Universität Stuttgart
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Item Open Access Ein Radfahrwerk mit passiver Federung für mobile Roboterassistenten(2009) Staab, Harald J.; Westkämper, Engelbert (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.)Mobile Roboterassistenten sind mobile Roboter, die Menschen bei Alltags- und Arbeitsaufgaben unterstützen und entlasten, gefährliche Arbeiten übernehmen und mit Menschen interagieren können. Sie sollen sich in strukturierten Alltags- und Arbeitsumgebungen des Menschen bewegen können, mit mindestens einem Roboterarm ausgestattet sein und Nutzlasten von etwa 20 bis 80 kg tragen können. Bisher wurden Forschungsdemonstratoren entwickelt, die starre Radfahrwerke haben. Auch Radfahrwerke anderer mobiler Roboter sind fast ausnahmslos starr und benötigen ebenen harten Boden und mehr Platz zum Manövrieren als ein Mensch. Ziel dieser Arbeit ist es daher, zu untersuchen, ob sich Radfahrwerke für mobile Roboterassistenten nicht mit starren, sondern gefederten Radaufhängungen entwickeln lassen, mit denen es möglich ist, Bodenunebenheiten auszugleichen, Stöße und Vibrationen durch Unebenheiten im Fahrweg aufzunehmen und dabei Schleudern oder Kippen unter allen zu erwartenden Fahrsituationen zu verhindern. Ausgangspunkt dieser Untersuchungen sind die Erkenntnisse zur Fahrdynamik von Straßen- und Schienenfahrzeugen sein, die sich aber nur beschränkt auf Radfahrwerke mobiler Roboterassistenten übertragen lassen. In dieser Arbeit werden unterschiedliche Einsatzszenarien analysiert und ein Spektrum von Anforderungen an mögliche Realisierungsvarianten abgeleitet. Daraus werden Konzepte für Teil- und Gesamtsystem des Fahrwerks entwickelt und vergleichend bewertet. Für ein Konzept für Grundflächengeometrie und Radanordnung werden Fahrdynamikmodelle entwickelt, die in als extrem angenommenen Fahrsituationen simuliert werden. Aus diesen Ergebnissen und weiteren relevanten Gleichungen zu Fahrwerk und Antriebsstrang werden Auslegungsdiagramme und ein Vorgehensmodell entwickelt, das den Engineeringprozess von mobilen Roboterassistenten unterstützen kann. Schließlich werden die entwickelten Modelle und Auslegungsdiagramme durch Messungen an einer prototypischen Realisierung verifiziert und diskutiert.Item Open Access Methode zur strategischen Leistungsplanung in wandlungfähigen Produktionsstrukturen des Mittelstandes(2009) Aldinger, Lars Alexander; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Das turbulente Umfeld beeinflusst die Produktion eines Industrieunternehmens massiv. Ständige äussere wie innere Veränderungen zwingen zu einer kontinuierlichen Adaption der Produktion, um bestehende wie auch neue Produkte zu einem wirtschaftlichen Kostenniveau fertigen zu können. Zur Erfüllung dieser Aufgabe reichen operative Maßnahmen, auch wenn die Reaktionsschnelligkeit noch so hoch ist, nicht aus. Neben den kurzfristigen Rationalisierungsmaßnahmen und inkrementellen Adaptionen ist weiterhin eine systematische Vorausschau gefragt, wenn es beispielsweise um die Frage nach der Integration neuer Technologien oder um strukturelle Maßnahmen wie die Gestaltung der Eigenfertigungstiefe geht. Zur Erhaltung der strategischen Flexibilität im turbulenten Umfeld muss eine zeitgemäße strategische Planung der Produktion daher in der Lage sein, verschiedene Strategien zur Erstellung der geforderten Leistung darzustellen, deren wirtschaftliche Auswirkungen sowie die Auswirkungen auf die Wandlungsfähigkeit abzuschätzen, und die erforderliche Aktivitäten und Investitionen rechtzeitig und adäquat abzuleiten. Als Zielsetzung der vorliegenden Arbeit wurde daher die Verbesserung der langfristigen Gestaltung der Produktion im turbulenten Umfeld durch die Entwicklung einer Methode zur strategischen Leistungsplanung in wandlungsfähigen Produktionsstrukturen definiert. Anwendungsbereich der Methode sind