Volume 104, Issue 11

Kurzfassung Die Technologie räumlicher elektronischer Schaltungsträger (Molded Interconnect Devices – MID) bietet mit der hohen Gestaltungsfreiheit, Umweltverträglichkeit sowie dem umfangreichen Rationalisierungspotenzial vielfältige Möglichkeiten zur Realisierung innovativer Produkte und effizienter Produktionsprozesse. Charakteristisch ist die direkte stoffliche Integration von Mechanik und Elektronik auf einem Bauteil. Die Umsetzung innovativer Produktideen erfordert umfangreiches Entwicklungs-Know-how und die entsprechende Rechnerunterstützung. Dabei genügt der Einsatz klassischer Konstruktionssoftware für Mechanik und Schaltungsentwurf nicht den Anforderungen von MID. Neben einer dreidimensionalen Entwicklungsumgebung für die Darstellung des räumlichen Schaltungsträgers ist die Integration von Konstruktionsbefehlen aus verschiedenen domänenspezifischen Software-Paketen notwendig. Bereits in der frühen Konstruktionsphase müssen die spezifischen Eigenschaften der MID-Technologie während des Fertigungsprozesses berücksichtigt werden. Da MID keine Standardlösungen wie elektronische Baugruppen in planarer Leiterplattentechnik sind, kommt der Kenntnis aller Prozessschritte (elektronisches und mechanisches Design, Werkstoffauswahl, Spritzguss, Metallisierung und AVT) hohe Bedeutung zu.

Kurzfassung Erfolgreiche Unternehmen haben in den vergangenen Jahren große Anstrengungen unternommen, Product Lifecycle Management (PLM) im Produktentstehungsprozess umzusetzen. Zudem haben sich dieselben Unternehmen intensiv mit der Frage auseinandergesetzt, in welche Produktentwicklungsprojekte unter Vorgabe beschränkter Ressourcen und wechselnder Marktbedingungen Geld investiert werden sollte. Schließlich wurden bei vielen dieser Unternehmen zahlreiche Maßnahmen zur Verbesserung des Projektmanagements durchgeführt, um in kurzer Zeit möglichst viele Produktentwicklungsprojekte umsetzen zu können. Wenig dagegen wurde bislang beachtet, wie die häufig nebeneinander existierenden Welten „PLM“ auf der technisch- operativen Prozessebene und „Multiprojektmanagement“ (MPM) auf der strategisch-administrativen Ebene zusammenzuführen sind. Diese wenig vorhandene Verknüpfung der beiden Ebenen resultiert unter anderem auch aus der Tatsache, dass PLM und MPM in der betrieblichen Praxis meistens in unterschiedlichen DV-Systemen abgebildet sind. In diesem Beitrag wird daher auf die Notwendigkeit zur Integration von PLM und MPM eingegangen und ein Konzept vorgestellt, in dem Kernprozesse beider Ansätze auf einer neutralen Objektebene miteinander verbunden werden. Zielsetzung dabei ist das frühzeitige Erkennen von Engpässen und Problemen in der Produktentwicklung – sowohl bei der Planung und Steuerung von Projekten als auch während der technischen Abwicklung von PLM-Prozessen.

Kurzfassung Entwicklungsprozesse von Produkten sowohl der Konsumgüter- als auch der Investitionsgüterindustrie zu beschleunigen ist unter den wachsenden Anforderungen global agierender Unternehmen wesentliche Voraussetzung für die Beibehaltung und den Ausbau ihrer Marktposition. Die technische Konstruktion sowie die Formgestaltung eines Produkts rücken unter diesem Fokus immer mehr aneinander. Früher akzeptierte Prozesse der abschließenden Formgebung sind für moderne Entwicklungsteams nicht mehr realisierbar. Gestalter und Ingenieure sind angehalten, ihr Bereichswissen kommunikativ und effizient in Entwicklungsteams einzubringen. Zukünftige Aktivitäten zielen darauf ab, die hier vorgestellte Vorgehensweise methodisch zu verfeinern und auch weiter zu kommunizieren, um Produkt- wie auch Prozessinventionen zu nachhaltigen Innovationen wachsen zu lassen und dabei Zeiteffekte sinnvoll zu nutzen.

