bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Mass Personalization – der nächste Schritt
Authors: Bauernhansl T. Prof.
Published: June 2021

Die zunehmende Individualisierung von Produkten hat die Komplexitätskosten in Industrieunternehmen deutlich in die Höhe getrieben. Je mehr versucht wird, auf die Bedürfnisse der Kunden einzugehen, desto genauer müssen ihre Wünsche analysiert und durch entsprechende Prozesse in Produkte und Dienstleistungen umgesetzt werden. Dies ist in aller Regel mit hohen Kosten in den indirekten Bereichen – etwa im Vertrieb, in der Entwicklung, beim Supply Chain Management oder in der Planung – verbunden. Aufgabe der angewandten Forschung ist es nun, über entsprechende Innovationen die Personalisierung in die Masse zu bringen, also bezahlbar zu machen.
Energieautarke Produktion/Energy self-sufficient production - Challenges for an electricity self-supply in production planning and control
Authors: Rösch M. , Schultz C. , Braunreuther S. , Reinhart G. Prof.
Published: June 2021

Mit der Umstrukturierung des Stromnetzes im Zuge der Energiewende sind die Strompreise für Industriekunden zuletzt deutlich gestiegen. Gleichzeitig ist eine Kostendegression für Kleinkraftwerke sowie Stromspeicher zu beobachten, die zu einer wachsenden Attraktivität von Stromeigenversorgungen führt. Der Fachbeitrag beleuchtet das Umdenken, das dabei für Produktionsstandorte bei der Energieversorgung und der informationstechnischen Vernetzung aller Erzeuger und Verbraucher erforderlich ist.

 

Due to the steady increase of renewable and volatile energy sources, industrial customers are faced with rising prices for electricity. At the same time, falling costs for energy storage systems and small power stations, especially photovoltaic, make customer generation and internal consumption more attractive. This paper highlights the changes thus necessary for manufacturing companies with regard to the energy supply and the integration of generators and consumers.
Hybride Fabrikplanung/Hybrid Factory Planning - Symbiotical planning using physical and digital factory models
Authors: Ackermann J. Prof. , Börner F. , Müller E. Prof.
Published: June 2021

Die Fabrikplanung strebt fortwährend nach der Weiterentwicklung ihrer Instrumentarien. Wurden historisch gesehen zunächst gegenständlich reale Modelle genutzt, vollzog sich mit dem Aufkommen der Rechentechnik zunehmend der Übergang zu nichtgegenständlichen digitalen Modellen. Originärer Ansatz der „Hybriden Fabrikplanung“ ist es, auf symbiotische Weise beide Modellwelten nutzenstiftend miteinander zu kombinieren. Hierzu werden unter anderem ein Ordnungsrahmen sowie ein Anwendungsszenario vorgestellt.

 

Factory planning is permanently aspiring to develop its tools. From a historically point of view first of all physical models were integrated in the planning work. With the emerging of computing technology more and more digital models were used. The new approach of Hybrid Factory Planning combines both model worlds in a symbiotically and beneficial manner. Regarding this among other things a content framework and an application scenario are presented.
Auf dem Weg zur digitalen Produktion
Authors: Nyhuis P. Prof.
Published: June 2021

Die industrielle Fertigung ist bis heute der zentrale Treiber der deutschen Wirtschaft. Umso wichtiger ist es für deutsche Betriebe, auch in Zukunft im wachsenden internationalen Wettbewerb zu bestehen und den Herausforderungen des hochdynamischen Produktionsumfeldes mit innovativen und effizienten Lösungen zu begegnen. Neben technologischen Neuerungen kommt dabei insbesondere der Planung auf allen organisatorischen Ebenen im Fabrikbetrieb eine entscheidende Bedeutung zu. Jedoch heißt es auch hier: Ohne intelligente IT (Informationstechnologie)-Unterstützung ist die hohe Komplexität heutiger Planungsaufgaben nicht zu handhaben.
Weberei 4.0*/Weaving 4.0 - Competitive through smart planning
Authors: Clauß M. , Göhlert N. , Bojko M. , Müller E. Prof.
Published: June 2021

Für die mittelständisch geprägte Textilbranche ist eine am Kosten-Nutzen-Verhältnis orientierte Investitionstätigkeit im Zuge der Transformation zur Industrie 4.0 unverzichtbar. Der Fachbeitrag beschreibt zunächst Charakteristika der textilen Wertschöpfungskette im Bereich der Weberei und zeigt in diesem Kontext die zunehmende Bedeutung der operativen Planung auf. Ergebnis sind konkrete nutzenorientierte Ansätze für Investitionen in den Bereichen Digitalisierung sowie Automatisierung.

 

It is vital for the medium-sized characterized textile industry to focus investment activity on the cost-benefit ratio when transforming for Industry 4.0. This article works out the characteristics of the textile value chain concerning weaving and how planning quality at the operational level affects concrete examples. On this basis, concrete proposals for investments in digitization and automation are deduced and their value benefits highlighted.
Produktionsprozesse effizienter planen und steuern
Authors: Halm A. , Aehnelt M.
Published: June 2021

Produktionsprozesse durchgängig zu digitalisieren, ist eine besondere Herausforderung. Das gilt vor allem für Mittelständler. Sinnvoll ist die Digitalisierung in den meisten Fällen aber allemal – hilft sie doch dabei, die Produktion effizienter zu gestalten. Zwei aktuelle Software-Lösungen (GrAPPA und Plant@Hand3D) lassen die virtuelle Absicherung nun einfach und intuitiv handhabbar werden, sowohl bei der Planung als auch im laufenden Betrieb.
Exakte posenabhängige Strukurmodelle*/Accurate virtual machine tool structures - Online-identification of the general model of a lightweight machine tool structure with pose-dependent dynamic behavior
Authors: Apprich S. , Wulle F. , Pott A. Prof. , Verl A. Prof.
Published: June 2021

Serielle Werkzeugmaschinenstrukturen weisen ein posenabhängiges, dynamisches Verhalten auf, wobei die Eigenfrequenzen um mehrere Hertz im Arbeitsraum variieren können. Die genaue Kenntnis dieses Verhaltens gestattet eine verbesserte Regelung der Strukturen. Ein generelles parametrisches Maschinenmodell, dessen Parameter online durch einen Recursive-Least-Squares-Algorithmus an das reale Maschinenverhalten angepasst werden, stellt Informationen über dieses Maschinenverhalten bereit.

