Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Steigerung der Energieeffizienz mittels Energiekennzahlen am Beispiel der Metallverarbeitung

2022 , Sigg, Stefan , Kühn, Armin , Schmidt, Alexander , Roder, Sven , Thiele, Gregor , Krüger, Jörg

Die Energiewende und die einhergehende Forderung nach Effizienzsteigerungen stellen produzierende Unternehmen vor betriebliche und technische Herausforderungen. Methoden und Technologien des Energiemanagements gewinnen damit auch im Mittelstand an Relevanz. Dabei sind Kennzahlen ein Schlüssel, um die aktuelle Energieeffizienz einzuschätzen und Potenziale für Einsparungen zu identifizieren. Der Artikel dokumentiert Erfahrungen der Anwender mit Bezug auf Konzepte aus der Wissenschaft, um Interessierten aus der Industrie den Einstieg in das Thema zu erleichtern.

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Steuerung von Laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen

2021 , Uhlmann, Eckart , Souza Schweitzer, Luiz Guilherme De , Schneider, Peter , Michel, Andre , Hein, Christoph

Laser-induzierte periodische Oberflächenstrukturen (LIPSS) weisen ein hohes Potenzial für Anwendungen in den Bereichen der Oberflächenfunktionalisierung auf. Die Steuerung der Richtung dieser Nanostrukturen kann nur durch Änderung der Laserpolarisation erfolgen. Auf dem Markt gibt es kein System zur automatischen Änderung der LIPSS-Orientierung. Für den industriellen Einsatz ist dies vom Vorteil, um Inhomogenität im Strukturverlauf zu vermeiden. In diesem Beitrag wird eine Systemlösung vorgestellt, indem die Steuerung der Richtung von Nanotexturen ermöglicht wird.

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Automatisierte Erstellung von Virtual-Reality-Schulungen

2021 , Masuhr, Christian , Geiger, Andreas , Konkol, Kathrin

Für den effizienten Einsatz von Automatisierungstechnik ist qualifiziertes Instandhaltungspersonal notwendig, um operative Störungen schnell zu beheben. Diese Schulungen finden heutzutage entweder an realen Anlagen, oder auch bereits in eigens für bestimmte Anwendungsfälle entwickelte VR-Anwendungen statt. Zur Minimierung des Aufwands zur Erzeug von VR-Trainingssimulationen können jedoch bereits existierende Modelle und Simulationen aus dem Prozess der virtuellen Inbetriebnahme genutzt. Die Grundlage für das Training sind eine digitale Simulation und Vernetzung von realer Anlagensteuerung, Robotersteuerung und HMI-Schnittstellen. Dadurch können die Kosten reduziert und die Anzahl von unterschiedlichen Trainingsumgebungen skaliert werden. Die Trainingssimulation wird durch weitere motivierende Elemente erweitert.

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Schnell erholen dank Resilienz im Unternehmen

2020 , Knothe, Thomas , Scholz, Julia-Anne , Oertwig, Nicole , Petrusch, Natalie

Die aktuelle Corona-Pandemie ruft große Unsicherheiten hervor. Durch die Gefahr einer sogenannten ""zweiten Welle"" sehen sich produzierende Unternehmen gezwungen, jederzeit die Produktion herunterfahren und wieder hochfahren zu können. Mit dem schnell verfügbaren individualisierten Bewertungssystem ""Easy Ramp-Up Check"" sind Unternehmen in der Lage, vor, während und nach dem Wiederanlauf, Risiken zu identifizieren sowie passende Maßnahmen abzuleiten. Ergänzt durch das systematische Monitoring der kritischen Prozesse im interaktiven Lagebild, wird eine schnelle und resiliente Reaktion auf ungeplante Störgrößen ermöglicht.

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Resilienz durch dynamisches Prozessmanagement

2021 , Knothe, Thomas , Oertwig, Nicole , Woesthoff, Julia , Sala, Alessandro , Lütkemeyer, Marius , Gaal, Alexander

Krisen treten regelmäßig auf und betreffen aufgrund zunehmender Globalisierung immer mehr Unternehmen gleichzeitig. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein dynamisches Prozessmanagement vorgestellt, welches die Fähigkeit der Früherkennung von Disruptionen und gleichzeitig auch Routine sowie Agilität im Normal- wie auch im Krisenmodus durchgängig unterstützt.

