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Beim Presshärten von Mangan-Bor-Stählen handelt es sich um eine Verfahrenskombination aus Umformen und martensitischen Härten, welche sich in den vergangenen Jahren als wegweisende Leichtbaustrategie in der Automobilindustrie etabliert hat. Hierfür werden Stahlplatinen in einem Rollenherdofen austenitisiert und anschließend in einem wassergekühlten Umformwerkzeug, umgeformt und abgekühlt. Durch ungünstige Überlagerungen thermischer und mechanischer Spannungen sowie nicht konturnaher Kühlkanalgeometrien, kommt es regelmäßig zum Produktionsstillstand aufgrund von Rissen im Werkzeug. Neben einem kostenintensiven Stillstand der Anlage geht damit ein aufwendiger Instandhaltungsprozess einher.
Um die Stillstandszeiten sowie den Instandhaltungsaufwand zukünftig dezimieren zu können, wird die Verwendung einer neuen Fertigungstechnologie untersuch und beleuchtet. Hierfür wird ein Teil des Werkzeugs (auch Umformeinsatz genannt), durch Elektronenstahlschmelzen aus einem pulverförmigen Werkstoff, additiv gefertigt und dessen Einsatz unter Serienbedingungen erforscht. Dabei werden die Einhaltung der vom Kunden geforderten Qualitätsmerkmale, die Standzeit sowie die Anwendung der im Unternehmen etablierten Instandhaltungsmaßnahmen am additiv gefertigten Umformeinsatz näher untersucht. Zur Einschätzung der Wirtschaftlichkeit erfolgt ein Vergleich der konventionell und additiv gefertigten Version hinsichtlich der eben genannten Parameter.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Metallpulververdüsungsanlage, bestehend aus Sprühkammer, Leitungssystem und Zyklonabscheider, hinsichtlich der zu erwartenden Anforderungen ausgelegt und in einem Konstruktionsvorschlag umgesetzt. Die Grundlage war ein zuvor ausrangierter Prototyp. Verbessert werden sollte vor allem die Dichtwirkung.
Dafür wurden die zuvor verwendeten Wickelfalz-Rohre durch ISO-K Verbindungen ersetzt. Die neue Anlage ermöglicht somit Metallpulver durch Lichtbogendrahtspritzen in einer geeigneten Atmosphäre herzustellen. Rechnerisch konnte erwiesen werden, dass die Sprühkammer des Prototyps zu kurz dimensioniert wurde. Eine Wasserkühlung sorgt dafür, dass dessen Abmessungen beibehalten werden können. Die Auswahl der Kühlvariante erfolgte durch einen Variantenvergleich auf der Basis einer zuvor erstellten Anforderungsliste.
Ziel der Arbeit ist es eine Methodik zur Analyse der Wirtschaftlichkeit der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen im öffentlichen Raum zu entwickeln und als Ergebnis den vorliegenden wirtschaftlichen Stand, hinsichtlich der Refinanzierungsdauer, zu ermitteln. Mittels dieses Werkzeuges und dessen vorgegebenen Rahmen als Ergebnis, soll der Anwender in der Lage sein durch die schrittweise Abarbeitung aller enthaltenen Einflussgrößen die Wirtschaftlichkeit unkompliziert ermitteln zu können. Die unkomplizierte Ermittlung der Wirtschaftlichkeit von Ladesäulen mittels des Werkzeuges ist hierbei eine tragende Problemstellung der Arbeit.
Ausschließlich eine für den Anwender einfache und verständliche Zusammenführung aller zu betrachtenden Einflussgrößen auf die Wirtschaftlichkeit ermöglicht es ihm, diese in einem überschaubaren Ressourcenaufwand zu erhalten. Ohne dieses Wirtschaftlichkeitswerkzeugs ist es dem Anwender nur bedingt möglich, aufgrund der gesetzlichen, rechtlichen, sowie politischen Ungleichheit, ständigen Veränderbarkeit und Vielfalt, eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit seiner Infrastruktur zu erhalten.
