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Investigation of the Radiation-Induced Signal of Electron Paramagnetic Resonance of Eggshell after Irradiation with Electron Beams
Authors: Chumanova Anastasia , Vazirov Ruslan , Sokovnin Sergey , Agdantseva Ekaterina , Tsmokalyuk Anton
Published: June 2021

Because of the development of radiation processing of food and agricultural products it requires new methods of control over the processing and turnover of products. A promising method for monitoring is EPR spectrometry. This research presents the results of a study of the radiation induced EPR signal in eggshells. The URT-0.5 (0.5 MeV) and UALR-10-10 S2 (10 MeV) accelerators were used for irradiation. It shows the kinetics of radicals over time. The dependences of the EPR signal intensity on the absorbed dose were obtained, and a comparative analysis of the irradiation of chicken eggs with different energies was performed. The kinetics of radicals over time and the dependence of the intensity of the EPR signal on the absorbed dose are shown. A comparative analysis of the irradiation of chicken eggs with different energies is carried out.
Building rapid transit in Canada: the problem of governance
Authors: Martin Horak
Published: June 2021

Canadian cities have seen a boom in the construction of rapid transit infrastructure in recent years, fueled by the rise of financial support for transit from the federal government and the provinces. However, the extent to which individual cities have been able to productively harness this new financial support varies greatly. This study compares the recent development of rapid transit infrastructure in two of Canada’s largest metropolitan areas, Toronto and Vancouver. It finds that while both cities have recently developed regional transportation authorities to manage large transit investments, in Toronto the development of rapid transit has been highly contentious, marked by frequent changes in plan and the repeated cancellation and deferral of transit projects, while in Vancouver, the development of rapid transit has been much more consensual and orderly. The study introduces an analytical framework that interprets these different outcomes as the result of dissimilar institutional environments in the two cities, which vary in the extent to which they insulate long-range planning and decision-making from efforts by politicians to harness rapid transit decisions for short-term electoral advantage.
Microstructure of WC–Co–VN hard-alloy matrix for diamond-bearing details of drilling tools
Authors:   Institute for Superhard Materials of NAS of Ukraine, Kiev, Ukraine, Mechnik V.A. , Hasanov R.A. ,   Azerbaijan State University of Oil and Industry, Kolodnitskiy V.N. ,   Institute for Superhard Materials of NAS of Ukraine, Kiev, Ukraine, Bondarenko N.A. ,   Institute for Superhard Materials of NAS of Ukraine, Kiev, Ukraine
Published: June 2021

The paper presents the research results on the structure and performance characteristics improvement of WC-Co hard-alloy matrix samples formed via the methods of cold and further hot moulding for the diamond-bearing details of drilling tools. It is shown that applying vanadium-nitride in 3 % in the composition of 94WC-6Co source materials provides the increase of sample hardness from 22.8 to 34.2 hPa, the compressive and bending strength from 4800 to 5340 MPa and from 2200 to 2280 MPa correspondingly, as well as the decrease of wear intensity from 1710×10-6 to 5200×10-6 g/m. The effect of formation of fine-grained structure for WC−CoNbN hard-alloy matrix with improved mechanical and performance characteristics revealed in the study points to the necessity of their usage in the development of efficient tools for drilling of oil and gas wells.
Prospectivity estimation of Palchig Pilpilesi oil field
Authors:   “Neft Dashlary” OGPD, Huseinov G.J. , Abduev A.A. ,   “Neft Dashlary” OGPD
Published: June 2021

The paper deals with the estimation of reserves of Gala suite horizon in Palchig Pilpilesi oil field and the suggestions on their efficient usage. The prospecting and exploration was started in 1952 in Palchig Pilpilesi field, and in 1953 the well No 261 drilled to Gala suite horizon in south-east part placed on the production with the output up to 40 t/day. Currently, the field is on the last development stage. In 2009, “Oil-Gas Scientific Research Project” Institute carried out the estimation of proven reserves of the field according to which residual reserves in Gala suite horizon in Palchig Pilpilesi field comprise 40077.4 thousand tons and proven production reserves in 2306.4 thousand tons included in A+B+C1 category. It should be noted that 48 % of residual proven oil reserves are only in Gala suite horizon. At present, the exploitation of Gala suite horizon is conducted in 62 wells. The drilling of wells from additional platforms to be constructed over the coming years is planned. The accumulation of significant amount of proven reserves in III, V, X and XII blocks of Gala suite’s horizons and the rocks’ high characteristics (porosity, permeability, oil saturation etc.) give reason for studying it and review the practicability of additional wells.
Risk management and employment of advanced methods of risk estimation
Authors:   State Oil Company of Azerbaijan Republic, Abdullaev A.S. , Abbasov N.A. ,   ”Oil-Gas Scientific Research Project” Institute, Azerbaijan Republic
Published: June 2021

The paper studies the methods applied in risk management and estimation. The brainstorming techniques, Delphi, the method of event tree analysis (ETA) and fault tree analysis (FTA), failure modes and effect analysis (FMEA), hazard and operability study are wide used. The pros and cons of risk management methods applied in world practice by leading companies were analysed. As a technique based on the study of logical connection between the hazardous events, “Tree event” method has its advantages. At the same time, the failure modes and effect analysis differs with simplicity and accessibility. It was defined that this technique is used as one of the most important tools in risk management almost in all spheres including petrochemistry and power economy. It is recommended to use HAZOP method in the analysis of project solutions and for risk estimation in later design stages. It is pointed out that in the context of improvement of risk management system, more qualitative risk estimation, the employment of advanced methods plays a significant role for goal achievement in the company and project decision-making as well.
Role of surface water in the formation of underground water in Aghstafachai-Ganjachai interfluve and its usage prospects
Authors:   Azerbaijan State University of Oil and Industry, Ibrahimova A.R.
Published: June 2021

