Werkzeuge
Vorrichtungen,
Maschinen,
Hilfsstoffe,
Prüfmittel,
Handhabungseinrichtung
CAD (Computer aided Design)
CAM (Computer aided Manufacturing)
PPS (Prozessplanung und –steuerung)
SIM/FEM (Simulation/Finite Element Method)
CAQ (Computer aided Quality)
Skizzieren Sie die Basisfunktionen im Fertigungsfluss
Positionieren
Spannen
Stützen
Führen
Prüfung des Prozessparameter auf Eignung
Eliminieren aller systematischer Prozesseinflüsse
Minimierung von Prüf- und Fehlerkosten
Verkürzung der Fertigungsdurchlaufzeit
Sicherstellung einer kontinuierlich gleich bleibenden Prozessqualität
a) Bestimmung der Wirtschaftlichkeit —> Problem: resultierender Nutzen kann nicht quantifiziert werden
b) System ist dann wirtschaftlich, wenn der Mehraufwand durch eine Reduktion der Bearbeitungszeiten ausgeglichen werden kann
Beispiele für Kennzahlen
Operative Kennzahlen
Produktionskennzahlen
Produktivitätskennzahlen
Materialbereichskennzahlen
Erfolgskennzahlen
Strategische Kennzahlen
Vertriebskennzahlen
KZ für Kundenattraktivität
KZ für die Position beim Kunden
Werkzeug-/Tool- Management (Chancen und Risiken) bzw. Vor und Nachteile
a) Vorteile
i. Entlastung des Unternehmens
ii. Transparente Kostenübersicht
iii. Transparente Fertigung
iv. Konzentration auf Kerngeschäft
v. Erhöhung der Produktivität
b) Nachteile
i. Innovationsverlust
ii. Höheres Risiko durch Abhängigkeit vom Toolmanager
iii. Einführungskosten (Verwaltung, Mitarbeiterschulung)
Beispiel Nutzungsgrad
Was sind Hilfsstoffe?
Hilfsstoffe sind Stoffe, die bei der Herstellung und/oder vorgesehenen Nutzung eines Gegenstandes eine vorgegebene Funktion erfüllen und im Enderzeugnis enthalten sind.
• Lacke, Schmierstoffe, Fügewerkstoffe
Arten von Kennzahlen
a) Absolute Zahlen
i. Gewinne
ii. Cash Flow
iii. Unternehmenswert
b) Verhältniszahlen
i. Messzahlen bzw. Indexzahlen: z.B. Preisindex
ii. Beziehungszahlen: z.B. Eigenkapitalrentabilität
iii. Gliederungszahlen: z.B. Fremdkapitalanteil
Fähigkeitskenngrößen (indizes)
Prozessfähigkeitsindex cp à beurteilt die Streubreite der tatsächlichen Verteilung für die betrachtete Größe in Bezug auf das vorgegebene Toleranzfeld
a) Alles >1 bedeutet, dass der Prozess innerhalb der erlaubten Grenzen liegt
Alles >1 bedeutet, dass der Prozess innerhalb der erlaubten Grenzen lieg
b) Kritischer Prozessfähigkeitsindex cpk —> beurteilt die Lage des gemeinsamen Mittelwerts bezüglich der Toleranzgrenzen
c) Forderungen aus der Praxis an die Prozessfähigkeit
i. cp ≥ 1,33 (Forderung von Ford und Bosch) - Streubreite nur zu 75% ausgenutzt
ii. cp ≥ 2,0 (Forderung von Motorola) – Streubreite nur zu 50% ausgenutzt
d) Zentrierte Verteilung: cp = cpk
Einsatzbereiche unterschiedlicher Fertigungskonzepte
—>Produktivität in Abhängigkeit von Flexibilität
Einflussgrößen auf die wirtschaftlichen Einsatzbereiche unterschiedlicher Fertigungskonzepte, nach Kief
—> Herstellkosten/Stück in abbh. von Stückzahlen/Jahr
Prozessfähigkeit:
Beschreibt die Fähigkeit oder Eignung der Betriebsmittel die Produkte innerhalb der gegebenen Kriterien zu fertigen
Ein Prozess wird dann als "fähig" bezeichnet, wenn cp ≥ 1
Prozesssicherheit:
Besteht wenn die vom Prozess erzeugten Produkte dauerhaft die vorgegebenen Kriterien erfüllen
Kostenanteil der Werkzeugversorgung
durchschnittlich ca. 4-6 % der gesamten Fertigungskosten
—> Sollten nicht eingespart werden, nicht viel zu holen
Beispiel Analyse Reperatur-Zeit-Verteilung
CPS (Cyber-Physischen-Systeme):
„physische Artefakte“ die durch eingebettet Computersysteme kontrolliert überwacht, koordiniert und in ein Netzwerk eingebettet werde
Fusion von realer und virtueller Welt
CPPS (Cyber-Physischen-Produktionssysteme):
Entstehen durch den Einsatz von CPS
Flexible und autonome selbstkonfigurierende Produktionsressourcen, die untereinander und mit Produkten kommunizieren und situationsspezifische Entscheidungen treffen