Die Zielgröße ist bei Verrechnung aller Einflussfaktion die Refinanzierungsdauer der Ladestation. Diese soll dem Anwender zeigen nach welcher Betriebsdauer sich seine Infrastruktur unter gewählten Eingangsgrößen für ihn rentiert.
Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, den Fertigungsprozess anhand von optimierten Prozessparametern zu verbessern und dadurch die Prozessschwankungen sowie die Ausschussquote zu reduzieren. Als Schwerpunkt der Analyse gilt der Expandier- und Einwalzprozess bei mechanisch gefügten Rundrohr-Kühlern.
Für die Erarbeitung der Diplomarbeit wurde zuerst eine Literaturrecherche durchgeführt, um die wissenschaftlichen Grundlagen zusammenzutragen. Des Weiteren wurden über verschiedene Six Sigma-Tools die Einfluss- und Störfaktoren auf die beiden Prozesse ermittelt.
Zu den verwendeten Tools gehören beispielsweise das SIPOC und das Ishikawa-Diagramm. Mit Hilfe von aufgenommenen Mess- bzw. Versuchsreihen und der grafischen Auswertung der Ergebnisse konnten die Einflüsse untersucht und daraus optimierte Prozesseinstellungen abgeleitet werden. Parameter, wie die Einlegeposition, die Öl-Menge, die Rippenzahl und die Parametereinstellung „Endmaß“ in der Maschine beeinflussen das Ergebnis beim Expandierprozess. Beim Einwalzprozess wirken wiederum andere Einflüsse, wie z.B. der expandierte Block, die Rohrböden und die Einstellungsparameter für das manuelle und maschinelle Einwalzen.
Die Diplomarbeit beinhaltet Themen zu Prozessoptimierung, Six Sigma-Anwendung und Umformtechnik, dabei speziell das Expandieren und Einwalzen von Rundrohr-Kühlern. Somit ist die Diplomarbeit für die Lesergruppe geeignet, die sich mit den genannten Themen auseinandersetzt.
Die Entwicklung von Leichtbaukonzepten für Karosseriebauteile ist Grundbestandteil in der Produktentstehung von Fahrzeugen. Dabei liegen zur Verwirklichung mehrdimensionaler Zielstellungen die Entwicklungen von Werkstoffen sowie der Fortschritt von Fertigungsverfahren im Fokus der Fahrzeughersteller. An Priorität hat dabei die Zielstellung der Nachhaltigkeit von Produkt und Produktionsprozess gewonnen. Diesbezüglich hat der Werkzeugbau eine Schlüsselposition zur Realisierung der Karosseriebauteile unter Beachtung aller Zielstellungen im Produktentstehungsprozess.
In der vorliegenden Diplomarbeit werden deshalb Markt-, Werkstoff- sowie Verfahrensanalysen für die strategische und technologische Ausrichtung der Porsche Werkzeugbau GmbH aufgestellt.
Um den aktuellen Stand im Karosseriebau diesbezüglich darzustellen, wird nach der Ausführung technischer und organisatorischer Grundlagen eine umfangreiche Recherche durchgeführt. Die Ergebnisse der Recherche werden strategisch eingeordnet sowie Werkstoffe und Fertigungsverfahren hinsichtlich Leichtbau und Nachhaltigkeit eingegrenzt.
Aus der Diskussion mit den Stakeholdern und der Betrachtung standortbezogener Voraussetzungen wird ein strategisches Konzept für die zukünftige Weiterentwicklung geschlussfolgert sowie Handlungsempfehlungen benannt.
