Volume 93, Issue 10

Professor Günter Spur hat die Entwicklung der CAD-Technologie in Deutschland über einen Zeitraum von beinahe 35 Jahren wesentlich beeinflußt. Dieser Beitrag erscheint aus Anlaß seines 70. Geburtstags. Er stellt die Entwicklung der grundlegenden und industrieorientierten CAD-Forschung am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin (IWF) sowie des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in diesem Zeitraum an Hand von Beispielen dar.

Die effiziente Erschließung und Nutzung neuester Informationen aus verschiedenen firmeninternen und -externen Quellen wird in den nächsten Jahren für die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen enorm an Bedeutung gewinnen. In diesem Beitrag wird über neue Forschungsansätze berichtet. Langfristiges Ziel sollte die Entwicklung von persönlichen Informationsassistenten sein, die eine anwendungsorientierte Versorgung der Nutzer mit relevanten, hochwertigen Informationen unterstützen.

Ein Ziel des Simultaneous Engineering besteht darin, eine konstruktionsbegleitende Fertigungsplanung zu unterstützen. Entsprechende Methoden ermöglichen es, an der Wertschöpfung beteiligte Technologien auszuwählen und zu Technologieketten zu kombinieren. Die darauf aufbauende Generierung und Bewertung von Fertigungsfolgen zeigt eine Rangfolge von konstruktionsbegleitenden Fertigungsalternativen.

Die nachfolgenden Betrachtungen sind Professor Günter Spur gewidmet, einem großen Lehrer und einem menschlichen und fachlichen Vorbild, der in diesen Tagen 70 Jahre alt wird. Inhaltlich zieht dieser Beitrag eine Schleife über CADAnwendungen im Anlagenbau in den letzten 25 Jahren und gibt einen Ausblick auf die Anforderungen über die Jahrtausendwende hinaus.

Der Einsatz von Techniken der Virtuellen Realität findet immer mehr Anwendungsfelder. Durch die unmittelbare Wechselwirkung zwischen Menschen und rechnergenerierten Darstellungen, bietet die Virtuelle Realität auch neuartige Ansätze zur Unterstützung kreativer Produktentwicklungsprozesse.

Durch die freie Verfügbarkeit von Daten und Informationen im Internet besteht der Bedarf an wirkungsvollen Schutzmechanismen für geistiges Eigentum. Für 2D-Bilder stellen digitale Wasserzeichen ein Mittel zum Nachweis der rechtmäßigen Nutzung dar. In diesem Beitrag werden Ansätze der Entwicklungsarbeiten an 3D-Modellen dargestellt.

Werkzeuge zur Planung und Steuerung der Fabrik werden seit 1982 am Bereich Planungstechnik des Fraunhofer Institutes IPK, vorher am Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der TU-Berlin erarbeitet. Der Aufsatz zeichnet wesentliche Phasen und Lösungsbereiche des Bereichs Planungstechnik nach.

Die Identifikation der Produkte und die Eroberung der Märkte von morgen sind eine herausfordernde Aufgabe. Um dieser Aufgabe gerecht zu werden, wird ein ganzheitliches Modell der zukunftsorientierten Führung von produzierenden Industrieunternehmen vorgeschlagen. Es umfaßt die Bereiche von der Szenarioerstellung über die Strategieentwicklung und die Prozeßoptimierung bis zur Einführung von Systemen der Informationstechnik (IT). In diesem Beitrag wird schwerpunktmäßig auf Optimierung sowie Simulation von Geschäftsprozessen und Informationsflüssen in virtuellen Umgebungen eingegangen.

Qualität und Kosten industrieller Produkte werden maßgeblich von der angewandten Fertigungstechnologie bestimmt. Eine technologische Spitzenposition erfordert deshalb Kenntnisse über eine zeitoptimierte, reproduzierbare Fertigung unter Gewährleistung der geforderten Bauteilgenauigkeit sowie Oberflächenbeschaffenheit bei möglichst weitgehender Einsparung von Ressourcen und Vermeidung von Umweltbeeinträchtigungen.

In der Flugzeugfertigung hat das Bohren von metallischen Schichtverbundwerkstoffen aus Aluminium und Titan hohe Bedeutung. Aus den sehr unterschiedlichen Zerspanbarkeitseigenschaften der Einzelbleche und zunehmender Gesamtdicke der Blechstrukturen resultieren Schwierigkeiten bei der Fertigung. In diesem Beitrag werden die Bohrprobleme sowie ausgewählte Ergebnisse von Bohrversuchen bezüglich auftretender Zerspankräfte, erzeugter Bohrungsdurchmesser und des Werkzeugverschleißes aufgezeigt.

