Band 116, Heft 7-8

Das Einsatzverhalten dünnwandiger, monolithischer Aluminiumlegierungen, welche in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden, wird maßgeblich durch deren Oberflächenmorphologie beeinflusst. Diese setzt sich aus den mechanischen und metallurgischen Randschichteigenschaften sowie der Oberflächentopografie zusammen. In diesem Beitrag wird der Einfluss der Schnittparameter auf die Rauheit, die Mikrostruktur, die Mikrohärte sowie auf prozessinduzierte Eigenspannungen von gefrästem Al 7050 untersucht.

Das Flachbackenwalzen ist der Massivumformung zuzuordnen, in welchem zwei mit Gravuren versehene Werkzeugplatten aneinander vorbeilaufen und dabei ein zylindrisches Halbzeug umformen. Mithilfe des Unrundwalzens als Vorformverfahren soll es ermöglicht werden, lokal unrunde Abschnitte, beispielsweise Ellipsen oder Exzenter in ein Halbzeug zu formen. Der Stofffluss soll ausschließlich in radialer Richtung vorliegen. Erste Simulationen zeigen, dass die genannten Anforderungen erfüllt werden können.

Gegenwärtig erfolgt das kontinuierliche Wälzschleifen von Verzahnungen ausschließlich unter Einsatz von Kühlschmierstoff. In einem Forschungsprojekt konnten die technische Umsetzbarkeit einer Trockenbearbeitung bzw. der Einsatz einer Minimalmengenschmierung nachgewiesen und die Einsatzpotenziale abgeleitet werden. Außerdem wurden Problemstellungen definiert, die vor einer Serienanwendung gelöst werden müssen.

CVD-Diamantschichten werden aktuell bei der spanenden Bearbeitung herausfordernder Werkstoffe eingesetzt und führen zu einer deutlichen Erhöhung der Standzeiten. Insbesondere nanokristalline Diamantschichten ermöglichen geringe Rauheiten bei gleichzeitig höchsten Härten. In der vorliegenden Studie wurden diese Schichten erstmals auf Hartmetall-Schneidstempel für das Stanzen von federharten Bändern appliziert und ihr Einfluss auf den Verschleiß untersucht. Untersuchungen mit Hubzahlen von bis zu 100.000 haben für Schichtdicken im Bereich von 8 μm sehr gute Ergebnisse gezeigt. Derartige Nano-Diamantschichten besitzen folglich großes Potenzial zur Reduzierung des Verschleißes von Hartmetallstempeln in Stanzprozessen.

Eine neue Prozesskette ermöglicht das direkte Recycling von Titanspänen für die additive Fertigung. Die Prozesskette bietet Potenzial zur Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit in der additiven Herstellung von Titanbauteilen. Im Vergleich zur Verwendung von Primärtitanpulver sind erhebliche Ressourceneinsparungen möglich. Zusätzlich kann das Recycling von Spänen zu Pulver für die additive Fertigung eine ressourcensparende Alternative zum Recycling zu Vollmaterial sein.

Die additive Fertigung ist für viele Unternehmen ein neues, in der industriellen Praxis selten genutztes Fertigungsverfahren. Gerade in der Ersatzteillogistik bringt sie jedoch viele Vorteile mit sich. Der vorliegende Beitrag soll daher einen Einblick über die Vorteile und vor allem über die Auswahl und Kategorisierung potenzieller Ersatzteile für die additive Fertigung geben. Es werden Analysen für die Bewertung potenzieller Ersatzteile vorgestellt und anhand einer Evaluationsstudie die Ergebnisse von additiver und konventioneller Fertigung verglichen.

Die Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung wird in diesem Beitrag auf einen Planetenträger angewendet. Hierbei erfolgt die Fertigung des additiv gefertigten Volumens auf einem Grundkörper, der Bestandteil des Planetenträgers ist. Dadurch wird eine höhere Steifigkeit erreicht, die unter Torsionsbelastung – im Vergleich zu einer konventionell gefertigten Variante – doppelt so hoch ist. Bei dem Hybridansatz sind die Kosten bei höheren Stückzahlen gegenüber einer rein additiven Fertigung um 6 Prozent geringer.

Die Durchführung von Umzugsprojekten im Kontext der Fabrikplanung, wie z. B. die Reorganisation von Produktionshallen, ist aufwendig und komplex. Verfahren der Projektplanung berücksichtigen meist nur zeitliche Restriktionen, räumliche Gegebenheiten werden oft vernachlässigt. Daher wird in einem Forschungsvorhaben derzeit eine Optimierungsmethode zur Umzugsplanung entwickelt, die Unternehmen als Entscheidungsunterstützung in der Gestaltung und Bewertung eines Umzugsplans verwenden können.