 

Serial machine tool structures feature a pose-dependent dynamic behavior with natural frequencies varying by serveral hertz within the working space. The accurate knowledge of this behavior allows an improved control of the structures. A general parametric machine model, whose parameters are adapted online to the actual machine tool behavior by a Recursive Least Squares algorithm, provides information about the pose-dependent dynamic behavior.
Optimierung und Produktivitätssteigerung von komplexen Fertigungsprozessen
Authors: Verl A. Prof.
Published: June 2021

Die führende Rolle Deutschlands im Maschinenbau ist den ständigen Optimierungen von komplexen Fertigungsprozessen und deren Produktivitätssteigerung zu verdanken. Um dieser Rolle auch zukünftig gerecht werden zu können, sind neuartige Ansätze in der Forschung zu suchen und in die industrielle Anwendung zu überführen. Dabei sind neben Methoden der verstärkten Vernetzung und der verbesserten Datenauswertung auch verfeinerte Messverfahren zu entwickeln. Diese erlauben es, mehr Informationen von komplexen Fertigungsprozessen zu erhalten, deren Verhalten nach wie vor teilweise unbekannt ist. Hierzu finden Sie in dieser Ausgabe 5-2017 der „wt Werkstattstechnik online“ aktuelle und innovative Themen zur Optimierung und Produktivitätssteigerung von komplexen Fertigungsprozessen.
Industrie 4.0: Aktuelle Entwicklungen für Analytics*/Industrie 4.0: Current Advances in Analytics - Part 2: Comparison and Assessment of Industrie 4.0 Reference Architectures
Authors: Weber C. , Königsberger J.
Published: June 2021

Die Verarbeitung großer Datenmengen sowie die Erkenntnis, dass Datenanalysen eine hohe Relevanz haben, sind in den produzierenden Unternehmen angekommen. Bekannte Anwendungsbeispiele sind Digital Mock-Up in der Produktentwicklung oder Prozessoptimierung durch Predictive Maintenance. Die in letzter Zeit entwickelten Referenzarchitekturen in diesen breitgefächerten Themenfeldern betrachten dementsprechend verschiedene Aspekte in unterschiedlichen Ausprägungen. Dieser aus zwei Teilen bestehende Beitrag rekapituliert und bewertet diese Entwicklungen, um Unternehmen bei der Umsetzung ihrer eigenen individuellen Architektur Hilfestellung zu geben. Im ersten Teil des Beitrags (Ausgabe 3-2017: wt Werkstattstechnik online) wurden aktuelle Referenzarchitekturen mit ihren Architekturbausteinen im Bereich Industrie 4.0 vorgestellt. In diesem zweiten Teil werden nun die Referenzarchitekturen unter dem Gesichtspunkt der Themenfelder Analytics sowie Datenmanagement untersucht und bewertet.

 

The processing of huge amounts of data as well as the importance of data analytics have arrived in the manufacturing industry by now. Well-known usage examples are digital mock-ups in product engineering or process optimization through predictive maintenance. Recently developed reference architectures in these wide-ranging subject areas consider multiple aspects under different characteristics. This two-part article recapitulates and evaluates these developments and aims to support companies in the implementation of their individual architecture. In the first part, published in 3-2017 wt online, current reference architectures for Industrie 4.0 were introduced. In this part, these architectures are compared and assessed with regard to analytics and data management.
Additive Fertigung mikromechatronischer Systeme*/Additive manufacturing of micromechatronic systems - NextFactory: Embedding AM (additive manufacturing) technologies in a hybrid process chain
Authors: Refle O. , Günthel J. , Burgard M. , Janhsen J. , Springer P. , Seifarth C. , Echsel M.
Published: June 2021

Das Projekt „NextFactory“ kombiniert verschiedene Technologien mit dem Ziel, ein neuartiges Produktionsmittel zur Herstellung mikromechatronischer Systeme als funktionale Prototypen oder in kleinsten Stückzahlen zur Verfügung zu stellen. Der Fachartikel gibt einen Überblick zu dem produktionstechnischen Ansatz sowie zur Vision des Projekts und beleuchtet anschließend den aktuellen Projektstand. Zuletzt werden die aktuellen Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick auf die kommenden Entwicklungsschritte gegeben.

 

The NextFactory project is based on different technological pillars to innovate the production technology for functional prototypes and small lot sizes of micro-mechatronic systems. This paper presents the vision of the project, followed by a closer look on the current status of the technological developments and concludes with the presentation of preliminary results and an outlook on the next development steps.
Prozesskette zur Herstellung textiler 3D-Preforms/Multi-step production of textile 3D preforms - Use of tufting and particle foam technology for draping textile semi-finished parts
Authors: Schöfer S. , Schmitz M. , Gries T. Prof. , Mack C. , Basler A.
Published: June 2021

Die Umsetzung von Prozessketten zur automatisierten Fertigung von 3D-Preforms im industriell etablierten Stempelumformverfahren ist aufgrund hoher Investitionskosten für kleine und mittlere Unternehmen bisher nicht wirtschaftlich tragbar. Die neuentwickelte Prozesskette wirkt dem entgegen und verspricht, komplexe 3D-Preforms bei geringer Prozesszeit sowohl textil- als auch lastgerecht herzustellen und dabei Ausschussquoten aufgrund von Drapierfehlern sowie den Verschnitt zu senken.

