Volume 113, Issue 9

Kurzfassung Produzierende Unternehmen können zukünftig, neben dem Einsparen von Energie, durch die Bereitstellung ihrer zeitlichen Flexibilität des Energieverbrauchs wirtschaftlich von volatilen Strompreisen profitieren. Ferner wird, durch die Bereitstellung von Energieflexibilität, ein Beitrag für ein Voranschreiten der Energiewende geleistet. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie produzierende Unternehmen das Energieflexibilitätspotenzial und Energieverschwendungen von Bestandsanlagen identifizieren können. Ein entwickeltes, nachfolgend aufgezeigtes, Einflussdiagramm unterstützt die Auswertung der Energieflexibilitätspotenziale. Im Anschluss wird dargestellt, wie die umgesetzten Energieflexibilitätsmaßnahmen bewertet werden können. An einer Produktionsanlage wird beispielhaft der Einsatz des Einflussdiagramms demonstriert.

Kurzfassung Die effektive Planung von Energieeffizienzmaßnahmen hat große Bedeutung für Produktionsunternehmen. Ein dazu geeignetes Planungswerkezug ist die um energetische Betrachtungen erweiterte Materialflusssimulation, mit der sich komplexe Wechselwirkungen von Material- und Energieflüssen in Fabriken untersuchen lassen. Dieser Beitrag präsentiert eine entscheidungstheoretisch fundierte Methodik zur Ausgestaltung derartiger Simulationsstudien in Umplanungsprojekten zur Energieeffizienzsteigerung.

Kurzfassung Zur Identifikation von Energieeffizienzmaßnahmen auf Industrieebene durch Simulationen für Unternehmen mit individuellen Lastprofilen ist keine Nutzung von Standardlastprofilen nach VDEW möglich. Stattdessen ist eine Lastprofilanalyse zur Erarbeitung von Standardlastprofilen des individuellen Strombedarfs erforderlich. Dafür können Tagesverläufe der Leistungsdaten des Strombedarfs eines gesamten Jahres auf Sonderverläufe, wie z. B. Feiertage oder Jahreszeiten, untersucht und typische Standardwochen für jede Jahreszeit identifiziert werden.

Kurzfassung Im Zuge der angestrebten Energiewende bis 2050 wird der Anteil an erneuerbaren Energien am deutschen Energiemarkt deutlich ausgebaut, wodurch Energieverfügbarkeiten stärker schwanken werden. Um die volatilen Energieverfügbarkeiten mit den Energiebedarfen der produzierenden Industrie zu synchronisieren, werden in diesem Beitrag die Leistungsprognose und die Datenbedarfe für eine energieflexible Produktionsplanung und -steuerung (PPS) und damit einhergehend die Reduzierung der Energiekosten diskutiert.

Kurzfassung Seit einigen Jahren steigt die Anzahl von Roboteranwendungen, bei denen Roboter ohne Schutzzaun, d. h. in einer Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), betrieben werden. Die Wirtschaftlichkeit dieser Anwendungsfälle ist vor allem in der Montage häufig nicht gegeben. Daher gibt es ein großes Interesse, sinnvolle Applikationen in bestehenden Montagesystemen zu finden. Hierzu gibt es eine Reihe von Instrumenten, welche das Automatisierungspotenzial bestehender Prozesse bewerten, die jedoch sehr aufwändig sind. Daher hat das Fraunhofer- IAO eine Vorgehensweise und Toolunterstützung zur aufwandsarmen Identifikation von sinnvollen MRK-Applikationen entwickelt.

Kurzfassung Die Kollaboration von Mensch und Roboter wird oft als Lösung gegenwärtiger Herausforderungen produzierender Unternehmen präsentiert, doch ist der realisierte Anteil solcher Systeme bis dato gering. Die im Rahmen des Forschungsprojekts SafeMate durchgeführte Studie liefert neue Erkenntnisse über die Motive von Führungskräften in produzierenden Unternehmen für den Einsatz kollaborativer Robotersysteme. Diese schreiben der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) in großer Mehrheit ein hohes Potenzial zu, auch wenn sie sich in ihrer Motivationslage unterscheiden. Viele Führungskräfte erwarten von MRK-Anwendungen Vorteile. Deren Umsetzung erweist sich jedoch oftmals als schwierig. Dies liegt nicht zuletzt an der Akzeptanz der Mitarbeitenden, die zwar theoretisch als wichtig erachtet, praktisch hingegen im Implementierungsprozess selten ausreichend adressiert wird.

Kurzfassung Stationäre Energiespeicher können zur Kostenminimierung der Stromversorgung von produzierenden Unternehmen beitragen, indem sie für die Reduzierung von Lastspitzen, zur Lastverschiebung oder für die Eigenbedarfsoptimierung verwendet werden. Die Investitionsentscheidung zu den Speichersystemen wird nicht zuletzt durch die erhöhte Nachfrage nach Fahrzeugbatterien für Elektromobile und damit verbundenen Preisschwankungen erschwert. Dieser Beitrag zeigt, wie die Elektromobilität als Chance für die industrielle Energiebeschaffung verstanden werden kann, wenn Lade- und ggf. Entladevorgänge der Fahrzeuge auf Unternehmensparkplätzen energieorientiert koordiniert werden.

Kurzfassung Die Energiedichte ist ein entscheidendes Merkmal für Lithium-Ionen-Batteriezellen und bestimmt maßgeblich die Reichweite von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Ein für die Energiedichte entscheidender Prozessschritt ist das Kalandrieren. In diesem Beitrag wird der Zusammenhang zwischen den Anlagen- und Materialparametern aufgezeigt, indem die Prozessgrößen variiert und die Veränderungen der Elektrode betrachtet werden. Mit den Ergebnissen werden Handlungsfelder aufgezeigt, die für eine Optimierung notwendig sind.

