670 Industrielle Fertigung
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Institut
In den letzten Jahren hat der Leichtbau im Automobilbau zunehmend an Bedeutung gewonnen. Neue Fügetechnologien in der Fahrzeugproduktion, der wachsende Einsatz von Leichtbauwerkstoffen und die Wettbewerbsfähigkeit sind für den Automobilzulieferer MAGNA Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG klare Herausforderungen für die Zukunft. Das Verfahren des Widerstandspunktschweißens bei Aluminiumlegierungen erfordert daher gegenüber der konventionellen Anwendung von Stahllegierungen eine gründlichere Betrachtung.
Ziel dieser Masterarbeit ist es, mehrere Widerstandspunktschweißverfahren von Aluminiumlegierungen auf ihre Eignung und Effizienz zu überprüfen. Nach der Erarbeitung von konzeptionellen Anforderungen und einer intensiven Marktrecherche, werden verschiedene Technologien mithilfe von Prüfverfahren untersucht. Abschließend ist eine wirtschaftliche Betrachtung zwischen dem Verfahren des Widerstandspunktschweißens und einem ausgewählten mechanischen Kaltfügeverfahren zu erstellen.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Verfahren DeltaCon 320 in einer ersten Absicherungsphase die Kriterien für den Einsatz in der Fahrzeugproduktion erfüllt und die Kosten-Bewertung vielversprechende Resultate liefert. Außerdem kann die effiziente Anwendung von Widerstandspunktschweißen gegenüber Stanznieten mittels praktischen Versuchen bestätigt werden.
Die Erkenntnisse der Masterarbeit bilden eine wesentliche Grundlage dafür, dass zukünftig Widerstandspunktschweißverfahren von Aluminiumlegierungen in der Fahrzeugproduktion bei MAGNA Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG eingesetzt werden können. Zur Überprüfung für den prozesssicheren und serientauglichen Einsatz sind weitere Untersuchungen geplant.
Logistics
(2017)
Der Ansatz „Zero Defect Warehouse“ gilt in der Intralogistik als eine der zukunftsträchtigsten Möglichkeiten die Produktivität in Anlagen des Kunden zu steigern. Hauptaugenmerk liegt dabei darauf den Materialfluss und die Materialhandhabung transparent, sicher, schneller und fehlerfrei zu gestalten. Eine Maßnahme um diesem Ziel einen Schritt näher zu kommen ist es, die Position von Personen, Hilfsmitteln und Waren jederzeit feststellen und auf Änderungen reagieren zu können.
Ziel dieser Masterarbeit, die für das Unternehmen KNAPP AG geschrieben wird, ist es eine geeignete Technologie zur Ermittlung der Positionen auszuwählen. Dabei werden die Anwendungen für den Einsatz erhoben und bewertet. Des Weiteren werden die Anforderungen an das System ausgearbeitet und um anschließend in die Auswahl der endgültigen Lösung einfließen zu können.
Das Endergebnis der Arbeit ist die Auswahl ein System eines ausgewählten Anbieters, das sowohl den Anforderungen als auch den möglichen Einsatzgebieten in den Lagern der KNAPP AG entspricht. Nach weiteren Tests und Versuchen kann eine Standardlösung für den Einsatz in der Produktlandschaft der KNAPP AG abgeleitet werden.
In Fertigungsbetrieben sind Produktionsmaschinen oft nicht optimal aufgestellt. Die Gründe dafür sind sich ständig ändernde Kundenanforderungen oder dass Maschinen gemäß ihrem Kaufdatum am nächstmöglichen Standort aufgestellt werden. Bei Optimierungsmaßnahmen im Laufe eines Fabriklebenszyklus werden oft Kompromisse eingegangen. Des Weiteren liegt der Fokus oft auf der Umsetzung eines Projektes. Diese Arbeit verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz für die gesamte Produktion.
Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung einer Produktionsanlage von Metallbearbeitungsmaschinen. Diese Optimierung geschieht in Form einer neuen Ausarbeitung des Maschinenlayouts. Dabei sollen Wegstrecken des Fertigungspersonals verkürzt und eine offenere Anordnung der Bearbeitungsmaschinen erstellt werden, um frühzeitig Maschinenstillstände zu erkennen. Zur Erreichung der Ziele werden die Materialflussanalyse und Werkzeuge aus dem Lean Management angewandt. Für die Materialflussanalyse wird eine Simulationsstudie unter Verwendung verschiedener Ausprägungen des Layouts implementiert. Als Tool aus dem Lean-Management wird Gemba-Kaizen angewandt, wobei spezielle Visualisierungsmethoden mittels 3D-Modellen, Virtual Reality und Augmented Reality vorgestellt werden.
Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt eine Durchsatzsteigerung durch Vermeidung von Verschwendung auf. Das Potenzial dieser Verbesserungsmaßnahme wird mithilfe einer Simulationsstudie in Zahlen ausgewertet und dargestellt. Eine wesentliche Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass die Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen eine Kombination fachbereichsbereichsübergreifender Fähigkeiten und Kenntnisse erfordert. Diese Arbeit soll als Wegweiser für zukünftige Optimierungsmaßnahmen dienen.
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.
