Volume 102, Issue 9

Kurzfassung Charakteristisch für die Hochleistungszerspanung (HPC) sind ein hohes Zeitspanvolumen, gesteigerte Schnittwerte und hohe Zerspankräfte bedingt durch große Spanungsquerschnitte. Das hohe Zeitspanvolumen setzt auf Grund der notwendigen Leistungen eine entsprechend verfügbare Spindelleistung seitens der Werkzeugmaschine voraus. Betrachtet man den Zerspanprozess werkzeugseitig, so werden durch die Hochleistungszerspanung ebenfalls hohe Anforderungen an die Festigkeit der Werkzeuge gestellt [1].

Kurzfassung Im Sonderforschungsbereich 666 „Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung“ ermöglichen neuartige Umformprozesse wie das Spaltprofilieren in Verbindung mit spanenden und fügenden Verfahren die Realisierung von neuen Produktklassen mit neuen Eigenschaften. Der Artikel beschreibt die Herausforderungen und Lösungen der erforderlichen hochdynamischen Fräsmaschinen sowie neueste Untersuchungsergebnisse zur fräsenden Bandkantenbearbeitung.

Kurzfassung Die Instandhaltung ist maßgeblich für die Gewährleistung einer be-darfsgerechten Verfügbarkeit verantwortlich – das haben viele Unternehmen erkannt. Allerdings gelingt es nur wenigen, dies auch konsequent und effizient umzusetzen. In dem vom BMBF geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Verstand“ wird daher ein verfügbarkeitsorientierter Instandhaltungsansatz erarbeitet, der Unternehmen hilft, die wesentlichen Stellhebel zur Aufrechterhaltung und Steigerung der Verfügbarkeit optimal zu nutzen. In technologischer Hinsicht wird ein Quasistandstandard geschaffen, der die Kompatibilität zwischen den einzelnen Systemen der Maschinen- und Unternehmenswelt herstellt, Maschinen- und Prozessdaten der Produktionsanlagen erfasst und an ERP- und/oder IPS-Systeme für Steuerungs-, Auswertungs- und Kontrollaufgaben weitergibt.

Kurzfassung Unter dem Begriff „Selbstoptimierende Produktionssysteme“ wird ein Konzept verstanden, das wertstromorientierte Maßnahmen bei gleichzeitig steigender Planungseffizienz umsetzt und dabei die Qualität von Prozessen und Produkten verbessert. Dabei wird bereits erworbenes Wissen wieder verwendet und auf ähnliche, neue Produktionsfälle übertragen. Selbstoptimierung bietet neue Sichten auf Fertigungs- und Montagesysteme, indem sowohl in technologischen als auch in organisatorischen Bereichen eine dynamische Anpassung des Systemverhaltens an veränderliche Ziele ermöglicht wird. Eine ganzheitlich gesteigerte Qualität des Produktionssystems ist damit ein Ansatz, der nachhaltig die Produktion in Hochlohnländern sichert und verbessert.

Kurzfassung Als Teilprojekt des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Exzellenzclusters „Cognition for Technical Systems“ (CoTeSys) entwickelt das Projekt „CogMaSh“ (Cognitive Machine Shop) eine kognitive Produktionsumgebung. Um ein derartiges Produktionssystem zu realisieren, wird neben der Auslegung und Implementierung eines repräsentativen Fabrikdemonstrators die entstandene Modellfabrik mit Sensornetzwerken ausgestattet sowie mit wissensbasierten Systemen und planbasierten Steuerungen hinterlegt.

Kurzfassung Die Bearbeitung von Innenrundbauteilen auf einer Kombinationsmaschine zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität bei gleichzeitig hoher Prozesssicherheit. Realisiert wird sie bisher zumeist durch einen Vordrehprozess mit anschließendem Schleifprozess. Diese Bearbeitungskette soll nun um den Honprozess erweitert werden. Hierbei ist zunächst die Möglichkeit der Integration eines Honwerkzeugs in einer Kombinationsmaschine von zentralem Interesse, da die Besonderheit in der vertikal angeordneten Werkstückspindel liegt und das Honwerkzeug fest montiert still steht. In der vom der Forschungsverenigung Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik e.V. (FWF) geförderten Studie zum „Honen auf Kombinationsmaschinen“ ist ein neuartiges Werkzeugkonzept entstanden, das in einer Vorstudie näher überprüft wurde und derzeit Gegenstand aktueller Untersuchungen ist.

