Band 112, Heft 11

Kurzfassung Das Short Cycle Stretchforming (SCS) ist ein neuartiges Verfahren des kombinierten Tief- und Streckziehens, das ursprünglich für die Herstellung von Außenhautteilen von Kraftfahrzeugen entwickelt wurde. Im Rahmen einer Weiterentwicklung wurde diese Technologie erfolgreich in den Herstellungsprozess von Dosen und Behältern aus Blech integriert und dadurch Materialeinsparungen von 3 Prozent realisiert.

Kurzfassung Die spanende Fertigung komplexer Rotationsbauteile ist sehr aufwändig, weswegen die Geometrien häufig auf Kosten der Effizienz vereinfacht werden. Erst durch den Einsatz von Sonderbearbeitungszentren und -werkzeugen ist eine Fertigung der komplexen Geometrien realisierbar. Es entstehen allerdings hohe Kosten für die Herstellung der Sonderwerkzeuge. Ziel des Vorhabens „OpToRoMill“ war die Entwicklung einer CAx-Prozesskette, welche die Fertigung mit herkömmlichen Vollhartmetallfräsern ermöglicht.

Kurzfassung Im Forschungsprojekt EcoScreen werden Fertigungsverfahren untersucht, um eine verlässliche Datengrundlage für deren ökologische Bilanzierung beim EcoDesign zu schaffen. Ein Ergebnis ist ein parametrisches Sachbilanzierungsmodell für spanend herzustellende Bauteile zum Einsatz in der Ökobilanzsoftware openLCA.

Kurzfassung Die Bewertung der Vorteilhaftigkeit von Werkzeugmaschinen mit mehreren integrierten Fertigungstechnologien (Multitechnologieplattformen) stellt eine große Herausforderung dar. Im vorliegenden Beitrag wird anhand von zwei Fallbeispielen ein Ansatz präsentiert, der eine wirtschaftliche Bewertung und die Berücksichtigung technologischer Wechselwirkungen in einer laserintegrierten Werkzeugmaschine ermöglicht. Die Bewertung basiert dabei auf Modellen, die im Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ entwickelt wurden.

Kurzfassung Zur gezielten Auslegung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen ist eine prognosefähige Dämpfungsmodellierung erforderlich. Im Rahmen eines mehrjährigen Forschungsprojekts wurden die verschiedenen Dämpfungseffekte in einer Werkzeugmaschine analysiert, Modelle identifiziert und anschließend in einem Gesamtmodell integriert. Hierbei wurden Einflüsse aus Strukturbauteilen, Vorschubkomponenten inklusive der Reibung, der Regelung und der Bewegung berücksichtigt. Auf diese Weise konnte die Prognosegenauigkeit bei der Simulation des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen erhöht werden.

Kurzfassung Additive Fertigungsverfahren (AM) finden zunehmend Einzug in die industrielle Serienfertigung. In der Digitalisierungsbewegung der Produktion zeichnen sie sich durch eine hohe Bedeutung aus. Der Beitrag beleuchtet die technologischen Möglichkeiten dieses disruptiven Verfahrens und welchen Einfluss es auf sich ändernde Geschäftsmodelle hat. Auch wird der Frage nachgegangen, wie die additive Fertigung in bestehende Prozesse integriert wird und welche Auswirkung dies auf Arbeitsplätze hat.

Kurzfassung 3D-Druck-Prozesse haben enormes Potenzial zur Veränderung zukünftiger Wertschöpfungsmuster. In dem Forschungsvorhaben IT’S DIGITIVE wird untersucht, wie 3D-Druck-basierte Services gestaltet, gesteuert, abgesichert und vor Manipulationen geschützt werden können. Die Schwerpunkte liegen auf dem Schutz des geistigen Eigentums und der Entwicklung von sicheren und vertrauenswürdigen Auftragsabwicklungsprozessen. Basierend auf den grundlegenden Anforderungen von Produktgewährleistung und Datenschutz werden am Beispiel zweier Use Cases entsprechende sicherheitstechnische Gegenmaßnahmen entwickelt und prototypisch in einer Dienstplattform für 3D-Druck-basierte Servicedienste als Demonstrator umgesetzt.

Kurzfassung Um weiterhin hohe Gewinnmargen zu erzielen und die Kundenzufriedenheit sicherzustellen, wird in diesem Beitrag ein dreistufiges Vorgehen zur risikobasierten Preisgestaltung von Full-Service-Verträgen vorgestellt. Hierdurch können die Gefahr negativer Deckungsbeiträge für Serviceanbieter reduziert und die erwartete Vertragsrendite gesteigert werden.

