Mechatronikorientierte Planung automatisierter Fertigungszellen im Bereich Karosserierohbau:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Saarbrücken
LFT, Lehrstuhl für Fertigungstechnik/CAM, Univ. des Saarlandes
2007
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| Series: | Schriftenreihe Produktionstechnik
43 |
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| adam_text | MECHATROMKORIENTIERTE PLANUNG AUTOMATISIERTER FERTIGUNGSZELLEN IM
BEREICH KAROSSERIEROHBAU DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES GRADES DES
DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN DER
NATURWISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHEN FAKULTAET III * CHEMIE, PHARMAZIE, BIO-
UND WERKSTOFFWISSENSCHAFTEN * DER UNIVERSITAET DES SAARLANDES VORGELEGT
VON DIPL.-ING. JENS KIEFER TAG DER EINREICHUNG: 22.05.2007 TAG DES
KOLLOQUIUMS: 05.11.2007 DEKAN: PROF. DR. ULI MUELLER VORSITZENDER: PROF.
DR.-ING. STEFAN DIEBELS 1. BERICHTERSTATTER: PROF. DR.-ING. HELMUT BLEY
2. BERICHTERSTATTER: PROF. DR.-ING. JUERGEN FLEISCHER AKADEMISCHER
MITARBEITER: DR.-ING. NIKOLAY AVGOUSTINOV SAARBRUECKEN 2007
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 MOTIVATION 1 1.2 ZIELSETZUNG 3 1.3
AUFBAU DER ARBEIT 4 2 DER ENTSTEHUNGSPROZESS AUTOMATISIERTER
FERTIGUNGSZELLEN IM KAROSSERIEROHBAU 7 2.1 FERTIGUNGSZELLEN IM
KAROSSERIEROHBAU 7 2.1.1 PRODUKTIONSBEZOGENE EINGLIEDERUNG DES
KAROSSERIEROHBAUS 8 2.1.2 AUSSAU UND STRUKTURIERUNG DES KAROSSERIEROHBAUS
8 2.1.3 AUSPRAEGUNGEN AUTOMATISIERTER ROHBAU-FERTIGUNGSZELLEN 9 2.1.4 DER
ENTSTEHUNGSPROZESS VON ROHBAU-FERTIGUNGSZELLEN 12 2.2 GRUNDLAGEN DER
PRODUKTIONSPLANUNG 14 2.2.1 BEGRIFFSDEFINITION UND ABGRENZUNGEN 14 2.2.2
AUFGABEN, ZIELE UND PHASEN DER TECHNISCHEN PRODUKTIONSPLANUNG 16 2.2.3
ZELLENBEZOGENE SOFTWAREENTWICKLUNG 18 2.3 GRUNDLAGEN DES
PRODUKTIONSANLAUFS : 22 2.3.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN, PHASEN UND
AUFGABENINHALTE 22 2.3.2 STOERENDE EINFLUSSGROESSEN AUF DEN
PRODUKTIONSANLAUF. 23 2.3.3 WIEDERANLAEUFE NACH INTEGRATIONSPROZESSEN 26
3 LOESUNGEN UND DEFIZITE DER DIGITALEN FABRIK 27 3.1 BEGRIFFSDEFINITION
UND ANWENDUNGSBEREICHE 27 3.2 ZIELE UND NUTZEN DER DIGITALEN FABRIK 31
3.3 BESTEHENDE VISUALISIERUNGS- UND SIMULATIONSMETHODEN 36 3.3.1
VISUALISIERUNGS- UND SIMULATIONSMETHODEN AUF ZELLENEBENE 36 3.3.2