With the purpose of water resources estimation of Aghstafachai-Ganjachai interfluve, geophysical surveys have been carried out. As a result, based on the well data, the maps were developed and interface conditions of the territory specified. The tectonic structure of Aghstafachai-Ganjachai interfluve lowland is associated with the formation of a sole artesian basin on its territory. Aghstafachai, Hasansu, Tovuzchai, Zeyemchai, Shamkirchai, Goshgarchai, Ganjachai and Kurekchai, being the main source of groundwater recharge, created a combined alluvial cone on the territory. The underground water of these rivers were studied in the sloping plain and the estimation of its volume carried out as well. It was revealed that the underground water on a large part of studied territory is fresh and less mineralized. From the bacteriological point of view, it is clean water. The content of microelements and harmful chemical substances in the water does not exceed the standards set for the drinkable water. Despite the long-term usage, the quality of the underground water, the mineralization degree and chemical composition remain unchanged. The regime of underground water is characterized with the irrigated climate type. Hydrogeological indexes and the parameters of ground water horizon in the studied area justify the possibility of their research for water supply.
Reasons for low-resistant oil formations, criteria of their selection and productivity evaluation
Authors:   “Oil-Gas Scientific Research Project” Institute, Shakarov Kh.I. , Mustafaeva Kh.G. ,   Institute of Geology and Geophisics
Published: June 2021

The paper reviews the issues of low-resistivity of oil-saturated formations and analyzes the studies carried out in this direction as well. The definition of specific electric resistance plays a significant role in the selection of reservoir-beds and the evaluation of their productivity. The analysis of the complex of downhole geophysical surveys conducted in Azerbaijan territory justifies that in some cases the geological section consists of the layering of formations with anisotropic properties varying by their resistance and permeability. Neglecting such aspects in the data processing and interpretation leads to the distortions. In the definition of oil saturation of soil units consisting of sand-clay interlayers’ alternation, it is practical to consider the anisotropic nature and comparisons “resistance correlations”.
Application of technological transfer method in the modelling of compressor plants for underground gas storages
Authors:   Azerbaijan State University of Oil and Industry, Baghirov A.N. , Baghirov Sh.A. ,   National Oilwell Varco
Published: June 2021

The paper studies the issue of enhancing compressor fleet with the aim of increasing the active gas capacity in the underground gas storages. The aspects, the analysis of which is significant for the task solution are listed. The importance of the development of dynamics graphs for the average daily capacities of gas injection into the reservoir and injection pressure, to the end of each month based on the parameters of reconstruction program and the results of carried out analyses is marked. The comparison of gas injection process using piston gas engines and various types of compressor units is carried out. Technical, technological, fitting, exploitation, service and economic advantages of compressor plant model constructed using offered method of technological transfer are explained.
Economic efficiency of innovative activity in oil-gas complex
Authors:   ", Mammadova R.S. ,   Oil-Gas Scientific Research Project",   Institute, Azerbaijan Republic, Mehdiyev F.R. ,   "Oil-Gas Scientific Research Project" Institute, Azerbaijan Republic
Published: June 2021

The paper reveals the concepts and presents the specifications such as the introduction and innovations. The issues of strategy and management of innovative activity are reviewed. The major tasks for providing the steady development of innovative activity in near future are marked. The key points on the reinforcement of the relationships between the science, education, production and the development of management mechanisms for innovative activity are highlighted as well. A special attention is paid to the application of innovative methods in oil production. The paper provides the calculation of economic efficiency in the oil producing enterprises due to the introduction of innovative methods in oil-gas fields’ development. The role of the development, research and embedding of nanotechnologies in oil-gas industry of Azerbaijan and some other countries is shown. The key tasks for the oil production increase and cost decrease are defined.
Study on thermo-phisycal characteristics of the composites based on polyolephines and oligoalkylates obtained from oil fractions
Authors:   Institute of Petrochemical Processes, Azerbaijan Republic, Babashova Y.M.
Published: June 2021

The paper presents the results on obtainment of oligoalkylates from the fluid reforming fractions containing aromatic hydrocarbons and the application of obtained products with polyolephines in the composition of composites, as well as on the study of their thermo-physical parameters. The composition of obtained composites was identified using IKS, SEM, RFA and other methods. The change of thermo-physical parameters of the initial polyolephine matrix was specified in each case. Via differential scanning colorimetry it was defined that in the future these composites may be used as various polymer materials including those with phase transition.
Industrielle Nähprozesse digitalisieren
Authors: Zscheile Frank
Published: June 2021

Dürkopp Adler, Hersteller von Industrienähmaschinen mit Sitz in Bielefeld, erschließt sich mit Mitteln der Digitalisierung derzeit eine neues „Standbein“ zur Entwicklung und Vermarktung eigener Produkte. Unter der Marke „Qondac“ haben Kunden die Möglichkeit, den Status jeder Arbeitsstation oder Maschine visuell und in Echtzeit zu überwachen. Auf dieser Grundlage können sie Arbeitsabläufe effizienter steuern, Schwachstellen im Produktionsprozess frühzeitig erkennen und Wartungen besser planen.
Smart Factory Elements
Authors: Kletti Nathalie
Published: June 2021

Die Anforderungen an die Produktion sind enorm gewachsen, was zu einer gestiegenen Komplexität führt: zum Beispiel hohe Variantenvielfalt, kurze Lieferfristen, schnelle Prozessanpassungen, kleinere Losgrößen bis zu Losgröße 1. In Zeiten von Industrie 4.0 ist das ganz eindeutig ein Fall für die „Smart Factory“ – und diese wiederum benötigt bestimmte Prozesse und Funktionen, um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden: die Smart Factory Elements.
Mit Machine Vision zur flexiblen Serienfertigung
Authors: Vollrath Klaus
Published: June 2021

