EidP Grundlagen at Ernst-Abbe-Hochschule Jena

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Wie wirken sich hohe Qualitätsanforderungen bei der Produktion auf Kosten und Liefertermine aus?


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Machen Sie sich diesen Zusammenhang klar: Herstellen von Stückgütern = Teileherstellung + Montieren + Transportieren


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Es gibt eine Unterscheidung zwischen technischen und Organisationsprozessen. Verdeutlichen Sie sich diesen Unterschied.


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Nennen Sie Beispiele für Anwendungsbereiche der IT in der Produktion

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Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, wenn man sinnvoll automatisieren will?


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Was ist ein digitaler Zwilling?

Überlegen Sie sich Beispiele von digitalen Informationen bei der Produktion eines Fahrrades!

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Warum sind flexible Einrichtungen teurer als Einzweckmaschinen?

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Was kann Digitalisierung bewirken? Was ist mit Disruptivität gemeint?

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Anforderung an die Automation ist eine möglichst hohe Flexibilität des Fertigungssystems. Welche Arten der Flexibilität sind hier wichtig? 


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Nennen Sie die Grenzen der Automatisierung!

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Was ist Produktion?

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Was ist die Fertigung?

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EidP Grundlagen


Wie wirken sich hohe Qualitätsanforderungen bei der Produktion auf Kosten und Liefertermine aus?



  • Höhere Qualitätsanforderungen à  höhere Kosten, aufgrund höherer Standards


  • Höhere Qualitätsanforderungen à längere Liefertermine, da hohe Qualität, fordert hohen Zeitaufwand und hohe Präzision, auch dauert es länger speziellere Teile zu bekommen, da es wenigere Zulieferer gibt – längere Dauer der Produktion

EidP Grundlagen


Machen Sie sich diesen Zusammenhang klar: Herstellen von Stückgütern = Teileherstellung + Montieren + Transportieren


  • Erzeugnis in der Fertigungstechnik = Stückgut
  • Stückgut = Gegenstand, der bei der Herstellung eine spezifische Form, Oberfläche oder Gestalt erhält, Herstellung und Montage von zählbaren festen Teilen mit geometrischer Gestalt
  • Vorprodukte und Halbzeuge und Werkzeuge (Teilherstellung) werden durch Einsatz von Arbeit und Technik (Montieren) und Transport der Teilprodukte (Transport) ein geometrisch bestimmtes Gut – Stückgut - hergestellt 

EidP Grundlagen


Es gibt eine Unterscheidung zwischen technischen und Organisationsprozessen. Verdeutlichen Sie sich diesen Unterschied.


Technischer Prozess:

  • ist ein Vorgang, durch den Materie, Energie oder Information in ihrem Zustand verändert wird (Techniker sprechen von Produktionsprozess oder Fertigungsprozess – Montageprozess, Gärungsprozess, Drehprozess, …)

Organisatorischer Prozess: 

  1. Ist die Folge der Aktivitäten in einem Unternehmen
  2. S. BWL Organisationsablauf – Planen, Organisation/Realisierung, Personaleinsatz, Führung, Kontrolle
  3.  Jede Stufe dieses Prozesses beinhaltet die Merkmale der Zielsetzungs-Mittel-Kapazitätsbestimmung (Finanzen, Personen, Zeit, Raum, Ziel) und Verfahrensbestimmung (Methodenwahl, wie)
  4. Unternehmensziele und Ausrichtung à Produktgruppe, Produktart und Schwerpunkt des Wettbewerbs à Produktentwicklung und Planung der Unternehmensprozesse, Marketing etc. à Realisierung durch Zulieferer, Einkauf, Verträge, Maschinenbeschaffung à geeignete Mitarbeit à Produktion, Auslieferung à Kontrolle – beginnt von vorne

EidP Grundlagen

Nennen Sie Beispiele für Anwendungsbereiche der IT in der Produktion

  • Produktionsplanung à Zeichnung 
  • stellt die Verfahrensweise in Produktion dar à Arbeitsplan
  • Produktentwicklung 
  • Produktionsprogramm
  • Unterstützung der organisatorischen Prozesse à Auftrag, Lieferschein
  • Steuert die Maschinen und Einrichtungen
  • … 

EidP Grundlagen

Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, wenn man sinnvoll automatisieren will?


Prozess muss sich sicher reproduzieren lassen 

  • Besteht aus einer eindeutig bestimmten Folge von Grundoperationen, die entweder
  • Von vornherein eine für allemal festgelegt sind oder 
  • Jeweils von den Ergebnissen der vorangegangenen Operationen abhängt  

Eine Messwerterfassung durch technische Mittel (Sensoren) muss möglich sein  

  • Die zu automatisierenden Vorgänge müssen sich wiederholen  
  • Maschine fährt immer von A nach B 
  • Die zu verarbeitende Menge beträgt immer 1 Volumeneinheit  
  • Varianten in A und B oder V erhöhen Aufwand exponentiell  

der hohe Kapitaleinsatz erfordert eine hohe zeitliche Ausnutzung  

  • 2 Faktoren beeinflussen den Nutzungsgrad entscheidend  
  • Wartungsbedarf  
  • Bedienung  
  • große Stückzahl/Menge der Produkte ist Voraussetzung sonst fallen zu hohe Kosten je Werkstück/Einheit an
  • hohes Investitionskapital muss vorhanden sein  

die an den automatisierten Bereich angrenzenden Bereiche müssen mit möglichst geringem Aufwand angepasst werden können  

EidP Grundlagen

Was ist ein digitaler Zwilling?