Der Einsatz neuer Technologien hat die Softwareentwicklung im Bereich von Prozessleitsystemen (PLS) in den letzten Jahren stark verändert. Engineering- und Testprozesse können heutzutage schneller und kostengünstiger durchgeführt werden als früher. Ein weit verbreiteter Ansatz, um die Effizienz dieser Prozesse zu steigern, ist der Einsatz von „Digital Twins“. Metior Industrieanlagen entwickelt Softwarelösungen für Siemens PCS7 PLS, deren korrekte Funktion im Zuge eines FAT (Factory Acceptance Test) in Zusammenarbeit mit dem Endkunden validiert werden muss. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung, wie die Abarbeitung eines FAT durch den Einsatz eines Digital Twin, basierend auf dem Siemens Simulation Framework SIMIT, verbessert werden kann. Zu Beginn wurden die grundlegenden Anforderungen an Digital Twins untersucht und die daraus gewonnenen Erkenntnisse bildeten anschließend die Basis zur Entwicklung eines Modells für eine simple Prozessanlage, inklusive Einbauten wie z.B. Pumpen und Ventile. Auf Basis einer Funktionsbeschreibung wurde ein standardisiertes Anwenderprogramm in Siemens PCS7 unter Verwendung der Control Module Types (CMT) erstellt und darauf aufbauend eine Gegenlogik in SIMIT implementiert. Im Anschluss daran wurde eine lauffähige Simulation der Testanlage erstellt und deren Auswirkung auf den FAT Prozess, im Vergleich zur derzeit bei metior Industrieanlagen angewandten FAT Prozedur, untersucht. Basierend auf den Resultaten dieser Simulation, kann der Einsatz eines Digital Twins aufgrund von Zeitund Kostenersparnis uneingeschränkt empfohlen werden. Darüber hinaus stellt diese Arbeit eine Anleitung zur Anwendung standardisierter PLS Programme und zur Erstellung von Simulationen für zukünftige Projekte dar.
Die Voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG mit ihrem Stammwerk in Kapfenberg gehört weltweit zu den bedeutendsten Anbietern von Werkzeugstählen, Schnellarbeitsstählen und Sonderwerkstoffen. Mehr als 200 Stahlmarken, eingesetzt in den verschiedensten Bereichen wie in der Luftfahrttechnik und Energiegewinnung, fordern hochbeanspruchbare Spezialstähle. Höchstpräziser Edelstahl gewinnt heutzutage vermehrt an Bedeutung, so auch die Hilfsaggregate der Voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG, wie zum Beispiel in der Schmiedelinie, die durch kontinuierliche Überwachung der Anlagenprozesse an Bedeutung zunehmen. Besonders bei alttechnologischen Anlagen besteht ein Verbesserungspotential in Hinsicht auf Instandhaltungskosten und Energieverbräuche. Die Thermoprozessanlage fungiert in der Schmiedelinie zur Erwärmung von Stählen, welche in weiterer Folge im Produktionsfluss geschmiedet, gepresst oder gewalzt werden. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, eine Energie- und Kosteneinsparung durch Eingriff in den Verbrennungsprozess mittels Regelungsänderung der Luftvorwärmkompensation auszuarbeiten. Die Umsetzung findet an einem Herdwagenofen mit Warmluftbrenner statt. Die Verbrennung sollte mittels Sauerstoffmessung im Ofenraum dauerhaft überwacht werden und die Stellung der Luftklappe am Brenner für den gewünschten Sollwert eingreifen. Das Resultat an der erdgasbeheizten industriellen Thermoprozessanlage ist eine Senkung des Energieverbrauches und Verbesserung des Verbrennungsprozesses.
Das Unternehmen XAL GmbH entwickelt, produziert und vertreibt Leuchtensysteme, die aus einem Aluminiumstrangpressprofil als Leuchtengehäuse bestehen. Bisher wurden ausschließlich gerade Profilsysteme hergestellt. Diese Tatsache schränkt jedoch den kreativen Gestaltungsfreiraum der ArchitektInnen und LichtplanerInnen ein. Das Ziel der Masterarbeit für die XAL GmbH lag darin, eine Lösung für ein gebogenes Leuchtenprofil zur Herstellung individueller Deckenbilder zu erarbeiten. Die Auswahl eines passenden Fertigungsverfahrens für das Biegen eines Strangpressprofils wurde durch Gegenüberstellung mehrerer Verfahren durchgeführt. Eine Simulation des Biegeprozesses mit ANSYS® WorkbenchTM ergab die ideale Profilkontur für den Biegevorgang. Das Ergebnis der Nutzwertanalyse zeigte, dass das Rollbiegeverfahren die optimale Art zur Fertigung des gebogenen Profils darstellt. Die Simulation zeigte auf, dass ein schlankes Profil ohne aufwendige Konturen für den Biegeprozess am besten geeignet ist. Durch die Arbeit konnte ein fundiertes Wissen zur Auslegung von Strangpressprofilen für den Biegevorgang erlangt werden. Aufgrund der Auswahl des Fertigungsverfahrens Rollbiegen stehen dem Unternehmen nun mehr Möglichkeiten bei der Produktrealisierung zur Verfügung. Mit der Entwicklung eines gebogenen Leuchtensystems kann sich das Unternehmen noch stärker am Markt positionieren.
