Innovationspotenziale von Prod. Technologien at TU Chemnitz

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Entwicklung von Standard-Prozessen

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Projektierende Fertigungsprozessplanung

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Ordnungsprinzipien für Fertigungsprozesse

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Handlungsschwerpunkte ressourceneffizienter Produktion

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Konsequenzen resourceneffiz. Produktion

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Anforderungen - Technologieeinsatzplanung

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Schmiermittelkonzepte
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Technologie- und Fertigungsplanung

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Vorgehensweise bei der projektierenden Arbeitsweise

                                                           

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Gliederung von Fertigungsprozessen

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Rahmenbedingungen für Innovationen
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Anteil Materialkosten in Deutschland

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Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Entwicklung von Standard-Prozessen

Teileanalyse

  • Klassifizierung der Werkstücke des betrachteten Teilespektrums
  • Gruppierung nach prozessorientierten Merkmalen (Stückzahl, Hauptabmessungen, spezifische Elemente)

-->Prozessteileklassen



Prozessentwicklung der Standardprozesse:

  • Auswahl eines für eine Prozessteileklasse repräsentativen Vertreters (Typenvertreter) als Basis für die weitere Prozessentwicklung
  • Typenvertreter muss kein reales Teil verkörpern, sondern kann als „Komplexteil“ alle in der Prozessteileklasse auftretenden Merkmale in sich vereinigen


Prozessausarbeitung:

  • Entwicklung des Fertigungsprozesses beziehungsweise der Prozesselemente
    -Festlegung und Detaillierung der Fertigungsschritte
    --> Standard-Arbeitsplan (Detaillierungsgrad: Rahmen-, Muster- oder Detail-Standardarbeitsplan)
  • im Rahmen der Prozessausarbeitung können strukturelle Maßnahmen zur Anpassung ggf. bereits vorhandener Standardprozesse an neue Umgebungsbedingungen in die Planung einbezogen werden


Prozessdokumentation

  • in Katalogform (digital oder analog)
  • Voraussetzungen für das Wiederauffinden und /-verwenden der standardisierten Prozesslösungen
  • Klassifikation für Einzelteile kann Grundlage für Kennzeichnung der Prozesse sein

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Projektierende Fertigungsprozessplanung

projektierende Arbeitsweise beruht auf ... Wiederverwendung und Modifikation bereits erprobter Fertigungsprozesse und Prozessfragmente


Eigenschaften:

  • einfacher und schneller Planungsprozess
  • ausreichend homogenes Werkstückspektrum erforderlich
  • hoher Aufwand im Vorfeld der Planung (Bauteil- und Prozessbeschreibungen)
  • geringere Wahrscheinlichkeit optimaler Lösungen


Im Rahmen der projektierenden Arbeitsweise wird unterschieden zwischen:

  • Ähnlichkeitsplanung
  • Variantenplanung
  • Wiederholplanung

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Ordnungsprinzipien für Fertigungsprozesse

  • Auftragsbezogene Ordnung / Fertigungsarten
  • Räumliche Ordnung
  • Zeitliche Ordnung
    (Losfertigung, Fließfertigung, Kombinationen)
  • Fertigungsstruktur / Tiefe
    (geringe Fertigungstiefe, mittlere/große Fertigungstiefe)

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Handlungsschwerpunkte ressourceneffizienter Produktion
  • Prozessstabilität
  • Energie und Materialeffizienz
  • Resourcenkreisläufe/-Vernetzung in PK
  • Verlustfreier Infrastrukturbetrieb
  • nachhaltige Energie- & Materialwirtschaft

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Konsequenzen resourceneffiz. Produktion
  • Kurze Prozessketten für komplexe, präzise Bauteile mit definierten Oberflächen
  • Sinkender, rückverfolgbarer Ressourceneinsatz
  • Dokumentierte Prozess- und Produkteigenschaften

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Anforderungen - Technologieeinsatzplanung

Fertigungstechnologien für technologieorientierte Unternehmen von hoher strategischer Bedeutung


  • optimierte Fertigungstechnologien
    (= Beitrag zu wirtschaftlich günstiger Produktion, zunehmend auch ressourceneffizienter Produktion)
  • eingeschränkte Nachahmbarkeit
    (= nachhaltiger Wettbewerb)


-> Zielgerichtete Auswahl und Verkettung von Fertigungstechnologien

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Schmiermittelkonzepte
  • Vollstrahlkühlmittelschmierung (Emulsion/Öl)  120l/h
  • Minimalmengenschmierung (mit/ohne Druckluft) 0,05l/h
  • Trockenbearbeitung (mit/ohne Druckluft)

- Zentral oder einzeln versorgt

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Technologie- und Fertigungsplanung

Fertigungsplanung:

  • beinhaltet Entwurf und Gestaltung von Fertigungsprozessen zur industriellen Herstellung von Gütern
  • erfolgt auftragsneutral
  • liegt zeitlich vor dem eigentlichen Fertigungsprozess


Eingangsgrößen sind:

- Beschreibung des Erzeugnisses

- Beschreibung/Kenntnis der betrieblichen Ressourcen (Maschinen, Personal,...)

- ggf. Berücksichtigung externer Ressourcen, neuer Verfahren etc.

- Stückzahlen und Losgrößen



Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Vorgehensweise bei der projektierenden Arbeitsweise

                                                           

  • Bauteilklassifikation
  • Prozessklassifikation
  • Ableitung standardisierter Prozesslösungen


Standardisierte Prozesslösungen

  • beschreiben die für ein Bauteil oder ein Bauteilspektrum technisch und wirtschaftlich besten Lösungen.
  • können für unterschiedliche Ebenen der vertikalen Gliederung des Fertigungsprozesses entwickelt werden.


Entwicklung von Standard-Prozesslösungen erfolgt in den Schritten:

  1. Teilanalyse
  2. Prozessentwicklung
  3. Prozessausarbeitung
  4. Prozessdokumentation

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Gliederung von Fertigungsprozessen

...notwendig, um Bewertungen und Modifikationen vornehmen zu können.


  • horizontale (Gliederung nach Fertigungsfortschritt)
  • vertikale (Gliederung nach der Betrachtungstiefe)
  • zeitliche (Gliederung als Voraussetzung zur zeitlichen Planung des Prozessablaufs)

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Rahmenbedingungen für Innovationen
  • gesellschaftl./techn. Bedarf
  • Maschine-Verfahren-Werkstoff
  • Kenntnisse (Naturgesetze, Messsysteme, -Verfahren)
--> fließen in Produkt

Innovationspotenziale von Prod. Technologien

Anteil Materialkosten in Deutschland
40 % Prod.-kosten sind Materialkosten
20 % Prod.-kosten sind Personalkosten

Jährlicher Materialeinsatz. 500Mio. €

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