Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in modernen Produktionsanlagen mittlerweile fest etabliert. Die Auslegung des FTS bedeutet im jetzigen Stand der Technik allerdings immer noch einen enormen Planungsaufwand und damit hohe Kosten, da sehr unterschiedliche Ziele (z. B. kurze Wege, Kollisionsvermeidung, Maximierung des Freiraums, Berücksichtigung des Personenverkehrs) gleichzeitig verfolgt werden müssen. Je nach Anwendungsfall werden den unterschiedlichen Optimierungszielen verschiedene Prioritäten zugeordnet. Die Gewichtung dieser Ziele ist stark von der Einschätzung eines Experten abhängig. Automatisierte Ansätze in Form von Algorithmen liefern Ergebnisse die mathematisch korrekt, in der Realität aber nicht direkt anwendbar sind. Dieser Beitrag präsentiert ein Expertensystem, das automatisiert Wegenetze für FTS auslegt. Ziel ist dabei, Wegenetze zu erstellen, die sowohl effizient als auch praktisch anwendbar sind. Hierzu werden klassische Wegenetzalgorithmen (Lee und A*), die mathematisch effiziente Wegenetze erstellen können, mit menschlichem Expertenwissen in Form einer Fuzzy Logik verknüpft. Die Ergebnisse des Expertensystems werden anhand verschiedener Layouts angewendet und evaluiert.
Wegenetz, Fahrerlose Transportsysteme, A*, Wegfindung
Die benötigte Energie einer Gurtförderanlage wird auch von den verwendeten Tragrollen beeinflusst. Die IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH hat dazu einen Prüfstand zur Messung des Tragrollenlaufwiderstands modifiziert, um die Auslegung einer Förderanlage zu verbessern. Die erzielte Wiederholgenauigkeit von 0,3 N zeigt eine gute Funktionalität des Prüfstands.
Prüfstand, Tragrollen, Fördertechnik
Die Montage von großskaligen Produkten ist üblicherweise nach dem Baustellenprinzip organisiert. Für jedes zu montierende Endprodukt nimmt der Flächenbedarf mit zunehmender Montagezeit zu, weshalb eine feste Fläche reserviert wird, welche der maximalen Ausdehnung des Produktes entspricht. Da die vorhandene Fläche begrenzt ist, konkurrieren die einzelnen Produkte um diese. Hieraus resultieren hohe Flächenbedarfe und schlechte Flächennutzungsgrade. Deshalb sollten zeitveränderliche, konkurrierende Flächenbedarfe in der Planung von Fabriklayouts berücksichtigt werden.
Layoutproblem, zeitdynamisch, konkurrierende Flächen
Um die langfristige Investition in eine Fabrik wirtschaftlich zu gestalten, müssen zukunftsfähige Fabriken flexibel und wandlungsfähig geplant werden. Einen Ansatz zur Lösung dieser Herausforderungen bietet das Prozessmodell der Synergetischen Fabrikplanung, welches Produktions- und Objektplanung sowie Projektmanagement vereint. Die Synergetische Fabrikplanung ist ein sinnvoller Weg, die Planungen der verschiedenen Fachdisziplinen für eine Fabrik in einem frühen Stadium zu parallelisieren und wechselseitige Synergien zu nutzen. Im Rahmen von zahlreichen Projekten konnte am IPH die Praktikabilität sowie die hohe Güte der Planungsergebnisse, die mit Hilfe des Prozessmodells erreicht werden kann, nachgewiesen werden.
Fabrikplanung, Layoutplanung, Grüne-Wiese-Planung, Restrukturierungsplanung
Der Vortrag gibt einen Überblick über die Arbeitsgebiete des IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH. In den Bereichen Produktionsautomatisierung, Logistik und Prozesstechnik werden exemplarisch Praxisbeispiele für Forschungs- und Beratungsprojekte aufgezeigt. Zudem erfolgt eine Einführung in das Thema Industrie 4.0 und die Darstellung der sich daraus ergebenden Trends und Chancen.
Forschung und Entwicklung, Industrie 4.0, Automatisierungstechnik
Um die langfristige Investition in eine Fabrik wirtschaftlich zu gestalten, müssen zukunftsfähige Fabriken flexibel und wandlungsfähig geplant werden. Einen Ansatz zur Lösung dieser Herausforderungen bietet das Prozessmodell der Synergetischen Fabrikplanung, welches Produktions- und Objektplanung sowie Projektmanagement vereint. Die Synergetische Fabrikplanung ist ein sinnvoller Weg, die Planungen der verschiedenen Fachdisziplinen für eine Fabrik in einem frühen Stadium zu parallelisieren und wechselseitige Synergien zu nutzen. Im Rahmen von zahlreichen Projekten konnte am IPH die Praktikabilität sowie die hohe Güte der Planungsergebnisse, die mit Hilfe des Prozessmodells erreicht werden kann, nachgewiesen werden.