1) Auswirkung falscher Einspannung bei dünnen/planen Werkstücken
a) Darauf achten, dass die Vorrichtung an das WS angepasst ist und den Prozess nicht behindert
—> Verformung des WS in radialer und axialer Richtung möglich
1) Risikoprioritätszahl
a) RPZ = A * B * E (1 < RPZ < 1000)
b) A = Risikobeurteilung = Wahrscheinlichkeit des Auftretens
c) B = Bedeutung des Fehlers
d) E = Entdeckungswahrscheinlichkeit des Fehlers
1) Innovative Spannsysteme
Möglichkeit zum Spannen von WS mit hoher Wiederholgenauigkeit
Schnellwechselspannsystem
Maßnahmen zur Nutzungsgradverbesserung
a) Minimierung von Nebenzeiten
b) Vermindern von Stillstandszeiten
c) Taktabgleich
d) Pufferbildung
Nennen sie die charakteristischen Daten für Zerspanungswerkzeuge
a) Prozessdaten
i. Geometrische Daten
Werkzeugabmessungen, Anschlussmerkmale, Toleranzbezogene Daten
ii. Technologische Daten
materialbezogene Daten, Schnittparameter, Kühlschmierstoff
iii. Allgemeine Daten
Herkunft, Alter und Hersteller von WZ
b) Verwaltungsdaten
i. Organisatorische Daten
Auftragslosgröße, Bestandsdaten, Bestelldaten
ii. Historiendaten
„Lebenslauf“ des WZ zu Vorhersagen genutzt
iii. Identifizierende Daten
iv. Zustandsdaten
1) Werkzeuglängen- und Radienkorrektur am Drehmeißel
a) WZ können niemals perfekt (ideal spitz) sein
b) WZ-Abmessungen sind im Laufe der Zeit Änderungen unterworfen (z.B. durch Verschleiß)
c) Mit modernen CNC-Maschinen werden die WZ vor ihrem Einsatz identifiziert und vermessen
d) Beispiel Radienkorrektur à ohne die entsprechenden Informationen keine präzise Fertigung möglich
e) In modernen WZ-Maschinen sind Vorrichtungen für eine interne WZ-Vermessung integriert
Was sind Betriebsstoffe?
Stoffe, die bei der Herstellung eines Gegenstandes notwendig, aber in diesem nicht enthalten sind.
• Stoffe um Betriebsmittel zu betreiben
1) Reales Produkt verknüpft mit digitalem Zwilling
Entwicklung der Fehlerkosten
a) Vermeidung von potenziellen Fehlern bereits in der Planungsphase eine sinnvolle Möglichkeit, die Kosten zu reduzieren
b) Auch hinsichtlich der Attraktivität eines Produkt beim Kunden ist die rechtzeitige Vermeidung von Fehlern wichtig
c) Ab einem bestimmten Punkt kann man den Fehler nur noch entdecken, nicht mehr vermeiden
i. Während der Fertigung
Nenne die Stufen der Werkstückhandhabung
Nachweis der korrekten Umsetzung von Anforderungen für ein Produkt und Prozess
Welche Gliederungsmöglichkeiten von Vorrichtungen existieren
Fertigungsverfahren (Bohrvorrischtung)
Verwendungsart (Universalvorrichtung)
Teileanzahl (Einfachvorrichtung)
Einsatzart (Mess- und Prüfvorrichtung)
Erklären Sie den Begriff Digitaler Schatten
Erfassung, Speicherung und bereitstellen der Daten in Echtzeit
Aus diesen Daten können in Echtzeit Informationen zu dem Verhalten des realen Prozesses gewonnen werden – durch Parallelität „digitaler Schatten“
Qualität der Daten entscheidet über Qualität des „digitalen Zwillings“
Was sind Prozessorientierte Analysen
Weisen Schwachstellen in komplexen Abläufen bzw. Systemen aus und geben Hinweise auf durchzuführende Maßnahmen
Mögliche Zusammensetzung eines FMEA-Teams
a) Entwurf/ Design
b) Konstruktion/ Design
c) Arbeitsvorbereitung, Materialdisposition
d) Fertigungsmittelkonstruktion
e) Fertigung
f) Qualitätssicherung
g) Marketing
Erklären Sie den Begriff digitaler Zwilling
Digitales Abbild eines Produkts mit den Eigenschaften, dem Zustand und dem tatsächlichen Verhalten durch Modelle, Informationen und Daten erfasst
Verknüpfung von Simulationsmethoden, Wechselbedingungen, Algorithmen, einem digitalen Vorlagenmodel und individuellem digitalen Schatten
Auskünfte über das Verhalten des realen Produkts bei Änderung eines Prozessparameters
Welche Nutzungsgrade gibt es und wie sind Sie definiert?