VIRTUELLE INBETRIEBNAHME ALS MASCHINENNAHE SIMULATIONSMETHODE 41 U
INHALTSVERZEICHNIS 3.4 BESTEHENDE SOFTWARELOESUNGEN FUER VIRTUELLE
ZELLENINBETRIEBNAHMEN 44 3.4.1 DAS SOFTWARETOOL DELMIA AUTOMATION V5
(DELMIA) 46 3.4.2 DAS SOFTWARETOOL PROCESS SIMULATE COMMISSIONING
(TECNOMATIX) 47 3.4.3 DAS SOFTWARETOOL WINMOD (MEWES & PARTNER) 48 3.4.4
ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG 49 3.5 AKTUELLE PROBLEME UND HANDLUNGSFELDER
50 4 DER ROHBAU-PLANUNGSPROZESS EINES NUTZFAHRZEUGHERSTELLERS 53 4.1
UNTERNEHMENSBEREICH UND RAHMENBEDINGUNGEN 53 4.2 VORGABEN FUER DEN
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS 55 4.3 FACHBEREICHE UND ABLAEUFE IM
ROHBAU-PLANUNGSPROZESS 56 4.3.1 FERTIGUNGSPLANUNG 57 4.3.2
BETRIEBSMITTELKONSTRUKTION 55 4.3.3 ROBOTIK/SIMULATION , 59 4.3.4
ELEKTRO-ZSTEUERUNGSTECHNIK 60 4.3.5 GESAMTPROZESS 62 4.4 DEFIZITE IN DER
HEUTIGEN PLANUNGSPROZESSKETTE 64 4.5 ANFORDERUNGEN AN EINE
RECHNERGESTUETZTE ROHBAU-PLANUNGSPROZESSKETTE . 68 4.6 BESTEHENDE
LOESUNGSANSAETZE 69 4.6.1 ANSAETZE ZUR AUTOMATISIERTEN
SPS-PROGRAMMGENERIERUNG 69 4.6.2 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND FAZIT 74
5 KONZEPT ZUR MECHATRONIKORIENTIERTEN ZELLENPLANUNG 77 5.1 MECHATRONIK
78 5.1.1 BEGRIFFSDEFINITION 78 5.1.2 EIGENSCHAFTEN MECHATRONISCHER
SYSTEME , 80 5.1.3 MECHATRONISCHE ENTWICKLUNGSVORGEHEN 82 5.1.4
ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 83 5.2 MECHATRONIKORIENTIERTERESSOURCENPLANUNG
84 5.2.1 INHALTE UND BEREITSTELLUNG MECHATRONISCHER
RESSOURCENKOMPONENTEN 84 INHALTSVERZEICHNIS HI_ 5.2.2 ENTWICKLUNG EINES
MECHATRONISCHEN RESSOURCENMODELLS 87 5.3 INTERDISZIPLINAERE
PROZESSPLANUNG AUTOMATISIERTER FERTIGUNGSZELLEN. 89 5.3.1 MOTIVATION UND
ANFORDERUNGEN 89 5.3.2 ELEMENTE DES PROZESSMODELLS 91 5.3.3
INTERDISZIPLINAERE PROZESSMODELLIERUNG 94 5.4 ERSTELLUNG EINES
MECHATRONISCHEN PPR-DATENMODELLS 96 5.4.1 WECHSELWIRKUNGEN IM
MECHATRONISCHEN PPR-DATENMODELL 96 5.4.2 DAS PPR-DATENMODELL ALS
INTERDISZIPLINAERER *PLANUNGSMASTER 98 5.5 VIRTUELLE INBETRIEBNAHME ALS
UEBERGANG VON DER DIGITALEN IN DIE REALE FABRIK 100 5.5.1 VIRTUELLE
INBETRIEBNAHME: VORGEHENSWEISE UND NUTZENPOTENTIALE 101 5.5.2 VIRTUELLE
SERIENBETREUUNG ZUGUNSTEN BESCHLEUNIGTER INTEGRATIONSPROZESSE 103 5.5.3
EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE WIRTSCHAFTLICHKEIT 105 6 IT-UNTERSTUETZUNG DES
