Um Kundenanforderungen zu erfüllen, ist eine schlanke und flexible Produktion erforderlich. Gerade in der Automobilindustrie sind kurze Reaktionszeiten auf Bestellungen und Just-in-Time-Lieferungen gefordert. Um das zu gewährleisten, müssen die Produktionsanlagen fähig sein, hohe Ausbringung und wenige fehlerhafte Produkte zu erzeugen. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, eine genaue Analyse einer Produktionsanlage für Abgasturbolader zu erstellen um Potentiale zur Optimierung zu finden. Es wurden Maschinendaten wie Taktzeit, Ausschusszahlen, Ausbringung und OEE vom Vorjahr ausgewertet. Ausgehend von diesen Daten wurden konkrete Ziele definiert, die durch die Verbesserungen erzielt werden sollten. Um Verschwendungen und nicht wertschöpfende Tätigkeiten zu erkennen, wurden die einzelnen Montageprozesse untersucht. Dabei wurden Methoden von Lean-Management und Lean-Produktion angewandt. Mit dem Ursache-Wirkung Diagramm konnten Grundursachen für Probleme ermittelt werden. Das Pareto-Diagramm war hilfreich um zu erkennen, was die Haupteinflussfaktoren eines Problems sind. Der Plan-Do-Check-Act-Zyklus ist ein geeignetes Werkzeug, um ein Problem nachhaltig zu lösen. Die Ergebnisse der Masterarbeit sind eine Senkung der Taktzeit der Anlage um zwei Sekunden und eine Verringerung des Ausschusses von 2,2% auf unter 1,6%. Die Ausbringung und der OEE konnten zwar verbessert werden, aber eine Stabilisierung auf dem angestrebten Niveau ist nicht gelungen. Ein Grund dafür ist, dass für die Studie nur die technischen Verluste, nicht aber organisatorische Verluste wie Personal- oder Materialmangel miteinbezogen wurden. Eine effiziente Produktionslinie ist die Voraussetzung um konkurrenzfähig zu sein. Die Ergebnisse der Masterarbeit helfen mit den vorhandenen Ressourcen die größtmögliche Ausbringung zu erreichen.

The active part of a transformer consists primarily of the core and the winding blocks. By definition, the active part includes all of the components that lead a current or are energized by an electromagnetic field and are required to transform the voltage from a higher level to a lower level or vice versa. A winding block consists of the winding itself, insulation materials and the clamping ring. Clamping rings that are located at the top of winding blocks consist of cellulose fibers. These rings are necessary in order to sustain the clamping force on the windings during operation so that a transformer can withstand high forces in case of short circuits or power line faults. Due to recent changes in the supplier’s production process, these clamping rings sometimes break during the transformers’ manufacturing process. Such breakages result in high costs. The aim of this study is to therefore identify the reasons behind the mechanical failure of clamping rings during the manufacturing process – when the clamping force is applied – in order to avoid future failure of these elements. For this purpose, a material model was developed to analyze the stress states which cause the clamping rings to fail. Furthermore, strength tests were conducted on the clamping ring material itself in order to establish the mechanical strengths. Numerous effects had to be considered since the material consisting of cellulose fibers exhibits a complex material behavior. The result of this study is an orthotropic material model which can be used to analyze stress states in clamping rings when the clamping force is applied. By comparing the simulated stress states to the established strengths, the limitations could be identified. As a result of identifying the critical stress states inside the clamping rings during the manufacturing process, measures can be derived and analyzed in order to generate a safe design for these components. In order to reduce mechanical stresses inside of the clamping rings during the clamping process, it is recommended that clamping base plates be designed and the alignment of the hydraulic jacks be modified.