Fertigungslinien bestehen typischerweise meistens aus einzelnen Stationen, die untereinander mittels Handling verknüpft sind. Transport und lagerichtige Übergabe der Werkstücke erfolgen mithilfe aufwendiger, präzise auf das Bauteil abgestimmter Vorrichtungen. Dies erfordert bei Produktwechseln häufig erheblichen Umrüstaufwand.
Turbinenschaufel-Prüfung um 50% beschleunigt
Authors: Imperio Ernesto
Published: June 2021

Die Überprüfung kritischer Abmessungen komplexer Bauteile in Großserien kann schwierig und zeitaufwendig sein – insbesondere, wenn eine 100 %ige Prüfung der hergestellten Teile gefordert ist. Bei Europea Microfusioni Aerospaziali – einem Hersteller von Turbinenschaufeln mit Sitz in Morra De Sanctis/I – werden diese Prüfungen nun anhand eines Renishaw „PH20“-5-Achsen-Messkopfes durchgeführt. Im Vergleich zu einem 3-Achsen-System wurden die Zykluszeiten um bis zu 50 % reduziert.
Qualitätssicherung bei zerspanenden Werkzeugen
Authors: Jerems Stefanie
Published: June 2021

Nur perfekt hergestellte und perfekt eingestellte Werkzeuge liefern die Qualität in der Fertigung, die erwartet wird – meist in Verbindung mit den entsprechenden Prüfmitteln. Auf der „Control“ präsentiert Zoller, Experte für mehr Wirtschaftlichkeit in der Fertigung, seine Werkzeug-Einstell-, Mess- und Prüfgeräte sowie zugehörige Softwaretools zum Verwalten von Werkzeugen und Zubehör. Damit lassen sich Werkzeuge nach der Herstellung automatisiert zu 100 % auf Qualität prüfen.
Maschinenverfügbarkeit noch in der Testphase gesteigert
Authors: Mager Arnd
Published: June 2021

Die Firma Mager aus Ennepetal – Spezialist für warmverformte Sonderschrauben – entschied sich 2018 für die Einführung einer MES (Manufacturing Execution System)-Lösung. Was im ersten Schritt mit der Pilotinstallation für einen einzelnen Produktionsbereich begann, entwickelte sich schnell zum Motor für bedeutende Prozessoptimierungen. Bereits nach kurzer Zeit deckte die neue Informationstransparenz ganz konkrete, kostenverursachende Produktionsereignisse auf.
Schnelle und zerstörungsarme Alternative zum Zugversuch
Authors: Schmaling Benjamin
Published: June 2021

Der Zugversuch ist ein zeit- und kostenintensives Prüfverfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften. Aufgrund der aufwendigen Probenherstellung und der geringen Flexibilität des Verfahrens, beispielsweise bei kleinen Proben, werden in der betrieblichen Praxis häufig Härteprüfungen durchgeführt, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zumindest näherungsweise zu bestimmen. Die Umwertung von Härtewerten in Zugfestigkeiten nach DIN EN ISO 18265 wird in diesem Zusammenhang häufig angewendet – was allerdings nur für wenige Werkstoffgruppen, mit eingeschränkter Genauigkeit und nur für den Kennwert der Zugfestigkeit, möglich ist.
Smart Factory: Erst kommt der Geschäftsnutzen, dann die Technologie
Authors: Bourne Antony
Published: June 2021

Die Smart Factory bietet ein schier unerschöpfliches Repertoire an technischen Möglichkeiten. Doch Fertigungsunternehmen können nicht alles auf einmal machen – und nicht alles eignet sich für jedes Unternehmen. Der Ausgangspunkt für die Transformation sollte nicht die Technologie sein, sondern die Ziele, die mit dieser Transformation verfolgt werden.
Im Mittelpunkt steht der Entwurf
Authors: Dörr Julie
Published: June 2021

Die produzierende Industrie beschäftigt sich immer intensiver mit der additiven Fertigung. Nicht ohne Grund: Mit dem 3D-Druck entstehen völlig neue Möglichkeiten. Marktbeobachter gehen davon aus, dass sich die Produktion in den nächsten Jahren grundlegend verändern wird.
Mit wenigen Klicks zum individuellen Bauteil
Authors: de Groot Stefan , Lohn Johannes
Published: June 2021

Die bedarfsgerechte Produktion von industriellen Komponenten – wie Induktoren oder Zahnrädern – stellt den Kunden funktionale Mehrwerte zur Verfügung und eröffnet gleichzeitig innovative Differenzierungsmöglichkeiten für den Anbieter. In Kooperation mit dem Softwareunternehmen Trinckle entwickelt Protiq daher webbasierte Konfiguratoren für seinen „Marketplace“. So können die Kunden in wenigen Minuten individuelle Kupferinduktoren und Zahnräder aus Kunststoff oder Metall adaptieren und direkt bestellen.
Prüfung nach DIN SPEC 4864 in Zahlen und Fakten
Authors: Schmaling Benjamin
Published: June 2021

Die DIN SPEC 4864 erlaubt die Bestimmung von Vergleichskennwerten zum Zugversuch durch ein neues Verfahren, welches die Kennwerte aus der dreidimensionalen Analyse von Härteeindrücken liefert. Das Eindruckverfahren ist somit eine Alternative zum Zugversuch und zu konventionellen Härteprüfverfahren. Eine aufwendige Probenvorbereitung und die Zerstörung einer Zugprobe entfallen bei dem Verfahren.
Mit Weiterqualifizierung interne Ressourcen freisetzen
Authors: Schacht Victoria
Published: June 2021

Die Auftragsbücher sind voll, aber es fehlt an qualifizierten Mitarbeitern. Chronischer Fachkräftemangel bremst derzeit viele Fertigungsbetriebe aus. Mit Schulungen und Beratung unterstützt der Automatisierungsspezialist Hurco Maschinenbediener beim sicheren Einstieg in die CNC-Fertigung. So können mit vorhandenem Personal zusätzliche Kapazitäten gewonnen werden. Beste Voraussetzungen dafür schafft die intuitiv bedienbare Steuerung „WinMax“.
Entwicklungsziel: Zerspanrekord
Authors: Herter Jasmin , Ehrler Rolf
Published: June 2021