a) Zyklusnutzungsgrad = zeitliche Nutzung in Zyklus / Takt
b) Zeitlicher Nutzungsgrad = Hauptnutzungszeit / Zeit je Einheit
c) Gesamtnutzungsgrad
Was sind Kennzahlen ?
a) Quantitative erfassbare Messwerte
b) Zur sinnvollen und aussagefähigen Verdichtung und Gegenüberstellung vorhandener Informationen
c) Maßstabswerte für inner- und zwischenbetriebliche Vergleiche
d) Nicht jede Kennzahl kann überall eingesetzt werden, auch wenn sie ein Ergebnis ausgibt à manchmal z.B. kein cp / cpk Wert sinnvoll (wenn z.B. nicht normalverteilt)
Stelle die Überwachung der Fertigung dar.
Beschriften Sie die „Ver- und Entsorgung eines Fertigungsprozesses
Nennen Sie 5 Kriterien nach denen Prüfmittel eingeteilt werden mit Bsp.
Messgröße (Länge)
Messprinzip (mechanisch)
Messmethode (direkt)
Verwendungszweck (Einzweck)
Automatisierungsgrad (manuell)
Was sind Messmittel?
Oberbegriff für anzeigende Messgeräte. Maßverkörperungen und Lehren sowie Hilfsmittel
Beispiel: Mechanische Messmittel
• Messgeräte
Anzeigende (Messschieber)
Maßverkörperung (Maßband)
• Lehren (Prüflehrdorn)
• Hilfsmittel (Stützwinde)
Andere Verfahren: Pneumatisch, Elektrisch, Optisch und Opto-Elektronische Messgeräte
Nennen Sie die Einteilung von „Handhaben“ nach VDI 2860 und geben Sie jeweils ein Beispiel.
Speichern (geordnetes Speichern)
Menge ändern (Teilen)
Bewegen (Drehen)
Sichern (Halten)
Kontrollieren (Prüfen)
Nenne mindestens drei Fertigungskonzepte der spanenden Fertigung.
Universalmaschinen
BAZ
Fertigungsinsel
Fertigungszelle
Fertigungssystem
Sondermaschinen
Nennen Sie die Formel zu Berechnung der Fertigungskosten mit n Teilvorgängen + geben Sie eine Legende an.
Skizzieren Sie den Verlauf der Fertigungszeiten über dem Zeitspanvolumen + geben Sie
eine Legende an
Zeige die Strukturebenen der dezentralen Fertigung auf
Aktionsebene: Koordination von Aktoren und Sensoren
Steuerungsebene: Koordinierung einzelner Aktionen, dass Bearbeitungsprozesse entstehen – Ebene der Maschinensteuerungen
Führungsebene: Fällen von dispositiven Entscheidungen, die das jeweilige Fertigungssystem betreffen
Leitebene: Koordination der verschiedenen Arbeitssysteme eines Fertigungsbereichs, planende und kontrollierbare Aufgaben
Planungsebene: Aufbereitung und zur Verfügung stellen der in den fertigungsvorgelagerten Bereichen erzeugten Informationen
Was ist die Aufgabe einer rechnergestützen Fertigung?
Steuerung bzw. Koordination von rechnergestützen Produktionsmaschinen
Transport- und Lagereinrichtungen im Fertigungsbereich
Koordination von Informations- und Materialfluss in flexibel automatisierten Fertigungseinrichtungen
Welche Aufgaben sind auf der Seite des Informationsflusses beim Fertigungsleitrechner zu erfüllen?
Verwalten und Verteilen der NC-Programme
Verwalten der Werkzeugbestände
Fertigungsfeinplanung
Roh- und Fertigteiltransport
Werkzeugtransport und Späneentsorgung
Nenne typische Transportsysteme
Fahrerloses Transportsystem
Rollenförderer
Hängebahnen
Nenne Merkmale für eine rechnergestützte Fabrik
Automatische Fertigung eines variablen Produktionsprogramms bei direkter Rechnersteuerung
Kontinuierliche Optimierung der Fertigungssteuerung und Ablaufplanung
Bidirektionale Regelung des Materialflusses und der Bearbeitungsoperationen
Dynamische Bereitstellung, Koordinierung und Zuweisung aller zu disponierenden Fertigungsmittel wie bspw. Materialien, Werkzeuge und WZM sowie Transport-, Spann- und Prüfmitteln
Zeige die vier Stufen der industriellen Revolution auf.
Industrielle Revolution
Einführung mechanischer Produktionsanlage (Wasser- / Dampfenergie)
Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion (Strom)
Industreille Revolution
Einsatz von Elektronik und IT zur Automatisiertung
auf Basis Cyber-Physischer-Systeme
Definiere Industrie 4.0
Technische Integration von CPS in die Produktion und die Anwendung des IOT in industriellen Prozessen
Vernetzung technischer Systeme in Echtzeit
Was gehört zum Toolmanagement?
