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  • Publication
    Cluster identification of sensor data for predictive maintenance in a Selective Laser Melting machine tool
    ( 2018)
    Uhlmann, E.
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    Pastl Pontes, R.
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    Geisert, C.
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    Hohwieler, E.
    Selective laser melting has become one of the most current new technologies used to produce complex components in comparison to conventional manufacturing technologies. Especially, existing selective laser melting machine tools are not equipped with analytics tools that evaluate sensor data. This paper describes an approach to analyze and visualize offline data from different sources based on machine learning algorithms. Data from three sensors were utilized to identify clusters. They illustrate the normal operation of the machine tool and three faulty conditions. With these results, a condition monitoring system can be implemented that enables those machine tools for predictive maintenance solutions.
  • Publication
    Intelligentes Elektroniksystem für Condition Monitoring in Industrie 4.0
    ( 2016)
    Uhlmann, E.
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    Laghmouchi, A.
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    Ehrenpfordt, R.
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    Hohwieler, E.
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    Geisert, C.
    Im Rahmen dieses Beitrags werden die geplanten Arbeiten des Forschungsprojekts ""AMELI4.0"" vorgestellt. Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt in der Entwicklung und Umsetzung hochintegrierter, vernetzter, energieautarker MEMS-Multisensorsysteme (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme - MEMS) mit intelligenter Echtzeit-Datenverarbeitung auf Sensorebene bei hoher Daten- und Systemsicherheit. Das Multisensorsystem integriert mehrere MEMS-Sensoren zur Erfassung von Körperschall und akustischer Schall in Kombination mit der energieeffizienten Signalvorverarbeitung auf Sensorebene (Smart Data statt Big Data) bei hoher Systemrobustheit in einem modularen Hardware- und Plattformdesign. Des Weiteren werden die adressierten Anwendungsfälle und der Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IPK zum Thema Datenanalyse und Datenmanagement vorgestellt.
  • Publication
    Situationsangepasste Unterstützung von Dienstleistungsprozessen
    ( 2015)
    Uhlmann, E.
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    Geisert, C.
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    Raue, N.
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    Gabriel, C.
    Die Verwendung konventioneller Servicehandbücher ist für die Unterstützung operativer Serviceaktivitäten im technischen Kundendienst immer noch weit verbreitet. Treten im Rahmen des Serviceeinsatzes Probleme auf, muss der Techniker diese im Kontext der Gesamtsituation analysieren und entsprechende Maßnahmen einleiten. Dabei unterliegt insbesondere die Diagnosephase einer starken Unsicherheit bzgl. des Zeitaufwands, da die optimale Vorgehensweise meist stark situationsabhängig ist. Um die Nachteile statischer Servicehandbücher zu beseitigen, wird im vorliegenden Beitrag ein Konzept zur intelligenten Generierung situationsabhängiger Handlungsanweisungen, welche dynamisch von einem Prozessmodell abgeleitet werden, vorgestellt. Das Konzept beinhaltet des Weiteren einen auf modernen Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK) basierenden Ansatz zur Mensch-Maschine-Interaktion zur Unterstützung des Serviceeinsatzes an der Maschine.
  • Publication
    CPS-basiertes Life Cycle Monitoring und Management
    ( 2015)
    Uhlmann, E.
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    Laghmouchi, A.
    ;
    Geisert, C.
    Der Artikel erläutert ein cyber-physisches Anlagensystem (CPS) mit integrierten kommunikationsfähigen Sensoren zur Generierung von Betriebs- und Zustandsdaten. Die IT-Infrastruktur verlinkt Daten aus der Nutzungsphase mit Daten aus der Entwicklungsphase. Condition- Monitoring-Lösungen dienen der Zustandserfassung und -bewertung an verschleißbehafteten Komponenten, wie Kolbenkompressor zur Drucklufterzeugung (Pneumatik) oder Wälzlager (Vorschubachsen). Strategien zur Ermittlung des Instandhaltungsbedarfs auf Basis von Produkt- und Zustandsdaten werden angewendet und die Ergebnisse für Produktionsanlagen anhand des Achsprüfstands evaluiert. Die Vernetzung von Informationen aus der Betriebsphase mit Informationen aus der Nutzungsphase führt zu einem umfassenden Informationsmanagement im Lebenszyklus. Dadurch lässt sich unter anderem die Instandhaltung optimal planen und effizient durchführen. Außerdem können Störungen durch intelligente Verknüpfung von Zustandsdaten mit Daten aus dem PDM- und IPS-System zielgerichtet und frühzeitig behoben werden. Letztlich unterstützt die Verlinkung der Zustands- und Konfigurationshistorie einer Anlage mit den Produktdaten im PDM die Entwicklung neuer Anlagen im Sinne eines Feedback-to-Design.
  • Publication
    Automatisierungstechnik für Erbringungsprozesse hybrider Leistungsbündel
    ( 2012)
    Uhlmann, E.
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    Geisert, C.
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    Raue, N.
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    Stelzer, C.