mittelständische Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus. Es werden Veränderungen des Mengengerüsts, kontinuierliche und diskontinuierliche Veränderungen in Produkten und Produktionstechnik, sowie Veränderungen der Eigenfertigungstiefe in ihrem Zusammenspiel beruecksichtigt. Die Betrachtung bezieht sich jeweils auf einen Standort eines Unternehmens mit einem strategischen Zeithorizont von bis zu zehn Jahren. Objekt der Leistungsplanung ist der Leistungsbedarf in Stunden (Produktionsleistung) und daraus abgeleitet der Bedarf an Maschinen und Anlagen sowie der Stundenbedarf in zugeordneten produktionsnahen indirekten Bereichen.Item Open Access Ein Instrument zur Führung teilautonomer Leistungseinheiten in der Produktion(2009) Burr, Günther; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Mit dem Entstehen von teilautonomen Leistungseinheiten in der Produktion steigt auch der Bedarf an Instrumenten zu ihrer Führung. Um sie zu führen, ohne ihnen den im Rahmen ihrer Autonomie notwendigen Handlungsspielraum zu nehmen, eignet sich speziell eine Führung durch Ziele. Die Vorgabe von einheitenspezifischen Zielen, ermöglicht es den teilautonomen Leistungseinheiten in der Produktion, dass sie alle im Rahmen ihres Handlungsspielraums zulässigen Entscheidungen zielgerichtet selbst treffen. Die Arbeit stellt ein Instrument zur Führung teilautonomer Leistungseinheiten unter Verwendung von Zielen vor. Das mit Hilfe der multidimensionalen, grafischen Datenmodellierung beschriebene Metadatenmodell erfüllt alle in der Arbeit herausgearbeiteten Anforderungen hinsichtlich einer flexiblen, individuellen und verständlichen Zielfestlegung. Das Metamodell enthält die Grundobjekte des Produktionsumfelds (Zeit, Geschäftspartner, Auftrag, Kapazitätseinheit, Artikel, Ziel) in Form von Dimensionen und einige nicht-monetäre Produktionskennzahlen, in Form von Datenraumvariablen. Aus Komplexitätsgründen wurden die Datenraumvariablen auf mehrere Datenräume (Auftragstermine, Auftragsübergangszeiten, Auftragsdurchführungszeiten, Auftragsdurchlaufzeiten, Durchlaufzeitabweichungen, Terminabweichungen, Auftragsmengen und Zielvorgaben) verteilt. Die ebenfalls modellierten Beziehungen zwischen den Datenraumvariablen unterstützen die Ursachenanalyse bei signifikanten Zielabweichungen. Durch den Einsatz leistungsfähiger Methoden zur Analyse multidimensionaler Datenbasen, konnte die Ziel-Ergebnis-Analyse objektiv, zuverlässig und aufwandsminimal umgesetzt werden. Ebenso ermöglichen die eingesetzten Analysemethoden eine ausnahmegetriebene, benutzergesteuerte und transparente Ursachenerforschung bei signifikanten Zielabweichungen durch Navigation zwischen ähnlichen Auswertungen. Als Nachweis der Anwendbarkeit wurde der Einsatz des Führungsinformationssystems in der Automobilindustrie, speziell in der Komponentenfertigung im Bereich des Motorenbaus beschrieben. Beispielhaft wurden die Ziele, die notwendigen DV-technischen Voraussetzungen, ein Ziel-Ergebnis-Monitor, eine Ziel-Ergebnis-Analyse, sowie eine Abweichungsanalyse dokumentiert. Im konkreten Anwendungsfall werden ausgehend von einer im Ziel-Ergebnis-Monitor sichtbaren, signifikanten Terminabweichung die Ursachen durch sukzessives Eingrenzen ermittelt.Item Open Access Basic structure and formation mechanism of Ti-Si-N superhard nanocomposite coatings(2009) Liu, Xuejie; Westkämper, Engelbert (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult.)With the concept of digital factory, a research including experiment, kinetic Monte Carlo simulation, and ab initio calculation has been conducted to investigate the basic structure and the formation mechanism of Ti-Si-N superhard nanocomposite coatings. The experiments of the Ti-Si-N deposition demonstrate that Si addition obviously influences the film microstructure and hardness. But the atomic structure and the formation mechanism of the Ti-Si-N coatings have not been