Ausbildung der Wirkelemente
Schnittstelle zur Maschine
Konstruktiver Aufbau
Fertigungsmöglichkeiten
Handhabung
Sie möchten für die Fertigung eines komplexen Bauteils eine NC-Bahn mit Hilfe eines CAMSystems erstellen. Welche Randbedingungen müssen Sie mit dem Maschinenbediener absprechen? Nennen Sie drei (und erläutern Sie diese kurz).
Fertigungsverfahren
Spindeltyp
Peripherie
Nenne die unterschiedlichen Lagerstrategien
Zentrale Lagerung (eine ortsfeste Werkzeugausgabe)
Dezentrale Lagerung (mehrere Werkzeuglager/Werkzeugautomaten)
Nenne die 3 Eckpunkte einer effizienten Fertigung
Rohstoffe
Prozess-/Produktionsdaten
Nennen Sie zwei Möglichkeiten der Werkzeugüberwachung und erläutern Sie jeweils kurz den Rückschluss auf den Werkzeugverschleiß
Prozessbegleitende Überwachung: Durch stetiges Messen von Zerspankraft, Wirkleistung oder Körperschall und Vergleichen mit Soll-Werten
Bsp.: Piezoelektrische-Sensoren, Körperschallmessung, Lasermesssysteme, Messung mittels KSS
rechtzeitiges und zuverlässiges Erkennen von Fehlern
Überwachung nach dem Prozess: Durch Geometriekontrolle des Werkzeugs vor und nach jedem Bearbeitungsprozess
Maschinenextern: Werkzeugvermessungsgeräte oder -voreinstellgeräten
Maschinenintern: Taster oder Lasersysteme
Indirekte Überwachung durch Vermessung der Werkstücke: Über die Vermessung der Werkstücke
Nenne Vor- und Nachteile der prozessbegleitenden Prozessüberwachung
Vorteile:
Produktionszeit wird nicht verlängert
Maschine kann bei Werkzeugabbruch im Augenblick gestoppt werden
Vermeidung einer höheren Ausschussquote
Nachteile:
Keine 100%ige Erkennungssicherheit
Nicht für jede Bearbeitung geeignet
Erkennung des Fehlers kann u.U. erst bei der Bearbeitung des nachfolgenden Werkstücks erfolgen
Erläutere das Prinzip der piezoelektrischen Sensorik
Messung der Kräfte über lineare elektromechanische Wechselwirkung zwischen dem mechanischen und dem elektrischen Zustand von Kristallen
Erfassung der Ladungsverschiebungen in bestimmte Orientierungsausrichtungen des Kristallgitters
ein- oder mehrdimensionale Messung der Kräfte
Erläutere das Prinzip der Körperschallmessung.
spezifische Schallfrequenzen während des Bearbeitungsprozesses
Frequenzen der Maschinenantriebe sind anders als die Zahneingriffsfrequenz eines Fräswerkzeuges
Bruchgeräusche sind anders bzw. um ein Vielfaches größer als Arbeitsgeräusche
Übertragung der Signale: rotierender Sender am WZ und festen Empfänger, Sensor am WZ, KSS-Strahl als Schallwellenleiter
Erläutere das Prinzip der Lasermesssysteme
sehr sichere und μm-genaue Prüfverfahren, weniger störanfällig und robust
Nenne vor- und Nachteile der Überwachung nach dem Prozess
Erkennung von Werkzeugschäden und daraus resultierende notwendige Korrekturen von der Bearbeitung des folgenden Werkstücks
Erhöhung der Produktionszeit durch höhere Nebenzeiten
Erkennung eines defekten Werkzeugs meist zu spät - Ausschussproduktion
Nenne Vor- und Nachteile der indirekten Überwachung durch Vermessung der Werkstücke.
direkte Kontrolle der Werkstückgeometrie und geringe Einfluss auf die Produktionszeit, da Produktion nicht angehalten werden muss
zu spätes Erkennen von Ausschuss
Abweichungen mit der Soll-Geometrie können nicht eindeutig dem Werkzeugverschleiß zugeordnet werden, da viele Faktoren Einfluss haben
Nenne die Automatisierungsgerade beim Tool-Management
Beschaffung und Aufbereitung der Werkzeuge für den betreuten Prozess
Beratung durch Tool Manager
Interner Transport der Werkzeuge, Technische Gutachten, Prozessoptimierung
Logistik, Administration, Aufbereitung aller Werkzeuge durch LMT
Complete Care
Welche Alternativen zum Toolmanagement gibt es?