Kurzfassung Nachhaltige Entwicklung bedeutet zunächst, Umweltgesichtspunkte gleichberechtigt neben den sozialen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu berücksichtigen. Zukunftsfähig wirtschaften heißt, den nachfolgenden Generationen ein intaktes ökologisches, soziales und ökonomisches Gefüge zu hinterlassen. Eine nachhaltige Entwicklung erfordert somit zukünftig einen drastischen Rückgang der Stoffströme und des Energieverbrauchs bei der Herstellung und beim Konsum von Produkten und Dienstleistungen. Das Magnetimpulsverfahren bietet hierfür mögliche Ansätze.

Kurzfassung Von der Verwendung von Polykristallinem Diamant (PKD) für die Bearbeitung von eisenhaltigen Werkstoffen wird in Lehrbüchern und allgemeiner Fachliteratur abgeraten. Es konnte jedoch in einigen Publikationen gezeigt werden, dass der Einsatz von PKD zur Bearbeitung von Gusseisen unter Verwendung eines geeigneten Kühlmediums durchaus möglich ist. Der folgende Artikel geht neben den technischen Aspekten auch auf die Kostenbewertung dieser Bearbeitungsart im Vergleich zum industriellen Standardschneidstoff Hartmetall ein.

Kurzfassung Für eine wirtschaftliche Massenproduktion von metallischen Teilen hat sich in der Industrie die Umformtechnik über lange Jahre bewährt. Auf Grund einer zunehmenden Miniaturisierung und Funktionsverdichtung in vielen Bereichen, wie z.B. der Automobilindustrie oder der Telekommunikation, ist eine steigende Nachfrage nach immer kleineren Bauteilen zu verzeichnen, die umformtechnisch hergestellt werden. Diese Miniaturisierung lässt sich jedoch nicht ohne weiteres fortführen. Es hat sich gezeigt, dass sich auf Grund von so genannten Größeneffekten die Erfahrungen aus der Makroumformtechnik nicht direkt in den Mikrobereich übertragen lassen. Im vorliegenden Artikel wird eine Technik vorgestellt, die den Effekt der Oberflächenspannung nutzt, um Mikrobauteile mittels eines laserunterstützten zweistufigen Umformprozesses herzustellen. Hierdurch kann das konventionelle mehrstufige Anstauchverfahren durch ein zweistufiges ersetzt werden, wodurch eine deutliche Prozesskettenverkürzung erreicht wird. Die vorgestellten Arbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 747 „Mikrokaltumformen: Prozesse, Charakterisierung, Optimierung“ durchgeführt.

Kurzfassung In diesem Artikel wird ein neuer Ansatz zur Bildung eines Produktionsnetzes vorgestellt, dessen Schwerpunkte Forschungsaktivitäten für Initialentwicklungen in Kompetenznetzen darstellen. Kompetenzzellen werden temporär in einem Produktionsnetz verknüpft und kollaborieren in aktiven Beziehungen. Sie führen angewandte industrienahe Forschung durch, um neue Ideen oder Technologien für Initialentwicklungen in Kompetenznetzen zu generieren. Das entwickelte Start-Up zur Innovation dient innerhalb der Netzbildungsphase als Basis zur Realisierung von kompetenzzellenbasierten Forschungen, der Definition des Forschungsziels und der Erstellung der Anforderungsvektoren zur Auswahl geeigneter Kompetenzzellen in Bezug auf das Innovationspotenzial. Das Innovationspotenzial von Kompetenzzellen ist das Resultat der Bewertung von Kompetenzkomponenten in Bezug auf die Parameter: Innovationsstrategie, Innovationstalent und Innovations-/Produktentwicklungserfahrung.