INTEGRIERTEN PLANUNGSANSATZES 107 6.1 NUTZUNG MECHATRONISCHER
KOMPONENTEN IN DER CAD-BASIERTEN ZELLENKONSTRUKTION 108 6.1.1
MECHATRONISCHE RESSOURCENMODELLIERUNG UND -BEREITSTELLUNG 108 6.1.2
IT-GESTAETZTE ENTWICKLUNG DES MECHATRONISCHEN RESSOURCENMODELLS 110 6.2
PROZESSMODELLIERUNG MITDIGITALEN PLANUNGSTOOLS 112 6.3 DAS PPR-MODELL
ALS ZENTRALE DATENDREHSCHEIBE 114 6.4 SOFTWAREGESTUETZTE UMSETZUNG
VIRTUELLER INBETRIEBNAHMEN 118 6.5 IT-BEDINGTE EINSCHRAENKUNGEN 119 7
ANWENDUNGSSZENARIO 121 7.1 BETRACHTUNGSGEGENSTAND: MAG-SCHWEIBZELLE 6
121 7.2 ZELLENSPEZIFISCHES PPR-DATENMODELL 123 7.2.1 ENTWICKLUNG DES
RESSOURCENMODELLS UNTER VERWENDUNG MECHATRONISCHER KOMPONENTEN 123 7.2:2
DIGITALES PROZESSMODELL ALS BASIS ZUR SPS-PROGRAMMGENERIERUNG 125 IV
INHALTSVERZEICHNIS 7.2.5 VIRTUELLE INBETRIEBNAHME DER MAG-SCHWEISSZELLE
6. 126 7.3 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG UND FAZIT 127 8 PROZESSUALE
UND ORGANISATORISCHE AUSWIRKUNGEN 129 8.1 GRUNDLAGEN DES
VERAENDERUNGSMANAGEMENTS 129 8.1.1 GANZHEITLICHE BETRACHTUNG VON
TECHNISCHEN UND SOZIALEN TEILSYSTEMEN 129 8.1.2 PHASEN EINES
VERAENDERUNGSPROZESSES 130 8.2 DAS MECHATRONIKORIENTIERTE PLANUNGSUMFELD
132 8.2.1 SCHRITTWEISE EINFUEHRUNGSSTRATEGIE 132 8.2.2 METHODISCHE
AUSWIRKUNGEN AUF DAS PLANUNGSUMFELD 133 9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
137 9.1 ZUSAMMENFASSUNG DER ARBEIT 137 9.2 ANSAETZE FUER WEITERE
FORSCHUNGSAKTIVITAETEN 140 QUELLENVERZEICHNIS 143 LITERATUR 143 NORMEN
UND RICHTLINIEN 155 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 157 TABELLENVERZEICHNIS 161
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 163 ANHANG A IT-GESTUETZTE RESSOURCENPLANUNG 167
ANHANG B IT-GESTUETZTE PROZESSMODELLIERUNG 173 ANHANG C IT-GESTUETZTE
SPS-PROGRAMMGENERIERUNG 179
|
| adam_txt |
MECHATROMKORIENTIERTE PLANUNG AUTOMATISIERTER FERTIGUNGSZELLEN IM
BEREICH KAROSSERIEROHBAU DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES GRADES DES
DOKTORS DER INGENIEURWISSENSCHAFTEN DER
NATURWISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHEN FAKULTAET III * CHEMIE, PHARMAZIE, BIO-
UND WERKSTOFFWISSENSCHAFTEN * DER UNIVERSITAET DES SAARLANDES VORGELEGT
VON DIPL.-ING. JENS KIEFER TAG DER EINREICHUNG: 22.05.2007 TAG DES
KOLLOQUIUMS: 05.11.2007 DEKAN: PROF. DR. ULI MUELLER VORSITZENDER: PROF.