identified by the experiments Two kinetic Monte Carlo (KMC) simulation codes with the lattice model and with the off-lattice model have been developed. In the off-lattice KMC simulation, the dimer method was used to search the saddle points on the potential energy surface (PES), which provided the direct calculation method of activation energy and the relaxation algorithm of adatoms, so that this off-lattice KMC simulation is much closer to the real situation. The ab inito calculations have been performed with VASP code. The basic structure and the formation mechanism of the Ti-Si-N composite coating have been identified. The total energy calculation results show that (a) there is no silicon interstitial solid solution in the TiN crystallite under the thermal equilibrium condition; (b) if a titanium atom or a nitrogen atom is missing in the TiN crystallite, a silicon atom is possible to occupy the vacant site and to form the substitutional solid solution; (c) the basic structure of the Ti-Si-N superhard composite coatings is the TiN crystallites with Si-4N-4Ti and Si-2N-2Ti in the boundaries.Item Open Access Reifegradbasierte Werkstattsteuerung(2009) Bornhäuser, Matthias; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Zur Erfüllung der Marktanforderungen ist neben qualitativ einwandfreien, kostengünstigen und kundenindividuellen Produkten auch die logistische Leistungsfähigkeit eines Unternehmens entscheidend. Werkstattsteuerungsverfahren nehmen unmittelbaren Einfluss auf die logistische Leistungsfähigkeit und sind deshalb häufig Hauptangriffspunkt für Verbesserungen in der Produktionslogistik. Die Einführung und der Betrieb moderner Werkstattsteuerungsverfahren und -systeme mit immer umfangreicheren Funktionen sind jedoch vor allem bei kmUs problematisch. Viele kmUs erfüllen nicht die Anwendungsvoraussetzungen: Fehlende oder unvollständige Stamm- und Bewegungsdaten, mangelhafter Einsatz von Hilfsmitteln und eine unzureichende Logistikqualifikation der Mitarbeiter verhindern oder verzögern die Einführung, und damit den Nutzen einer hohen Logistikleistung. In dieser Arbeit wurde deshalb ein Werkstattsteuerungsverfahren entwickelt, das eine auf die Unternehmensvoraussetzungen angepasste Einführung ermöglicht und sich dann schrittweise über mehrere Reifegradstufen weiterentwickeln lässt. Die reifegradbasierte Werkstattsteuerung beinhaltet dafür die Aspekte: getakteter Auftragsfluss, bedarfsgesteuerte Produktion, Verbesserung in kleinen Schritten, sowie einfache Adaptierbarkeit. Die RWS überträgt die Vorteile getakteter Produktlinien auf funktionsorientierte Strukturen, indem sogenannte Ressourcentakte die Frequenz der Auftragsfreigabe festlegen und den gleichmäßigen Produktionsfluss von definierten Arbeitspaketen steuern. Die Auftragsfreigabe legt die Größe der Arbeitspakete für die Kapazitätseinheiten fest, und die Kapazitätssteuerung regelt die Takteinhaltung mit flexiblen Kapazitäten. Die Werkstattsteuerungsfunktionen der RWS lassen sich in unterschiedlichen Reifegradstufen betreiben. Die Reifegrade stellen dabei Entwicklungsstufen dar, die sich aus Funktions- und Prozesssicht unterscheiden. Als Ergebnis liegt die reifegradbasierte Werkstattsteuerung vor, die unter Berücksichtigung der jeweiligen Unternehmensvoraussetzungen schrittweise Logistikverbesserung ermöglicht.Item Open Access Logistikrelevante Lösungen auf der Basis von Lean-Management bei kleinen Losgrößen und hoher Variantenvielfalt(2009) Reuter, Christian; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Unter den Rahmenbedingungen von globalisierten Märkten, immer individueller werdenden Kundenanforderungen hinsichtlich Produkten und Prozessen sowie zunehmend turbulenteren Umfeldbedingungen haben viele Unternehmen begonnen, "Ganzheitliche Produktionssysteme" einzuführen, um diesen höheren Anforderungen gerecht zu werden. Dementsprechend haben in den letzten