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Christopher Schönfelder

• Maschinenbauunternehmen, wie die SITEC Industrietechnologie GmbH, werden mit stetig steigenden Anforderungen an Qualität, Lieferzeit und Kosten konfrontiert. Standardisierung, also die Reduzierung der Variantenvielfalt, ist eine Möglichkeit diesen steigenden Anforderungen zu begegnen. In dieser Arbeit wurde sich konkret mit der Standardisierung von Fügestationen unter wirtschaftlichen und technischen Kriterien auseinandergesetzt. Mit diesen Baugruppen werden zwei Teile miteinander kraftschlüssig gefügt. Mithilfe des Produktdatenmanagementsystems (kurz PDM-System) wurden zunächst möglichst viele der bisher konstruierten Fügestationen zusammengetragen. Bei dieser Analyse wurden 41 Fügestationen im PDM-System ermittelt und im Anschluss anhand der Funktionsstruktur klassifiziert. Dafür wurden in Summe 13 Teilfunktionen identifiziert, welche den Baukastenansatz als vielversprechende Möglichkeit zur Reduzierung der Variantenvielfalt erkennen ließen. Aus der Häufigkeit der bisher umgesetzten Teilprozesse wurden die Definitionen der Funktionsbausteine abgeleitet. Dabei wurden acht Funktionen als Muss-, zwei als Kann- und drei als Nicht-Bausteine definiert. Im Anschluss daran wurden die Lösungsmöglichkeiten für die ermittelten Funktionen zusammengetragen. Diese wurden zum Beispiel anhand der Herstellkosten und der Montagefreundlichkeit miteinander verglichen, um daraus Vorzugsvarianten abzuleiten. Dabei wurde deutlich, dass beim Grundgestell eine Baureihe notwendig ist, um Teile mit unterschiedlichen Größen fügen zu können. Außerdem zeigte sich, dass aufgrund des breiten Spektrums an zu fügenden Teilen, nicht für jede Funktion eine Vorzugslösung definiert werden konnte. Ein Beispiel dafür ist die Prozessüberwachung, da je nach Anforderung an die Bauteile verschiedene Parameter überwacht werden mussten. Danach erfolgte eine Optimierung der ausgewählten Vorzugslösungen, um die Herstellkosten zu senken. Dazu wurden im ersten Schritt der Anteil der Norm- und Kaufteile erhöht. Außerdem wurden spanend hergestellte Teile in geeigneten Fällen durch Blechteile ersetzt, weil die Herstellung von diesen im Allgemeinen günstiger ist. Zudem wurde die Auswahl der Komponenten überprüft. So konnten die Herstellkosten durch günstigere Alternativen bei den Kaufteilen und durch Neudimensionierung von Fertigungsteilen, wie beispielsweise des Grundgestelles, zusätzlich gesenkt werden. Für die Neudimensionierung des Grundgestelles wurden Entwurfsgleichungen mithilfe von FEM-Analysen und Grundlagen der technischen Mechanik ermittelt. Die optimierten Vorzugslösungen wurden dann zu zwei Entwurfskonstruktionen der Standardfügestation in einer mittleren Baugröße zusammengesetzt. Diese Entwurfskonstruktionen dienen im Folgenden als Vorlage bei der Konstruktion von Fügestationen. Mit dieser Standardfügestation können 75% der analysierten Prozesse umgesetzt werden. Sieben Prozesse sind nicht umsetzbar, weil dafür Nicht-Bausteine notwendig wären. Die übrigen drei Prozesse können nicht realisiert werden, da die beiden Fügepartner Sondermaße hatten und deshalb zu groß für die Standardfügestation sind. Im Anschluss an diese Arbeit sollte eine Neukalkulation der Herstellkosten erfolgen, um Bauteile ausfindig zu machen, die noch einmal überarbeitet werden sollten. Dadurch könnten die Herstellkosten weiter gesenkt werden. Nachdem die ersten Prototypen erfolgreich eingesetzt wurden, können anhand der Entwurfskonstruktionen die anderen Baugrößen abgeleitet werden. Um die Arbeitseffizienz zu steigern, sollten die Stützweiten, die Säulenlängen, die Verfahrwege der Zuführungen der beiden Teile, die Position des Fügemodules und die Plattendicken im CAD-Modell parametrisiert werden, weil dann eine schnellere Anpassung der Fügestation möglich wäre.