670 Industrielle Fertigung
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Schweißerschutzkleidung muss unterschiedlichen Anforderungen genügen. Sie muss u.a. flammfest sein, den Schweißer vor Metallspritzern schützen, die beim Schweißen entstehen, und auch einen Schutz vor UV-Licht sicherstellen, das im Schweißbogen entsteht. Besonders der Schutz vor Metallspritzern wird durch das Flächengewicht der Textilien bestimmt. Der entsprechende Schutzfaktor wird durch Tropfen flüssigen Eisens bestimmt, die auf ein Gewebe fallen. Dabei gilt: je höher das Flächengewicht, desto höher der Schutz vor Schweißspritzern. Jedoch gilt auch: je höher das Flächengewicht, desto schlechter ist der Tragekomfort und desto wärmender ist die Kleidung und damit die körperliche Belastung des Trägers. Durch die Applikation von Nanopartikeln ist es möglich, das benötigte Flächengewicht der Kleidung zu reduzieren.
Der Verschleiß von Werkzeugen bei der Zerspanung mit geometrisch definierter Schneide ist wesentliches Kriterium für die Qualität der bearbeiteten Werkstücke, die Zuverlässigkeit der Bearbeitungsprozesse sowie der Wirtschaftlichkeit. Die Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung wird vor allem durch die Anzahl der mit einem Werkzeug zuverlässig bearbeitbaren Werkstücke beeinflusst. Die Standzeit / der Standweg der Werkzeuge sowie die einsetzbaren Technologieparameter sind von unterschiedlichen Faktoren abhängig. Dabei sind neben dem Werkzeug und deren Eingriffsbedingungen (z. B. axiale und radiale Zustellung) auch die Einflüsse seitens der Maschine (z. B. Steifigkeit, Eigenfrequenzen, Drehmoment), des Werkstückes (z. B. Werkstoff, Genauigkeiten) und des Bearbeitungsprozesses mit den dabei auftretenden Kräften, Drehmomenten, Drehzahlen und Vorschüben abhängig. Trotz verschiedener Bemühungen der vergangenen beiden Jahrzehnte zur Bearbeitung ohne Kühlschmierstoff oder mit Minimalmengenschmierung werden heute immer noch zahlreiche Bearbeitungsprozesse unter Einsatz von Kühlschmierstoff durchgeführt. Dadurch lassen sich aufgrund der geringeren thermischen Belastung von Werkzeug und Werkstück teilweise deutlich höhere Schnittbedingungen und/oder Standzeiten erzielen.
Sichtprüfungen von Produktoberflächen werden überwiegend von Mitarbeitern ausgeführt, wobei Automatisierungsansätze mit Kamera- und Bildverarbeitungssystemen großes Potenzial zeigen. Auch Cobots werden in Qualitätssicherungsprozesse einbezogen.Im Folgenden werden die Integrationsmöglichkeiten von Cobots in die Sichtprüfung diskutiert und ein Entscheidungsmodell dargestellt, mit dem Sichtprüfungsprozesse auf ihre Cobot-Tauglichkeit überprüft werden können. Das Entscheidungsmodell ist für die direkte Integration in bereits existierende Cobot-Eignungsuntersuchungsverfahren konzipiert und dient als erste strategische Entscheidungshilfe.
Conventional production systems are evolving through cyber-physical systems and application-oriented approaches of AI, more and more into "smart" production systems, which are characterized among other things by a high level of communication and integration of the individual components. The exchange of information between the systems is usually only oriented towards the data content, where semantics is usually only implicitly considered. The adaptability required by external and internal influences requires the integration of new or the redesign of existing components. Through an open application-oriented ontology the information and communication exchange are extended by explicit semantic information. This enables a better integration of new and an easier reconfiguration of existing components. The developed ontology, the derived application and use of the semantic information will be evaluated by means of a practical use case.
Maintenance is an increasingly complex and knowledge-intensive field. In order to address these challenges, assistance systems based on augmented, mixed, or virtual reality can be applied. Therefore, the objective of this paper is to present a framework that can be used to identify, select, and implement an assistance system based on reality technology in the maintenance environment. The development of the framework is based on a systematic literature review and subject matter expert interviews. The framework provides the best technological and economic solution in several steps. The validation of the framework is carried out through a case study.
This paper presents the concept of the system architecture of a flexible cyber-physical factory control system. The system allows the automation of process structures using cyber-physical fractal nodes. These nodes have a functional and independent form and can be clustered to larger structures. This makes it possible to equip the factory with a flexible, freely scalable, modular system. The description of this system architecture and the associated rules and conditions is outlined in the concept.
Increasing complexity in manufacturing processes poses new challenges for industrial maintenance. In addition, advanced machine monitoring and lifetime forecasting options expand the tools and maintenance strategies available. Today, maintenance strategy selection is performed sequentially usually based on prioritised machines and components. These selections are optimized locally for each machine isolated, not considering the context of other machines within the value-adding network. To overcome these challenges, this paper presents an approach for an integrated maintenance strategy selection in one-step by an integrated model considering possible machine failures and the context of other machines within the value-adding network in parallel.
Railway operators are being challenged by increasing complexity and safeguarding the availability of passenger rolling stock, bringing maintenance and especially emerging technologies into the focus. This paper presents a model for selection and implementation of Industry 4.0 technologies in rolling stock maintenance. The model consists of different stages and considers the main components of rolling stock, the related appropriate maintenance strategies and Industry 4.0 technologies considering the maturity level of the railway operators. Relevant criteria and main prerequisites of the technologies were identified. The model proposes relevant activities and was validated by industry experts.
The technologies of digital transformation, such as the Internet-of-Things (IoT), artificial intelligence or predictive maintenance enable significant efficiency gains in industry and are becoming increasingly important as a competitive factor. However, their successful implementation and creative, future application requires the broad acceptance and knowledge of non-IT-related groups, such as production management students, engineers or skilled workers, which is still lacking today. This paper presents a low-threshold training concept bringing IoT-technologies and applications into manufacturing related higher education and employee training. The concept addresses the relevant topics starting from IoT-basics to predictive maintenance using mobile low-cost hardware and infrastructure.
The maintenance of railway infrastructure remains a challenge. Data acquisition technologies have evolved because of Industry 4.0, expanding the capabilities of predictive maintenance. Despite the advances, the potential of these emerging technologies has not been fully realised. This paper presents a technology selection framework in support of railway infrastructure predictive maintenance, which is based on qualitative methods. It consists of three stages, including the mapping of the infrastructure characteristics with the identified technologies, the evaluation of the most appropriate technologies, and the sourcing thereof. This presents the collective decision support output of the framework.