Jahren viele Implementierungen einer "Schlanken Produktion" statt gefunden, bei denen der Fokus in vielen Fällen auf die Methoden in der Produktion beschränkt war. Aspekte zur Vermeidung von Verschwendung beispielsweise in Informationsflüssen oder administrativen Prozessen blieben weitestgehend unberücksichtigt. Die Darstellungen des Standes der Technik zeigen, dass die Beschreibung der Methoden einer schlanken Logistik nicht nur für die Produktionslogistik, sondern insbesondere für weitere Elemente der logistischen Kette notwendig ist. Die Wirkweise der in einem JIT-Produktionssystem geforderten Verkleinerung von Losgrößen (Ein-Stück-Fluss) auf die logistische Kette insbesondere hinsichtlich sinnvoller minimaler Grenzen wird ebenfalls nur unzureichend dargestellt. Dementsprechend widmet sich diese Ausarbeitung im ersten Teil der Darstellung des Konzepts und der Merkmale eines schlanken Logistiksystems. Ausgehend von der Fragestellung, ob und in welchem Umfang eine schlanke Logistik zur Wertschöpfung beiträgt, werden gemäß der Philosophie schlanker Prozesse die Anforderungen an logistische Prozesse abgeleitet. Aus diesen Anforderungen werden Methoden eines schlanken Logistiksystems entwickelt und beschrieben. Um den Rahmen der Ausarbeitung einzugrenzen, finden hierbei lediglich Elemente von Beschaffungs-, Produktions- und Distributionslogistik sowie ausgewählte Elemente der Informationsflüsse Berücksichtigung. Aufbauend auf den Überlegungen hinsichtlich der Methoden eines schlanken Logistiksystem wird im zweiten Teil der Ausarbeitung ein mechanisiertes Lager modelliert, um die Auswirkungen der Verkleinerung von Losgrößen im Sinne des Ein-Stück-Flusses in Kombination mit dem Einsatz logistischer Methoden darzustellen. Das entwickelte Modell beschränkt sich dabei auf die Darstellung der Materialflüsse, um den Rahmen der Ausarbeitung nicht zu umfangreich werden zu lassen. Die durch die Verkleinerung von Losgrößen bewirkten zusätzlichen Aufwendungen und erzielbaren Einsparungen werden im Rahmen von Grenzwertbetrachtungen untersucht und diskutiert. Es lässt sich zeigen, dass der Ein-Stück-Fluss sowohl erhöhte Aufwendungen durch eine steigende Anzahl von Handlingsvorgängen (z. B. im Wareneingang) als auch Einsparungen im Sinne von Griffdichtenerhöhungen und damit Laufwegereduzierungen (z. B. in der Kommissionierung) mit sich bringt. Im Rahmen einer Gesamtkostenfunktion kann so ein Kostenminimum für das mechanisierte Lager nachgewiesen werden. Wendet man die entwickelten Methoden eines schlanken Logistiksystem in einem mechanisierten Lager an, so lässt sich das Kostenminimum verschieben, d. h. die Losgröße lässt sich verkleinern, ohne dass zusätzliche Kosten entstehen. Abschließend wird für einen Sonderfall dargestellt, unter welchen Rahmenbedingungen eine Verkleinerung der Losgröße in einem mechanisierten Lager aufwandsneutral bleibt. Die Verifizierung des Modells wird abschließend am praktischen Beispiel eines mechanisierten Lagers der fischerwerke Artur fischer GmbH & Co. KG vorgenommen und in Simulationen auf Basis von Echtdaten dargestellt. Ebenso wird die Umsetzung ausgewählter Methoden eines schlanken Logistiksystems am Beispiel von fischer diskutiert und bewertet.Item Open Access Entwicklung eines Verfahrens zur Abscheidung technischer Chromschichten aus einem Chrom(III)-Elektrolyt(2009) Bohnet, Jens; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Die im Jahr 1843 von A. C. Becquerel entdeckte galvanische Verchromung aus wässrigen Lösungen ist eines der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Verfahren der galvanischen Oberflächenveredelung. Chromschichten sind witterungsbeständig und resistent gegen Anlaufen. Des Weiteren sind Chromschichten aufgrund der sich ausbildenden haftfesten Chromoxidschicht an der Oberfläche beständig gegenüber den meisten Chemikalien. Die galvanische Verchromung wird grundsätzlich