Überlegen Sie sich Beispiele von digitalen Informationen bei der Produktion eines Fahrrades!

  • Abbild im digitalen Raum – Erstellung von Produkten mit digitalen Werkzeugen, Begleitung des Produktes im Fertigungsprozess
  • Bsp. Fahrrad:
    1. Planung per CAD-Programm à Zeichnungen der einzelnen Bauteile
    2. Erstellung eines Produktionsplanes durch Simulation der Herstellung- und Montageprozesse
    3. Monitoring der Abläufe und Maschinen à Analysen über Störungen und Optimierungen
    4. Automatisierung von z.B. Schweißarbeiten
    5. Kontrolle von z.B. Schweißnähten durch Ultraschallprüfung
    6. Erstellung von organisatorischen Teilen à Lieferscheine, Nummierung von Teilen etc.

EidP Grundlagen

Warum sind flexible Einrichtungen teurer als Einzweckmaschinen?

  • Flexible Maschinen brauchen mehr Werkzeuge, Vorrichtungen, Messmittel und Betriebsmittel, da sie auf mehrere Prozesse ausgerichtet sind
  • Einzweckmaschinen nur eine Verwendung weniger komplizierte Bauart…

EidP Grundlagen

Was kann Digitalisierung bewirken? Was ist mit Disruptivität gemeint?

Verlagerung von Prozessen in die digitale Welt

  • Digitale Prozesse: Neue Form der Automatisierung die bisher teils nicht möglich war (z.B. fehlende Technikelemente)

Unterstützung von Produktionsprozessen

  • durch Sensorik zum Monitoring von Maschinen und Abläufen
  • Track and Trace: Nachverfolgung von Produktionsaufträgen und Stückgütern

Ermöglichung von höheren Automatisierungsgraden

  • Predictive Maintenance: Vorausschauende Wartung durch Sensorik führt zu weniger Produktionsausfällen
  • Losgröße 1: Individualproduktion
  • Automatisierte Qualitätssicherung

EidP Grundlagen

Anforderung an die Automation ist eine möglichst hohe Flexibilität des Fertigungssystems. Welche Arten der Flexibilität sind hier wichtig? 


  • Einsatzflexibilität
    1. Fähigkeit eines Systems verschiedene Fertigungsaufgaben zu lösen
  • Anpassungsflexibilität
    1. Maß für Zeitdauer und Aufwand beim Übergang eines Fertigungssystems in einen anderen Arbeitszustand

EidP Grundlagen

Nennen Sie die Grenzen der Automatisierung!

Automatisieren ist wirtschaftlich nicht möglich, wenn nachfolgende Forderungen nicht erfüllt sind:


- Der Prozess muss sich reproduzieren lassen

  • Er besteht aus einer eindeutig bestimmten Folge von Grundoperationen
  • Die entweder von vornherein ein für alle Mal festgelegt ist oder
  • Jeweils von den Ergebnissen der vorangegangenen Operationen abhängt

- Eine Messwerterfassung durch technische Mittel (Sensoren) muss möglich sein

  • Fehlende Sensoren sind zum Teil heute noch der Grund, warum nicht automatisiert werden kann
  • Beispiel Entgraten
  • Können Maschinen riechen?

- Die zu automatisierenden Vorgänge müssen sich wiederholen

  • Die Maschine fährt immer von A nach B
  • Die zu verarbeitende Menge beträgt immer 1 Volumeneinheit

- Varianten in A und B oder V erhöhen den Aufwand exponentiell

- Der hohe Kapitaleinsatz erfordert eine hohe zeitliche Ausnutzung

- Faktoren beeinflussen den Nutzungsgrad entscheidend

  • Wartungsbedarf
  • Bedingung

- Große Stückzahl/Menge der Produkte ist Vorraussetzung sonst fallen zu hohe Kosten je Werkstück/Einheit an

  • Bsp.: Roboterzelle im Einschichtbetrieb

Hohes Investitionskapital muss vorhanden sein

  • Automatisierungsprojekte werden in k € und Mio € gerechnet

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Was ist Produktion?

Erzeugung / Herstellung von Gütern und Waren

oder

Bereich eines Betriebes, einer Firma, die mit der Produktion beschäftigt ist

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Was ist die Fertigung?

Herstellung und Montage von festen zählbaren Teilen mit geometrisch bestimmter Gestalt, sogenannte Stückgüter

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