Durch die Möglichkeit, Wartungsintervalle dynamisch und zustandsabhängig planen zu können, gewinnen messdatengetriebene Instandhaltungskonzepte in modernen Fertigungslinien zunehmend an Bedeutung. Diese erlauben neben der Gewährleistung einer gleichbleibenden Prozessqualität die Schonung von Ressourcen. Bestehende Zustandsüberwachungen nutzen eine auf Kenn- und Grenzwerten basierende Messdatenauswertung. Alternativ dazu wird hier ein Verfahren der unscharfen Auswertung zur Prozessoptimierung an Werkzeugmaschinen vorgestellt, das keine Definition einzelner Grenzwerte erfordert, sondern basierend auf Methoden des maschinellen Lernens einen robusten Algorithmus zur Verfügung stellt, mit dem sich der Prozesszustand vorgegebenen Klassen zuordnen lässt. So lassen sich Unregelmäßigkeiten im Prozess anhand der Klassenzugehörigkeitswerte identifizieren und Diagnosefehler vermeiden.

Das Institut für Produkt- und Produktionsmanagement der HAW Hamburg forscht an der geeigneten Modellierung dezentraler Steuerungskonzepte für die Produktion zum Zwecke praxistauglicher Implementierungen. Zunächst wird der Einfluss der Entwicklung digitaler Technologien auf die historische Entwicklung klargestellt. Darauf aufbauend wird dargelegt, wie die HAW Hamburg ein so genanntes „Swimmingpool-Modell“ als Grundstein für die Forschung an dezentralen Steuerungskonzepten aufbaut und validiert.

Die Planung von Routenzugsystemen ist eine komplexe Aufgabe, welche durch gängige Planungsverfahren nur in Teilen unterstützt wird sowie zu hohen manuellen Aufwänden und suboptimalen Lösungen führt. Dieser Beitrag stellt ein Verfahren vor, welches die wesentlichen Planungsentscheidungen durch Anwendung eines Genetischen Algorithmus automatisch trifft. Erste Tests zeigen, dass das Verfahren in der Lage ist, ähnlich gute oder bessere Ergebnisse zu erzielen als die Planung versierter Industrieplaner.

Regalbediengeräte sind wesentliche Leistungsträger in Intralogistikanlagen. Deren Instandhaltung zur anhaltenden Sicherung einer hohen Verfügbarkeit ist durch Faktoren, wie z. B. Support-Wegfall, aufgrund Bauteil-Abkündigungen limitiert. Um den Lebenszyklus von Regalbediengeräten zu verlängern, eignen sich Retrofits als wirtschaftlich und ökologisch effiziente Lösung. Dieser Beitrag zeigt ein methodisches Vorgehen, das Betreiber von Regalbediengeräten bei der Bewertung und Vorbereitung von zukünftigen Retrofits unterstützt.

Die Nachfrage nach präziseren Werkzeugmaschinen steigt kontinuierlich. Aus diesem Grund müssen thermo-elastische Fehlerkompensationsmethoden unter thermischen Echtzeitbedingungen genauer werden. Die korrekte Parametrierung eines modellbasierten Korrekturansatzes für die Kompensation thermo-elastischer Maschinenfehler hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Modellgenauigkeit. Insbesondere für die Langzeitkompensation der Maschinenfehler benötigt das Modell eine hohe Anpassungsfähigkeit aufgrund variierender Lasten. In diesem Beitrag wird eine Simulationsmodellarchitektur vorgestellt, die ein FEM-basiertes thermo-elastisches White-Box-Modell der Werkzeugmaschine mit Temperaturmessungen der Maschinenstruktur kombiniert. Die Messdaten der Temperatursensoren werden für eine prozessparallele Anpassung thermischer Modellparameter genutzt, um die Genauigkeit der Kompensationsmethode zu steigern.

Nachhaltigkeitsanalysen von Produktionssystemen betrachten diverse interdisziplinäre Einflüsse aus Ökonomie, Umwelt, Qualität und Sozialem. Häufig werden jedoch einzelne Nachhaltigkeitsaspekte beachtet und nicht das Gesamtsystem. Dessen Potenziale und Risiken bleiben so unentdeckt. Mithilfe der dynamischen Nachhaltigkeitsanalyse ist es möglich, eine Entscheidungsassistenz zu entwickeln, welche die relevanten Faktoren der Nachhaltigkeit vereint betrachtet und operative Interaktionen sichtbar macht.