Outsourcing: Fremdvergabe an externen Dienstleister
komplett
selektiv: auf Grundlage einer ACB-Analyse - 80% des Umsatzes werden von 20% der Produktionsgüter erreicht
Effiziente Werkzeuglagerung:
zentrale Lagerung
dezentrale Lagerung
Werkzeugverwaltung im CAM-System: Vernetzung von Konstruktion und Fertigungsabteilung
Werkzeugverwaltung im bestehenden SAP-System: Angaben zu Werkzeugdaten wie Lager- und Einsatzort, -dauer, Anzahl gefertigter Teile etc.
Nenne Vorteile der dezentralen Lagerung.
kürzere Wegezeiten – kürzere Stillstandszeiten
Reduzierung der Teilevielfalt
Nachvollziehbarkeit des Werkzeugkreislaufs
Was ist CIMSOURCE?
Vereinigung von 22 Werkzeugherstellern, die eine gemeinsame Werkzeugdatenbank mit insgesamt 220.000 Werkzeugkomponenten im Internet anbieten
Nenne die Schnittstellen der Vorrichtung.
Mensch
Werkzeugmaschine
Handhabungsgeräte
Werkstück
Nenne Ziele und Zwecke einer Vorrichtung
Primär: Erfüllen einer Funktion und Qualitätsansprüchen
Sekundär: Verallgemeinerung des Fertigungsablaufs durch geometrische und technologische Anpassung
Tertiär: zeitliche und technologische Optimierung des Fertigungsablaufs – Gestaltung der Durchführung von Arbeitsgängen wirtschaftlicher, leichter und sicherer
Nenne die Funktionen einer Vorrichtung in einem Fertigungssystem
• Bearbeitung: Überwachen, Messen, Schützen
• Materialfluss: Orientieren, Bereitstellen, Handhaben
• Werkstück: Positionieren, Stützen, Spannen
• Werkzeug: Führen
Nenne eine Gliederung von Vorrichtungen nach der Ausführungsform und Art der
Spannkrafterzeugung von Spannvorrichtungen
• Hydraulische Vorrichtung
• Pneumatische Vorrichtung
• Elektromagnetische Vorrichtung
• Plastische Medien
Nenne Vor- und Nachteile eines Nullpunktspannsystems.
Vorteile
Wiederholgenauigkeit ≤ 10 μm
Temperaturunempfindlich
Stabile Schraubenverbindung
Nachteile
Wirtschaftlicher Einsatz abhängig von
der Losgröße
u.U. hohe Investitionskosten
Reinigung und Instandhaltung
notwendig
Nenne die Arten des Stützens.
• Mechanische Abstützung
• Automatische Abstützung
Nenne Anforderungen an eine Vorrichtung.
• Sicherung gegen falsches Einlegen
• Spänefluss
• Handling des Werkstücks
• Arbeitssicherheit
Nenne die Richtlinien zur Anwendung von Kennzahlen.
Der Aufbau von KZ ist so zu gestalten, dass sie zu einer Aussage über einen wesentlichen Sachverhalt führen.
vertretbarer Aufwand für Datenerfassung
ein gezielter Eingriff in das betrachtete Arbeitssystem ist möglich
Den Verwendern der KZ sollten möglichst nur die von einer vorgegebenen Norm abweichenden Kennzahlen vorgelegt werden.
Gegebene betriebliche Kennzahlen regelmäßig auf ihre Aktualität und Aussagefähigkeit hin prüfen
Durch was können Nutzungsverluste in der Fertigung verursacht werden?
• Mensch
• Maschine
• Material
Nenne die beeinflussenden Faktoren für die Wirtschaftlichkeit von
Fertigungseinrichtungen.
• Aufwand für die Beschaffung, Betrieb und Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft
• Mengenleistung
Was ist die Hauptnutzungszeit?
Planmäßige, unmittelbare Nutzung des Betriebsmittels im Sinne seiner Zweckbestimmung
Was ist die Nebennutzungszeit?
• Zeiten zur Vorbereitung des Betriebsmittels, Handhabung, Messen usw.
• Rüsten, Handhabungsfunktionen, Werkstückwechsel, Zustellbewegung
Wodurch wird die zeitliche Ausnutzung von Fertigungseinrichtungen beeinflusst und welche Maßnahmen können eingeleitet werden? Störungen
• Organisatorischen bzw. informatorischen Störungen: Rüstteams, Gruppenarbeit, vorbeugende
Wartung
• Personelle Störungen: Einweisung, Aus- und Weiterbildung
• Technischen Störungen: WZ-Konzepte, Überwachungseinrichtung
Störungen führen zu Stillstandszeiten: Werkzeugwechsel, Betriebsstörungen Ausfälle von Bauteilen
Wovon hängt die Stillstandszeit einer Fertigungseinrichtung ab?
• Zuverlässigkeit der Komponenten
• Instandhaltungsfreundliche konstruktive Gestaltung
• Betriebsweise
• Organisatorischen/informatorischen Randbedingungen
• Durchführung von Instandhaltungsaufgaben
Nenne Hilfsmittel bei Analysen von Fertigungsprozessen.