in die dekorative Glanzverchromung mit Schichtdicken zwischen 0,3 µm bis maximal 2 µm und die technische Verchromung mit mehr als 2 µm Schichtdicke unterschieden. Die dazu eingesetzten Lösungen differenzieren sich in dreiwertige und sechswertige Chromelektrolyte. Technische Chromschichten dienen als Korrosions- und Verschleißschutz. Diese Chromschichten werden heute aus Elektrolyten auf Basis von Chrom(VI)-Salz abgeschieden. Aufgrund der gesundheits- und umweltgefärdenden Wirkung von Chrom(VI) besteht schon seit langem der Wunsch, die galvanische Chromabscheidung technischer Chromschichten aus Chrom(III)-Elektrolyten zu ermöglichen. Eine im Zuge dieser Arbeit durchgeführte Marktstudie zeigt auf, dass aktuell keine handelsüblich erwerbbaren Elektolyte auf Basis von Chrom(III) verfügbar sind. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zur Abscheidung technischer Chromschichten aus einem Chrom(III)-Elektrolyten zu entwickeln. In einem ersten Schritt werden dazu die erforderlichen Parameter aus der Literatur abgeleitet. In eigenen Versuchen werden dann verschiedene chemische und physikalische Parameter untersucht. Mit diesen Ergebnissen wird eine Versuchsgalvanik aufgebaut und die in den Vorversuchen gewonnenen Erkenntnisse überprüft. Dabei zeigt sich, dass die Abscheidung technischer Chromschichten aus Chrom(III)-Elektolyten durch die Kombination aus angepasster Anlagentechnik, Chemie und geeigneter pyhsikalischer Parameter möglich ist.Item Open Access Prozessgeregeltes Mikrodosieren hochviskoser Klebstoffe(2009) Wiedenhöfer, Markus; Westkämper, Engelbert (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Die Mikrosystemtechnik entwickelte sich in den letzten 25 Jahren zu einer der Schlüsseltechnologien des beginnenden 21. Jahrhunderts. Mit einem für das Jahr 2009 prognostizierten Weltmarktanteil von zirka 25 Mrd. US-Dollar und erwarteten jährlichen Steigerungsraten von 16% zählt die Mikrosystemtechnik zu den weltweit größten Wachstumsmärkten. Die zentralen Wachstumstreiber dieser Entwicklung sind die Branchen IT-Peripherie, Biomedizintechnik, Automobil, Haushalt und Telekommunikation. Das starke Wachstum und der steigende Wettbewerb in der Mikrosystemtechnikbranche erhöhen zunehmend den Druck auf Unternehmen kostengünstigere Produkte unter ständig wachsenden Qualitätsanforderungen herzustellen. Die Montage von Mikrosystemen ist dabei entscheidend: Studien zufolge entstehen bis zu 80% der Herstellungskosten von Mikrosystemen in der Montage. Gleichzeitig beeinflussen die Montageprozesse signifikant die erzielbare Produktqualität und -zuverlässigkeit. Ein zentrales Verfahren zur Herstellung stoffschlüssiger Verbindungen in der Mikromontage ist das Kleben. Andere Technologien wie Schweißen oder Löten ermöglichen es häufig nicht, die mikrotechnischen Bauteile zu verbinden. Als problematisch bei der Herstellung stoffschlüssiger Verbindungen durch Kleben erweist sich aber in zunehmendem Maße die Dezimierung der Bauteilabmessungen. Die damit einhergehende überproportionale Reduktion bedingt, dass die in Form von Klebstofflinien oder -punkten kontinuierlich beziehungsweise diskontinuierlich zu applizierenden Klebstoffvolumina häufig nicht mehr mit ausreichender Reproduzierbarkeit und Genauigkeit hergestellt werden können. Ausgehend von einer Betrachtung des Stands der Technik bei Klebstoffapplikationsverfahren konnten durch Analyse von Marktdaten die Dispensverfahren als die bedeutendsten Verfahren zur Applikation von Klebstoffen identifiziert werden. In der Gruppe der Dispensverfahren wiederum erwies sich das Zeit-Druck Dispensverfahren als das wichtigste Klebstoffapplikationsverfahren. Der zum Zeit-Druck Dispensverfahren gehörende Dosierprozess ermöglicht es allerdings nicht die geforderten Klebstoffmengen mit hoher Reproduzierbarkeit und Genauigkeit zur Verfügung zu stellen: Er weist Prozessstreuungen von zirka 10 % auf. Ziel