Kurzfassung Das hier beschriebene Projekt ist ein Verbundvorhaben der xPLM Solution GmbH und des Lehrstuhls für Konstruktionstechnik/CAD der TU-Dresden im Rahmen der F&E-Verbundprojektförderung des Freistaates Sachsen. Dieser Artikel beschreibt ein Konzept zur Unterstützung der unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Produkten. Neben der Konzeption eines Projektdaten-Repository erfolgt die Beschreibung eines Werkzeugs zur Modellierung unternehmensübergreifender Prozesse. Mit diesem Werkzeug wird durch die Bereitstellung systemunabhängiger Funktionen eine flexible Kommunikation zwischen Anwendern und Anwendungen während der Zusammenarbeit erreicht. Mit der Nutzung dieser Funktionen wird ein konsistentes Produktdatenmodell über Anwendungsgrenzen hinweg realisiert, was in einem Projekt- und Systemumfeld von essenzieller Bedeutung ist. Dies unterstützt die kollaborative Entwicklung neuer Produkte, da Projektpartner (z.B. Zulieferer) translokal in den Entwicklungsprozess eingegliedert werden können.

Kurzfassung Toyotas Erfolgsgeheimnis war in den vergangenen Jahren für viele Automobilbauer Anlass, die eigenen Produktionsabläufe kritisch zu hinterfragen. Doch Toyotas Erfolg liegt nicht allein in einer ausgeklügelten Produktion begründet. Voraussetzung für einen reibungsarmen Fertigungsablauf ist im Vorfeld ein Entwicklungsverständnis, in dessen Mittelpunkt eine Mehrwertbildung für den Kunden steht. Während bei der Produktion vielfach eine Verlagerung in best-cost-countries zu einem Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit beitrug, ist die Situation in der Entwicklung schwieriger. Die Prozesse sind komplexer, Lösungsmöglichkeiten umfangreicher und häufig nur in interdisziplinären Teams zu realisieren. Kernbotschaft dieser Arbeit liegt in einer Sensibilisierung für diese Zusammenhänge, aber auch in einer kritischen Hinterfragung der Übertragbarkeit der Toyota Entwicklungsphilosophie auf deutsche Verhältnisse.

Kurzfassung Eine durchgehende Ersatzteilversorgung von Elektronikkomponenten ist für die langfristige Nutzung der Primärprodukte, in denen sie verbaut sind, erforderlich und daher auch ein wesentliches Kriterium für eine nachhaltige Kundenzufriedenheit. Nach dem Ende der Serienproduktion ergeben sich jedoch veränderte Rahmenbedingungen. Die Hersteller sind auf die volumenstarke Serienproduktion spezialisiert und haben erhebliche Probleme, die geringen Losgrößen in der Nachserie zu wirtschaftlichen Konditionen zu fertigen. Durch den verstärkten Einsatz von elektrischen, elektronischen und mechatronischen Bauteilen, beispielsweise in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie, ergeben sich zusätzliche Anforderungen für die Nachserienversorgung, die mit den klassischen Methoden des Ersatzteilmanagements nicht bewältigt werden können. Die Fremdvergabe der Fertigung an spezialisierte Elektronikfertiger ist eine Möglichkeit zur Fokussierung auf die Kernkompetenzen. Im vorliegenden Artikel sollen der Prozess des Outsourcings von Elektronikkomponenten in der Nachserienfertigung, die Besonderheiten und Probleme beschrieben werden.

Kurzfassung Die Nutzung der vollen Potenziale in der Hochleistungszerspanung, welche die heutigen Werkzeugmaschinen und Werkzeuge zur Verfügung stellen, scheitert in der Praxis leider oftmals an der mangelnden Erfahrung der Maschinenbediener. Die optimale Technologieauswahl erfordert bisher langjährige Erfahrung und ist von sehr vielen unternehmensspezifischen Einflussfaktoren abhängig. Sowohl die Beherrschung des Wissensverlusts beim Austritt erfahrener Mitarbeiter als auch der Wissensaufbau bei der Gründung eines neuen Werks stellen große Herausforderungen an Unternehmen der Zerspanung. Erschwerend kommt hinzu, dass selbst wenn eine Dokumentation von Wissen angelegt wurde, um unabhängig von der Erfahrung einzelner Mitarbeiter die optimale Nutzung der Fertigungsinfrastruktur zu ermöglichen, die Integration dieses Wissens in die Werkzeug- und Schnittparameterauswahl sich als sehr komplex erweist. Dieser Artikel analysiert die unterschiedlichen Möglichkeiten, Expertenwissen in der Hochleistungszerspanung bereitzustellen, und zeigt auf, welche Methoden entsprechend der gegebenen Unternehmenssituation am besten geeignet sind, Fertigungswissen in der Zerspanung aufzubauen und zu konservieren.