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Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke

2021 , Jäkel, Frank-Walter , Gering, Patrick , Knothe, Thomas

Das Hyperconnected Ecosystems für industrielle Netzwerke wird definiert als die Vernetzung aller relevanten Informationen und deren Erreichbarkeit jederzeit und von überall (hyperconnected). Barrieren zwischen Netzwerkpartnern bzgl. Datenbereitstellung und Zugriff werden reduziert und an aktuelle Anforderungen ausgerichtet. Die Evolution des Netzwerkes wird durch dessen dynamische Anpassbarkeit und flexible Einbindung von Diensten ermöglicht. Schlussendlich soll jede erforderliche Information an jedem Ort sofort in einer bearbeitbaren Form und möglichst ohne Aufwand verfügbar sein. Die Metapher des sozialen Netzwerks, in denen sich Partner finden und nach Bedarf Daten und Leistungen austauschen, dient als Basis für die Strukturen im Netzwerk. Dabei müssen industrielle Anforderungen nach Sicherheit, Souveränität und Transparenz integriert werden. Der Beitrag beschreibt die Vision eines Hyperconnected Ecosystem für industrielle Netzwerke und erste Ansätze zu dessen Umsetzung.

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Integration von ISO 9001:2015 und Ganzheitlichen Produktionssystemen

2020 , Kohl, Holger , Neumann, Konstantin

Ganzheitliche Produktionssysteme und Qualitätsmanagementsysteme nach DIN EN ISO 9001 : 2015 finden sich in zahlreichen Organisationen. Dabei wird das Potenzial beider Systeme nicht ausgeschöpft, wenn diese getrennt voneinander betrachtet werden. Durch die Nutzung etablierter Methoden Ganzheitlicher Produktionssysteme können gleichzeitig Normforderungen erfüllt und Potenziale dieser Methoden genutzt werden. Es wird daher in diesem Beitrag gegenübergestellt, welche Methoden geeignet sind, um die Anforderungen der ISO 9001 zu erfüllen.

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MBSE-Modellierung für Verhaltens- und Struktursimulation

2021 , Zimmermann, Thomas

echnische Systeme werden mithilfe von Modellbasiertem Systems Engineering (MBSE) beschrieben, um eine domänenübergreifende Wissensbasis zu erzeugen, die es den beteiligten Stakeholdern ermöglicht, Systemelemente konsistent und parallel zu entwickeln. Die Qualität dieser Modelle ist maßgeblich dafür, wie effizient dieses Wissen aus dem MBSE auch zur Systemexploration verwendet werden kann, um Systemzusammenhänge zu analysieren, indem verschiedene Modellarten gemeinsam simuliert werden.

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Graphische Programmierung von Industrierobotern

2021 , Chemnitz, M. , Yordanova, M. , Vick, A.

Für die Programmierung von Industrierobotern hat jeder Hersteller seine eigene Sprache entwickelt. Zwar stellen alle diese Sprachen einen ähnlichen Funktionsumfang bereit, der Wechsel des Herstellers erfordert aber meist die Neuentwicklung des Programmes. Diese Programmierung ist häufig textbasiert und erfordert einen hohen Einarbeitungsaufwand. In dieser Arbeit stellen wir ein Framework vor, das eine graphische Programmierung ermöglicht und Programme für unterschiedliche Hersteller generiert.

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Wiederverwendung von Funktionsgruppen im Unikatbau

2020 , Zimmermann, Thomas C. , Manoury, Marvin Michael

Im Serienbau findet bereits umfangreiche Wiederverwendung von Konstruktionslösungen statt, um steigende Komplexität von Produkten beherrschen zu können. Entwicklungsmethoden im Unikatbau sind oft weniger formal ausgeprägt und Synergieeffekte können häufig nicht genutzt werden. In stark regulierten Umfeldern kommen Use-Cases und Funktionen zum Einsatz, um wiederkehrende Features zu identifizieren und so zu Optimierungen in der Systementwicklung, Integration und Absicherung beizutragen.

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