 

Implementing process chains for the automated manufacturing of 3D textile preforms based on the established industrial stamp forming technology is not economical for small- and medium-sized enterprises due to high investment costs for small batch sizes and variable geometries. The new process chain counteracts by manufacturing complex 3D preforms at low processing times, both textile- and load-conform, while reducing scrap rates from draping errors and offcut.
Einzigartige Thermozelle zur Untersuchung klimatischer Effekte auf Werkzeugmaschinen
Authors: Glänzel J.
Published: June 2021

In einer weltweit einzigartigen Thermozelle untersuchen Wissenschaftler des Fraunhofer IWU in Chemnitz den Einfluss von Wärmequellen und Umgebungswechselwirkungen auf das Maschinengestell von Werkzeugmaschinen. Damit soll im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 „SFB TR 96 – Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen“ [1] experimentell und simulationsseitig erforscht werden, wie sich die wechselnden Bedingungen auf Produktionsgenauigkeiten auswirken.
Hochproduktiver fertigungsangepasster 3D-Druck/Productive and manufacturing adjusted 3D printing
Authors: Bliedtner J. Prof. , Schilling M.
Published: June 2021

Das FDM (Fused Deposition Modeling)-Verfahren ist aufgrund der Vielzahl von industriellen und privaten Anwendungen gegenwärtig das erfolgreichste 3D-Druck-Verfahren. Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojektes „HP3D“ ist die effiziente Herstellung von großformatigen Bauteilen in einem echten 3D-Verfahren aus frei wählbaren thermoplastischen Kunststoffen. An die Umsetzung des Projekts wurde sehr komplex herangegangen, um zu garantieren, dass die mechanischen und dynamischen Eigenschaften der aufgebauten Teile den konzipierten Eigenschaften entsprechen.

 

The FDM process is currently the most successful 3D printing process due to the multitude of industrial and private applications. The aim of the research and development project HP3D is the efficient production of large-format components in a real 3D process made of freely selectable thermoplastics. The implementation of the project has been very complex in order to ensure that the mechanical and dynamic properties of the assembled parts correspond to the designed properties.
Predictive Maintenance in der Produktion*/Predictive Maintenance in production
Authors: Wöstmann R. , Strauss P. , Deuse J. Prof.
Published: June 2021

Über neue Möglichkeiten der Vernetzung und Datenverarbeitung von Anlagen und -komponenten gewinnt die prädiktive Instandhaltung stetig an Bedeutung. Während sie insbesondere in der Luftfahrt sowie bei der Versorgungs- und Energietechnik schon seit Jahren zum Einsatz kommt, sind innerhalb der Produktion derzeit noch wenige Anwendungsfälle zu finden. Der Beitrag stellt die bisher ungenutzten Potentiale dar, indem branchenübergreifende Anwendungsfälle sowie deren Übertragbarkeit auf die Produktion und Voraussetzungen für eine erfolgreiche Einführung vorgestellt werden.

 

Due to new possibilities of connectivity and data processing of assets and components, predictive maintenance has gained a growing importance. While it has been used in aerospace, supply or energy technology for many years, there are still few applications to be found within production. This paper outlines unused potential in presenting a classification of existing predictive maintenance applications and their transferability to production as well as prerequisites for a successful implementation.
Entwicklungsstrukturen intrinsischer Hybride*/Development structures for intrinsic hybrids
Authors: Pohl M. , Stommel M. Prof. , Baumann F. , Berger D. , Lanza G. Prof. , Summa J. , Schwarz M. , Herrmann H.-G. Prof.
Published: June 2021

An einem Demonstratorbauteil werden die Entwicklungsstrukturen für ein intrinsisch gefertigtes Hybridbauteil aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Metall dargestellt. Um die Grenzschicht zwischen beiden Materialen auszugestalten, wird ein thermoplastischer Kunststoff im Bereich der Grenzschicht eingesetzt. Neben der Beschreibung einzelner Entwicklungs- und Produktionsschritte wird die gesamte Prozesskette inklusive einer integrierten und einer nachgelagerten Qualitätssicherung beschrieben.

 

A demonstrator is used to show the development process of an intrinsic hybrid component made of CFRP and metal. To design the interface between the two materials a thermoplastic material is used. Next to the description of the development phase and individual production processes the entire process chain including an integrated and a downstream quality assurance is described.
Kameraunterstützte Verschwendungsreduktion*/Computer-vision supported waste reduction in lean production
Authors: Lorenz B. Prof. , Kaltenmark I.
Published: June 2021

In modernen Produktionen ist Lean Manufacturing einer der wichtigsten Treiber für Produktivitätssteigerungen. Durch neue Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 können Impulse im Lean Manufacturing gegeben werden. An der OTH Regensburg wird getestet, wie kostengünstige Kamerasysteme helfen können, Verschwendungen sichtbar zu machen und zu minimieren. Es zeigt sich, dass auch mit geringen Investitionskosten neue Potentiale zur Verschwendungsreduktion aufgedeckt werden können.

 

In modern production lean manufacturing is one of the most effective drivers for productivity. Due to new developments in the Industrie 4.0-campaign new impulses can be given into lean manufacturing. Experiments at OTH Regensburg indicate that a low-cost camera system can help to make waste visible and minimize it. This shows that with low invest costs, new potentials for waste reduction can be revealed.
Spanende Bearbeitung von Faserverbundkunststoffen*/Ultrasonic-assisted machining
Authors: Uhlmann E. Prof. , Christiansen G.
Published: June 2021

Die spanende Fertigung von faserverstärkten Strukturbauteilen ist technologisch herausfordernd. Der Einsatz neuartiger Fertigungsprozesse, wie die ultraschallunterstützte, roboterbasierte Fräsbearbeitung, kann ein Lösungsansatz für die Steigerung der Produktivität in der Massenfertigung sein. Für diesen Einsatzzweck wird eine Ultraschallschnittstelle zur Einleitung einer Ultraschallschwingung in ein Fräswerkzeug entwickelt und der Einfluss auf die Prozesskräfte untersucht.