Kurzfassung Die Fertigung individueller kundenspezifischer Produktlösungen führt zu einer großen Produktvielfalt und erfordert ein ganzheitliches Variantenmanagement. Daher ist ein umfassender Informationspool für die Teilfunktionen Planung, Steuerung und Kontrolle der Produktvarianz unabdingbar. Der vorliegende Artikel thematisiert die Konzeption eines Performance Measurement Systems auf Basis einer SAP BI Systemlandschaft bei der KSB AG. Hierzu werden das Synergiepotential der Wissensgebiete „Performance Measurement“ und „Business Intelligence“ auf den vorgefundenen Problembereich des Variantenmanagements zur Darstellung varianzorientierter Kennzahlen angewandt.

Kurzfassung Das hohe Differenzierungspotenzial von Skaleneffekten im Produktprogramm hat dazu geführt, dass zahlreiche Entwicklungsprojekte es zum Ziel haben, intelligent strukturierte Produktbaukästen und modulare Plattformen aufzubauen. Für den Erfolg dieser Projekte ist neben der internen Sicht auf die Bauteilvielfalt und mögliche technische Gemeinsamkeiten auch die externe Sicht auf die am Markt erforderliche Varianz an Produkten erforderlich. Ohne eine Vergegenwärtigung der Kundensicht laufen Variantenreduzierungsinitiativen oft nicht nur ins Leere, sondern können auch zu einer Verschlechterung des Status Quo führen. Für den Aufbau eines kundenorientierten Produktprogramms hat MAG in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen das Produktprogramm verschiedener eigener Konzernmarken analysiert. Auf Basis der Ergebnisse konnten konkrete Handlungsempfehlungen für die zukünftige Gestaltung des Produktprogramms gegeben werden.

Kurzfassung Der Wandel vom Verkäufer- zum Käufermarkt stellt Unternehmen vor die Herausforderung, Produkte nach Anforderung des Kunden zu entwickeln. Eine Möglichkeit, Bauteile auf spezifische Anforderungen einzustellen, sind gradierte Eigenschaften. Diese ermöglichen eine ressourcenschonende Herstellung von Bauteilen mit speziell auf den Anwendungsfall abgestimmten Bestandteilen aus Monowerkstoffen. Im Sonderforschungsbereich Transregio 30 werden Herstellprozesse für solche funktional gradierten Bauteile erforscht. Die gradierten Eigenschaften werden prozessintegriert in das Bauteil eingebracht. Um die Wechselwirkungen zwischen Bauteileigenschaften und den Herstellprozessen in der Fertigungsplanung frühzeitig zu berücksichtigen, wurde eine Vorgehensweise zur rechnerunterstützten Planung von Herstellprozessen für gradierte Bauteile entwickelt. Wesentliches Ergebnis ist die Spezifikation einer Prozesskette zur Herstellung eines funktional gradierten Bauteils.

Kurzfassung Die unternehmensweite Einführung von PLM-Systemen zeigt oft weitreichende Auswirkungen auf die gesamte Unternehmensorganisation. Projekte zur Einführung von PLM-Systemen sind auf Grund ihrer Komplexität stets mit einer Vielzahl von Risiken verbunden. Die unzureichende Berücksichtigung dieser Risiken kann bis zum Scheitern des Projekts führen. In einem ersten Schritt werden relevante Bereiche des Risikomanagements hinsichtlich einer PLM-Systemein-führung genannt. Darauf aufbauend wird ein neues Risikomanagementsystem für den spezifischen Einsatz bei der Einführung eines PLM-Systems vorgestellt. In diesem System werden die Risikomanagementorganisation sowie Abläufe und anzuwendende Methoden des Risikomanagements beispielhaft beschrieben. Abschließend wird von hilfreichen Erfahrungen aus Anwendungsprojekten berichtet.

Kurzfassung Produzierende Unternehmen müssen sich auf wettbewerbsorientierten Märkten behaupten, die sich durch eine starke Preiskonkurrenz sowie kurze Produktlebenszyklen auszeichnen. Um die eigene Marktposition zu festigen oder vielmehr zu verbessern, müssen Produktions-, Konstruktions- sowie Planungsprozesse optimal aufeinander abgestimmt sein. Die Feature-Technologie bietet in diesem Zusammenhang neue Möglichkeiten, um die Prozesse der Produktentstehung und den Informationsfluss zwischen den beteiligten Planungsbereichen zu verbessern. Die Feature-Technologie wird hierbei genutzt, um die individuellen und spezifischen Anforderungen, die sich in den verschiedenen Bereichen der Produktionsplanung an das Produkt ergeben, in standardisierter Form zu dokumentieren und an die Konstruktion zu übertragen. Auf diese Weise können Produktänderungen gezielt und mit allen Planern abgestimmt durchgeführt werden. Folglich lassen sich aufwändige Iterationsschleifen zwischen Konstruktion und Planung vermeiden.