Die manuelle Handhabung von Schmiedeteilen ist für Schmiedemitarbeiter körperlich stark belastend. Diese körperlichen Belastungen spiegeln sich in Schädigungen des Hand-Arm-Systems und Rückens wider und führen zum Ausfall der Schmiedemitarbeiter. Um die Gesundheit der Schmiedemitarbeiter zu schonen, ist das Ziel die Grundbelastung durch das Eigengewicht der Schmiedezange durch Leichtbau-Schmiedezangen zu verringern.

Krisen treten regelmäßig auf und betreffen aufgrund zunehmender Globalisierung immer mehr Unternehmen gleichzeitig. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein dynamisches Prozessmanagement vorgestellt, welches die Fähigkeit der Früherkennung von Disruptionen und gleichzeitig auch Routine sowie Agilität im Normal- wie auch im Krisenmodus durchgängig unterstützt.

Physische Unterstützungssysteme wie Exoskelette gewinnen zunehmend an Bedeutung für Industriearbeitsplätze. Dieser Beitrag stellt diesbezüglich eine Vorgehensweise für AnwenderInnen vor, der eine Verwendung von Leitmerkmalen für Unterstützungssituationen zur Ermittlung der Eignung von Exoskeletten nutzt. Beschrieben wird eine nutzerzentrierte Herangehensweise für den Implementierungsprozess von Exoskeletten, welche eine kritische Reflexion über die Eignung eines Exoskeletts auf Basis von Leitmerkmalen fördern soll.

Gesellschaftliche Entwicklungen wie der demografische Wandel verbunden mit einem Fachkräftemangel sowie ein Wertewandel, der insbesondere bei jüngeren Generationen zum häufigeren Wechsel des Arbeitgebers führt, steigern die Bedeutung von Maßnahmen zur Personalbindung in Unternehmen. Bisherige Maßnahmen sind jedoch branchenunabhängig und nicht auf die besonderen Anforderungen der Produktionsarbeit ausgerichtet. In diesem Beitrag wird ein Vorgehen zur Bewertung commitment-förderlicher Maßnahmen auf ihre Eignung zur Anwendung bei Fachkräften in der Produktion vorgestellt.

Die gezielte und zukunftsorientierte Aus- und Weiterbildung von Mitarbeiter:innen in technischen Unternehmen erfordert im Kontext des rapiden technologischen und demographischen Wandels innovative Lösungsansätze. Die Identifizierung und Strukturierung von kompetenzrelevanten Informationen aus unstrukturierten Unternehmensdaten mithilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI), vor allem Text-Mining (TM), bieten hier neue Möglichkeiten, dieser Herausforderung zu begegnen. In Zusammenarbeit mit der Infineon Technologies Austria AG wurden im Bereich der Instandhaltung von Implanter-Anlagen eine skalierbare Systematik und ein Prozess, einschließlich eines mathematischen Algorithmus und eines dazugehörigen Modells, entwickelt, um Personalkompetenzen aus un- und teilstrukturierten Instandhaltungsdaten zu extrahieren.

Mit der fortschreitenden Digitalisierung wachsen die Forderungen nach der Ausschöpfung des Potentials der dabei erhobenen Daten. Hierfür haben die Methoden des Maschinellen Lernens ihre Praxistauglichkeit bewiesen. Jedoch ergeben sich bei der Anwendung dieser Technologie in Produktionssystemen mit hohem Variantenreichtum und kleinen Serien, vielschichtige Herausforderungen. Das Feature Engineering als Teil der Datenaufbereitung birgt hierbei ein großes Potential zur deren Bewältigung. Anhand des Beispiels der Nutzfahrzeugproduktion werden in diesem Beitrag Handlungsempfehlungen hierzu aufgezeigt.

Das Potenzial von Augmented Reality in der Automobilindustrie zu heben bedarf einer projektübergreifenden Implementierung der Technologie. Zur Bewertung des entsprechenden Reifegrades einzelner Bereiche wurde anhand einer umfassenden Literaturanalyse und verschiedener Fokusgruppen ein Reifegradmodell entwickelt und detailliert. Zur besseren Anwendbarkeit wurde dieses als Tool programmiert, erprobt und angepasst.