Chiron und Gühring – Maschinenhersteller und Werkzeugspezialist – haben gemeinsame Entwicklungsziele und denselben Anspruch: herausragende Produkte zu liefern und die jeweilige Leistungsfähigkeit durch „Symbiose“ noch weiter nach oben zu schrauben. Gemeinsam wurde jetzt ein bahnbrechender Rekord aufgestellt: Zerspant wurden 1000 cm3 Stahl (16MnCr5) in 60 s, das bedeutet 8 kg Stahl in der Minute.
Die Macht der Daten
Authors: Diesner Markus
Published: June 2021

Mit der neuen Anwendung „Predictive Quality“ von MPDV lässt sich die Qualität eines produzierten Artikels auf Basis von Prozessdaten vorhersagen. Gerade in der Metallverarbeitung bringt das viele Vorteile mit sich.
Konfiguration von Robotiklösungen
Authors: Dackweiler Marius , Krause Martin , Coutandin Sven , Klee Benedikt , Fleischer Jürgen
Published: June 2021

Die Produktion von heute sieht sich mit der Herausforderung einer großen Individualität und Variantenvielfalt bei gleichzeitig hoher Produktivität konfrontiert. Häufig können manuelle Tätigkeiten diese Anforderungen nicht mehr erfüllen und werden durch teil- oder vollautomatisierte Lösungen ersetzt. Eine hohe Flexibilität verspricht der Einsatz von Industrierobotern, welche durch ihre Kinematiken viele Bewegungsfreiheitsgrade bieten. Deren Einsatz – inklusive zugehöriger Peripherie – erfordert jedoch umfassendes Expertenwissen bei der Planung und Zusammenstellung neuer Produktionslinien, welches in vielen KMU bisher nicht vorhanden ist.
Mit Greifern in die Cloud
Authors: Neumann Gregor
Published: June 2021

Der Geruch von Metallspänen und Kühlschmierstoffen liegt in der Luft: In der Zerspanung in Halle 10 des Augsburger Automatisierungs-Spezialisten Kuka werden Rohteile zerspant, entgratet und so für die Weiterverarbeitung in der Roboter-Produktion vorbereitet.
Schartigkeit von Fräsern
Authors: Denkena Berend , Krödel Alexander , Beblein Sascha
Published: June 2021

Die Ungleichmäßigkeit entlang der Schneidkante („Schartigkeit“) beeinflusst signifikant das Verschleißverhalten von Zerspanwerkzeugen. Die Bewertung und Auslegung der Schneidkantenschartigkeit erfordert eine einheitliche material- und prozessspezifische Kenngröße. Allerdings existieren aktuell keine Kenngrößen, die den Einfluss der Schartigkeit auf das Einsatzverhalten hinreichend genau beschreiben.
Schnell, hochgenau und flexibel
Authors: Fahry Gerd
Published: June 2021

Multisensor-Messsysteme für KMGs, Hochgeschwindigkeitsmesstechnik für Werkzeugmaschinen, Messsysteme für die Produktionsumgebung, Kalibriersysteme und Drehgeber für Maschinenhersteller sowie neue Lösungen für die additive Fertigung werden die „EMO“-Schwerpunkte von Renishaw sein.
E-Mobilität im Fokus: Zukunft braucht Herkunft
Authors: Herter Jasmin
Published: June 2021

Alternative Antriebskonzepte wie der Elektromotor setzen völlig neue Bearbeitungsaufgaben auf die Agenda der Zulieferer. Maschinenbauer und Werkzeughersteller sind hier in der Pflicht, die E-Komponenten prozesssicher herzustellen. Die Spezialisten für Produktions- und Automatisierungssysteme der Grob-Werke in Mindelheim und der Werkzeughersteller Gühring verstehen sich hierbei als perfekt aufgestelltes und eingespieltes Team.
Innovationskraft und moderne Produktion
Authors: Schaal Siegfried
Published: June 2021

Die Walter AG steht seit 100 Jahren für Innovationen in der Zerspanungsbranche. Darauf baut der Hersteller von Präzisionswerkzeugen auch im Jubiläumsjahr weiter auf. In jedem Jahr werden mehr als 2500 neue Artikel im Standardwerkzeugsortiment auf den Markt gebracht. Mehr als 35 % aller verkauften Produkte sind jünger als fünf Jahre.
Fabriksteuerung in der Automobilindustrie/Production control in the automotive industry - IT project phases of a comprehensive report system
Authors: Elgert T. , Rudow B.
Published: June 2021

Das Aufgabenfeld der Fabrikplanung und -steuerung verändert sich im Laufe der Zeit aufgrund ständig neuer Herausforderungen. Der Einsatz betrieblicher Informationssysteme für den Fabrikbetrieb hilft den Unternehmen, die Fabriksteuerung effizient und effektiv zu erfüllen. Diskutiert wird der Lebenszyklus eines Berichtssystems in der Automobilindustrie unter Berücksichtigung der Potentialfaktoren Mensch, Technik sowie Organisation.

 

The tasks of factory planning and production control have changed over time in the face of continual new challenges. Using company information systems for the operation of factories helps enterprises to meet the requirements of production control in an efficient and effective manner. This article discusses the lifecycle of a report system in the automotive industry with regard to human resources, technology and organization as potential factors of production.
Mobile Fabriklayoutplanung*/Mobile factory layout planning - How apps can provide an advantage in factory planning
Authors: Silcher S. , Groß E. , Königsberger J. , Siegert J. , Lickefett M. , Bauernhansl T. , Mitschang B.
Published: June 2021

Eine stetig steigende Produktvielfalt sowie ein sich schnell änderndes Marktumfeld erfordern neue Methoden der Planung, um auf diese Komplexität der Märkte angemessen zu reagieren. Einen wichtigen Stellhebel bildet dabei die Wandlungsfähigkeit, die durch geeignete Planungsmethoden unterstützt und optimiert wird. Gerade in der Layoutplanung können geeignete Methoden und Systeme zu einem Wettbewerbsvorteil führen. Dieser Fachartikel geht am Beispiel der Lernfabrik „advanced Industrial Engineering“ (aIE) und einer für das Android-Betriebssystem entwickelten App zur Layoutplanung auf die mobile Layoutplanung „vor Ort“ in der Fabrik ein.