Kurzfassung Elektroautomobile sind als zukünftiges Mobilitätskonzept derzeit stark in der öffentlichen Wahrnehmung. Viele Fragen zur Realisierung des neuen Antriebs sind auf dem Weg in die Elektromobilität jedoch noch offen, insbesondere auch wie sich die Produktion von Automobilen anpassen muss. Für ein Zukunftsszenario in 2025 sollen in diesem Artikel die Konsequenzen aufgezeigt werden, die sich für die heutigen Zerspaner im Antriebsstrang konventioneller Verbrennungskraftmaschinen ergeben können. Die Untersuchung soll Herausforderungen aufzeigen und Anregungen geben, um die Chancen des Technologiewandels für Produktion in Deutschland zu nutzen.

Kurzfassung Auf Grund der Bedeutung neuer Technologien für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ist ein Technologiemanagement unerlässlich. Die Komplexität und Dynamik der Unternehmensumwelt stellen besondere Herausforderungen an ein effektives und effizientes Technologiemanagement, das durch ein Technologie-Controlling unterstützt werden kann. Es wird gezeigt, dass vorhandene wissenschaftliche Ansätze zum Technologie-Controlling dem praktischen Stellenwert des Technologiemanagements bisher nur unzureichend gerecht werden. Die Notwendigkeit eines Technologie-Controllings zum Aufbau und Erhalt technologischer Erfolgspotenziale wurde in der wissenschaftlichen Forschung zum Technologiemanagement beschrieben. Die wissenschaftliche Fundierung des Technologie-Controllings durch einen vollständigen und inhaltlich ausgestalteten Ansatz muss weiter entwickelt werden. Die dargelegten offenen Fragestellungen zeigen Entwicklungsperspektiven des Forschungsfelds auf.

Kurzfassung Mitarbeiter bzw. Menschen zu führen bedeutet für eine Führungskraft, das eigene Verhalten immer wieder neu auf die jeweilige „Situation“, konkret: auf diese Menschen auszurichten. Dafür stehen unabschließbar viele Möglichkeiten offen. Einfache „Rezepte“ taugen nicht für die praktischen Herausforderungen. Führen lernen entspricht nicht dem „Pauken“ von Vokabeln einer Fremdsprache. In dem Beitrag „Mitarbeiterführung. Über einige Mythen und Moden in der Diskussion um das richtige „Führungsverhalten“ in Heft 10/2009 wurde ein Verständnis von Führung entfaltet. Ausgehend davon wird jetzt gezeigt: Erfolgreiches Führen setzt voraus, das eigene Verhalten und die zugrunde liegenden Haltungen stets zu reflektieren und ggf. zu ändern. Gefragt sind deshalb nicht „Rezepte“, wie sie allzu häufig vorgeschlagen werden. Gefragt sind Ansätze zur Ermöglichung von Verhaltensänderungen. Es geht beim Erlernen von Führung dann neben der kognitiven Komponente immer auch um affektive und konative Elemente der Selbststeuerung des Verhaltens einer Führungskraft, wie sie „Konzepte“ aus dem Coaching zu liefern vermögen.

Kurzfassung Die zunehmende Produktkomplexität sowie die Notwendigkeit, die Entwicklungszeiten zu verkürzen, sind Herausforderungen für die Hersteller mechatronischer Produkte. Hinzu kommen steigende Ansprüche an die Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte. Etablierte Methoden zur Sicherung der Zuverlässigkeit setzen einen detaillierten Systementwurf voraus; entsprechende Änderungen sind jedoch mit einem hohen Aufwand verbunden. Daher besteht ein Bedarf an Methoden, die bereits in den frühen Entwicklungsphasen auf der Basis der Prinziplösung eingesetzt werden können. Die Fehler- Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA) zeigt dafür ein großes Potential. In diesem Beitrag wird eine neue Vorgehensweise vorgestellt, mit der die FMEA bereits in der Konzipierung durchgeführt werden kann. Resultate sind die optimierte Prinziplösung sowie eine Sammlung von Maßnahmen zum Abstellen potentieller Fehler im späteren Entwicklungsverlauf. Die in den frühen Phasen begonnene FMEA wird während des gesamten Entwicklungsprozesses konkretisiert und erweitert. An einem komplexen Beispiel aus der Bahntechnik wird gezeigt, dass es bereits in der Produktkonzipierung gut möglich ist, den Aspekt Zuverlässigkeit wirkungsvoll zu bearbeiten. Dies vermeidet hohe Kosten für Systemänderungen in der späten Phase des Entwicklungsprozesses.

