Automatisierungstechnik

•  Reduzierung organisatorischer Stillstandzeiten:

Dabei muss sich der Anwender über die Aufbau- und Ablauforganisation seine Gedanken machen. z.B. bessere Abstimmung und Rückmeldung zwischen den einzelnen Stationen, oder größere Puffer schaffen (bindet Kapital!)

•  Erhöhung der technischen Verfügbarkeit:

Hersteller: hohe Basiszuverlässigkeit und den Einbau von Redundanz bewirkt eine Erhöhung der Zuverlässigkeit durch Wartungs-, Reparatur- und Diagnosefreundlichkeit werden die Zeitanteile für die Instandhaltung verkürzt. Anwender: vernünftige Organisation der Instandhaltungsvorgänge und gezielte Ersatzteilhaltung

•  Verlängerung der Bereitschaftsdauer durch:

- dritte mannlose Schicht

- Überwachung der Pausendisziplin

- Durchfahren der Pausen im Automatikbetrieb

•  Statisches Verhalten:

großer Stellbereich, Genauigkeit, Kennlinienform

•  Beständigkeit:

gegen Korrosion, Kavitation, Druck und Temperatur, Feuchte

•  Zuverlässigkeit:

Ausfallraten, Selbst- und Früherkennung von Ausfällen

•  Systemfähigkeit:

Austauschbarkeit, genormte Schnittstellen, geringer Energiebedarf, einfacher Einbau

Baukastenvorrichtungen

•  Kleinserienfertigung

•  hohe Änderungshäufigkeit

•  geringer Monatsbedarf

Modulare Vorrichtungen

•  Serienfertigung

•  hohe Variantenvielfalt

•  Komplettbearb. in einer Aufspannung 

Mehrfachaufspannungen 

•  hohe Laufzeiten je Palette

•  geringe Durchlaufzeiten

•  montagesynchrone Fertigung

•  Sensoren

•  Antriebe 

•  Messsysteme

•  Steuerung

•  Automatisches Werkzeughandling

•  Automatisches Werkstückhandling

•  Automatische Prozessüberwachung

•  Teach-In-Verfahren

  Abfahren von Punkten und Speichern über eine Teach Box

•  Play-back-Verfahren

  Abfahren einer Bahn und Speichern

Mechanische Steuerungen

  Signalträger: Kraft, Weg

Elektrische Steuerungen

  Signalträger: Strom

Pneumatische Steuerungen

  Signalträger: Druckluft

Hydraulische Steuerungen

  Signalträger: Flüssigkeit

Kurven stellen Speicher für Weg- und Geschwindigkeitsverläufe dar. Während einer

Umdrehung wird der geforderte Bewegungsverlauf nach Weg und Geschwindigkeit über die Tastspitze des Übertragungsglieds. auf das zu bewegende Bauteil, z.B. den Werkzeugmaschinenschlitten übertragen.

Verknüpfungssteuerung

-die Eingangssignale werden zyklisch abgefragt, ihnen wird in jedem Zyklus ein eindeutiger Zustand der Ausgangssignale zugeordnet

-Zwischen Ursache und Wirkung vergehen bis zu zwei SPS Zyklen

Ablaufsteuerung

-schrittweiser Ablauf: der n+1te Schritt kann erst erfolgen wenn der n-te Schritt beendet ist und die Weiterschaltbedingungen erfüllt sind

-entspricht einer Auflösung des Programms in Einzelschritte die wiederum  zyklisch durchlaufen werden

-Zeitgeführte Ablaufsteuerungen: Weiterschaltbedingungen von Prozesssignalen abhängig (Bsp. Wegabhängige Folgesteuerung mehrerer  Pneumatikzylinder 

Hohe Betriebssicherheit

Programm leicht änderbar

Diagnostizierbarkeit

Wirtschaftlich

Einbindung in Leittechnik möglich

Punktsteuerung

  Anwendungen:

  Bohren

  Punktschweissen 

  Interpolator nicht erforderlich

  Beim Verfahren nicht im Eingriff

Streckensteuerung

  Anwendungen:

  Drehen (zylindrisch)

  Fräsen (achsenparallel) 

  Interpolator nicht erforderlich

  Beim Verfahren im Eingriff

Bahnsteuerung

  Anwendungen

  Drehen

  Fräsen

  Brennschneiden

  (beliebige Konturen)

  Bahninterpolator

  Beim Verfahren im Eingriff

I Ordnung: Äußerer Materialfluss: Abtransport von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen zur Fabrik hin bzw. Abtransport der Fertigwaren von der Fabrik weg

II Ordnung: Fördern zwischen den einzelnen Fabrikgebäuden

III Ordnung: Alle Materialbewegungen innerhalb von Gebäuden, zwischen Maschinen und Arbeitsplätzen

IV Ordnung: Förderung unmittelbar an der Maschine bzw. Arbeitsplatz

Kleine Teile:

Vereinzelung, Entwirrung, Orientierung prüfen, Zuführung

Schrauben

Große Teile

Lage- und Positionserkennung, Orientierung, Zuführung

Motorblock

Direkte Kodierung: Alle Daten werden mit dem Bauteil entweder elektrisch, optisch oder mechanisch mitgeführt.