 

With increasing product variety and rapidly changing market conditions, new methods of planning are required to adequately respond to market complexity. In this context, adaptability is a key asset that needs to be supported and optimized through appropriate planning methods. Especially for layout planning it holds true that suitable methods and systems can give a competitive advantage. This article discusses the benefits of mobile layout planning on the shop floor exemplified by the learning factory „advanced Industrial Engineering“ (aIE) and a layout planning app for Android.
Die Simulation als Enabler für logistische Modelle*/Simulation as enabler for logistical models - Development of an universal simulation tool to validate logistical models
Authors: Nyhuis P. , Grigutsch M. , Nywlt J. , Nicolay C.
Published: June 2021

Der Fachbeitrag stellt ein am Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) entwickeltes Simulationsmodell zur Abbildung einer Vielzahl an Fertigungs- und Produktstrukturen vor. Mithilfe des universellen Simulationsmodells lassen sich zahlreiche Arten von Fertigungsprozessketten und Produktstrukturen auf Basis implementierter IFA-Modelle (wie Durchlaufdiagramm, Lagerdurchlaufdiagramm und so weiter) hinsichtlich auftrags- und ressourcenbezogener Kennzahlen untersuchen.

 

This paper presents a simulation model that was developed at the Institute of Production Systems (IFA) and Logistics and is able to reproduce a variety of manufacturing and product structures. Based on implemented logistcal models these manufacturing and product structures can be analysed by ressource- and order-specific KPI´s.
Einfluss von Industrie 4.0 auf die Fabrikplanung*/Impact of Industry 4.0 on factory planning - Effects of the special characteristics of cybertronic production systems on factory planning
Authors: Aurich J. C. , Steimer C. , Meissner H. , Menck N.
Published: June 2021

Im Rahmen von Industrie 4.0 ergeben sich durch cybertronische Produktionssysteme (CTPS) neue Möglichkeiten in der Produktion. Dieser Fachbeitrag thematisiert die Fragestellung, wie sich neue Charakteristika zukünftiger CTPS auf deren Planung auswirken und welchen Einfluss Industrie 4.0 auf den Fabrikplanungsprozess ausübt.

 

In the context of Industry 4.0 (Integrated Industry), cybertronic production systems (CTPS) provide new opportunities on the shop floor. This article addresses how new characteristics of future CTPS affect the planning of these systems and how Industry 4.0 impacts factory planning.
„Planungszeit Halbe“*/“Half the amount of planning time”
Authors: Kampker A. , Burggräf P. , Krunke M. , Backs M. , Voet H.
Published: June 2021

Aufgrund einer stetig steigenden Dynamik und interdisziplinären Vernetzung erreichen Fabrikplanungsprojekte zwar überwiegend ihre inhaltlichen Ziele, überschreiten das ursprünglich geplante Budget und die Terminziele aber oft deutlich. Als Reaktion darauf wurde am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen der Ordnungsrahmen des Aachener Fabrikplanungsvorgehens entwickelt. Der Fachartikel stellt drei Methoden hieraus im Detail vor: Reifegradmanagement, Fabrikstandards und Heuristiken.

 

Due to continuously increasing dynamics and interdisciplinary networking, factory planning projects indeed meet their content-related goals but fail to achieve the cost and timescale targets. In response to these challenges, the Aachen Factory Planning Methodology has been developed at the WZL of RWTH Aachen University. This article will present three specific methods: maturity level management, factory standards, and heuristics.
Simulationsbasierte PPS-Optimierung für Instandhaltungsunternehmen*/Simulation-based optimization of production planning and control in maintenance companies
Authors: Denkena B. , Georgiadis A.
Published: June 2021

Die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) steht bei der Instandhaltung komplexer Produkte vor der Herausforderung, mittelfristig Entscheidungen ohne detaillierte Kenntnis des Bauteilzustandes treffen zu müssen. Je nach Bauteildiagnose sind dann kurzfristig die Fertigungskapazitäten und Lagerbestände anzupassen. Die getroffenen Entscheidungen beeinflussen die Wirtschaftlichkeit des gesamten Instandhaltungsprozesses maßgeblich. Im Rahmen des Fachbeitrags wird eine simulationsbasierte Methode vorgestellt, um die PPS in der Instandhaltung mittels Ersatzteildisposition und Reihenfolgebildung zu optimieren. Dabei werden die Entwicklung und Ergebnisse des Ansatzes zur Ersatzteildisposition beschrieben.