• Aufzeichnungen
• BDE
• Statistische Überwachung
• Kennzahlbildung
Was beschreibt die Mengenleistung, welche Arten gibt es und wie lassen sich diese berechnen?
Pro Zeiteinheit bearbeitete Werkstücke
• Reale Mengenleistung
• Theoretische Mengenleistung
• Ideale Mengenleistung
Welche Folgen können Störungen verursachen?
• Anschluss und oder Nacharbeit
• Kosten an Betriebsmitteln
• Reparaturen und
• Stillstände
Nenne Möglichkeiten zur Einflussnahme und Optimierung von Prozessen. Welche Möglichkeiten gibt es in der Planungsphase mögliche Fehlerursachen und Fehlerfolgen systematisch zu bewerten?
• Ausfalleffektanalyse (FMEA)
• Fehlerbaumanalyse
• Ereignisablaufanalyse
Was ist die Ereignisablaufanalyse?
• Abbildung komplexer Störungsabläufe
• Ausgehend von einem Störereignis werden die möglichen Ereignisabläufe bis hin zu unterschiedlichen Endzuständen im logischen Modell entwickelt
Wie ist der grundlegende Ablauf der FMEA - Fehler-, Möglichkeits- und Einfluss-Analyse?
• Voraussetzungen schaffen
• Vorarbeiten leisten
• Einzelschritte durchführen
• Risikoprioritäten ermitteln
• Verbesserungsmaßnahmen ermitteln
Welche Arten der FMEA gibt es?
System-FMEA: ganzheitliche Betrachtung des Systems und umfassende Betrachtung des geplanten oder auch vorhandenen Systems
Während der Definitionsphase eines Projekts/Produkts
Konstruktions-FMEA: gründlicher Check bezogen auf das Produktlayout
Soll das Produkt gegen Schwachstellen jeglicher Art absichern wie Geometrie, Zuverlässigkeit, Funktionalität
Prozess-FMEA: Aufzeigen aller Störfaktoren und ungewollten Zustände, die einen einwandfreien Produktionsablauf erschweren
Qualitätsfähigkeit, Sicherer und stabiler Prozess, Verfahrenssicherheit
Nenne die Einflussfaktoren auf die Arbeitsgenauigkeit einer WZM
• Umwelt: fremderregte Schwingungen, Schwankungen der Hallentemperatur
• Mensch: Qualifikation, Arbeits- und Umweltbedingungen
• Methode: Werkzeugverschleiß, ungünstige Prozessparameter
• Material: Chargenwechsel, Eigenspannungszustand
• Maschine: Schwingungen, Lagerspiele
Wovon wird das Arbeitsergebnis beeinflusst?
• Bedienung
• Werkstück
• Umgebungsbedingungen
Welche Arten von Abweichungen gibt es?
Systematische: Ursachen-Wirkungsprinzip bekannt – können durch entsprechende Maßnahmen kompensiert werden
Zufällige: stochastisches Bild und Streuung um einen Mittelwert
Was sind die Unterschiede zwischen cp und cpk?
Der Cp-Wert berücksichtigt nicht das Prozesse häufig nicht zentriert sind
Da der Cp-Wert nicht berücksichtigt, dass Prozesse häufig nicht zentriert sind, gilt in diesen Fällen der Prozessfähigkeits-Index Cpk. Er beinhaltet die Mittelwertverschiebung im betrachteten Prozess
Ihr Kunde bestellt aktuell ein Bauteil bei Ihnen mit einem Prozessfähigkeitsindex von Cp = 1. Die neue Forderung lautet Cp = 2. Wird ihr Aufwand in der Fertigung und Qualitätssicherung dadurch geringer?
Nein! Dadurch wird der Aufwand größer, da cp>=1 nur bedeutet, dass der Prozess fähig ist das Teil zu produzieren und größere Zahlen bedeuten, dass das Teil sicherer innerhalb der
Vorgaben liegt.
Was geben die Kennzahlen cm, cmk, cg und cgk an?
• cm = Maschinenfähigkeitsindex
• cmk = kritischer Maschinenfähigkeitsindex
• cg = Messgerätefähigkeitsindex
• cgk = kritischer Messgerätefähigkeitsindex
Was ist die Messfähigkeitsuntersuchung?
• Auskunft über die Funktionstüchtigkeit und Eignung einer Messeinrichtung für eine bestimmte Messaufgabe im Betrieb
• Beruht auf der Forderung, dass die Unsicherheit der Messeinrichtung nur 20% der Werkstücktoleranz ausmachen darf
• Wiederholte Messungen an Werkstücken oder Normalen
Nenne Methoden zur Überwachung und Regelung von Fertigungsprozessen.
