Durch den laufenden Verdrängungswettbewerb in der Intralogistik ist es wichtig, wettbewerbsfähig zu sein und langfristig auch zu bleiben. Eine kontinuierliche Optimierung des Produktes und der Produktion, ermöglichen ein Maximum an Flexibilität und Qualität im Bereich Lagerlogistik und Lagerautomation. Aufgrund dessen soll der derzeitige Schweißprozess mittels Industrieroboter optimiert werden, was die Aufgabenstellung dieser Masterarbeit darstellt. Im Zuge dieser wurde der bestehende Schweißprozess in Prozessgruppen zerlegt und analysiert. Auf Basis dieser Analyse stellte sich heraus, dass eine Optimierung des Schweißprozesses mittels Industrieroboters wirtschaftlich nicht rentabel ist. Der Fokus wird daher auf die Senkung der Nebentätigkeiten beziehungsweise auf die Optimierung der Verbindungstechnik der Schweißbauteile gelegt. Durch Verwendung neuer Technologien wie Clinchen oder das Thermdrill-Verfahren, können Fertigungskosten als auch Gewicht eingespart werden. Zusätzlich zeigen konstruktive Veränderungen und Optimierungen an den Schweißbaugruppen, eine erhebliche Verbesserung des gesamten Fügeprozesses auf. Abschließend werden die gewonnenen Erkenntnisse, die während der Erarbeitung der Masterarbeit entstanden sind, und die Handlungsempfehlungen an das Unternehmen dargelegt.

An der medizinischen Universität Graz wird im Rahmen des Forschungsprojekts CAMed (Clinical Additive Manufacturing for Medical Applications) am Einsatz von 3D-Druck in der Medizin geforscht. In Zukunft sollen Implantate und andere Medizinprodukte just in time, teilweise während der Operation gefertigt werden. Ziel ist es, eine Kostenreduktion und die Steigerung des Wohlbefindens der Patient*innen zu erreichen. In dieser neuen Rolle als herstellendes Unternehmen von Medizinprodukten ist ein entsprechendes Risikomanagement unerlässlich. Ziel dieser Arbeit ist es, die EN ISO 14971 – die das Risikomanagement von Medizinprodukten regelt – auf 3D-gedruckte Medizinprodukte anzuwenden. Es wurde hierzu ein Framework entwickelt um den normativ geregelten Prozess der Risikobeurteilung mit entsprechenden Methoden in der Praxis umsetzbar zu machen. Dieses Framework wurde in der Praxis mit Expert*innen aus verschiedenen Disziplinen am Beispiel eines 3D-gedruckten Schädelimplantats getestet und validiert. Es konnten dabei 62 Gefährdungssituationen erarbeitet werden und für jede dieser Situationen wurde eine Risikobeurteilung durchgeführt. Zusätzlich zu den Schritten der Risikobeurteilung wurden darüber hinaus jeweils auch Maßnahmen zur Risikobeherrschung erarbeitet. Es wurde des Weiteren eine Dokumentationsvorlage für zukünftige Risikobeurteilungen von anderen 3D-gedruckten Medizinprodukten erstellt und wiederum anhand des Beispiels des Schädelimplantats angewendet.

Der Vormarsch der Elektromobilität stellt die Entwicklungsdienstleister zum Teil vor neue Herausforderungen. Die Systemkomplexität steigt, die zur Verfügung stehende Entwicklungszeit hingegen bleibt meist unverändert. Um somit eine effizientere Nutzung der zur Verfügung stehenden Entwicklungszeit zu ermöglichen, wird im Rahmen von Entwicklungsprojekten auf Simulationsmodelle zurückgegriffen. Durch diese Anwendung von Modellen können Entwicklungsaufgaben vorab in einer virtuellen Umgebung abgearbeitet werden, noch bevor die ersten daraus resultierenden Ergebnisse auf reale Hardwarekomponenten übertragen werden. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit einem Hochvolt-Inverter, einer Schlüsselkomponente in elektrifizierten Antriebssträngen. Der HV-Inverter ist hierbei für die Transformation des zur Verfügung stehenden Gleichstromes einer Batterie in einen dreiphasigen Wechselstrom zum Antrieb eines Elektromotors verantwortlich. Das Hauptziel dieser Arbeit liegt dabei auf der Erstellung eines Simulationsmodells der Leistungselektronik für einen der gängigsten Inverter-Typen. Durch die Verwendung dieses Modells sollen künftige Entwicklungsaufgaben in diversen Kundenprojekten effizienter abgearbeitet werden.