 

Production planning and control (PPC) systems concerned with maintaining complex products are faced with the challenge of making decisions without knowing the product’s condition. After the diagnosis, the production and warehouse capacities are adapted at short notice. This article presents a simulation-based method for optimizing PPC in maintenance companies. It focuses on the development and the results of a new approach for the management of spare parts.
Kohlenstoffnanopartikel – kürzere Entwicklungszeiten mit selbst hergestelltem Forschungsmaterial
Authors: Glanz C. , Hubrich C.
Published: June 2021

Sie machen Smartphone-Displays und andere transparente Beschichtungen leitfähiger, erhöhen die Energiedichte von Energiespeichern und lassen metallische sowie keramische Verbundwerkstoffe leichter und dabei gleichzeitig elastischer oder bruchfester werden: Kohlenstoffnanoröhren (Carbon Nanotubes – CNT) spielen in der Entwicklung zukunftsfähiger Technologien eine immer größere Rolle. Ein am Stuttgarter Institutscampus neu in Betrieb genommener Reaktor für die Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren mit nur einer Wand (SWNT) macht die CNT-Experten des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA unabhängiger von Qualitätsschwankungen und Lieferengpässen bei zugekauften Materialien. Die Entwicklung von Herstellungsprozessen für neue CNT-Materialien wird dadurch schneller und individueller. Zudem kann sie dank nachvollziehbarer eigener Verfahren auch optimal dokumentiert werden.
Theoretische Analyse eines neuen Loslagerkonzepts*/Theoretical analysis of a new floating bearing - The simulated operational behavior of FRB bearings in comparison to reference bearings
Authors: Brecher C. , Fey M. , Falker J.
Published: June 2021

Das Floating-Roller-Ball (FRB)-Lager ist ein Konzept für Radiallager als Loslager für Hochgeschwindigkeits-Motorspindeln, das die Vorteile von Zylinderrollenlagern und angestellten Mehrpunktlagern in einer neuen Wälzkörpergeometrie kombiniert. Zur Auslegung des ersten Prototyps wurde mithilfe eines Berechnungstools das theoretische Betriebsverhalten untersucht. Die Berechnungsergebnisse liefern Randbedingungen als Grundlage zur experimentellen Untersuchung des Lagerkonzepts.

 

Floating roller ball bearings provide a new floating bearing system for high-speed motor spindles, combining the advantages of both cylindrical roller bearings and elastically mounted multi-contact point bearings in a new roller geometry. To design the first prototype, the operational behavior of the bearing system was analyzed theoretically by a new calculation tool. The results provide the basis for the experimental investigation of the bearing concept.
Energieeffizienz durch Vernetzung/Thermal linkage of production machines to increase energy efficiency
Authors: Abele E. , Helfert M. , Junge F.
Published: June 2021

Seit Jahren verpflichten sich Forschung und Entwicklung dem gesellschaftlichen Ziel, eingesetzte Ressourcen – vor allem den Energiebedarf – zu reduzieren. Am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt konnten wichtige Meilensteine für dieses Ziel erreicht werden. Ansatz ist die gesamtenergetische Betrachtung einer industriellen Produktion. Abwärmeverluste werden durch umfangreiche Energienetze zu Verbrauchern geleitet und dort weiterverwendet: Beispielsweise wurde ein Prüfstand entwickelt, der die Abwärme einer zerspanenden Werkzeugmaschine über Arbeitsmaschinen einer wässrigen Reinigungsmaschine zur Verfügung stellt.

 

The reduction of the overall consumption of resources – especially energy – is one topic to which R&D has been committed for years. The project „ETA-Factory“ at the Institute of Production Management, Technology and Machine Tools (PTW) focuses on improving the energy efficiency of production machines and the entire factory. Waste heat recovery by thermal crosslinking of machines is one approach to reduce energy consumption. To validate and verify the recovery potential, a test rig has been developed and implemented. This test rig uses the waste heat of a cutting machine tool to heat the tank of an aqueous parts cleaning machine.
Höchste Rechenleistung für mehr Intelligenz/Highest computing power for greater/more intelligence - Many-Core computers raise performance and reliability
Authors: Papenfort J. , Zabel H. , Frank U.
Published: June 2021

Schnelle, hoch deterministische Steuerungstechnik in Verbindung mit Many-Core-Rechnern steigert die Effizienz und Zuverlässigkeit von Anlagen. Das it’s OWL-Spitzencluster-Pilotprojekt „efa – eXtreme Fast Automation“ erforscht den echtzeitfähigen Einsatz von Many-Core-Rechnern in der Automatisierung. Steuerungsaufgaben sollen so auf die Cores verteilt werden, dass komplexe zeitintensive Berechnungen auf mehrere Kerne verteilt, innerhalb kürzester aufeinander abgestimmter Zyklen bearbeitet und damit Wartezeiten eliminiert werden.

 

Fast, highly deterministic control technology in conjunction with Many-Core computers increases the efficiency and reliability of plants. The it’s OWL project “efa - eXtreme Fast Automation“ of the best cluster competition explores the real-time use of Many-Core computers in automation technology. Control tasks should be distributed to the cores to divide complex time-consuming calculations to multiple cores, to process within shortest coordinated cycles and thereby to eliminate time delays.
Kontaktkräfte beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen*/Contact forces in unguided vibratory finishing
Authors: Klocke F. , Brocker R. , Vits F. , Mattfeld P.
Published: June 2021

Beim Vibrationsgleitschleifen wird der Werkstoffabtrag maßgeblich durch die vorherrschenden Kontaktkräfte zwischen dem Werkstück und den Schleifkörpern bestimmt. Dieser Fachartikel stellt ein Messsystem vor, mit dem die messtechnische Erfassung der Kontaktkräfte beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen möglich ist. Ein Alleinstellungsmerkmal ist dabei die vollständig kabellose Ausführung des Messsystems. Somit wurden die Messergebnisse nicht durch Kabel beeinflusst, die üblicherweise für die Energieversorgung und Datenübertragung notwendig sind. Mithilfe dieses Messsystems wurde der Einfluss folgender Prozesseingangsgrößen systematisch untersucht: Schleifkörpergröße, Unwuchtmotordrehzahl, Versatzwinkel der Unwuchtgewichte sowie die Masse des unteren und oberen Unwuchtgewichts auf die Kontaktkräfte.