Die Auslegung ausgewählter Komponenten von Fertigungs- und Montagesystemen, ihre Planung und Steuerung mit geeigneten informationstechnischen Werkzeugen, die experimentelle Analyse und Modellierung von Füge- und Handhabungsprozessen sowie die simultane Gestaltung von Produkten und Prozessen haben das Forschungsprofil von Montagetechnik und Fabrikbetrieb im PTZ Berlin in den vergangenen zwei Jahrzehnten geprägt. Im folgenden werden die wesentlichen Initiativen vorgestellt.

Die Baugruppenherstellung in der Elektronikproduktion steht vor neuen Herausforderungen sowie verstärktem internationalen Konkurrenzdruck. Ein wesentlicher Aspekt, das dabei anfallende Investitionsrisiko zu minimieren, ist die Verwendung durchgängiger Planungsmodelle. Der folgende Beitrag diskutiert die mögliche Realisierung eines solchen Ansatzes durch den Einsatz maschinennaher Referenzmodelle.

Der Bereich Werkzeugmaschinen des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) Berlin arbeitet an der Entwicklung neuer Maschinenkonzepte sowie der Optimierung von Werkzeugmaschinen und ihrer Komponenten. Hauptziele sind die Minimierung der Einflüsse von Störgrößen auf Fertigungssysteme sowie eine Überwachung und Kontrolle von Fertigungsprozessen.

Der nicht prognostizierbare Wandel des Marktes führt zu Schwankungen in der Auftragslage eines produzierenden Unternehmens und damit zu ständigen Veränderungen der Anforderungen an die Bearbeitungssysteme hinsichtlich der Fertigungsaufgaben und des Kapazitätsbedarfs. Dieses erfordert die Entwicklung neuer Bearbeitungssysteme, die sich bei hoher Fertigungsflexibilität und hoher Produktivität innerhalb kurzer Zeiträume an die aktuelle Situation anpassen lassen.

Die Berechnung exzentrisch belasteter hydrostatischer Führungen erfordert komplizierte und zeitaufwendige mathematische Rechnungen. Es entsteht ein nichtlineares Gleichungssystem mit mehreren Unbekannten, das numerisch nur mit dem Einsatz von Rechnerprogrammen gelöst werden kann. Zur optimalen Auslegung der Führung und ihrer lversorgung ist diese Berechnung Öjedoch unerläßlich.

Im Zuge der Automatisierung der Fertigung hat die Industrie die Nutzung der rechnerunterstützten Bildverarbeitung als einen der entscheidenden Faktoren für eine wirtschaftliche Produktion erkannt. Dieser Artikel gibt einen Einblick in die Entwicklung der industriellen Bildverarbeitung und zeigt, wie dieses Verfahren auf neue Anwendungsfelder übertragen werden kann.

Die Arbeiten im Bereich der Robotertechnik am IWF und später am IPK in Berlin begannen im Jahre 1973 mit dem Erwerb eines zu jener Zeit noch seltenen Roboters. In diesem Beitrag werden die danach folgenden Projekte und Entwicklungen am IPK insbesondere mit dem Blick auf die Steuerung von Robotern und ihrer Simulation vorgestellt.

Die Automatisierung von Produktionsanlagen konnte aufgrund der rasanten Entwicklung im Bereich der Mikroelektronik durch gesteigerte Produktivität und Bearbeitungsvielfalt neue Rationalisierungspotentiale erschließen. Nachdem die Mikroprozessoren Einzug in Automatisierungsgeräte und Steuerungen hielten, wurde zunehmend die in Software implementierte Funktionalität entscheidender Faktor für den Leistungsumfang eines Systems.

Die Wurzeln der Qualitätswissenschaft reichen zurück bis in die Antike. In diesem Beitrag werden ausgehend von der geschichtlichen Entstehung Einblicke in den momentanen Stand der Forschung und die sich abzeichnenden künftigen Entwicklungen dieser Wissenschaft gegeben.

Die Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte ist ebenso wie eine ständig steigende Produktivität gerade in der heutigen Zeit ein „Muß" für die Fertigung. Bei diesen Anforderungen handelt es sich jedoch nicht wie noch immer angenommen um konkurrierende, sondern um kongruente Ziele, da eine hohe Produktivität auch eine hohe Prozeßqualität voraussetzt.