Kurzfassung Das Thema Energie ist von Jahr zu Jahr deutlicher in den Fokus von Politik und Wirtschaft geraten. Dies betrifft die Wirtschaftlichkeit der Energiehaushalte von Wohngebäuden ebenso wie diejenigen der Wirtschaft. So werden allenthalben Ziele wie die Effizienzverbesserung, die technologische Entwicklung neuer alternativer Energieversorgungsstrategien und die Verminderung des CO 2 -Ausstoßes formuliert – und mit gesetzlichen Rahmenvorgaben sowie Subventionen unterstrichen. Fabrikbetriebe entdecken zunehmend ihr Interesse an dem Thema, das neben den positiven Auswirkungen auf die Umwelt auch erhebliche Kosteneinsparungen verspricht. Welches aber sind die Stellhebel bei der Gestaltung und Planung neuer Fabriken bzw. bei der Optimierung bestehenden Fabriken? Wie groß ist das Einsparpotenzial tatsächlich? Die Technische Unternehmensberatung Ingenics AG (Hauptsitz Ulm) befasst sich seit geraumer Zeit intensiv mit der Bewertung von Handlungsfeldern und Methoden zur Berücksichtigung der Anforderungen an die Neu- und Umplanung von Fabrikbetrieben mit dem Ziel einer optimalen bzw. kostenminimalen Energieeffizienz.

Kurzfassung Mechatronik beruht auf dem symbiotischen Zusammenwirken von Mechanik, Elektronik, Regelungstechnik und Softwaretechnik, um das Verhalten von technischen Systemen zu verbessern. Zukünftige mechatronische Systeme werden in der Lage sein, selbstständig und flexibel auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren. Hierfür verwenden wir den Begriff Selbstoptimierung. Der Entwurf derartiger Systeme ist eine Herausforderung. Der Beitrag führt in das Paradigma der Selbstoptimierung ein. Aufbauend hierauf werden der Entwicklungsprozess für selbstoptimierende Systeme skizziert und die Einsatzmöglichkeiten der Technologien Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) zur Analyse der Systeme präsentiert. Insbesondere AR und VR tragen dazu bei, dass die auf der komplexen Informationsverarbeitung beruhenden Wirkzusammenhänge für den Entwickler leichter nachvollziehbar werden.

Kurzfassung In diesem Beitrag wird ein Ansatz der Hardware-in-the-Loop-Simulation vorgestellt, bei welchem eine virtuelle Maschine mit einer realen Steuerung verbunden wird. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass bereits vor Inbetriebnahme der (realen) Maschine die Betriebssicherheit und die Zuverlässigkeit des aus Steuerung und Maschine bestehenden Gesamtsystems hinreichend genau getestet werden können. Die Vorgehensweise wird beispielhaft anhand einer Spritzgießmaschine demonstriert. Das Simulationsmodell beinhaltet u.a. die komplette Antriebsmodellierung, basierend auf Profibus-Telegrammtyp und Reglerstruktur, und ermöglicht zudem eine EchtzeitSimulation.

Kurzfassung Die zunehmende Erhöhung der Variantenvielfalt von Produkten stellt eine Herausforderung an alle Bereiche der Unternehmung dar. Im Kontext der Produktion heißt dies vor allem eine optimale Flexibilität der eingesetzten Produktionssysteme zu finden. Zu dem Zeitpunkt strategischer Marktentscheidungen liegen meistens noch sehr wenige Daten über Stückzahlverläufe und Variantenoptionen eines Produktes vor, sodass eine Analyse der Herstellkosten und damit eine optimale Auswahl und Gestaltung des Produktionssystems schwierig ist. Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts VireS (Virtuelle Synchronisation von Produktentwicklung und Produktionssystementwicklung) wurde am Institut für Produktionstechnik (wbk) der Universität Karlsruhe ein Simulationsalgorithmus entwickelt und implementiert, der ausgehend von den in frühen Planungsphasen verfügbaren Daten den Kostenverlauf eines Produktionssystems in Abhängigkeit von Varianten- und Stückzahlbereichen über dessen Lebenszyklus abbildet. Dabei spielen stochastische Umwelteinflüsse eine zentrale Rolle.