die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine an den Bedürfnissen der beiden Kommunikationspartner zu orientieren und nicht, wie bisher, vom “flexiblen” Menschen die Anpassung an die Maschine zu fordern. Der Beitrag zeigt, welche Anforderungen an die Entwicklung ergonomischer Bediensysteme gestellt werden und wie ein Dienstleister den Hersteller sinnvoll unterstützen kann.

Die Vernetzung der Produktentwicklung mit korrespondierenden produktionsnahen Bereichen bietet erhebliches Potenzial zur Reduzierung der Zeit von der Produktidee bis zum “Start-of-Production” (SOP). Vor dem Hintergrund ständig steigender und dynamischer Anforderungen an ins-tallierte Produktionssysteme besteht Bedarf an kooperativen Entwick-lungs- und Planungswerkzeugen zur Transparenz der Aufbau- und Ablauf-organisation sowie bezüglich der Verfügbarkeit von Kapazitäten und Kompetenzen der Produktionssysteme. Zu diesem Zweck wird ein Vorgehensmodell entwickelt, das ein ressourcenorientiertes Collaborative Engineering unterstützt, um kurz- und langfristige Neu- und Umplanungen zu ermöglichen.

Die Anforderungen an Unternehmen sind in den letzten Jahren aufgrund von veränderten Marktanforderungen - hauptsächlich der Wechsel zur Kundenorientierung - und den damit erforderlichen Veränderungen zunehmend komplexer und anspruchsvoller geworden. Aus diesen Gründen gewinnt die Forschung auf dem Gebiet der Wertschöpfung in Netzwerkverbünden zunehmend an Bedeutung. Dieser Beitrag stellt ein an der TU Chemnitz entwickeltes Betreibermodell für hierarchielose Produktionsnetzwerke für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bzw. Unternehmenseinheiten vor. Die zentrale Aufgabe besteht in der optimalen Auswahl aller für die Herstellung eines Produkts erforderlichen Netzwerkteilnehmer.

Auf dem Weg vom Halbzeug zum Endprodukt durchläuft ein Produkt sequenziell eine Reihe von Teilprozessen innerhalb der Fertigung, in denen jeweils die Qualitätsmerkmale des Werkstücks beeinflusst werden, aber auch Störungen unterliegen. Für das Endprodukt müssen gegebene Qualitätsforderungen erfüllt werden, wobei dies mit minimalen Kosten (z.B. durch Vermeidung fehlerhafter Produkte, für die Lagerung, für benötigte Ressourcen) erreicht werden soll. Für diese Aufgabe wird ein Konzept zur Produktionsregelung entwickelt, das zunächst den Einzelprozess durch eine lokale Rückführung stabilisiert, um dann durch eine übergeordnete Prozessregelung eine Abstimmung innerhalb der Prozesskette zu erreichen.

Die steigende Anzahl kundenspezifischer Produkte bewirkt die Zunahme der Fertigungsaufträge bei gleichzeitiger Abnahme der individuellen Auftragsgröße. Um trotzdem flexibel und mit hoher Anlagenauslastung fertigen zu können, ist der Einsatz einer aktiven Fertigungssteuerung notwendig. Verbunden mit maximaler Integration der Anlagen bietet sich so die Möglichkeit einer transparenten und zeitlich optimierten Prozessierung der Aufträge. Der Beitrag beschreibt die Vorteile und die Funktionsprinzipien eines modularen und zeitgesteuerten MES (Manufacturing Execution System).