• Kontinuierliche Qualitätsüberwachung
• Statische Qualitätsüberwachung
• Statistische Prozessregelung (SPC)
Zeige die Wertschöpfungskette auf.
Was ist ein PLM-System?
• IT-Lösungssysteme
• Überblick über Daten, die bei Entstehung, Lagerhaltung und Vertrieb eines Produkts anfallen, einheitlich gespeichert, verwaltet und abgerufen werden
Was gehört zum Produkt-Lifecycle-Management?
• Konstruktion
• Produktion
• Dienstleistung
• Entwurf
Nenne Vorteile des Einsatzes von CAx-Systemen.
• Steigerung der Produktivität
• Erhöhung der Flexibilität
• Erhöhung der Qualität und Prozesssicherheit
• Verringerung der Entwicklungszeit und -kosten
Wonach lassen sich CAD-Systeme Klassifizieren?
2D – Linien, Kreise, Ellipsen, Splines
• 2 ½ D
zweidimensionale Konturzüge eines technischen Objekts mit einer konstanten Ausdehnung oder Rotation im Raum - Erzeugung einer 3D-Ansicht möglich, jedoch keine Modellierung
zweidimensionale Beschreibung in unterschiedlichen Ansichten
• 3D – Punkte, Linien, Kurven, Flächen und Volumenprimitiva
Nenne Aufgaben eines PPS-Systems.
• Produktionsprogrammplanung
• Mengenplanung
• Termin- und Kapazitätsplanung
• Betriebsmittelorganisation
• Auftragsveranlassung und -überwachung
Wie lassen sich PPS-Systeme in Bezug auf den Planungshorizont einteilen?
• Langfristige Planung (bis zu 5 Jahre)
• Mittelfristige Planung (etwa 1 Jahr)
• Kurzfristige Planung (Stunden bis Wochen)
Stelle PPS-Systeme und Fertigungsleitsysteme in Bezug auf Planungshorizont,
Datenmengen und Reaktionszeit gegenüber
Nenne je 2 Einflüsse auf den Kostenverlauf und die Nutzenentstehung von CAD/CAM Systemen
• Kostenverlauf:
Lizensierte Software
Systemkonfiguration
• Nutzenentstehung:
Entwicklungsgeschwindigkeit
Lerntempo Mitarbeiter
Nenne Ziele von und Problematiken mit AR und V
• Ziele (Vorteile):
Verkürzte Durchlaufzeit -> reduzierte Kosten
Verbesserte Qualität
Höhere Prozesssicherheit
• Problematiken (Nachteile):
Hohe Kosten
Hoher Einführungsaufwand
Um hohe Realität zu erreichen sind hohe Rechenaufwände notwendig
Welche Hilfsmittel können bei VR und AR eingesetzt werden?
• Datenhelme
• Datenhandschuhe
• 3D-Monitore
• Shutterbrillen
Nenne 3 Vorteile intelligenter Werkzeuge
• Geringerer Instandhaltungsaufwand
• Zuverlässige Prozessüberwachung
• Relativ geringer Preis
Wofür steht die Abkürzung IoT?
IoT (Internet of Things):
Netzwerk intelligenter Objekte die in Echtzeit über internetähnliche Strukturen miteinander kommunizieren und Daten austauschen
- Smart Factorys
Nenne Möglichkeiten und Herausforderungen von IoT.
Möglichkeiten
Individualisierung von Produkten
Steigende Automatisierung der Abläufe
Selbstdiagnose der Komponenten und Anlagen zum Ziel der Minimierung von Kosten
Herausforderungen
Große Datenmengen müssen gespeichert
und verwaltet werden
Hohe Anforderungen an die
Netzwerksicherheit
Bessere Zugänglichkeit für Klein- und
Mittelständler
Was ist eine Smart Factory?
• Herstellung von Smart Products, die das Wissen über ihren Herstellungsprozess besitzen und ihre Fertigung und Weiterverarbeitung aktiv unterstützen
• Mit weiteren intelligenten Diensten und Dingen Teil einer intelligenten Infrastruktur
Stelle das Dilemma von Einzelmaßnahmen dar und erläutere dieses.