 

In vibratory finishing the material removal is influenced by the contact forces between work piece and media. In this paper a measurement system is presented which is able to measure contact forces between work piece and media in unguided vibratory finishing. The unique feature of the measurement system is its completely wireless construction so that the measurement results are not influenced by wires of the force sensor system including the electrical power supply and the data logging. By means of this measurement system, contact forces can be measured in unguided vibratory finishing processes for the first time. Furthermore, the influence of media size and adjustment of the unbalance motor like revolution speed, phase angle and mass distribution between the upper and the lower eccentric weight on the contact forces was investigated.
Automatisierte Qualitätskontrolle*/Automated quality control - Presentation of an innovative stream finishing machine tool with an integrated optical measurement device
Authors: Uhlmann E. , Kuche Y. , Oberschmidt D. , Löwenstein A. , Wiemann S.
Published: June 2021

Vorgestellt wird ein Maschinenprototyp zur Feinbearbeitung von Werkstückkanten und -oberflächen. Dieser verfügt über integrierte optische Messtechnik, die zur Kontrolle der Bearbeitungsergebnisse und gegebenenfalls zur automatisierten Nachbearbeitung eingesetzt werden kann. Mit dem Prototypen werden zum einen Fräswerkzeuge präpariert und zum anderen die Prozessparameter und deren Effekte analysiert. Abschließend beschreibt der Fachbeitrag einen Ansatz zur automatisierten Auslegung der Prozessparameter.

 

This paper presents a machine prototype for the finishing of edges and surfaces of work pieces. The prototype has an integrated optical measurement device, which can be used for the control of the process results and possibly automated remachining. The machine is used for the preparation of milling tools. Process parameters and their effects are analyzed and an approach for the automated setting of the process parameters is shown.
Prozessfähigkeitsuntersuchung mit Messunsicherheit*/Improving process capability assessments
Authors: Kippenbrock K. , Lanza G.
Published: June 2021

Prozessfähigkeitsuntersuchungen vergleichen die Verteilung eines Fertigungsprozesses mit den definierten Toleranzen eines Qualitätsmerkmals. Allerdings kann die Messunsicherheit die beobachtete Qualität des Fertigungsprozesses dabei erheblich beeinflussen. Um die Untersuchung von Prozessfähigkeiten in der diskreten Fertigung zu verbessern, wird die „Entfaltung“ als allgemeine Methode zur mathematischen Korrektur von systematischen und zufälligen Messabweichungen vorgeschlagen.

 

Process capability assessments compare the distribution of a manufacturing process to the defined tolerances of the manufactured part. However, measurement uncertainty can greatly distort the observed performance of manufacturing processes. To reduce the impact of measurement uncertainty on the assessment of a manufacturing process distribution, deconvolution is proposed as a general method to mathematically correct both systematic and random measurement deviations.
Kühlkanalaustrittsbedingungen beim Bohren*/Cooling Channel Exit Conditions in Drilling
Authors: Fallenstein F. , Aurich J. C.
Published: June 2021

Auf Basis von CFD (Computational Fluid Dynamics)-Simulationen wurden VHM (Vollhartmetall)-Wendelbohrer mit unterschiedlichen Kühlkanalaustrittspositionen hergestellt. Mithilfe von Mantelthermoelementen lässt sich die Temperatur während des Bohrens ermitteln und mit der Simulation abgleichen. Die Temperaturen wurden mit dem Verschleiß der Werkzeuge in Relation gesetzt. Davon ausgehend erfolgten Untersuchungen, um die Einflüsse von Kühlkanalaustrittsposition und KSS (Kühlschmierstoff)-Volumenstrom auf den Werkzeugverschleiß zu ermitteln.

 

Based on CFD simulations, cemented carbide twist drills with different cooling channel exit positions were manufactured. These were equipped with thermo couples to measure the temperature during drilling and to correlate it with the simulation. The temperatures were related to the wear of the tools. Based on this, the influences of cooling channel exit position and cooling liquid volume flow rate on tool wear were investigated.
Konzipierung industrieller Produkt-Service Systeme*/Designing Industrial Product-Service Systems
Authors: Song Y. , Herzog M. , Bender B. , Meuris D.
Published: June 2021

Die Transformation zum Anbieter industrieller Produkt-Service Systeme (IPS²) mit kundennutzenorientierten Geschäftsmodellen stellt Unternehmen vor enorme Herausforderungen. Die hier dargestellte Forschungslandkarte soll eine Übersicht wegweisender Erkenntnisse und methodischer Lösungsansätze zur Unterstützung insbesondere in der maßgebenden frühen Entwicklungsphase bieten.

 

The transformation into a provider of industrial product-service systems (IPS²) with business models that are oriented on the customer value confronts business companies with serious challenges. The research strategy map shown here is intended to provide an overview of key conclusions and methodical approaches to support particularly the determining early stage of development.
Quantitative Auswirkungen steigender Komplexität im Werkzeugbau*/Control of complexity for tool and die makers - Determining the complexity cost of a progressive stamping tool
Authors: Hebel S. von , Schleifenbaum J. H. , Boos W. , Schuh G.
Published: June 2021

Aufgrund der steigenden Variantenvielfalt bei gleichzeitig sinkenden Stückkosten steht der Werkzeugbau vor der Herausforderung, Werkzeuge für die Herstellung von Produktvarianten mit geringer werdenden Werkzeugkosten herzustellen. Dies bedingt eine Transparenz über die Wirkzusammenhänge der Kostentreiber bei der Werkzeugerstellung. Werden zwei ähnlich aussehende Produkte mit deutlich divergierenden Werkzeugkosten betrachtet, stellt sich rasch die Frage nach den Ursachen des Kostenunterschieds. Ein aktuell nicht ausreichend definierter Bestandteil bezieht sich auf Kosten, welche durch die Erhöhung der Komplexität in einem Folgeverbundwerkzeug auftreten. Es gilt somit, einen Ansatz zur Bestimmung des komplexitätsbedingten Kostenanteils an den Werkzeugkosten zu entwickeln.