Im Zuge des Bestrebens Fertigungen an das Konzept der Industrie 4.0 anzupassen, wird es immer wichtiger für Unternehmen Betriebsdaten zu sammeln und gegebenenfalls auszuwerten. Die Arbeit mit dem Titel : „Konzeptentwicklung zur Standzeitüberwachung von Werkzeugen der spanenden Fertigung“, taucht in dieses Konzept ein. Im Fokus steht die Gewinnung von Stückzahl- und Standzeitdaten. Dies wird durch mehrere Methoden getestet. Desweiteren soll im kooperierenden Unternehmen Flender Industriegetriebe GmbH in Penig aus diesen Daten ein Konzept für eine Standzeitüberwachung erstellt werden. Das beinhaltet den Aufbau einer digitalen sowie einer physischen Infrastruktur. Auf dieser werden die Daten im Prozess gesteuert, verwaltet und transportiert. Außerdem werden in dieser Arbeit, der Prozess und die anknüpfenden Arbeitsschritte definiert und beschrieben. Die Abfolge der einzelnen Arbeitschritte wurde so dimensioniert, dass eine hohe Sicherheit des Prozess gegeben ist. Dafür wurde anfangs eine gründliche Analyse aller Ziele, aktuellen Herausforderungen und Optimierungsmöglichkeiten durchgeführt. Während der Prozessdefinition wurden Möglichkeiten der Gewinnung von Standzeit- und Stückzahldaten, unter festgelegten Kriterien verglichen. Mittels einer Nutzwertanalyse wurde das optimale Verfahren für das Unternehmen Flender gefunden. Durch zahlreiche Tests konnte der Zyklus in der Praxis getestet werden. Daraufhin wurden Vorschläge zur Verwendung der Standzeitdaten für einzelne Anwendungsbereiche formuliert. Zuletzt schließt sich eine kritische Betrachtung dieser Arbeit an.
Das Unternehmen SOMMER verfolgt das Ziel, einen neuen Öffnungsantrieb für schwere Objektschutztüren zu entwickeln, um Kosten und Platzressourcen im Vergleich zur der-zeitigen Öffnungsvariante einzusparen.
Ziel dieser Arbeit ist es einen neuen Öffnungsantrieb zu entwickeln, welcher direkt auf dem Türband angebracht ist und alle modernen Sicherheitsstandards erfüllt. Zudem müssen unternehmenseigene Vorgaben zu Öffnungszeiten und Öffnungswinkeln ein-gehalten werden.
Für die Entwicklung wird zunächst das derzeitige Öffnungssystem des Unternehmens analysiert, um die Frage nach systemtypischen Parametern wie Kosten und Öffnungs-moment zu klären. Anschließend wird ein Variantenvergleich von verschiedenen Getrie-bearten durchgeführt, welche mit den Platzverhältnissen auf dem Band vereinbar sind. Aus dem Vergleich geht das mehrstufige Planetengetriebe als Vorzugsvariante hervor. Ausgehend von den Getriebeparametern, wird dann ein passender Elektromotor anhand von Drehzahl und Drehmoment ausgewählt.
Zusätzlich zur Antriebsauslegung wird in dieser Arbeit eine Welle-Nabe-Verbindung entwickelt, welche sowohl einen Nabenversatz in axialer und radialer Richtung ausglei-chen kann. Diese Verbindung wird benötigt, um das Antriebsdrehmoment vom Bandbol-zen auf den Türflügel zu übertragen.
Optimierung der Kennzahlermittlung zur Bewertung der Prozessqualität bei einem Automobilzulieferer
(2023)
Kennzahlen sind ein wichtiges Werkzeug zur Bewertung von Prozessen in Unternehmen. Sie können quantitativ die relevanten Informationen zum Status abbilden. Zusammengefasst in Berichten bieten Kennzahlen die Möglichkeit komplexe Prozesse abzubilden und in kürzester Zeit erfassbar zu machen. Mit Berichten können faktenbasierte Geschäftsentscheidungen gefällt und begründet werden. Dieser Zustand ist jedoch nicht in jedem Unternehmen gegeben.