    Dienstleistungsprozesse im Bereich der industriellen Produktion sind in der Regel durch die aktive Teilnahme des Menschen sowie die Integration eines externen Faktors geprägt. Damit sind bei der Dienstleistungserbringung implizit Unsicherheiten bezüglich Zeit, Kosten und Qualität vorhanden, welche die effiziente und dabei prozesssichere Durchführung von Dienstleistungen maßgeblich beeinflussen. Während die Automatisierung des Zusammenspiels von Sachleistungsanteilen in Produktionsprozessen zum Stand der Technik gezählt werden kann, werden Dienstleistungsaspekte aufgrund der zahlreichen nur schwer beherrschbaren Einflussfaktoren bislang nur rudimentär in Automatisierungskonzepten berücksichtigt. Am Beispiel des verfügbarkeitsorientierten HLB-Geschäftsmodells beschreibt das Kapitel, inwiefern sich die Disziplinen Messen, Steuern, Regeln und Kommunizieren der Automatisierungstechnik auf HLB-Erbringungsprozesse anwenden bzw. adaptieren lassen. Ausgehend von einer Beschreibung der am HLB-Erbringungsprozess beteiligten Akteure und deren Rollen wird zunächst ein Überblick über geeignete Zustandsgrößen zur Charakterisierung des flexiblen und wandlungsfähigen Systems HLB gegeben. Daran anschließend wird eine Kommunikationsarchitektur vorgestellt, welche den HLB-spezifischen Anforderungen an die Interaktion verteilter, mobiler und veränderbarer Sach- und Dienstleistungskomponenten genügt. Das Kapitel schließt mit einer kritischen Diskussion zur Umsetzbarkeit von Automatisierungskonzepten mit integrierten Dienstleistungsanteilen.
  • Publication
    Software optimiert Serviceprozesse an Werkzeugmaschinen
    ( 2012)
    Uhlmann, E.
    ;
    Otto, F.
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    Geisert, C.
    Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Transregio 29 "Engineering hybrider Leistungsbündel" wurden Grundlagen zur Automatisierung von Erbringungsprozessen in hybride Leistungsbündel (HLB) erarbeitet, um die Voraussetzungen für einen geregelten HLB-Betrieb zu schaffen. Innerhalb eines Transferprojektes werden diese wissenschaftlichen Erkenntnisse nun in der Industrie erprobt. Dazu wird eng mit einem mittelständischen Werkzeugmaschinenhersteller zusammengearbeitet und auf Basis aktueller Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK) ein System für die Unterstützung der Mitarbeiter des technischen Service geschaffen. Der Fachartikel erläutert das Konzept und den Stand der Arbeiten des Transferprojektes.
  • Publication
    Software agent based monitoring for a micro milling spindle
    ( 2010)
    Uhlmann, E.
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    Geisert, C.
    ;
    Stelzer, C.
  • Publication
    Measurement of tool temperatures in the tool-chip contact region by embedded thin film thermocouples
    ( 2010)
    Kurz, M.
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    Geisert, C.
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    Oberschmidt, D.
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    Werschmoeller, D.
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    Uhlmann, E.
    Monitoring and controlling thermo-mechanical parameters in the tooling material are imperative for improving the fundamental process understanding, assuring the reliability and meeting the desired workpiece quality of material removal processes. Polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) tools are being used heavily in machining of low carbon steel and superalloys. These processes are very sensitive to variation in local machining conditions and lack a thorough understanding of fundamental thermo-mechanical phenomena. Existing sensors to monitor machining temperatures are not suitable for process control as they are either destructively embedded and/or don't possess the necessary spatial and temporal resolution. This paper presents an approach for assessing temperature data from the close vicinity of the tool cutting edge. For this purpose an array of 9 micro thin film thermocouple sensors, fabricated using standard microfabrication methods, has been embedded into PCBN using a modified diffusion bonding technique. Experiments were performed for assessing tool temperatures under the rake face of the tool and correlating these measurements to cutting force and vibration signatures.
  • Publication
    Dynamische HLB-Netzwerke und die Erbringung hybrider Leistungsbündel auf Basis von Softwareagenten
    ( 2009)
    Meier, H.
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    Krug, C.M.
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    Völker, O.
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    Uhlmann, E.
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    Geisert, C.
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    Stelzer, C.
    Im Beitrag werden ausgehend von der Definition 'Hybride Leistungsbündel' (HLB) die Grundlagen der HLB-Netzwerke, der Aufbau eines HLB-Netzwerks, die Hauptelemente im HLB-Netzwerk und deren Beziehungen untereinander sowie der Liefer- und Kommunikationsfluss im HLB-Netzwerk behandelt: HLB zeichnen sich durch die integrierte und sich gegenseitig determinierende Planung, Entwicklung, Erbringung und Nutzung von Sach- und Dienstleistungsanteilen einschließlich ihrer immanenten Softwarekomponenten aus. Die Realisierung des vorgeschlagenen Geschäftsmodells basiert auf der Nutzung eines Multiagentensystems, in welchem alle am HLB-Betrieb beteiligten Objekte, wie Sachleistung, Netzwerkpartner und Servicetechniker durch Softwareagenten repräsentiert werden. In einem Beispielszenario wird die Interaktion zwischen den Softwareagenten im Falle eines detektierten bevorstehenden Komponentenausfalls auf Grund fortschreitenden Verschleißes beschrieben. In diesem Beispiel ist der Kunde als Zulieferer von Mikrokomponenten für einen Hersteller komplexer Produkte tätig.