Kurzfassung Die interdisziplinäre Zusammenarbeit kooperierender Unternehmen gewinnt bei der Einführung neuer Technologien sowie der Entwicklung innovativer Produkte immer mehr an Bedeutung. Durch die Konzentration auf die Kernkompetenzen und das zunehmend enger definierte Kerngeschäft können komplexe Prozessketten meist nicht mehr vollständig in einem Unternehmen durchgeführt werden. Zudem erfordern die Globalisierung der Märkte und die dadurch kürzer werdenden Produktlebens- sowie Innovationszyklen vor allem bei der Entwicklung komplexer, hochintegrierter Baugruppen die Bildung interdisziplinärer Projektteams. In Erlangen wurde 1993 die Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V. zur spezifischen Förderung der MID-Technologie (MID = Molded Interconnect Devices) gegründet. Im folgenden Beitrag werden die Möglichkeiten interdisziplinärer Zusammenarbeit im Rahmen unternehmensübergreifender Kooperationen und industrieller Gemeinschaftsforschung zur Entwicklung innovativer Produkte und Prozesse vorgestellt.

Kurzfassung Technologie-Roadmaps sind in der Industrie weit verbreitet: Indem sie die Produkt- und die Technologieentwicklung synchronisieren und entsprechend der Unternehmensziele und -strategien abgleichen, schaffen sie transparente Grundlagen für zahlreiche operative und strategische Entscheidungen. Da sie auf festen Eingangsgrößen (aktuelles Technologie- und geplantes Produktspektrum) beruhen, gelten sie in der Regel als effiziente Managementinstrumente. Die meisten Roadmapping-Methoden sind jedoch nur unzureichend in der Lage, der Unsicherheit zukünftiger Entwicklungen Rechnung zu tragen, denn sie vernachlässigen, dass die Eingangsgrößen einer Dynamik unterliegen; daher sind sie in komplexeren Planungssituationen meist ungeeignet. Eine wesentliche Herausforderung besteht also darin, traditionelle Ansätze durch neue Bewertungsschritte zu erweitern, die auch in dynamischen Umfeldern eingesetzt werden können. Mit diesem Ziel wurden vor allem im Rahmen der Aufstellung von Trend-Roadmaps, Visionspapieren oder Strategic Research Agendas für Forschungsverbünde und Expertennetzwerke bereits Roadmaps entwickelt, die auf gesamte Volkswirtschaften, Branchen oder Forschungsfelder ausgerichtet sind. Jedoch werden diese meist anwendungsspezifisch gestaltet und beruhen in hohem Maße auf Expertenwissen. Vor diesem Hintergrund sieht das Fraunhofer IPT gute Chancen für einen neuartigen, kontextorientierten Roadmapping-Ansatz, der unter anderem durch Integration von Bewertungselementen aus der Szenariotechnik das Potenzial traditioneller, unternehmensspezifischer Roadmaps auch für komplexere Anwendungen erschließen soll.

Kurzfassung Produktionsunternehmen müssen in immer kürzer werdenden Abständen ihre Fertigungsstätten an geänderte Rahmenbedingungen anpassen. Auslöser sind beispielsweise der zunehmende internationale Wettbewerbsdruck und stetig steigende Kundenforderungen an Lieferzeiten, Liefertreue, Flexibilität und individueller Ausgestaltung der Produkte. Vernachlässigt wird bei der Durchführung von Restrukturierungs- oder Anpassungsprojekten von Fertigungsstätten jedoch oftmals der Faktor Mensch, der ausschlaggebend für den Erfolg oder Misserfolg der Projekte ist. So können zahlreiche Fallstricke aus den Bereichen Projektmanagement, Mitarbeiter und Umfeldbedingungen ein im Vorfeld viel versprechendes Restrukturierungsprojekt zum Misserfolg werden lassen. Der vorliegende Artikel beleuchtet die humanzentrierten Potenziale genauer und gibt Handlungshinweise für die Praxis.