 

The machining of fiber-reinforced structural components is technologically challenging. The use of novel manufacturing processes such as ultrasonic-assisted, robot-based milling is an approach to increase productivity in mass production. To this end, an ultrasonic interface has been developed for inducing ultrasonic vibration into a milling tool. It is primarily investigated how this system impacts the process forces.
Schruppfräsbearbeitung von Verdichterscheiben/Milling of compressor disk - Identification of a cutting material and coating combination for high process reliability
Authors: Abele E. Prof. , Hasenfratz C. , Praetzas C. , Schüler G. M. , Stark C. , Kannwischer M.
Published: June 2021

Die Herstellung von Verdichterscheiben stellt hohe Ansprüche an die Fertigungstechnik. Neue, schwer zu zerspanende Materialien und Integralkonstruktionen erzeugen eine hohe Komplexität bei der Ausführung. Das Projekt „SchwerSpan“ stellt sich dieser Herausforderung und entwickelt einen Prozess zur Schruppfräsbearbeitung von Verdichterscheiben. Ziel des Projekts ist eine Reduktion der Werkzeugkosten bei erhöhtem Zeitspanvolumen.

 

The production of compressor disks places high demands on the manufacturing technology. A very complex task is created by new difficult-to-cut materials and integral components. The project “SchwerSpan” is taking on this task by developing a machining process for rough milling in the production of compressor disks. The aim of the process is to reduce the tool costs by increasing material removal rate.
Technologiebasierte Externalisierung von Wissen/Technology-based externalization of knowledge
Authors: Schuh G. Prof. , Prote J.-P. , Gerschner K. , Molitor M. , Walendzik P.
Published: June 2021

Der zunehmende Grad an Digitalisierung bringt für die Produktion der Zukunft weitreichende Änderungen. Neben den Auswirkungen auf die Industrie und Technik sieht sich auch der Mensch konfrontiert mit neuen Anforderungen an sich und sein soziales Umfeld. Dieser Beitrag beschreibt im Rahmen des Forschungsprojekts „Innowas“ einen Ansatz, den Lernprozess und die Reflexion vorhandenen Wissens der Mitarbeitenden durch Nutzung von multimedialen Autorensystemen zu unterstützen.

 

The rising significance of digitalization and globalization forces far-reaching changes on the production of the future. It not only leads to changes in industry and technology but also affects human beings as well as their social environment. As part of the research project “Innowas“, this paper describes an approach to enhance the learning capabilities of employees by authoring systems. Furthermore, the technology is used to reflect existent knowledge and broaden the knowledge base at all.
Validierung einer optischen Drehmomentmessung*/Validation of an optical torque measurement
Authors: Schneider T. , Wortmann J. , Eilert B. , Stonis M. , Overmeyer L. Prof.
Published: June 2021

Das Erfassen von Drehmomenten durch Sensoren sowie das Erzeugen von Drehmomenten stellen eine wichtige Basis für viele Industriezweige dar. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde ein optisches, berührungsloses Messverfahren zur absoluten Drehwinkel- und Drehmomentmessung entwickelt. Zum Vergleich mit dem aktuellen Stand der Technik wurde ein Versuchsstand aufgebaut sowie ein Referenzdrehmomentsensor eingesetzt. Die Ergebnisse dieser Validierung werden in diesem Fachaufsatz vorgestellt.

 

The measurement of torque via sensors as well as the generation of torque are the basis of many industrial sectors. Within a research project an optical and non-contact measurement method to detect the absolute rotation angle and torque was developed. For comparison with the current state of the art torque sensors a test stand was built and compared to a reference torque sensor. The results of this validation are presented in the present paper.
Innovative Roboteranwendung: das Experiment Catch
Authors: Surdilovic D. , Surdilovic J. , Fernandez R.
Published: June 2021

Das nachfolgend näher beschriebene Projekt aus dem Umfeld der Automatisierung erscheint auf den ersten Blick ein wenig exotisch. Es dient jedoch als anschauliches Beispiel, welche weiteren Anwendungsfelder sich mit Robotern und Automationskomponenten – außerhalb der üblichen industriellen Gebiete wie Automobilindustrie oder Fertigungstechnik – erschließen lassen. Die Herausforderungen sind dabei zum Teil ähnlich und die Erkenntnisse auf das jeweils andere Gebiet übertragbar.
Assistenzsysteme zur kollaborativen Montage*/Assistance modules for collaborative assembly
Authors: Rückert P. , Adam J. , Papenberg B. , Paulus H. , Tracht K. Prof.
Published: June 2021

Assistenzsysteme werden in der manuellen Montage vielfältig eingesetzt. Dieser Artikel stellt ein System vor, das Assistenzfunktionen zur kollaborativen Zusammenarbeit von Mitarbeiter und Roboter in ein Steuerungsprogramm integriert. Dieses umfasst eine Mensch-Maschine-Kommunikation, eine Adaption an den Mitarbeiter, ein Teach-In und eine Fortschrittserkennung. Zur Implementierung wird die bilddatenbasierte Kalibrierung eines Sensorsystems und einer Robotersteuerung betrachtet.

 

Assistance modules for manual assembly workplaces are widely accepted. This paper introduces a control system which integrates functions of assistance for collaboration between worker and robot. This includes human-robot communication, workspace adaption, teach-in functions and progress control. Further, the calibration of a sensor and a robot control system is addressed by image processing.
Potentialanalyse einer energiepreis- orientierten Reihenfolgebildung*/Potential analysis of an energy price-oriented sequencing - Integration of volatile energy prices in the manufacturing control to reduce energy costs
Authors: Willeke S. , Stonis M. , Nyhuis P. Prof.
Published: June 2021

Durch die Zunahme der Einspeisungen erneuerbarer Energien nimmt die Volatilität des Strompreises stetig zu. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhaltes können produzierende Unternehmen durch die Anwendung einer energiepreisorientierten Reihenfolgeregel Energiekosten sparen. Da die Anwendung dieser Reihenfolgeregel nicht nur Auswirkungen auf die Energiekosten hat, wird in diesem Fachbeitrag eine Potentialanalyse vorgestellt, welche neben den Energiekosten zusätzlich die Termineinhaltungskosten von Fertigungsaufträgen berücksichtigt.