Kurzfassung Um Instandhaltungsmaßnahmen an hochwertigen Investitionsgütern durchzuführen, bedarf es geeigneter Instandhaltungswerkstätten. Analog zur Primärproduktproduktion müssen diese angemessen dimensioniert werden, um Kunden- und Unternehmenszielgrößen wie Durchsatz und Durchlaufzeit unter wirtschaftlichen Rahmenbedingungen zu erfüllen. Aufgrund der in der Instandhaltung vorherrschenden Informationsunschärfe, die beispielsweise auf den zeitlichen Versatz zwischen Nutzung und Instandhaltung des Investitionsguts zurückgeht, ist die Durchführung der Kapazitätsplanung nicht trivial. Ziel dieses Beitrags ist daher ein praxisgerechter Ansatz, um auf Basis typischer Eingangsgrößen wie dem Nutzungsverhalten und der Instandhaltungsstrategie die langfristig erforderlichen Kapazitäten in den Instandhaltungswerkstätten abzuleiten.

Kurzfassung Für Betreiber hochwertiger Investitionsgüter wie Flugzeuge oder Schienenfahrzeuge stellt deren hohe Verfügbarkeit einen wesentlichen Wettbewerbsfaktor dar. Demzufolge sind Instandhaltungsbetriebe gefordert eine möglichst kurze Durchlaufzeit in der Werkstatt zu realisieren. Als Hilfsmittel zur Prozessgestaltung bietet die Nutzung des Fließprinzips als Gestaltungsprinzip Ganzheitlicher Produktionssysteme hohes Potenzial. Die Umsetzung stößt in der Unternehmenspraxis häufig auf Probleme, weil die branchen- und unternehmensspezifischen Rahmenbedingungen zu wenig Berücksichtigung finden. Ziel dieses Beitrags ist es, die wesentlichen Einflüsse herauszuarbeiten und das Verständnis des Fließprinzips im technischen Kundendienst abzuleiten. Dies dient als Orientierungshilfe für die methodische Umsetzung der Zielstellung von kurzen Durchlaufzeiten in der Werkstatt.

Kurzfassung Der Teiledienst des After Sales Service ist gekennzeichnet durch volatile Nachfrageschwankungen mit sporadischen und kaum planbaren sowie saisonal beeinflussten Kundenbedarfen. Folglich sind bei der Ersatzteil-Intralogistik volatile Materialflüsse bei gleichzeitig hohen Kundenanforderungen hinsichtlich Termintreue und Verfügbarkeit zu berücksichtigen. Für die Layoutplanung bedeutet dies eine erhöhte Unsicherheit und Komplexität. Ein Ansatz zum Umgang mit diesem volatilen Projektumfeld stellt die agile Methode Scrum dar. Es hat sich gezeigt, dass Scrum durch verschiedene Anpassungen erfolgreich in der Layoutfeinplanung und -umsetzung für die Ersatzteil-Intralogistik eingesetzt werden kann.

Kurzfassung Investitionsgüter müssen zur Nachverfolgbarkeit eindeutig identifizierbar und fälschungssicher sein. Das Identifizierungsverfahren „Chargen-Fingerprint“ berücksichtigt stochastische Eigenschaften der elementaren Zusammensetzung von metallischen Bauteilen, sodass die Merkmale nicht kopiert werden können. Durch die Analyse der Zusammensetzung kann ein individueller Fingerabdruck detektiert werden. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der Untersuchungen zur Realisierung des Chargen-Fingerprints aufgezeigt.

Kurzfassung Das Verzahnungshonen ist ein Hartfeinbearbeitungsverfahren, das zum Beispiel in der produktiven Großserienfertigung von Zahnrädern für die Automobilindustrie eingesetzt wird. Hierbei ist die vollständige Ausnutzung der theoretischen Leistungsfähigkeit der Maschinen anzustreben. Dies wird jedoch durch das Auftreten selbsterregter Schwingungen und dadurch entstehende Abweichungen von der geforderten Verzahnungsqualität behindert. Daher wird am WZL der RWTH Aachen untersucht, wie die Stabilität beim Verzahnungshonen vorhergesagt werden kann. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur Simulation des Maschinenverhaltens einer Verzahnungshonmaschine vorgestellt.

Kurzfassung Die steigende Variantenvielfalt und die damit zusammenhängenden kurzfristigen Transportbedarfsschwankungen stellen die Produktionslogistik vor komplexe Herausforderungen. Dynamische Ansätze zur Steuerung von Routenverkehren ermöglichen eine flexible Anpassung an schwankende Bedarfe im laufenden Betrieb. Zur Unterstützung der Anwender von Routenzugsystemen wird in diesem Beitrag ausgehend von empirischen Analysen und Fallstudien eine Morphologie für Steuerungsansätze in Routenzugsystemen abgeleitet.

