Thema: 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 ...

Bei der Ausbildung des Ingenieurnachwuchses muss neben dem technischen Wissen gezielt der Mensch als wichtiger Faktor berücksichtigt werden. Diese Ausgabe von Industrie Management trägt dem Rechnung und versucht sich an einem ganzheitlichen Blick auf das Industrial Engineering, mit Beiträgen zur simulationsbasierten Arbeitszeitgestaltung, zur Produktion in Netzen und Clustern sowie zur Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit von strategischer Führung.

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 Entwicklung immer schnellerer und leistungsfähigerer Computer führt zu einer wahren Sturmflut digitaler Daten. Doch wohin mit all den elektronischen Dokumenten, Präsentationen, Lexika, Fotos, Filmen, Musikdateien und geografischen GPS-Informationen? Herkömmliche Methoden der magnetischen Datenspeicherung sind bald an ihre Grenzen gelangt und deshalb wird bereits jetzt mithilfe der Nanotechnologie an neuen Datenträgern geforscht. Als wegweisend zeigt sich die Entwicklung neuartiger magnetischer Datenspeichermethoden, basierend auf der spinpolarisierten Rastertunnelmikroskopie. Auf diesen zukünftigen Datenträgern werden die Informationseinheiten in einzelne Atome geschrieben und es können dann viele Millionen mehr Daten, als auf heute üblichen Festplatten gespeichert werden.

Für die Mikroumformung werden zurzeit kaum kommerzielle Umformpressen angeboten. Wenn neben der hohen Präzision noch eine hohe Dynamik, ein freier Weg-Zeit-Verlauf sowie wahlweise eine Weg- und eine Kraftsteuerung gefordert sind, dann ist eine Sonderkonstruktion notwendig. Eine solche Mikroumformmaschine (MUM), die zusätzlich noch zweifachwirkend ist, einen hohen Hub aufweist und neben Mikroteilen auch für Kleinteile geeignet ist, wurde am BIAS entwickelt und in Betrieb genommen.

Das Mikro-Metallpulverspritzgießen (Mikro MIM) erlaubt die Herstellung von Kleinstbauteilen und mikrostrukturierten Oberflächen in nahezu allen metallischen Werkstoffen kostengünstig in Serie. Einzelne Bauteile mit kleinsten Abmessungen von 300 µm und mikrostrukturierte Oberflächen mit Details bis zu 20 µm sind bisher schon realisiert worden. Durch gezielte Werkstoffauswahl und Prozessführung können auch Bauteile bestehend aus mehreren Werkstoffen ohne zusätzliche Fügetechnik gefertigt werden. Eine Funktionalisierung erfolgt zum einen durch strukturelle Eigenschaften wie das Einbringen von Mikrokanäle für die Fluidik oder durch Einsatz spezieller Materialeigenschaften wie sie magnetische, bioaktive oder korrosionsbeständige Werkstoffe liefern. Mit Blick auf den Trend zu immer kleineren Komponenten und Geräten kann Mikro MIM einen wichtigen Beitrag zur kostengünstigen Fertigung der benötigten Bauteile leisten.