 

As a result of the increasing feed-in of renewable energies, the volatility of the electricity price rises. Considering this, manufacturers can save energy costs by applying an energy price-oriented sequencing rule. Since the application of this sequencing rule does not only have an impact on the energy costs, a potential analysis is presented in this article which, in addition to the energy costs, also considers the schedule compliance cost of production orders.
Begleitung von KMU in Richtung Industrie 4.0*/Guiding SMEs towards Industrie 4.0 - Accompanying research as a key to support smart product development in SMEs
Authors: Görzig D. , Aichele A. , Lucke D. , Bauernhansl T. Prof.
Published: June 2021

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ist die Umsetzung der Vision von Industrie 4.0 mit besonderen Hürden verbunden. Um dem entgegenzuwirken, wurden in der Vergangenheit bereits zahlreiche Förderprogramme ins Leben gerufen. KMU brauchen jedoch mehr als nur Förderung. Daher wurde durch das BMBF zur Fördermaßnahme „Industrie 4.0-Testumgebungen für KMU“ eine Begleitforschung eingerichtet. Diese unterstützt die Unternehmen sowohl in der Beantragung als auch während der Projektbearbeitung.

 

For small and medium-sized enterprises (SMEs) the realization of Industrie 4.0 is a great challenge. In order to cope with this there have been several funding initiatives in the past. But SMEs need more than just funding. That is why the German Federal Ministry of Education and Research installed the new program „Industrie 4.0-Testumgebungen für KMU“ as accompanying research. This measure supports companies during the proposal and the project phase.
Tiefziehen von Tailored Blanks für die Hybridbauweise*/High-strength friction stir welded tailored welded blanks for joining aluminum and steel with dissimilar sheet thicknesses
Authors: Liewald M. Prof. , Nguyen P. L.
Published: June 2021

Die Herstellung von Leichtbaustrukturen für Karosserien basiert zunehmend auf Aluminium-Stahl-Mischbauweisen. Diese Verbunde sind eine große Herausforderung für die Verbindungstechnik. Das neu am Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF) und dem Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart entwickelte Rührreibschweißverfahren verbindet erstmals Aluminium- und Stahlbleche unterschiedlicher Dicken miteinander. Dieser Fachbeitrag stellt die mechanischen Eigenschaften der neuen Verbindungskonfiguration vor und verdeutlicht das Umformverhalten anhand verschiedener Demonstratorbauteile.

 

Manufacturing of lightweight car body applications is increasingly based on aluminum-steel composite structures, representing a great challenge for joining technology. The Institute for Materials Testing, Materials Science and Strength of Materials (IMWF) and the Institute for Metal Forming Technology (IFU) of the University of Stuttgart have developed a technique to enable a combined overlap and butt-joint of sheets with different thicknesses. This paper presents mechanical properties of this new joining technology. Also, academic tailor welded parts for demonstration objectives are produced to show the suitability of this new friction stir welded joint.
Flächiges Fügen durch Gemeinsamtiefziehen*/Surface area joining by joint-deep-drawing
Authors: Liewald M. Prof. , Hofmann D.
Published: June 2021

Die Rückfederung höchstfester Stähle und Aluminiumlegierungen muss nach dem Umformen zum Beispiel im modernen Karosseriebau mit vielfältigen Maßnahmen kompensiert werden, um maßhaltige Karosserien zu bekommen. Neue Forschungsarbeiten zeigen, dass dieser nachteilige Effekt des Aufsprungs in Multi-Material-Anwendungen aus Blech als mechanisches Fügeverfahren zum Vorteil neuer Verbindungen eingesetzt werden kann. Um möglichst hohe Verbindungsfestigkeiten zwischen den zwei metallischen Platinen zu erzielen, muss jene Platine, welche die innere Bauteilgeometrie bildet, eine betragsmäßig größere radiale Rückfederung als die äußere Platine aufweisen.

 

The springback effect of high-strength steels and aluminum alloys is unintended and must be compensated after forming modern car body parts when an accurate dimensional accuracy for the final assembly process is pursued. New research shows that this disadvantageous springback effect in multi-material applications can be used as a mechanical joining process. To achieve the highest possible joining strength between the two sheets, the springback effect of the inner sheet should be higher than that of the outer sheet.
Status und Möglichkeiten für das LCA im Leichtbau/Status and future prospects for LCA in lightweight design
Authors: Gude M. Prof. , Müller M. , Stegelmann M. , Bischof I. , Lieberwirth H. Prof. , Krampitz T.
Published: June 2021

Das vom BMBF geförderte und vom PTKA Dresden betreute „Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (Forel)“ ist ein Netzwerk mit der Beteiligung namhafter Partner aus Industrie und Wissenschaft, die in einer Vielzahl von anwendungsnahen Forschungsprojekten neue Leichtbautechnologien rund um die Elektromobilität erforschen. Im Rahmen des übergeordneten Koordinationsprojekts werden unter anderem Methoden und Richtlinien zur ganzheitlichen standardisierten Ökobilanzierung von Multi-Material-Leichtbaustrukturen erarbeitet.