Kurzfassung Die ökologische Bewertung von Technologien erfolgt bislang unter Berücksichtigung der Herstellungsphase eines Produkts. Effekte, die zu einer Reduktion der Umweltauswirkungen in weiteren Lebensphasen führen, werden vernachlässigt. Daher wurde ein Vorgehensmodell zur Bewertung von Technologien anhand der Umweltauswirkungen des gefertigten Produkts von der Herstellungsphase bis zur Entsorgungsphase entwickelt. Der Fokus liegt auf der Berücksichtigung von Wechselwirkungen zwischen den Lebensphasen.

Kurzfassung Rund 90 Prozent der deutschen Industrieunternehmen erwarten für das kommende Jahrzehnt starke Veränderungen für ihre Betriebe. Mehr als zwei Drittel halten sich dabei für gut gerüstet. Schaut man allerdings unter die Oberfläche, kann man an deren Wandlungsfähigkeit durchaus zweifeln. Nicht zuletzt lähmt ein traditionelles Führungsverständnis die Fähigkeit, sich selbst neu zu erfinden. Aber auch mangelnde Impulse von außen und die allzu große Zufriedenheit mit bewährten Prozessen sind Stolpersteine für die Wandlungsfähigkeit.

Kurzfassung Die prozessparallele Vorhersage von Prozesskräften beim Fräsen hat das Potenzial, echtzeitfähige Regelungs- und Fertigungsanalysen an der Werkzeugmaschine durchzuführen. Mögliche Anwendungen sind beispielsweise die Online-Qualitätsvorhersage und -kontrolle des Werkstücks. Dieser Beitrag beschäftigt sich daher mit einem hybriden Ansatz, der maschineninterne Daten aus der NC-Steuerung mit einem virtuellen Materialabtragsmodell kombiniert, um die Prozesskraft in Echtzeit über ein künstliches neuronales Netz (KNN) vorherzusagen.

Kurzfassung Die energetische Versorgung der Produktion mit Gleichspannung bietet Chancen hinsichtlich einer höheren Energieeffizienz und einer besseren Einbindung regenerativer Energien bei gleichzeitig robuster Energieversorgung. Neben den technologischen Herausforderungen bei der Entwicklung von Gerätetechnik ist ein intelligentes Netzmanagement, welches den Lastfluss zwischen den Teilnehmern regelt, entscheidend. Ein dezentrales Netzmanagement auf Basis eines DC-Bus Signalings unterstützt ein skalierbares, modulares Netz. Auf Basis einer simulativen Analyse kann gezeigt werden, dass eine ausreichende Netzstabilität gewährleistet ist und gleichzeitig eine Möglichkeit zur Optimierung der Betriebsführung ohne zusätzliche Kommunikationseinrichtungen geschaffen wird.

Kurzfassung Additive Fertigungsverfahren erlauben aufgrund ihrer geometrischen Freiheitsgrade die Herstellung komplexer, optimierter Produkte. Trotzdem werden additive Herstellverfahren bisher für vergleichsweise wenige Bauteile in der Serienfertigung eingesetzt. Insbesondere angesichts der Trends zu Individualisierung und Optimierung von Produkten sowie immer kürzeren Produktlebenszyklen sind zahlreiche Potenziale in der Anwendung noch nicht erschlossen. In diesem Beitrag wird eine cloudbasierte Plattform vorgestellt, mit welcher sich Potenziale additiver Fertigung bewerten und erschließen lassen.

Kurzfassung Die spanende Fertigung von sicherheitsrelevanten Integralbauteilen für die Luft- und Raumfahrtbranche ist gekennzeichnet durch höchste Anforderungen an die Prozesssicherheit entlang der gesamten Prozesskette. Prozessfehler führen häufig zu unklaren Fehlerentstehungs- und Fehlerfortpflanzungsmechanismen, deren Auswirkungen sich erst nach erfolgter Bearbeitung quantifizieren lassen. Die „Vierte industrielle Revolution“ besitzt das Potenzial, durch digitalisierte Prozesse den Herausforderungen zur Realisierung von robusten Prozessketten zur Herstellung von sicherheitsrelevanten Integralbauteilen zu begegnen.

Kurzfassung Systeme zur Produktionsplanung und -steuerung (PPS) tragen zur Wirtschaftlichkeit der Fertigung bei. Die dabei erzielbaren Potenziale sind aber gerade bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) nicht immer direkt ersichtlich. Im Rahmen einer Studie wurde bei den KMUs des verarbeitenden Gewerbes aus Deutschland erhoben, inwieweit PPS-Lösungen eingesetzt werden und welche Potenziale durch deren Einsatz realisiert wurden. Daraus lässt sich eine Einschätzung der Bereitschaft von KMUs für Industrie 4.0 ableiten.