DR.-ING. STEFAN DIEBELS 1. BERICHTERSTATTER: PROF. DR.-ING. HELMUT BLEY
2. BERICHTERSTATTER: PROF. DR.-ING. JUERGEN FLEISCHER AKADEMISCHER
MITARBEITER: DR.-ING. NIKOLAY AVGOUSTINOV SAARBRUECKEN 2007
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 MOTIVATION 1 1.2 ZIELSETZUNG 3 1.3
AUFBAU DER ARBEIT 4 2 DER ENTSTEHUNGSPROZESS AUTOMATISIERTER
FERTIGUNGSZELLEN IM KAROSSERIEROHBAU 7 2.1 FERTIGUNGSZELLEN IM
KAROSSERIEROHBAU 7 2.1.1 PRODUKTIONSBEZOGENE EINGLIEDERUNG DES
KAROSSERIEROHBAUS 8 2.1.2 AUSSAU UND STRUKTURIERUNG DES KAROSSERIEROHBAUS
8 2.1.3 AUSPRAEGUNGEN AUTOMATISIERTER ROHBAU-FERTIGUNGSZELLEN 9 2.1.4 DER
ENTSTEHUNGSPROZESS VON ROHBAU-FERTIGUNGSZELLEN 12 2.2 GRUNDLAGEN DER
PRODUKTIONSPLANUNG 14 2.2.1 BEGRIFFSDEFINITION UND ABGRENZUNGEN 14 2.2.2
AUFGABEN, ZIELE UND PHASEN DER TECHNISCHEN PRODUKTIONSPLANUNG 16 2.2.3
ZELLENBEZOGENE SOFTWAREENTWICKLUNG 18 2.3 GRUNDLAGEN DES
PRODUKTIONSANLAUFS : 22 2.3.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN, PHASEN UND
AUFGABENINHALTE 22 2.3.2 STOERENDE EINFLUSSGROESSEN AUF DEN
PRODUKTIONSANLAUF. 23 2.3.3 WIEDERANLAEUFE NACH INTEGRATIONSPROZESSEN 26
3 LOESUNGEN UND DEFIZITE DER DIGITALEN FABRIK 27 3.1 BEGRIFFSDEFINITION
UND ANWENDUNGSBEREICHE 27 3.2 ZIELE UND NUTZEN DER DIGITALEN FABRIK 31
3.3 BESTEHENDE VISUALISIERUNGS- UND SIMULATIONSMETHODEN 36 3.3.1
VISUALISIERUNGS- UND SIMULATIONSMETHODEN AUF ZELLENEBENE 36 3.3.2
VIRTUELLE INBETRIEBNAHME ALS MASCHINENNAHE SIMULATIONSMETHODE 41 U
INHALTSVERZEICHNIS 3.4 BESTEHENDE SOFTWARELOESUNGEN FUER VIRTUELLE
ZELLENINBETRIEBNAHMEN 44 3.4.1 DAS SOFTWARETOOL DELMIA AUTOMATION V5
(DELMIA) 46 3.4.2 DAS SOFTWARETOOL PROCESS SIMULATE COMMISSIONING
(TECNOMATIX) 47 3.4.3 DAS SOFTWARETOOL WINMOD (MEWES & PARTNER) 48 3.4.4
ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG 49 3.5 AKTUELLE PROBLEME UND HANDLUNGSFELDER
50 4 DER ROHBAU-PLANUNGSPROZESS EINES NUTZFAHRZEUGHERSTELLERS 53 4.1
UNTERNEHMENSBEREICH UND RAHMENBEDINGUNGEN 53 4.2 VORGABEN FUER DEN
PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS 55 4.3 FACHBEREICHE UND ABLAEUFE IM
ROHBAU-PLANUNGSPROZESS 56 4.3.1 FERTIGUNGSPLANUNG 57 4.3.2
BETRIEBSMITTELKONSTRUKTION 55 4.3.3 ROBOTIK/SIMULATION , 59 4.3.4
ELEKTRO-ZSTEUERUNGSTECHNIK 60 4.3.5 GESAMTPROZESS 62 4.4 DEFIZITE IN DER
HEUTIGEN PLANUNGSPROZESSKETTE 64 4.5 ANFORDERUNGEN AN EINE
RECHNERGESTUETZTE ROHBAU-PLANUNGSPROZESSKETTE . 68 4.6 BESTEHENDE
LOESUNGSANSAETZE 69 4.6.1 ANSAETZE ZUR AUTOMATISIERTEN
SPS-PROGRAMMGENERIERUNG 69 4.6.2 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND FAZIT 74
5 KONZEPT ZUR MECHATRONIKORIENTIERTEN ZELLENPLANUNG 77 5.1 MECHATRONIK
78 5.1.1 BEGRIFFSDEFINITION 78 5.1.2 EIGENSCHAFTEN MECHATRONISCHER
SYSTEME , 80 5.1.3 MECHATRONISCHE ENTWICKLUNGSVORGEHEN 82 5.1.4
ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 83 5.2 MECHATRONIKORIENTIERTERESSOURCENPLANUNG
84 5.2.1 INHALTE UND BEREITSTELLUNG MECHATRONISCHER
RESSOURCENKOMPONENTEN 84 INHALTSVERZEICHNIS HI_ 5.2.2 ENTWICKLUNG EINES
MECHATRONISCHEN RESSOURCENMODELLS 87 5.3 INTERDISZIPLINAERE
PROZESSPLANUNG AUTOMATISIERTER FERTIGUNGSZELLEN. 89 5.3.1 MOTIVATION UND
ANFORDERUNGEN 89 5.3.2 ELEMENTE DES PROZESSMODELLS 91 5.3.3
INTERDISZIPLINAERE PROZESSMODELLIERUNG 94 5.4 ERSTELLUNG EINES
MECHATRONISCHEN PPR-DATENMODELLS 96 5.4.1 WECHSELWIRKUNGEN IM
MECHATRONISCHEN PPR-DATENMODELL 96 5.4.2 DAS PPR-DATENMODELL ALS
INTERDISZIPLINAERER *PLANUNGSMASTER" 98 5.5 VIRTUELLE INBETRIEBNAHME ALS
UEBERGANG VON DER DIGITALEN IN DIE REALE ' FABRIK 100 5.5.1 VIRTUELLE
INBETRIEBNAHME: VORGEHENSWEISE UND NUTZENPOTENTIALE 101 5.5.2 VIRTUELLE
SERIENBETREUUNG ZUGUNSTEN BESCHLEUNIGTER INTEGRATIONSPROZESSE 103 5.5.3
EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE WIRTSCHAFTLICHKEIT 105 6 IT-UNTERSTUETZUNG DES
INTEGRIERTEN PLANUNGSANSATZES 107 6.1 NUTZUNG MECHATRONISCHER
KOMPONENTEN IN DER CAD-BASIERTEN ZELLENKONSTRUKTION 108 6.1.1
MECHATRONISCHE RESSOURCENMODELLIERUNG UND -BEREITSTELLUNG 108 6.1.2
IT-GESTAETZTE ENTWICKLUNG DES MECHATRONISCHEN RESSOURCENMODELLS 110 6.2
PROZESSMODELLIERUNG MITDIGITALEN PLANUNGSTOOLS 112 6.3 DAS PPR-MODELL
ALS ZENTRALE DATENDREHSCHEIBE 114 6.4 SOFTWAREGESTUETZTE UMSETZUNG
VIRTUELLER INBETRIEBNAHMEN 118 6.5 IT-BEDINGTE EINSCHRAENKUNGEN 119 7
ANWENDUNGSSZENARIO 121 7.1 BETRACHTUNGSGEGENSTAND: MAG-SCHWEIBZELLE 6
121 7.2 ZELLENSPEZIFISCHES PPR-DATENMODELL 123 7.2.1 ENTWICKLUNG DES
RESSOURCENMODELLS UNTER VERWENDUNG MECHATRONISCHER KOMPONENTEN 123 7.2:2
DIGITALES PROZESSMODELL ALS BASIS ZUR SPS-PROGRAMMGENERIERUNG 125 IV
INHALTSVERZEICHNIS 7.2.5 VIRTUELLE INBETRIEBNAHME DER MAG-SCHWEISSZELLE
6. 126 7.3 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG UND FAZIT 127 8 PROZESSUALE
UND ORGANISATORISCHE AUSWIRKUNGEN 129 8.1 GRUNDLAGEN DES
VERAENDERUNGSMANAGEMENTS 129 8.1.1 GANZHEITLICHE BETRACHTUNG VON
TECHNISCHEN UND SOZIALEN TEILSYSTEMEN 129 8.1.2 PHASEN EINES
VERAENDERUNGSPROZESSES 130 8.2 DAS MECHATRONIKORIENTIERTE PLANUNGSUMFELD
132 8.2.1 SCHRITTWEISE EINFUEHRUNGSSTRATEGIE 132 8.2.2 METHODISCHE
AUSWIRKUNGEN AUF DAS PLANUNGSUMFELD 133 9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
137 9.1 ZUSAMMENFASSUNG DER ARBEIT 137 9.2 ANSAETZE FUER WEITERE
FORSCHUNGSAKTIVITAETEN 140 QUELLENVERZEICHNIS 143 LITERATUR 143 NORMEN
UND RICHTLINIEN 155 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 157 TABELLENVERZEICHNIS 161
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 163 ANHANG A IT-GESTUETZTE RESSOURCENPLANUNG 167
ANHANG B IT-GESTUETZTE PROZESSMODELLIERUNG 173 ANHANG C IT-GESTUETZTE
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