Fabrikplanung, Layoutplanung, Grüne-Wiese-Planung, Restrukturierungsplanung
Inhalt des Vortrags im Rahmen des vom IFA und IPH durchgeführten Fabrikplanungsseminars war die Vorstellung der Vorgehensweise und der Ergebnisse eines Fabrikplanungsprojektes mit einem Automobilzulieferer.
Fabrikplanung, Groblayout, Automobilzulieferer
Bauteile effizient umformen, ohne dass Grat entsteht: Dazu eignet sich das Querkeilwalzen. Für hybride Halbzeuge muss es völlig neu erforscht werden: Mit welchen Einstellungen lassen sich Materialkombinationen – beispielsweise aus Stahl und Aluminium – gemeinsam umformen?
Querkeilwalzen, hybride Halbzeuge
In diesem Artikel wird zuerst die Ausgangslage, die zur Entwicklung eines kleinskaligen Cyber-Physischen Materialhandhabungssystems führt, beschrieben. Anhand der Ausgangslage und den allgemeinen Anforderungen eines Materialflusssystems werden im folgenden neue Anforderungen an ein kleinskaliges Cyber-Physisches Materialhandhabungssystem abgeleitet. Da das entwickelte System aus mehreren dezentral gesteuerten Förderelementen besteht, wird ebenfalls das Datenübertragungsprinzip innerhalb eines solchen Systems beschrieben.
Cyber-Physisches Materialhandhabungssystem, Datenübertragung, dezentral gesteuert, Förderer
In dem Vortrag wurde das Forschungsprojekt „Entwicklung eines Qualitätssystems zur inhaltlichen Bewertung von 8D-Reports (QuSys)“ vorgestellt. Die Ziele des Forschungsprojekts sind die effektivere Gestaltung des Reklamationsmanagements und des internen Fehlermanagements über die automatisierte Qualitätsbewertung von 8D-Reports. Die Bewertung ermöglicht gezielt Verbesserungsmaßnahmen zu treffen und verhindert darüber hinaus, dass mangelhafte 8D-Reports an den Kunden geschickt werden.
Reklamationsmanagement, Reports, Qualitätsbewertung
Das Winkeldifferenzprinzip ermöglicht das gleichzeitige Messen des relativen und absoluten Drehwinkels sowie des Drehmoments. Hierzu wird die Torsion einer Drehwelle, die infolge des Drehmoments entsteht, über die Differenz von zwei Winkeln erfasst und in das Drehmoment umgerechnet. Heutige Messeinrichtungen verwenden Codierscheiben oder zusätzliche Torsionswellen. Auf die Codierscheiben wird eine inkrementelle oder absolute Maßverkörperung aufgebracht. Torsionswellen werden häufig benutzt, um den Verdrehwinkel der Welle, der infolge der Torsion entsteht, zu vergrößern. Aktuelle Messmethoden zur Drehwinkel- und Drehmomentmessung werden beschrieben.
Drehmoment, Torsion, Drehwinkel
In dem Beitrag wird ein Ansatz zur Einführung einer Fließfertigung in die Produktion von XXL-Produkten vorgestellt. Der entwickelte Ansatz basiert auf drei sequentiell zu durchlaufenden Schritten und berücksichtigt die spezifischen Besonderheiten von XXL-Produkten (z. B. stark streuende Bearbeitungsinhalte). Der Ansatz ermöglicht Unternehmen eine sichere Prognose über die wirtschaftlichen Auswirkungen einer Fertigungsreorganisation, wodurch Fehlinvestitionen vermieden werden können.
XXL-Produktion, Fließfertigung, Baustellenfertigung, Fertigungsprinzip, Fertigungsreorganisation
Der Rückbau stillgelegter Industrieanlagen stellt eine Herausforderung für die Planung und Steuerung der logistischen Prozesse dar. Räumliche und gesetzliche Restriktionen erschweren dabei die Planung und Steuerung der Demontage- und Nachbearbeitungsprozesse. So kann der Rückbau eines stillgelegten Kernkraftwerks bis zu zehn Jahre dauern und Kosten von vier Milliarden Euro verursachen. Gelingt eine systematische Beherrschung der logistischen Prozesse, können Rückbauzeit und anfallende Kosten signifikant reduziert werden. Einen Ansatz hierzu bietet die Entwicklung eines Verfahrens zur kombinierten Steuerung von Demontage- und Nachbearbeitungsprozessen.
Demontagesteuerung, Rückbau
Die Montage von großskaligen Produkten wird oft durch verspätete Materiallieferungen oder unzureichender Verfügbarkeit von Kapazitäten gestört. Im Störfall ermöglicht der Ansatz zur Identifizierung von alternativen Montagesequenzen anhand der Produktstruktur Montagestillstände zu vermeiden.