 

Due to the increasing number of variants and cost reduction per part one of the most important jobs for tool and die makers is to produce progressive tools with decreasing tooling costs, especially for product variants. This implies a transparency on the cost drivers of the tool manufacturing in a first step. Comparing two similar looking products causing highly divergent costs leads to questioning the difference in terms of design, manufacturing and assembly. A currently undefined cost item is defined by an increased complexity in a progressive tool. Therefore, it is necessary to develop an approach for determining the complexity based element of the tool costs.
Wirtschaftlichkeit integrierter Fertigungssysteme*/Economic efficiency of integrated manufacturing systems – Comparison of segregated and integrated manufacturing systems with one and two workspaces
Authors: Klocke F. , Tönissen S. , Mattfeld P. , Rey J. , Stauder J.
Published: June 2021

Heutige Herausforderungen durch zunehmende Individualisierung und kürzere Produktlebenszyklen zwingen Unternehmen, ihre Fertigungssysteme in geeigneter Weise anzupassen. Eine Möglichkeit ist die Technologiekettenverkürzung durch Integration verschiedener Fertigungstechnologien auf einer Multitechnologieplattform (MTP). Der Fachbeitrag stellt die Bedingungen für eine wirtschaftliche Effizienz von integrierten Systemen im Vergleich zu Einzeltechnologiemaschinen vor.

 

Today’s challenges resulting from increasing individualization and shorter product life cycles force companies to adjust their manufacturing systems adequately. For this purpose, technology chains can be shortened by integrating different manufacturing technologies in a single multi-technology platform. This paper presents the conditions for economic efficiency of integrated manufacturing systems in comparison to single-technology machine tools.
Wirtschaftlicher Nachweis der Prüfprozesseignung*/Cost-efficient proof of capability for inspection processes
Authors: Voigtmann C. , Wiederhold M. , Schmitt R.
Published: June 2021

Aus zahlreichen Normen kommt die Forderung nach einem Eignungsnachweis für Prüfprozesse. Der Fachartikel stellt Vorgehen und Methoden vor, um den Aufwand für den Nachweis einer Prüfprozesseignung zu verringern. Zum einen wird der Umgang mit einer Vielzahl an Prüfprozessen mittels eines risikobasierten Ansatzes vorgestellt und zum anderen ein strukturiertes Verfahren zur Modellbildung bei komplexeren Prüfprozessen skizziert. Beide Verfahren sind Bestandteil der VDI/VDE-Richtlinienreihe 2600.

 

Many standards and guidelines demand a proof of capability for inspection processes. In this article procedures and methods for reducing the costs for the proof of capability are presented. At first, the handling of many inspection processes using a risk-based approach is described. Second, a structured, model-based approach for the proof of capability of complex inspection processes is outlined. Both topics are part of the VDI/VDE 2600 guideline series.
Alternative Herstellung von elektrischen Leitern in der Mikrotechnik*/Alternative manufacturing of electrical conductors in microtechnology - Conductor tracks for energy supply of power electronics on ceramic components
Authors: Matuschka B. , Granser T. , Rohde M. , Schulze V. , Seifert H. J.
Published: June 2021

Der Fachartikel beschäftigt sich mit der Aufbringung von elektrischen Leiterbahnen aus Aktivlot auf Keramikkörper. In Versuchen konnte eine Befüllung von Kavitäten in Oxidkeramikkörpern mit Aktivlot erzielt werden. Anschließend wurde der Zusammenhang des Volumenanteils der Legierungskomponenten mit dem spezifischen Widerstand untersucht. Dies bietet die Grundlage für weitere Untersuchungen, den elektrischen Widerstand des Lots für die Anwendung als Leiterbahnmaterial zu optimieren.

 

This paper is concerned with the application of electrical traces of active solder on ceramic bodies. In experiments, a filling of cavities in ceramics could be achieved by using active solder. Subsequently, the connection of the volume fraction of the alloy components with the electrical resistance was investigated. This provides the basis for further investigations to optimize the electrical resistance of the solder for use as interconnecting material.
Schneidkantenpräparation von VHM-Mikrofräsern*/Cutting edge preparation of cemented carbide micro milling tools – A comparison of different fine machining processes
Authors: Uhlmann E. , Oberschmidt D. , Löwenstein A. , Polte M. , Winker I.
Published: June 2021

Die Prozesssicherheit beim Mikrofräsen lässt sich mit einer gezielten Schneidkantenverrundung erheblich steigern. Dabei werden durch verschiedene Präparationstechnologien unterschiedliche Geometrien und Einflüsse auf den Fräsprozess erzeugt. Der Fachbeitrag behandelt den Einsatz präparierter Mikrowerkzeuge in Zerspanversuchen, in denen auf die Zerspankräfte, den Verschleiß sowie die Oberflächengüten eingegangen wird.

 

Process reliability in micro milling can be increased by a defined cutting edge preparation. Different cutting edge preparations cause different effects on tool behavior in the downstream micro milling process. In this paper, the process forces, the tool wear and the surface quality of prepared micro milling tools are characterized in cutting tests.
Fräsbearbeitung hochabrasiver Mineralgusswerkstoffe*/Milling of mineral casting materials
Authors: Uhlmann E. , Kaulfersch F.
Published: June 2021

Mineralguss ist aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften als Substitutionswerkstoff für Maschinengestelle aus Stahl und Grauguss geeignet und wird im Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt. Die konventionelle Bearbeitung durch verschiedene Schleif- und Polierprozesse ist zeit-, ressourcen- sowie kostenintensiv. Zur Erhöhung der Produktivität und Verringerung des Ressourcenverbrauchs des Zerspanprozesses werden derzeit Fräsprozesse mit angepassten Werkzeuggeometrien und Schneidstoffen entwickelt.

 

Due to its mechanical properties mineral casting is a substitution material for conventional machine beds made of steel and cast iron and, thereby, is used in the field of mechanical and plant engineering. Their machining by means of grinding and polishing is time-, resource- and cost-intensive. To improve the productivity of the machining process and to ensure the required component quality, milling processes with adapted tool geometries and cutting materials are tested and analysed.