der vorliegenden Arbeit war demzufolge die Angabe von Regelgesetzen zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit von Zeit-Druck Dosierprozessen. Des Weiteren sollte ein Werkzeug zur prozessgeregelten Zeit-Druck Dosierung einschließlich der hierzu erforderlichen Steuerungssoftware konzipiert und realisiert werden. Anhand repräsentativer Anwendungsbeispiele der hybriden Mikromontage konnten zunächst die an die kontinuierliche und diskontinuierliche Zeit-Druck Dosierung gestellten Anforderungen aufgezeigt werden. Dabei erwiesen sich Prozessstreuungen von 2,8 % bei der kontinuierlichen Dosierung von Klebstofflinien und 8,3 % bei der diskontinuierlichen Dosierung von Klebstoffpunkten als zulässige Maximalwerte. Darauf aufbauend wurde die Ableitung von Problemstellungen möglich, die im Rahmen der durchgeführten Entwicklungen gelöst wurden. Diese bestanden aus der Angabe eines vollständigen, mathematischen Modells des Zeit-Druck Dosierprozesses, das auch die Temperaturentwicklung im Dosiersystem sowie das nichtlineare Klebstofffließverhalten berücksichtigt. Zudem umfassten sie die Entwicklung eines Arbeitspunktreglers zur Regelung der kontinuierlichen und eines ausgangsrückführenden Reglers zur Regelung der diskontinuierlichen Klebstoffdosierung. Die Problemstellungen in Bezug auf die mathematische Modellbildung wurden durch Ableiten eines Differenzialgleichungssystems zur Berechnung des instationären Kartuschenlufttemperaturverlaufs sowie einer Differenzialgleichung zur Charakterisierung der instationären Klebstoffströmung nichtlinearen Fließverhaltens in der Dosierkapillare gelöst. Anhand des vollständigen Prozessmodells erfolgte anschließend die Entwicklung eines Arbeitspunktreglers zur Regelung der kontinuierlichen Klebstoffdosierung. Für die diskontinuierliche Klebstoffdosierung wurde ein ausgangsrückführender Regler zur Beseitigung der bestehenden Defizite hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Genauigkeit entwickelt. Anschließend konnten zur Umsetzung der entworfenen Regelungen notwendige alternative Lösungskonzepte zur gezielten, kontinuierlichen Beeinflussung des Zeit-Druck Dosierprozesses sowie zur Erfassung der erforderlichen Messgrößen Druck und Volumenstrom erarbeitet und die geeignetsten bestimmt werden. Die Verifikation der neu entwickelten Prozessregelungen und erarbeiteten Lösungskonzepte zur Prozessüberwachung und -ansteuerung erfolgte anhand experimenteller Untersuchungen unter Verwendung des hochviskosen Öls Typ SHC 639 als Ersatzmedium. Es zeigte sich, dass die entworfenen Regler die gestellten Anforderungen erfüllen. Die Untersuchungen verdeutlichten, dass sowohl bei der kontinuierlichen als auch diskontinuierlichen Dosierung die Reproduzierbarkeit der Dosierergebnisse signifikant erhöht werden konnte. Diese war aufgrund der durchgeführten Entwicklungen auf weniger als 0,5%, bei einer Genauigkeit besser 5%, reduzierbar. Damit sind auch die bei der kontinuierlichen sowie diskontinuierlichen Klebstoffapplikation an Zeit-Druck Dosierprozesse gestellten Anforderungen erfüllbar. Ferner ermöglichten die Entwicklungen eine Erweiterung des, in geregelten Zeit-Druck Dosierprozessen, reproduzierbar erzeugbaren Dosierspektrums um 23 ml/h bei der kontinuierlichen Dosierung und 160 nl bei der diskontinuierlichen Dosierung. Mit der abschließenden Umsetzung der Verfahren in einem geregelten Zeit-Druck Dosierwerkzeug wurde die technische Machbarkeit der prozessgeregelten Dosierung hochviskoser Klebstoffe am Beispiel des Klebstoffs vom Typ „PD 955 M“ nachgewiesen. Der Einsatz der entwickelten Verfahren in industriellen Anwendungen, bei denen die reproduzierbare Dosierung kleinster Mengen hochviskoser Klebstoffe im Vordergrund steht, wäre durch Weiterentwicklung von Ansteuerung, Dosierwerkzeug und Durchflusssensor denkbar. Von primärem Interesse dabei ist es die Belastbarkeit der Durchflusssensormembran