 

The centre for research and technology for resource-efficient lightweight structures of electric mobility (Forel) is funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and supported by the Project Management Agency Karlsruhe (PTKA) Dresden. Forel is a network of substantial industrial and scientific partners that are participating in application-oriented research projects focussing on lightweight structures for electric mobility. The coordination project develops methods and guidelines for a holistic standardised ecological audit of multi material lightweight structures.
Drehen von ausferritischem Gusseisen*/Turning of austempered ductile iron - How the cutting edge geometry impacts wear mechanism and machining result
Authors: Hartig J. , Kirsch B. , Zimmermann M. , Aurich J. C. Prof.
Published: June 2021

Unpräparierte Schneiden führen aufgrund mangelnder Stabilität zu unregelmäßigem Verschleißverhalten und geringen Werkzeugstandzeiten. Dem wirkt eine Stabilisierung der Schneide mittels Schneidkantenpräparation entgegen. In diesem Fachbeitrag wurde der Einfluss unterschiedlich präparierter Schneiden von Hartmetall-Wendeschneidplatten auf die Werkzeugstandzeit und das Prozessergebnis beim Außenlängs-Runddrehen von ausferritischem Gusseisen (ADI) 900 untersucht.

 

Unprepared cutting edges are subject to irregular wear progress and poor tool life. In contrast, cutting edge preparation provokes a stabilization of the cutting edge. This article investigates the impact of different preparations of tungsten carbide indexable inserts on tool life and machining results when turning austempered ductile iron (ADI) 900.
Adaptive Prüfplanung für Kleinserien*/Adaptive inspection planning for small series
Authors: Greipel J. , Ortiz Sarceño D. , Schmitt R. Prof.
Published: June 2021

In der Kleinserienproduktion ist eine 100 %-Prüfung üblich. Eine kostengünstigere Stichprobenprüfung ist nicht anwendbar, da produzierte Lose nicht die nötige Datenanzahl aufweisen. Um sie zu erhöhen und die Stichprobenprüfung anwendbar zu machen, können ähnliche Produktmerkmale mit einem Gruppierungsalgorithmus zusammengefasst werden. Darauf aufbauend wird eine Methodik zur Erstellung eines adaptiven Prüfplans für Kleinserien vorgestellt, angewendet und der weitere Forschungsbedarf dargestellt.

 

In small series production, 100 % inspection is common practice. A more cost-effective sampling inspection is not applicable as batches produced do not provide the necessary amount of data. To increase the amount of data and allow for sampling inspection, similar product features can be grouped by a grouping algorithm. Thus, a methodology is presented for designing an adaptive sampling plan for small batch production while further research requirements are discussed.
Drahtlose Sensoren für die Automatisierungstechnik
Authors: Hennig A. , Kemmerling M. , Müller H.-C.
Published: June 2021

Das Fraunhofer IMS entwickelt ein innovatives drahtloses Energieübertragungs- und -managementsystem, das alle notwendigen Komponenten für die drahtlose elektrische Energieversorgung mobiler intelligenter Sensor-/Aktorsysteme umfasst.
Mikrostrukturen verbessern die Bohrbearbeitung*/Microstructures enhance tooling performance - Drilling tools equipped with laser micro-structured rake faces improve the machining of lightweight materials
Authors: Schneider M. , Esch P.
Published: June 2021

Zur Vermeidung von Adhäsion und Aufbauschneiden bei der Bohrbearbeitung von Aluminiumwerkstoffen wurden in der vorliegenden Studie Bohrwerkzeuge mittels Laser auf der Spanfläche mikrostrukturiert. Damit konnten die tribologischen Eigenschaften verbessert und die Prozesskräfte gesenkt werden.

 

To avoid built-up edge and adhesion in drilling aluminum alloys, the study presents an approach for tribological optimization of tools applying mikrostructures with laser technology. Process forces are reduced and quality output is improved by using optimized tools.
WGP – Sprachrohr der Produktionswissenschaft
Authors: Abele Eberhard
Published: June 2021

Es ist eine langjährige Tradition der wt Werkstattstechnik online, dass ein Institutsleiter sich in diesem Editorial zu den Schwerpunkten der vorliegenden Ausgabe äußert. Diese Regel möchte ich durchbrechen und einen Zusammenschluss der Produktionskollegen vorstellen, die die wesentlichen Inhalte der wt Werkstattstechnik online erstellen, nämlich die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik, WGP.
Spanungsquerschnittmodell zum Gewindebohren*/Cross-section model of undeformed chip for tapping
Authors: Abele E. Prof. , Geßner F.
Published: June 2021

Das Gewindebohren ist ein anspruchsvolles Bearbeitungsverfahren am Ende der Wertschöpfungskette. Eine Modellierung des Prozesses und möglicher Störgrößen trägt zur Verbesserung des Prozessverständnisses bei. Das in diesem Fachbeitrag vorgestellte Spanungsquerschnittmodell stellt ein Teilmodell für die Prozessbeschreibung des Gewindebohrens unter Unsicherheitseinfluss dar. Es ermöglicht die Simulation der Auswirkungen von Störgrößen auf den Spanungsquerschnitt und die Gewindegeometrie.

 

Tapping is a challenging process at the end of the value chain. The modeling of the process and possible disturbances contributes to the improvement of process understanding. The cross-section model of undeformed chip represents a partial model for the process description of tapping process under the influence of uncertainty. It enables a simulation of the effects of disturbances on the cross-section of undeformed chip and thread geometry.
Mikrotiefbohren mit Laserpilotbohrungen*/Micro drilling with laser pilot holes - Laser pre-drilling as guidance for deep hole drilling in demanding surface geometries
Authors: Michel S. , Biermann D. Prof.
Published: June 2021

Tiefbohrungen erfordern bei anspruchsvollen Anbohrsituationen speziell angepasste Bohrbuchsen oder eine mehrstufige Prozesskette aus Planfräsen, Pilotbohren und Tiefbohren. Mit einem hybriden Maschinenkonzept, bestehend aus einem Laser und einer konventionellen Tiefbohreinheit, lässt sich die Prozesskette deutlich verkürzen. Im Rahmen dieses Artikels wird der Laserpilotbohrprozess für den Edelstahl 1.4404 untersucht und die Verfahrenskombination bei mehreren Anbohrsituationen umgesetzt.