Im Zuge von baulichen Erweiterungen des Firmenstandorts der Geislinger GmbH wurde die Idee zur Entwicklung einer innovativen, die Produkte widerspiegelnden Beleuchtungslösung geboren. Ein außergewöhnliches Flächenmodell des Architekten (Dipl.-Ing. Dr. Volkmar Burgstaller) liefert hierbei das Design und somit die Basis für die Entwicklung der Verbundbauteile. Die besondere Form und Größe des Modells sind hier gemeinsam mit den gewünschten Materialien die herausfordernden Kriterien. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich zur Realisierung dieses Projekts mit den Grundlagen der Faserverbundtechnik, beginnend bei den Materialien, über die Bauteildimensionierung, bis hin zu den in Frage kommenden Fertigungsverfahren. Die Ergebnisse werden hierbei auf die vorhandenen Ressourcen und Möglichkeiten angepasst. Der Wiedererkennungswert der bestehenden Produkte ist durch den richtigen Einsatz von Kohlenstoff- und Glasfasern gegeben. Die Straßenbeleuchtung wird dabei in zwei Hauptteile aus Verbundmaterialien, den Mast und Laternenkopf, aufgeteilt. Zur Herstellung dieser Bauteile wird das Wickelverfahren und Handlaminierverfahren eingesetzt. Die Entwicklung der Vorrichtungen für diese Verfahren ist mitunter Thema dieser Arbeit. Durch die praktische Umsetzung wird dabei auf Probleme und Lösungsvarianten eingegangen. Die Arbeit liefert somit kein mögliches Konzept, sondern vielmehr das Ergebnis des realisierten Projektes. Mit der erfolgreichen Montage und Inbetriebnahme der innovativen Straßenbeleuchtung findet das Projekt einen positiven Abschluss. Das Resultat wird zurzeit firmenintern an einigen Standorten eingesetzt. Einer Vermarktung der im Rahmen dieser Arbeit realisierten außergewöhnlichen Straßenbeleuchtung und dadurch die Erschließung einer neuen Produktsparte steht aber nichts im Wege. Durch die modulare zweiteilige Ausführung sind zudem Freiheiten bezüglich Gestaltung von anderen Kopfdesigns gegeben und auf Kundenwünsche könnte eingegangen werden.

Seit der Einführung der ersten Elektrofahrzeuge hat ihre Nachfrage am Markt deutlich zugenommen. Entsprechend dieser Entwicklung konzentrierte sich das Unternehmen PIA Automation Austria GmbH bereits vor einigen Jahren auf die E-Mobility-Technologie und bringt seitdem ihr profundes Wissen aus der automobilen Antriebsstrangmontage im Bereich der Stator- und Rotormontage zum Einsatz. Basierend auf den bisherigen Projekterfahrungen können erste Schlussfolgerungen im Bereich Prozess und Kosteneffizienz gezogen und Verbesserungspotentiale identifiziert werden. Bisher wurde noch kein Standardkonzept entwickelt, sodass alle Stator- oder Rotormontagestationen individuell gestaltet werden können. Hierbei entstehen durch die ständig wiederkehrenden Entwicklungsanstrengungen sowohl für die Kunden, als auch für PIA Automation unnötige Kosten. Ziel dieser Masterarbeit ist es zu überprüfen, ob die bisherigen Montageprozesse von Stator und Rotor zu einem einzigen Konzept kombiniert werden können das flexibel genug ist, die verschiedenen Montagevarianten handzuhaben und gleichzeitig Ressourcen zu sparen. Zu diesem Zweck werden zunächst die konzeptrelevanten Inhalte definiert und später zur Analyse der vorhandenen Projekteverwendet. Diese Analyse veranschaulicht die Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Projekten und leitet Bedingungen für das Hauptkonzept ab. Schließlich wird aus den gesammelten Informationen und den daraus resultierenden Rahmenbedingungen ein Hauptkonzept für eine Stator- und Rotorbaugruppe erstellt. Das endgültige Konzept umfasst ein Layout, eine Taktzeitanalyse und eine Kostenanalyse, die eine Prozessverbesserung unter den zuvor definierten Konzeptbedingungen ermöglichen. Dieses Hauptkonzept schafft eine flexible, wiederverwendbare Stator- und Rotormontagelösung für PIA Automation, die in ihrer Ausführung und Implementierung kostengünstig ist.