Thema: Produktionssystem

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).

Für das Biegen von hochgenauen, gebogenen Profilen auf einer Drei-Walzen-Biegemaschine wird das Konzept einer Online-Regelung vorgestellt, die die Fertigung von Profilen mit Radienverläufen erlaubt und in erster Linie auf der Nutzung der Prozessgrößen in der Umformzone basiert. Dies schafft die Voraussetzung, Halbzeuge mit großen Werkstoff- und Querschnittsschwankungen entlang der Profillängsachse genau und prozesssicher zu biegen. Für die On-line-Regelung ist ein zweistufiger Aufbau vorstellbar. Eine Datenvorverarbeitung mittels maschineller Lernverfahren bereitet die Prozessgrößen auf, sodass Aussagen und tendenzielle Vorhersagen über die Werkstoff- und Querschnittsschwankungen getroffen werden können. In der zweiten Stufe bilden die Ergebnisse der Datenvorverarbeitung neben den Prozessgrößen in Verbindung mit Maschinen- und Werkstückdaten die Eingangsgrößen des Reglers, der auf Basis einer Neuro-Fuzzy-Methode realisiert werden soll.

Die zunehmende weltweite Vernetzung von Unternehmen hat entscheidenden Einfluss auf die Gestaltung von Produktionsstätten. Das PLUG+ PRODUCE Konzept ermöglicht neuartige Fabriklösungen auf Basis einer hohen internen und externen Flexibilität, Mobilität und Vernetzungsfähigkeit der Fabrik einschließlich ihrer Ressourcen.

Nach Forschungsinstituten und Großunternehmen erkennen nun auch mittelständische Maschinenbauer die Bedeutung von Simulationen bei der Entwicklung und der Anwendung ihrer Produkte. Beispielsweise gibt der Einsatz eines CNC-Simulationssystems (CNC = Computerized Numerical Control, Numerische Steuerung) verbunden mit einer dreidimensionalen Darstellung des Fertigungsszenarios Aufschluß über das Bewegungs- und Zeitverhalten der Maschine. Dieser Beitrag stellt ein 3D-Simulationssystem für Werkzeugmaschinen vor, das an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus entwickelt wurde.