zu steigern, so dass höhere Dosierdrücke möglich werden, die eine Verringerung der Dosierdauer gestatten. Zudem von Interesse wären weitere Untersuchungen zur Reduktion der, unter Verwendung vorstehend beschriebener Prozessregelungen, in Zeit-Druck Dosierprozessen minimal erzielbarer Dosiervolumenströme und -volumina. Des Weiteren wäre die Übertragung der Ergebnisse auf andere Dispens- beziehungsweise Dosierverfahren sowie die Erweiterung der geregelten Dosierprozesse auf geregelte Dispensprozesse sinnvoll, die auch eine Kontrolle des Klebstoffapplikationsprozesses einschließen.Item Unknown Nachrichtenorientierte Verteilungsplattform für hochdynamische Kommunikation in der Produktion(2009) Knoll, Gerald; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Durch eine Architektur von Basis-Komponenten einer schnellen Nachrichtenorientierten Verteilungsplattform für die Produktion wurde ein Konzept entwickelt, das dem Anstieg der Kommunikationsdichte entgegenwirkt. Zudem unterstützt eine hochdynamische Nachrichtenübermittlung das vielseitige Spektrum an Ein- und Ausgabegeräten, die in der Produktion verwendet werden und über verschiedene Netzwerke kommunizieren durch Protokoll- und Inhaltsanpassungen zwischen den kommunizierenden Parteien. Nur durch ein Gesamtkonzept, dass gleichzeitig die Geschwindigkeit der Nachrichtenübertragung und eine hohe Dynamik durch situationsspezifische Anpassung einer Nachricht erfüllt, sind steigenden Anforderungen in der Produktion erfüllbar. In der vorliegenden Arbeit wird ein Gesamtkonzept für die Basis-Komponenten Namensdienst, Routenplanung und Arbeitsablaufverwaltung einer Nachrichtenorientierten Verteilungsplattform für die Produktion entworfen. Durch eine Erweiterung des Namensdienstes um eine Ausführung von Arbeitsabläufen wird der Nachrichtenzustellung eine hohe Dynamik vermittelt, wodurch sich Nachrichten situationsspezifisch an die Umgebung und vorhandenen Ein- und Ausgabegeräte anpassen. Zudem wird eine Arbeitsablaufkomponente für die Nachrichtenübermittlung nicht mehr benötigt, wodurch Latenzzeit eingespart werden kann und somit eine höhere Bandbreite zur Verfügung steht um beispielsweise durch detaillierte Sensordaten eine höhere Qualität in der Produktion zu erreichen. Die entwickelte Routenplanung beinhaltet eine Zuordnungsverhandlung, die eine Nachricht situationsspezifisch an den optimalen Empfänger anpasst. In einer Zuordungstabelle werden alle Informationen über Klienten im System zur Laufzeit gesammelt und bilden die Entscheidungsbasis für eine flexible und hochdynamische Nachrichtenübermittlung. Die Komponente Arbeitsablaufabstimmung bietet eine regelbasierte Auflösung von widersprüchlichen Arbeitsabläufen mit der Möglichkeit, eine Verhandlung von Arbeitsabläufen zu initiieren.Item Unknown Methodik des interorganisationalen Technologietransfers : ein Technologie-Roadmap-basiertes Verfahren für kleine und mittlere technologieorientierte Unternehmen(2009) Laube, Thorsten; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)Besonders deutsche Unternehmen sind gezwungen, qualitativ hochwertige Produkte zu marktgerechten Preisen anzubieten, um so langfristig ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Dabei nimmt die vorausschauende Identifizierung, Einführung und Anwendung neuer Produkt- und Produktionstechnologien sowie eine damit verbundene strategische Ausrichtung des Technologiemanagements zunehmend eine entscheidende Rolle ein. Eine Synthese von markt- und technologieorientierter Planung durch das Zusammenwirken von market pull (Marktorientierung) und technology push (Technologieorientierung) hilft dabei, gleichermaßen sowohl die zukünftigen Anforderungen des Marktes als auch technologische Weiterentwicklungen zu berücksichtigen. Da kleine und mittlere Unternehmen (kmU) selbst kaum Grundlagenforschung betreiben, sind gerade sie in entscheidendem Maße von den