Kurzfassung Aufgrund des seriellen kinematischen Aufbaus und den serienmäßig antriebsseitig verbauten Winkelmesssystemen ist die Form- und Lagegenauigkeit von Industrierobotern bei Fräsaufgaben limitiert. Diese wird maßgeblich von den auftretenden Prozesskräften F in Kombination mit den geringen nicht-linearen Steifigkeiten c der Getriebe serieller Kinematiken beeinflusst. Ein vielversprechender Ansatz die Genauigkeit kostengünstig zu erhöhen, ist die Verwendung von abtriebsseitigen Winkelmesssystemen. Für statische Prozesse ist die Nutzbarkeit bereits validiert. In diesem Beitrag wird erstmalig die Anwendbarkeit solcher Systeme bei Bahnprozessen untersucht und anhand von Bearbeitungsversuchen in Stahl validiert.

Kurzfassung Die Fertigung von Leichtbauprodukten in kleinen Stückzahlen stellt Anlagenbetreiber vor Herausforderungen. Um diesen zu begegnen, wird eine modular rekonfigurierbare Produktionsanlage vorgestellt. Ein durchgehender Engineering-Ansatz mit einheitlichen Modulbeschreibungen, einem nutzerfreundlichen Konfigurationstool und automatisierter Generierung des Steuerungscodes erlaubt eine Senkung des Inbetriebnahme- und Rekonfigurationsaufwands. Ein darauf fokussiertes plattformbasiertes Geschäftsmodell für Anlagenhersteller wird in diesem Beitrag vorgestellt.

Kurzfassung Im Sondermaschinenbau sind viele Montagen als Gruppenmontage organisiert. Durch die steigende Komplexität der Produkte bei gleichzeitiger Produktindividualisierung sind die Verantwortlichen in der Montage zunehmend nur mit der Steuerung beschäftigt. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur dezentralen Montagesteuerung auf die Gruppenmontage übertragen, welcher die Verantwortlichen in der Montage entlastet. Ein durchgeführter Versuch unterstützt die Annahme, dass der dezentrale Steuerungsansatz auch in einer Gruppenmontage erfolgreich angewendet werden kann.

Kurzfassung Auf Basis des After Sales Service können Unternehmen im Vergleich zum Primärproduktgeschäft hohe Margen erwirtschaften. Daher müssen die Prozesse im After Sales Service auch zukünftig effektiv sowie effizient ausgestaltet und an die Kundenwünsche und -anforderungen angepasst werden. Hierzu eignen sich die Gestaltungsprinzipien, Methoden und Werkzeuge Ganzheitlicher Produktionssysteme. In diesem Beitrag werden die Gestaltungsprinzipien vorgestellt, die zur Implementierung eines Lean After Sales Service genutzt werden können.

Kurzfassung In Konstruktion und Fertigung werden noch immer häufig Rauheitskenngrößen wie R a oder R z als alleiniges Bewertungskriterium zur Beurteilung der Oberflächenqualität herangezogen. Die spanende Bearbeitung bestimmt jedoch nicht nur die Oberflächentopographie, sondern ebenfalls auch die mechanischen Randzoneneigenschaften, welche das spätere Einsatzverhalten des Bauteils signifikant beeinflussen. Der vorliegende Beitrag diskutiert die Möglichkeit einer multikriteriellen Bewertung der Oberflächenmorphologie am Beispiel kryogen gedrehter Werkstücke des metastabilen austenitischen Stahls AISI 347.

Kurzfassung Digitale 3D-Modelle können die Fabrikplanung deutlich vereinfachen. Die digitale Datengrundlage – in Form eines 3D-Modells des Fabrikgeländes – ist jedoch häufig nicht vorhanden und muss erst manuell erfasst und digitalisiert werden. Drohnenunterstützte Luftbilderfassung in Kombination mit kommerziell erhältlicher Photogrammetriesoftware ermöglicht hingegen eine schnelle und detaillierte Ist-Aufnahme des Fabrikgeländes. Die anschließende Visualisierung verschiedener Planungsvarianten in einem realistischen Kontext vereinfacht deren Bewertung.

Kurzfassung Um im ruinösen Wettbewerb der Containerschifffahrt zu bestehen, suchen Reedereien und Logistikdienstleister nach neuen Geschäftsmodellen, die durch den Einsatz digitaler Technologien ermöglicht werden. Hierfür wurde ein Modell entwickelt, welches Unternehmen ermöglicht, neue Anwendungsszenarien und Geschäftsmodell-Innovationen im bestehenden Umfeld der Containerlogistik zu entwickeln und am Markt zu etablieren. Der vorliegende Beitrag zeigt die aktuellen Marktgegebenheiten in der Containerlogistik und gibt einen Ausblick darüber, wie die vierte industrielle Revolution den Container der Zukunft prägen wird.

Kurzfassung Unlängst angekommen in der Digitalen Transformation bei der Anwendung der Wertstrom-Methode durch digitale Werkzeuge stellt sich die Frage, welche Ausrichtung oder Erweiterungsmöglichkeiten sich für die nachfolgenden Generationen ergeben. Durch die zunehmende Vernetzung an Informationen aus dem Digitalen Wandel hin zur Industrie 4.0 und dem Industriellen Internet der Dinge (IIoT) bahnen sich neue Erwartungen an. Es gilt, die Methode und deren Softwareapplikation an die neuen Formen von Organisation und Steuerung der Wertschöpfungskette anzupassen und weiter zu entwickeln.