 

Deep hole drilling requires special drill bushes or a multi-stage process chain of face milling, pilot hole drilling and deep hole drilling for demanding surface geometries. With a hybrid machine concept, consisting of a laser and a conventional deep hole drilling unit, the process chain can be significantly shortened. Within the scope of this article, the laser pilot hole drilling process for AISI 316L is investigated and the process combination for several surface geometries is implemented.
Absaugung von Span- und Staubpartikeln*/Suction of chip and dust particles - Developing a process for assessing the capture efficiency of suction devices
Authors: Schneider M. , Stehle T. , Möhring H. Prof.
Published: June 2021

Steigende Anforderungen an eine ökologisch nachhaltige Produktion geben der Absaugtechnik eine zentrale Rolle zur Effizienzsteigerung und Ressourceneinsparung in der Holzbearbeitungsindustrie. Die vorliegende Energiebilanz unterstreicht die Relevanz der Durchführung der Untersuchungen, da bis zu 45 % der eingesetzten elektrischen Energie im holzverarbeitenden Gewerbe durch die Absaugtechnik verbraucht wird. Dies gilt sinngemäß auch für die spanende Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen, da bei deren Bearbeitung vielfach auf Werkzeugmaschinen aus der Holzbearbeitung zurückgegriffen wird.

 

Due to increasing demands for ecologically sustainable production systems, suction technology plays a central role in increasing efficiency and saving resources in the woodworking industry. The relevance for investigation is underlined by an energy balance indicating that up to 45 % of the electrical energy in the wood processing industry is consumed by suction technology.
Von der Digitalen zur Biologischen Transformation
Authors: Reinhart Gunther , Bauernhansl Thomas
Published: June 2021

Industrie 4.0 ist zwischenzeitlich in Deutschland fest etabliert. Kein Unternehmen – ganz gleich ob klein, mittelständisch oder groß – das sich nicht mit diesem Thema beschäftigt. Selbst das Handwerk arbeitet daran. Auch international stößt die Initiative auf großes Interesse, erhält viel Beachtung und findet viele Nachahmer.
Zur Relevanz der Akzeptanz virtueller Techniken/Relevance of user acceptance of virtual technology
Authors: Brunkow P. , Hub M.
Published: June 2021

„Virtuelle Realität“ und „Augmentierte Realität“ als neue IT (Informationstechnologie)-Werkzeuge halten Einzug in die Automobilindustrie. Sie sollen den Mitarbeiter im Umgang mit dynamisch komplexen Arbeitsaufgaben unterstützen. Die Nutzerakzeptanz ist ein kritischer Faktor für die erfolgreiche Integration der neuen Werkzeuge. Bislang fehlt es jedoch an Möglichkeiten zur frühzeitigen Bewertung von deren Nutzerakzeptanz. Der Fachbeitrag stellt ein entwickeltes Bewertungsmodell vor: das „House of Virtual Technology Acceptance“.

 

Virtual and Augmented Reality as new IT-tools get access to the automotive industry. These tools should support employees to handle the complex and dynamic working tasks. User acceptance is a critical factor for the successful implementation of such new IT-tools. Currently there are no possibilities for an early stage assessment of user acceptance for new virtual technologies. This article describes the development of an assessment model named “House of Virtual Technology Acceptance”.
Virtuelle Techniken in der Fertigung/Virtual technologies in production
Authors: Brunkow P. , Müller Y.
Published: June 2021

Virtuelle Techniken wie Augmented Reality (AR) ermöglichen die Visualisierung virtueller Informationen wie beispielsweise Geometriedaten im selben Bild. In diesem Artikel werden Potenziale und Herausforderungen beim Einsatz von AR in der Fertigung dargestellt. Darüber hinaus wird der Mitarbeiter als kritischer Erfolgsfaktor bei der Implementierung von innovativen Techniken betrachtet und der künftige Forschungsbedarf aufgezeigt.

 

Virtual technologies such as Augmented Reality (AR) allow the visualization of virtual information. This article describes potentials and challenges, applying AR in production. Furthermore the employee is outlined as critical factor of success for the implementation of innovative techniques. Future research needs are pointed out.
Industrie 4.0 in Produktionsplanung und -steuerung*/Benefits of Industrie 4.0 for Production Planning and Control – results of a quantitative analysis
Authors: Dombrowski U. , Dix Y. , Krenkel P.
Published: June 2021

Die zunehmende Datenverfügbarkeit und -qualität im Kontext von Industrie 4.0 eröffnet der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) vielversprechende Potentiale zur Effizienzsteigerung. In dem Beitrag werden auf Basis einer quantitativen Analyse die Auswirkungen einzelner Industrie 4.0-Elemente für die PPS vorgestellt. Der Beitrag schafft hierdurch so eine Orientierung bei der Auswahl von Industrie 4.0-Elementen, um die Planungsaktivitäten der PPS zielgerichtet zu unterstützen und die logistischen Zielgrößen zu verbessern.

 

Data availability and quality has increased by Industrie 4.0, opening up promising new opportunities for Production Planning and Control (PPC). This paper introduces the effects of individual Industrie 4.0 elements for PPC based on a quantitative analysis. Thus, it provides guidance on the selection of Industrie 4.0 elements to support the planning activities of PPC and improve logistical targets.
Mehrstufiges multikriterielles Job-Shop-Scheduling*/Multi-Stage and Multi-Criterial Job-Shop-Scheduling
Authors: Raue C. , Strehle H.-M. , Stoldt J. , Schlegel A. , Richter M. , Langer T.
Published: June 2021