Viele sich gegenseitig beeinflussende Faktoren zur Steigerung der Effektivität machen Einzelmaßnahmen unmöglich
Nenne je 2 Teilfunktionen der Produktionssteuerung und der Produktionsplanung
• Produktionssteuerung:
Auftragsveranlassung
Auftragsüberwachung
• Produktionsplanung:
Produktionsprogrammplanung
Mengenplanung oder Materialwirtschaft
Definiere Just-in-Time (JIT)
• Vom Kunden gewünschte Produkte werden erst kurz vor dem Bedarf produziert und direkt in die Produktion des Kunden geliefert
• Daher muss das Produkt nicht auf Lager gehalten werden
• Serien- und Massenfertigung
• Alle Fertigungsabläufe sind nach dem Holprinzip ausgereichtet – ziehender Materialfluss
Definiere Kanban
• Spezielle Ausprägung der JIT-Philosophie
• Es gibt feste, über KANBAN-Karten geregelte, Produktionsmengen an jeder Produktionsstufe – hängt von dem Fassungsvermögen der Behälter ab
• Über die Anzahl der Karten kann Einfluss auf Bestände und Durchlaufzeiten genommen werden
Definiere Monitoring und nenne die Arten der Datenerfassung
• Sammeln und Verdichten von Daten aus überwachten Anlagen/Systemen um Aussagen über den Betriebszustand zu liefern
• Keine steuernden Aufgaben, lediglich strategische Frühaufklärung über Risiken und Schwachstellen in der Produktions- und Handelskette
• Arten der Datenerfassung:
▪ Zustandsabfrage
▪ Zustandsmeldung
▪ Zustandsänderung
▪ Fehlerspeicher
Was ist unter dem Begriff KAIZEN zu verstehen?
• Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
• Ansatz: Systematische Weiterentwicklung
• Kontinuierlich viele kleine Verbesserungen anstatt eine große
• Der nächste Prozess ist der Kunde
• Den vorgelagerten Prozess im Griff haben
Nenne Vor- und Nachteile des Einsatzes eines MES.
• Verstärkte Nutzung von Verbesserungspotentialen durch Aufdecken von Schwachstellen, Visualisierung der involvierten Bereiche und Komponenten und Möglichkeit des Eingreifens
• Kosten bei Einführung des Systems
• Anbringung von eventuell notwendigen Sensoren und Aktoren
• Pflege der Hard- und Software
Erläutern Sie die Aufgaben die ein MES in einem Unternehmen einnimmt.
Manufacturing Execution System (MES)
▪ Aktives Eingreifen in Echtzeit in die Steuerung der Produktionsprozesse
Aufgaben:
▪ Verbindung der Systeme der oberen Unternehmensebene mit den anderen (Prozessleit-, Steuerungs-, Feldebene)
▪ Kommunikation mit industriellen Systemen
▪ Bereitstellen von Daten
▪ Beeinflussung von bspw. Maschinensteuerung
▪ Abdeckung von Wochen, Tagen -> Sekunden
Grundlage sind die drei Säulen: Personal, Qualität, Fertigung
Nenne die Zusatzfunktionen von Vorrichtungen
• Messen
• Bereitstellen
• Zubringen
Wie unterscheiden sich direkte- und indirekte Kosten (mit Bsp.) und wie ist das Verhältnis
zwischen beiden?
Direkte Kosten:
▪ Können der Kostenstelle direkt zugeordnet werden
▪ Bsp.: Werkzeugkosten, KSS-Kosten
Indirekte Kosten:
▪ Können der Kostenstelle nicht direkt zugeordnet werden
▪ Bsp.: Lagerhaltungskosten, Verwaltungskosten
Was ist wichtig beim Abteilungsübergreifenden Umgang mit Kennzahlen?
Klare Kommunikation, da verschiedene Personen Kennzahlen unterschiedlich interpretieren können
Wie verändern sich die Kennzahlen mit zunehmender Betriebshierarchie?
Mit zunehmender Verantwortung verdichten sich die Kennzahlen immer mehr
(werden mehr zusammengefasst)
Was sind Vor- bzw. Nachtteile der KSS-Schranke gegenüber Laserschranke und zu welcher
Art der Überwachung gehören sie?
• Unempfindlicher in der Beeinträchtigung der Messergebnisse aber geringere Genauigkeit
• Prozessbegleitende Überwachung
Durch welche Faktoren können Nutzungsverluste in der Maschine entstehen?
• Maschine (ca 14 % Verlust)
• Material (ca 5 % Verlust)
• Mensch (40-70 % Verlust)
Sie möchten ein Bauteil anstatt wie bisher auf einer 3-Achs-Maschine auf einer 5-Achs-
Maschine fertigen. Nennen Sie jeweils zwei Vor- und Nachteile.
• Komplette Bearbeitung ohne Aufspannen möglich
Fehler durch falsches Aufnehmen werden vermieden
• Schneller als mit 3-Achs
Nachteil:
• Evtl. höherer Stundensatz (höhere Anschaffungskosten)
• Komplexere Programmierung
• Evtl. Mitarbeiterschulung erforderlich
Wie sind Werkzeuge allgemein aufgebaut ?
konstruktiver Aufbau (Steifigkeit)
Fertigungsmöglichkeiten (des Werkzeugs selbst)
Wie ist die Nebennutzungszeit definiert?
Die Nebennutzungszeit ist eine mittelbare Nutzung des Betriebsmittels.
Beispiele für die Nebennutzung: Werkstück oder Werkzeug ein- und ausspannen, Werkstück messen, Einstellgrößen wie vc, vf schalten bzw. verstellen
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