In der Diplomarbeit wird beim Automobilzulieferer Vitesco Technologies Limbach-Oberfrohna für die Abteilung Qualität die Kennzahlermittlung untersucht und optimiert. Mit dem Ziel Prozessverbesserungen zu erreichen, werden ausgehend von einer Anforderungsanalyse der geltenden Normen die notwendigen Schritte der Kennzahlerstellung durchgeführt. Der Weg der Prozessverbesserung beginnt mit Transparenz im Prozess. Zur Herstellung von Transparenz in Prozessen müssen im Vorfeld mehrere Schritte zur Ermittlung der Kennzahlen durchgeführt werden. Beginnend mit einer Analyse des vorliegenden Prozesses sind Leistungsindikatoren festzustellen. Unter Betrachtung der Prozessziele kann eine Definition einer Kennzahl durchgeführt werden. Mit der Definition können benötigte Datenquellen gesucht werden. Um aus den Daten Informationen zu gewinnen müssen diese effizient aufbereitet werden. Wenn Datenqualität sichergestellt ist, kann im nächsten Schritt die Visualisierung durchgeführt werden. Dabei sollte auf Gestaltungs-regeln geachtet werden, damit die Visualisierung das Ziel der Kennzahl unterstützt. Unter Beachtung dieser Schritte können effektive und effiziente Berichte erstellt werden.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Herstellungs- und Nutzungsphase von Struktur-bauteilen und Leichtbauwerkstoffen sowie der Durchführung einer Lebenszyklussimulation.
Eingeleitet wird die Arbeit mit wissenschaftlichen Grundlagen über Faser-Kunststoff-Verbunde, Leichtbauwerkstoffe und Ökobilanzierung. Diese dienen dem Verständnis der ausgewerteten Studien bzw. Ökobilanzen über den Einsatz von Leichtbauwerkstoffen in der Herstellungs- und Nutzungsphase. Des Weiteren werden die mechanischen Versuche Zug- und Biegeversuch beschrieben und praktisch durchgeführt.
Diese Versuche sind die Grundlagen für die folgende Lebenszyklussimulation, welche in Form von Dauerschwingversuchen mit einer Resonanzprüfmaschine durchgeführt wird. Abschließend werden im letzten Kapitel die Ergebnisse der Ökobilanzen und Versuche verglichen, ausgewertet und diskutiert.
In dieser Diplomarbeit wird die Entwicklung einer Miniaturkutsche behandelt. Die Kutsche soll der klassischen Viktoria-Pferdekutsche nachempfunden werden, daher wird auch auf das stilechte Erscheinungsbild Wert gelegt. Bis zu vier Personen sollen durch die urwüchsigen Naturkräfte von zwei Ponys mit einem Stockmaß unter 1,1 m befördert werden.
Ausstattung und Baugruppen der Miniaturkutsche werden schrittweise thematisiert und unter Berücksichtigung von Funktionalität, Festigkeit und Ästhetik konstruiert. Die Berechnung der Fahrgestellkomponenten erfolgt auf Missbrauch und/oder Dauerfestigkeit. Die dazu benötigten dynamischen Kenngrößen konnten aus Messwerten bereits vorhandener wissenschaftlicher Arbeiten entnommen werden.
Ziel der Arbeit ist das Konzept für den Bau dieser Miniaturkutsche. Dabei soll das konstruktive Ergebnis eine Vorstellung über den Fertigungsaufwand und die entstehenden Kosten bei Produktion der Miniaturkutsche vor Ort bzw. im Inland vermitteln.
Die vorliegende Diplomarbeit betrachtet die Einführung einer neuen Falztechnologie im MEB-Karosseriebau der Volkswagen Sachsen GmbH. Grundlegend wird geklärt, inwieweit es durch diese Einführung möglich ist, die Produktivität der Falzanlagen, bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung der hergestellten Falzgeometrien, zu erhöhen. Um einen möglichst umfangreichen Vergleich zu erhalten, werden die derzeit eingesetzten Falzverfahren erläutert. Gleichzeitig sind deren Vorzüge und Nachteile aufgezeigt. Anhand dieser Grundlagen kann die neue Falztechnologie einer Gegenüberstellung unterzogen werden. Dabei sind vor allem die Chancen und Risiken sowie eine Bewertung der Serientauglichkeit vorzunehmen.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden gegenüberstellend mit denen der derzeit gängigen Praxis betrachtet. Im Ergebnis entsteht eine Entscheidungshilfe. Diese kann bei Planungen künftiger Werke und damit der Anlagentechnik im Volkswagenkonzern standortübergreifend herangezogen werden.
Da der Ausbau der Elektromobilität in den kommenden Jahren vorangetrieben wird, kann sie als Wissensgrundlage fungieren, um Synergien zwischen den weltweit verteilten Standorten herzustellen.