Kurzfassung Der deutsche Maschinenbau positioniert sich im internationalen Wettbewerb vorrangig als Technologie-, Innovations- und Qualitätsführer. Dies gelingt ihm bislang hervorragend, obwohl die reine FuE-Intensität der Branche im Mittel nicht auf „Spitzentechnologie“ hindeutet. Gepaart mit der hohen Komplexität der meist in Einzel- oder Kleinserie gefertigten Produkte und einer starken Orientierung an individuellen Kundenwünschen, erfordert dies den Einsatz von unterstützenden technischen und organisatorischen Konzepten der Produktentwicklung, um vorhandene Innovationsressourcen möglichst effektiv und effizient einzusetzen. Entsprechende Konzepte, wie z.B. virtuelle Produktentwicklung oder Simultaneous Engineering, werden im Maschinenbau daher überdurchschnittlich häufig eingesetzt. Auch FuE-Kooperationen mit externen Forschungseinrichtungen oder Unternehmen werden im Schnitt von der Hälfte der Betriebe genutzt, um von dem Know-how externer Partner zu profitieren. Eine Wirkungsanalyse belegt die überwiegend positiven Effekte dieser Konzepte auf den Innovationserfolg. Allerdings hängt die Stärke der Effekte teilweise deutlich von der Höhe der betrieblichen FuE-Ausgaben ab. Folglich sollte der Einsatz jeweils vor dem Hintergrund der individuellen Innovationsstrategie abgewägt werden.

Kurzfassung Product Lifecycle Management beschreibt ein Konzept, mit dessen Hilfe Produktdaten über den gesamten Produktlebenszyklus effektiv und effizient verwaltet werden können. Dieser Bericht zeigt am Beispiel eines Automobilherstellers, dass die Umsetzung der theoretischen Ansätze in der Praxis häufig noch nicht vollständig realisiert ist. Darüber hinaus wird ein Lösungsansatz für eine prozessorientierte Entwicklung von PLM-Architekturen aufgezeigt, um so den bestehenden und zukünftigen Herausforderungen begegnen zu können.

Kurzfassung Die kleinen und mittelständischen Unternehmen haben ständig Druck, ihr Management der Warenwirtschaftskette und ihre Prozessabläufe zu optimieren. Eine große Herausforderung ist dabei, die Verfügbarkeit der richtigen Ware zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort zu garantieren und gleichzeitig Informationen über die aktuell zur Verfügung stehenden Reserven in Echtzeit bereitzustellen. Die Radio Frequency Identification (RFID)-Technologie verspricht hier einen lückenlosen und jederzeit aktuellen Überblick über den Standort und Status von be liebigen Wirtschaftsgütern in der gesamten Warenwirtschaftskette. RFID eröffnet völlig neue Möglichkeiten, bestimmte Prozesse innerwie auch zwischenbetrieblich zu optimieren und zu automatisieren. Dies ermöglicht Zeiteinsparungen, spürbare Kostensenkungen und bessere Reaktionsmöglichkeiten auf Nachfrageschwankungen. Jedoch ist die Entscheidung einer möglichen Einführung dieser Technologie für ein Unternehmen nicht ohne Vorbehalt zu treffen. Das Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik der Technischen Universität Wien hat im Rahmen eines von der Wiener Wirtschaftskammer finanzierten Projekts eine Studie durchgeführt. Diese Studie behandelt die Fragen, wo innerhalb der Wertschöpfungskette die größten Potenziale der RFID-Technologie liegen, welche Hürden die weitere Verbreitung hemmen sowie in welchen Anwendungsgebieten die größten Gewinne durch die RFID-Technologie zu erwarten sind.

Kurzfassung Unternehmen, die Virtualisierung erfolgreich umsetzen, können auch die Leistungsfähigkeit ihrer virtualisierten Umgebung messen. Zu diesem Ergebnis gelangt eine unabhängige Studie zur Server-Virtualisierung, die von der US-Beratung „The Strategic Counsel“ im Auftrag von CA erstellt wurde. Wichtig sind in diesem Kontext Managementfunktionen, die sowohl eine sorgfältige Inventarisierung der Server-Ressourcen und der Lastverteilung als auch eine gründliche Analyse aller verfügbaren Techniken unterstützen. Fehlen diese Metriken und lässt sich kein Return on Investment (ROI) ermitteln, wird der Einsatz von Virtualisierungstechniken schnell als nicht erfolgreich bewertet.