Indirekte Kodierung: Das Bauteil trägt eine Identnummer. In einem zentralen Rechner

werden die Daten des Bauteils gespeichert und zum benötigten Zeitpunkt Bauteilbezogen abtgerufen

In Prozess Messen

Prozessintermittierendes Messen

Post-Prozess-Messen

-  Produktivität

Verhältnis der Produktionsmenge zur Einsatzmenge, die für den Produktionsprozess benötigt wird

-  Wirtschaftlichkeit

Quotient der Produktionsleistung zu den Kosten des Einsatzes

-  Rentabilität

Verhältnis von Ertrag minus Aufwand zu eingesetztem Kapital

-  Stückkosten

In Geldeinheit pro Produktionseinheit. Enthält die Stückeinzelkosten+ proportionalisierte Fixkosten

siehe bild

-  Funktionsschema und Anforderungsmatrix

Definieren der Aufgabenstellung und Festlegung der Anforderungen

-  Optimierungsverfahren

Findung eines wirtschaftlichen Layouts

-  Ideallayout

Ideallayout ohne Randbedingungen (grüne Wiese)

-  Groblayout

Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten

-  Feinlayout

Technische Zeichnung die Umsetzbar ist

Punktfertigung

-  alle Arbeitsvorgänge an einem Erzeugnis erfolgen stationär an einer Stelle

-  dies erfordert eine gewisse Arbeitsteilung 

-  Terminplanung kommt besondere Bedeutung zu

-  hohe Flexibilität

-  wenig für Automatisierung geeignet

-  findet Anwendung im Anlagen-, Schiffsbau

Gruppenfertigung

-  Zusammenfassen der notwendigen Verfahren für eine Werkstückgruppe

-  Maschinen mit unterschiedlichen Bearbeitungsverfahren werden

zusammengefasst

-  Räumliche Anordnung wie Fließfertigung

-  Produktion erfolgt in Losen

-  Transportwege und Durchlaufzeiten im Gegensatz zur Werkstattfertigung

erheblich verkürzt

-  Wenn das Werkstückspektrum dies zulässt (Bildung von Teilefamilien)

-  Bei der Neuplanung müssen im Produktionsprogramm Produkte und Mengen als Bestimmungsgröße neu festgelegt werden. Für das Produktionspotential müssen als neue Bestimmungsgrößen der Standort, die Produktionsmittel, die Gebäude und Flächen, die Struktur, das Personal, die Technologien und die Organisation geplant werden

-  Bei einer Verlagerung müssen als Bestimmungsgrößen Standort, Struktur und Organisation neu geplant werden. Es können die Produktionsmittel und das Personal neu beplant werden

Blockumstellung 

-  Umstellung erfolgt nur zum Teil.

-  Sobald die neue Produktion in stabilem Zustand ist, erfolgt die komplette Umstellung

Step by Step 

-  Produktion des neuen Produkts wird allmählich in die alte Produktion   eingegliedert.

-  Schwierigste Anlaufstrategie, da beide Produktionen parallel laufen.

Shut Down

-  Nur neues Produkt wird gefertigt.

-  • Keine gemischte Modellpalette.

-  • Im Vergleich am einfachsten.

-  • Steile Anlaufkurve realisieren um Verkaufseinbußen zu vermeiden

Produktionshochlauf

-  Erreichen und Sichern eines stabilen Betriebszustandes auf hohem Niveau

-  Behebung von Frühausfällen

-  Qualifizierung des Bedien- und Instandhaltungspersonal

-  Verbesserung technisch suboptimaler Systeme

-  Optimierung der Betriebsstrategie

-  Technologische Prozessoptimierung

Nullserie

-  Nachweis des Reifegrades für den Produktionshochlauf

-  Schulung der Mitarbeiter

-  Entdecken und beseitigen von Störungen

-  Ermitteln des Verhaltens der Produkte unter    Realbedingungen

-  Seriennahe Produktion mit Serienwerkzeugen

-  Integration der Zulieferer

•  Die Digitale Fabrik (DF) sichert Datenintegration und –transparenz

•  Die DF automatisiert die Planungsaufgaben

•  Die DF standardisiert

•  Die DF optimiert das Workflow- und Change-Management

•  Während der Planung:

Festlegung des Bedarfs von Maschinen und Einrichtungen

•  Während des Betriebs

Optimierung des Fertigungsablaufs im vorgegebenen System

•  Ein statisches Modell gibt nach der Fertigstellung nur eine

Momentaufnahme wieder. Jede Änderung erfordert eine Umgestaltung des Modells, so dass eine neue Momentaufnahme abgebildet wird.“

•  Dynamische erlauben, im bestehenden Modell bewegte Abläufe und Prozesse abzubilden. In diesem Zusammenhang wird auch von „Simulation“ gesprochen.“

•  Analyse

    o  Problemanalyse

    o  Zielsetzung

o   Systemanalyse

•  Simulation

    o  Modellerstellung

    o  Simulations- Experiment

o   Auswertung

•  Optimierung

    o  Realisierung

    o   Optimierung

•  Sobald analytische Methoden keine brauchbaren Ergebnisse liefern oder nicht einsetzbar sind

•   Wenn ein neues Fachgebiet erschlossen wird und es keine vergleichbaren Anwendungen gibt

•   Wenn die Wirkungszusammenhänge so komplex sind, dass sie für den Menschen nicht mehr  vorstellbar sind

•  Sobald der Veränderungsprozess am realen System nicht durchführbar oder zu kostenintensiv ist.