Forschungen an Universitäten und außeruniversitären Instituten abhängig, womit der Technologietransfer zum wichtigsten Instrument für die Vorbereitung von Innovationen wird. Die Problemstellung, die als Ausgangsbasis für diese Arbeit dient, lässt sich wie folgt zusammenfassen: Es ist keine Methodik für den Technologietransfer in der Literatur beschrieben. Kleine und mittlere Unternehmen leiden an einer mangelnden Technologieorientierung. Bekannte Technologiemanagement-Methoden haben einen hohen Ressourcenbedarf. Die Kommunikation zwischen Unternehmensbereichen wird von zur Verfügung stehenden Methoden ungenügend unterstützt. Methoden sind zu wenig in die Prozesse des strategischen Managements integriert. Die Zielsetzung dieser Arbeit war es, eine speziell auf die Anforderungen von kmU zugeschnittene Methodik für den Technologietransfer zu entwickeln. Zu Beginn wurde die Hypothese vertreten, dass die Technologie-Roadmap-Methode als bereits vielseitig eingesetztes Instrument im strategischen Technologiemanagement für diese Aufgabenstellung geeignet sei. Weiterhin wurde aufgezeigt, dass die Technologiefrühaufklärung als unerlässliches Hilfsmittel für die langfristige Planung des Technologietransfers in die Lösung integriert werden müsse. Es wurden deshalb zunächst der Stand der Technik der Technologiefrühaufklärung und des Technologietransfers sowie unterschiedlicher Ansätze zum Technologie-Roadmapping analysiert und bewertet. Die Arbeit fokussiert auf den interorganisationalen Technologietransfer in kleinen und mittleren Unternehmen, also den Technologietransfer von externen Technologiegebern hin zu Unternehmen. Diese Unternehmen sollen darüber hinaus technologieorientiert sein, um damit grundlegende Innovations- und Technologiemanagement-Prozesse vorauszusetzen. Um den bisher überwiegend operativ ausgelegten Technologietransfer strategisch auszurichten, bedarf es eines zusätzlichen strategischen Instruments, der Technologiefrühaufklärung. Diese wurde in die Methodik integriert. Im Anschluss an den Technologietransfer folgt die Nutzungsphase. Für alle drei Aspekte, der Technologiefrühaufklärung, des Technologietransfers und der Technologienutzung, wurde das Modell des Technologietransfer-Managements entwickelt. Aufbauend auf der systemischen Analyse wurde sowohl ein anforderungsgerechtes Aufbaustruktur- als auch Ablaufstrukturmodell, das Prozessmodell, entworfen. Das Aufbaustrukturmodell beschreibt detailliert die Elemente der Subsysteme und definiert die Inhalte der Technologie-Roadmap als Basis einer unternehmensspezifischen Ausprägung. Für die Entwicklung des Prozessmodells wurde jeder Prozess anhand von Subprozessen detailliert und die Zusammenhänge zu vor- und nachgelagerten Subprozessen anhand von Input-Output-Beziehungen sowie den verwendeten Methodenbausteinen beschrieben. Für die daran anschließende Integration der Modelle in das strategische Technologiemanagement wurde die Methode „Ereignisorientierte Prozesskette“ (EPK) herangezogen. Bei der Detaillierung der Methodik wurden die Prozesse und Subprozesse weiter konkretisiert und mit Hilfe der EPK-Methode ausmodelliert. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die jeweiligen Zusammenhänge von Subprozess und Technologie-Roadmap gelegt. Zur Bewertung relevanter Technologien bezüglich ihrer Eignung für den Technologietransfer wurde darüber hinaus der Methodenbaustein Technologietransfer-Portfolio entwickelt. Zum Abschluss der Detaillierung der Methodik wurde auf die Besonderheiten bei der erstmaligen Einführung der Methodik in kmU eingegangen. Der praktische Nutzen wurde abschließend anhand von zwei Fallstudien, der Anwendung der Methodik in einem von der Europäischen Kommission geförderten internationalen Projekt und der Anwendung bei einem kmU, nachgewiesen. Dabei wurde insbesondere auf den Nutzen der Methodik und auf die Erfahrungen bei der Anwendung eingegangen.