Großskalige Produkte (XXL-Produkte), kurzfristige Umplanung der Montage, alternativer Montageprozess
Der Beitrag beschäftigt sich mit Technologietrends in der Logistik und zeigt ein User-Interface mit der Fokussierung auf Sprachsteuerungen für den Einsatz bei fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF). Darüber hinaus wird eine multimodale Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) vorgestellt, die über Spracherkennung und Elektroenzephalographie (EEG) die Möglichkeit zur Kommunikation und Steuerung von FTF bietet. Es wird gezeigt, welche Potenziale durch die Fusionierung von akustischen Sprachsignalen und der nichtinvasiven Aufnahme von Gehirnstromwellen mittels EEG-Headsets zur Verfügung stehen. Durch das Detektieren des kognitiven und emotionalen Zustands des Bedieners aus den Signalverläufen des EEG wie bspw. Aufmerksamkeit und mentale Anstrengung soll eine intelligente MMI realisiert werden. Dadurch können in Zukunft Dialoge zwischen Mensch und Maschine effizienter gestaltet und die Eingabe von Fehlzuweisungen, bspw. durch erneutes Abfragen einer Bestätigung bei erkannter Unaufmerksamkeit, minimiert werden. In dem Beitrag werden erste Erkenntnisse gezeigt. Abschließend wird ein Ausblick auf kommende Untersuchungen gegeben.
Fahrerlose Transportsysteme, fahrerlose Transportfahrzeuge, Sprachsteuerung, EEG
Dieser Artikel stellt eine Lösung für die thermoelektrische Energieversorgung von drahtlosen Sensorknoten zur Zustandsüberwachung von Schiffsgetrieben vor. Neben anderen Energiequellen im Umfeld des Schiffsgetriebes kann die Abwärme der Getriebeoberfläche einen thermoelektrischen Generator (TEG) versorgen. Die so erzeugte elektrische Spannung kann zum Betrieb von drahtlosen Sensorknoten genutzt werden, die Temperaturen, Vibrationen, Drehmoment und Drehzahl erfassen. Anforderungen an die Energieversorgungen werden aufgestellt, konstruktive Lösungen erarbeitet und thermische Simulationen werden mit praktischen Experimenten überprüft. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt auf, dass eine Lösung mit aktiver Kühlung des TEG im Bereich des Wärmetauschers eine Leistung von bis zu 14 mW zur Verfügung stellen kann. Nachteilig bei der Lösung sind zusätzliche Konstruktionen, beispielsweise an der Öl- und Kühlwasserleitung.
Energy Harvesting, Thermogeneratoren, Drahtlose Sensornetzwerke, Thermische Simulationen, Zustandsüb
Immer mehr Menschen wollen in Metropolen leben – da wird nicht nur für Wohnungen der Platz knapp, sondern auch für Büros, Gewerbeflächen, Straßen, Schienen, Parkplätze und Bahnhöfe. Hannoversche Ingenieure werfen einen Blick in die Zukunft: Reicht die städtische Infrastruktur dann noch aus? Und wie lassen sich knappe Flächen besser nutzen?
Materialflusssimulation, Bahnverkehr
Als hochbelastetes Element zwischen Dieselmotor und Propelleranlage hat das Schiffsgetriebe eine besondere Bedeutung hinsichtlich der Zuverlässigkeit des gesamten Schiffsantriebs. Gemeinsam mit Projektpartnern aus Industrie und Forschung wurde vom IPH eine Zustandsüberwachung entwickelt, mit deren Hilfe Ausfällen vorgebeugt werden soll. Die Besonderheit des Systems liegt in der drahtlosen und energieautarken Funktionsweise.
Condition Monitoring, drahtlose Sensorknoten, Mikrocontroller
Bei der Gestaltung logistischer Prozesse steht zunehmend die Forderung nach einer ökologischen Nachhaltigkeit im Fokus. Oftmals haben Unternehmen die Auswahl zwischen unterschiedlichen Gestaltungsalternativen, deren Kosten sowie ökologische Folgen sich unterscheiden können. Der vorliegende Beitrag stellt die Ergebnisse eines Forschungsprojektes vor, welches die Entwicklung einer Methode zur ökologie- und logistikkostenorientierten Auswahl von Anlieferkonzepten zum Ziel hatte.
Ökologiebewertung, Anlieferkonzepte, Grüne Logistik
Das Urformverfahren Spritzgießen ist eines der bedeutendsten Verfahren bei der Verarbeitung von Kunststoffen. Damit lassen sich Formteile wirtschaftlich in großen Stückzahlen und mit einer hohen Reproduziergenauigkeit herstellen. Neben der Qualitätsbetrachtung rückt aufgrund der Energiewende und der steigenden Energiepreise auch der Energieverbrauch in der Produktion in den Vordergrund. Insbesondere die kleinen und mittleren Unternehmen aus der Kunststoff verarbeitenden Industrie, mit ca. 3.000 Betrieben deutschlandweit, sind daher gezwungen ihre Prozesse sowie die Produktionsmaschinen energetisch zu optimieren.
Spritzgießen, Kunstoffverarbeitung, Energieoptimierung, Parameteroptimierung, Energiemodell