Die Technologie des digitalen Zwillings hat ihr Potenzial zur Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit eine Vielfalt von industriellen und nicht-industriellen Anwendungen unter Beweis gestellt. Dabei wird ein virtuelles Abbild eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems erstellt, das sein Verhalten, seine Leistung und seine Umgebung in Echtzeit in der digitalen Welt genau nachbildet. Diese Technologie kombiniert fortschrittliche Sensoren, Datenanalyse und Modellierungstechniken, um einen digitalen Zwilling zu schaffen, der die Leistung seines physischen Gegenstücks überwachen, vorhersagen und optimieren kann.
In dieser Arbeit wurden drei an einer Demonstrationsmaschinen vorgestellt. Diese Maschinen sind für die Bearbeitung, die Verteilung bzw. die Trennung zuständig und formen eine Produktionslinie. Die virtuellen Modelle von den drei Maschinen wurden aus CAD-Dateien mittels Onshape und MATLAB realisiert. Die virtuellen Modelle wurden dann verwendet, um mit MATLAB SPS-Code für Siemens S7 zu generieren. Der generierte Code wurde dann mittels TIA V16 und PLCSIM getestet, um sicherzustellen, dass das virtuelle Modell die physikalischen Maschine wirklich nachbilden kann.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herangehensweise bei der Planung eines Projektes zur Automatisierung eines Routenzuges. Mittels eines Fahrerlosen Transportsystems soll eine Serienmontage mit Material versorgt werden. Die Ergebnisse umfassen die Konzeptplanung und Teile der Grobplanung. Mithilfe einer Anforderungsliste werden drei Konzepte verschiedener Hersteller durch eine Nutzwertanalyse bewertet. Die Grundlage sind die recherchierten geltenden rechtlichen Rahmenbedingungen und Richtlinien.
Im Hauptteil wird eine Bruttobedarfsermittlung der benötigten Arbeitspersonen und ein Variantenvergleich für notwendige Layoutanpassungen durchgeführt. Auf der Grundlage der Bruttobedarfsermittlung und des festgelegten maximalen Amortisationszeitraumes folgt eine Budgetrechnung zur Ermittlung der maximal zulässigen Investitionskosten. Diese und weitere aufgestellte Anforderungen und Restriktionen dienen als Kriterien einer Nutzwertanalyse.
Es werden drei ausgewählte Lösungskonzepte verglichen und bewertet. Diese wissenschaftliche Arbeit endet mit einer Handlungsempfehlung auf Basis der gewonnen Erkenntnisse.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Digitalisierung der auftragsorientierten Bedarfsermittlung für die Profile von Bordwänden.
Um wettbewerbsfähig zu bleiben und effizienter zu arbeiten nimmt die Digitalisierung in der heutigen Arbeitswelt einen zunehmend höheren Stellenwert ein. Insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen wie Fahrzeugbau KEMPF GmbH, deren Bedarfsermittlung in der Bordwandfertigung bisher per Hand durchgeführt wird, ist es notwendig die Prozesse effizienter zu gestalten.
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Excel-Tool zu entwickeln, welches die Bedarfsermittlung übersichtlicher und effizienter gestalten soll. Die Anforderungen und der Aufbau werden in Zusammenarbeit mit dem zuständigen Mitarbeiter herausgearbeitet. Die Entwicklung des Excel-Tools teilt sich in drei Phasen auf, bis alle Funktionen vollständig umgesetzt sind. Nach jeder Phase wird die jeweilige Entwicklungsstufe von diesem Mitarbeiter getestet, um Fehler zu identifizieren und Verbesserungen sowie Erweiterungen für die nächste Entwicklungsphase herauszuarbeiten. Des Weiteren wird ein Nachweis der Effizienzsteigerung anhand von Zeitstudien und Rückmeldungen des Mitarbeiters erbracht.
Abschließend werden die Ergebnisse in einer Diskussion ausgewertet und im Ausblick eine mögliche Weiterentwicklung des Excel-Tools aufgezeigt.