Immer volatilere Märkte, stetig neue Kunden*innenanforderungen und erbitterte Preisschlachten mit Markteilnehmern*innen und das alles in Kombination mit verkürzten Produktlebenszyklen. Wie soll sich das langfristig gerade für mittelständische Unternehmen ausgehen? Die digitale Transformation ist dahingehend ein omnipräsentes Thema in der Industrie, wird sie doch als Löser vieler dieser Probleme gesehen. Doch es stellt gerade das erforderliche Know-How für die Durchführung von digitalen Transformationsprozessen insbesondere traditionelle Unternehmen vor wesentliche Herausforderungen. Aus diesem Grund verfolgt die vorliegende Masterarbeit das Ziel, genau solchen Unternehmen eine Unterstützung in Form eines Umsetzungsleitfadens, für die digitale Transformation von Messprozessen zu bieten. Es wird dabei anhand eines realen Unternehmens der produzierenden Industrie methodisch der Frage nachgegangen, wie gegenwärtig überwiegend analoge Messprozesse, mit hohem Grad an menschlicher Interaktion, systematisch digital transformiert werden können. Hierzu wird zunächst eine fundierte Literaturrecherche betrieben, um dabei den Hintergrund und die Fachtermini digitaler Transformation sowie Digitalisierung zu klären. Im eigenen Kapitel der digitalen Transformation wird nochmals aus Managementsicht ein Blick auf dieses Thema geworfen, bevor im Kapitel zu modellbasierter digitaler Transformation konkret auf Vorgehensmodelle, Referenzmodelle und Reifegradmodelle eingegangen wird. Auf Basis der Erkenntnisse aus den vorangegangenen Kapiteln wird im Kapitel fünf ein eigenes Reifegradassessment-Tool entwickelt, mit dem der digitale Reifegrad bestehender Prozesse erfasst werden kann. Im Anschluss daran erfolgt die praktische Anwendung dieses Tools durch eine konkrete Betrachtung mehrerer Messprozesse des Beispielunternehmens sowie einer konsekutiven Identifikation konkreter digitaler Transformationspotentiale. Das vorletzte Kapitel zeigt die praktische Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen an den Messprozessen des Unternehmens, bevor im abschließenden Kapitel die vorliegende Masterarbeit nochmals kritisch resümiert wird.

Elektrofahrzeuge (EVs) sind auf gutem Weg, der zukünftige Standard im Transportwesen zu werden. Das Energy Analytics and Solution Lab (EAS-Lab) an der FH Campus 02 bietet Möglichkeiten zum Laden von Elektrofahrzeugen über Wandladestationen. Das EAS-Lab ist als ein Netzwerk von Geräten zu sehen, welche Energie erzeugen, analysieren und verbrauchen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Wandladestationen an das EAS-Lab-Netzwerk anzubinden und ein Mess- und Protokollierungs-System in Hard- und Software zu implementieren. Des Weiteren werden die gesammelten Daten zur Energieanalyse im Ladeprozess genutzt. Es werden die Möglichkeiten der Impedanzanalyse und der Zustandsbewertung (State of Health/SoH) von Fahrzeugbatterien erforscht. Für die Messungen wird ein Siemens PAC2200 Smart Meter gewählt, der über Modbus TCP mit dem EASLab verbunden wird. Zusätzlich wird eine Windows Presentation Foundation (WPF) Benutzeroberfläche entwickelt, um den Modbus-Datenverkehr zu verarbeiten und die Ladedaten zu visualisieren. Das Programm wird mit einer SQL-Datenbank verbunden, welche spezifische Informationen über die Benutzenden und deren Ladedaten auf zyklischer Basis speichert. Zwei Messzyklen werden mit einem Elektrofahrzeug durchgeführt, um das Programm zu validieren. Die Verbindungen zu den Wallboxen und dem Smart Meter werden erfolgreich hergestellt, und das Programm wird implementiert. Auf Grundlage der gewonnenen Daten wird für beide Messzyklen eine Impedanzanalyse durchgeführt. Die gespeicherten batteriespezifischen Daten, welche über Modbus gesammelt werden, reichen nicht aus, um eine Abschätzung des SoH der Fahrzeugbatterie vorzunehmen. Das System bietet jedoch die Möglichkeit, das Ladeleistungsverhalten in Langzeitmessungen zu untersuchen. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit gezeigt, wie ein Energiemess- und Protokollierungs-System in einer Laborumgebung implementiert wird. Damit stehen für zukünftige Studierende an der FH Campus 02 zusätzliche Messmöglichkeiten im EAS-Labor zur Verfügung. Diese Arbeit kann als Grundlage für weitere Forschungen sowie als Referenz für zusätzliche SoH Abschätzungen betrachtet werden.