Energiepolitische Veränderungen erhöhen den Druck auf Produktionsunternehmen, erneuerbare Energiequellen zu nutzen. Deren Einbindung erfordert die Entwicklung neuer Ansätze zur Produktionsplanung und -steuerung (PPS). Dazu wird ein mehrstufiges simulationsbasiertes Verfahren für ein reales Job-Shop-Problem vorgeschlagen, welches die Shifting-Bottleneck-Heuristik zur Findung einer kundenorientierten Ausgangslösung auf Basis des prognostizierten Energieangebots nutzt. Vom resultierenden Lastprofil ausgehend wird eine Feinterminierung zur Optimierung von Lastspitzen unter Beachtung der Ergebnisse der Vorplanung durchgeführt. Auswirkungen kurzfristiger stochastischer Einflüsse werden überdies durch intelligente Produktionssteuerung, aber auch durch aktives Energie- und Lastmanagement kompensiert. Im vorliegenden Beitrag werden für das Anwendungsszenario Flexibilitätspotentiale abgeleitet und das Konzept des „ZIEL“-Systems erläutert. Darüber hinaus wird der aktuelle Bearbeitungsstand abgegrenzt und weiterführende Arbeiten vorgestellt.

 

Taking responsibility for a sustained energy policy the industry is more and more forced to enhance their engagement in the use of renewable energy. To go beyond energy efficient equipment new approaches in production planning and control tailored to meet both economic and ecological goals are needed. Hence, a multistage simulation based procedure for a real-life oriented job shop production scenario is proposed. It combines a modified version of the Shifting Bottleneck Heuristic for gaining a production plan with energy supply constraints and a sophisticated energy simulation with Matlab Simulink. Short-term and stochastic effects are tackled with suited production control strategies as well as active energy- and load-management. In this paper flexibility options for the use case are derived and the concept of the „ZIEL“ system explained. The current work and the ongoing research are shown.
Projektkonfiguration in der Fabrikplanung*/Configuration of Factory Planning Projects. Method for Restructuring Manufacturing and Assembly Areas
Authors: Bussemer F. , Schmitz J. , Nyhuis P.
Published: June 2021

Im folgenden Artikel werden die Grundlagen von Fabrikplanungs- und Restrukturierungsprojekten vorgestellt sowie die Herausforderungen bei der Projektkonfiguration dargelegt. Darauf aufbauend wird der Stand der Technik vorgestellt und die Forschungslücke aufgezeigt. Anschließend erfolgt eine Beschreibung des gewählten Modellierungsansatzes der Konfigurationsmethode sowie eine abschließende Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse.

 

The following article discusses the basics of factory planning- and restructuring projects as well as the challenges of project configuration. On this basis, the state of the art is explained and the research gap is shown. Then, a description of the selected modelling approach of the configuration method and a final summary of the results will be provided.
Fabrik-Integration in das Building Information Modeling (BIM)/Factory integration into building information modeling
Authors: Näser P. , Wickenhagen N.
Published: June 2021

Die Anforderungen an den Planungsprozess, insbesondere hinsichtlich der Planungsqualität, nehmen bei steigendem Kostendruck immer mehr zu. Gleichzeitig verlaufen der Planungs- sowie der begleitende Kommunikationsprozess zwischen den unterschiedlichen beteiligten Gewerken zunehmend digital. Der Planungsansatz des Building Information Modeling (BIM) verfolgt eben diese Ziele, im Wesentlichen aber bei der Planung und dem Betrieb von Gebäuden. Im Beitrag wird untersucht, wie sich der BIM-Ansatz auf die Fabrikplanung übertragen lässt.

 

The requirements of the planning process, in particular with regard to the planning quality, rise more and more with increasing cost pressure. At the same time, the planning process and the accompanying communication process between the different work areas involved are increasingly digital. The planning approach of Building Information Modeling (BIM) pursues precisely these goals, but essentially in the planning and operation of buildings. The article examines how the BIM approach can be transferred to factory planning.
Schwingungsinteraktion benachbarter Zahneingriffe*/Excitation behavior of adjacent gear meshes – Influence of interactions on rotational deviations in the drive train
Authors: Brecher C. , Löpenhaus C. , Schroers M.
Published: June 2021

Das Anregungsverhalten von Zahnradgetrieben mit Mehrfacheingriff, wie mehrstufige Getriebe und Räderketten, ist geprägt von Wechselwirkungen zwischen den Getriebestufen. Weisen die Getriebestufen identische Zahneingriffsfrequenzen auf, kann durch zeitliche Verschiebung der Eingriffsbeginne, genannt Phasenverschiebung, eine Reduktion der Rotationsabweichungen im Maschinenantrieb erzielt werden. Die optimale Wahl der Phasenverschiebung hängt vom Drehmoment und der Mikrogeometrie der Verzahnung ab.

 

The excitation behavior of gearboxes with multiple gear meshes, such as multi-stage gearboxes and gear chains, is characterized by interactions between the gear stages. If the gear stages have identical gear mesh frequencies, a reduction of the rotational deviations in the drive train can be achieved by temporally shifting the start of the gear mesh, called phase shift. The ideal choice of the phase shift depends on the torque at the operating point and the micro-geometry of the gear.
SDM – Software Defined Manufacturing*/SDM – Software Defined Manufacturing
Authors: Lechler A. , Kircher C. , Verl A.
Published: June 2021

Software Defined Manufacturing (SDM) beschreibt ein Konzept zur Anpassung einer gesamten Produktion rein über Software. Dabei sind physikalische Produktionsmittel nahtlos in Informationsnetzwerken integriert und verfügen über ein virtuelles Abbild. Die Funktionalitäten der physikalischen Produktionsmittel sind dynamisch über Software definierbar, indem diese anhand der Anforderungen des zu produzierenden Produkts automatisch generiert und auf die physikalischen Produktionsmittel geladen werden kann.

 

Software Defined Manufacturing (SDM) describes a concept for adapting an entire production purely via software. Physical production facilities are seamlessly integrated into information networks and have a virtual representation. The functionalities of the physical production facilities can be defined dynamically by software, which automatically generates them based on the requirements of the product to be produced and loads them onto the physical production facilities.