IEB - International Engineering
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Mit der vorliegenden Bachelorarbeit soll die Auslegung des Druckausgleichselements, das in einem Radarsensor der Firma Continental verbaut ist, untersucht werden. Durch Höhenänderungen entstehen Druckdifferenzen zwischen der Umgebung und dem Sensor. Wird diese Druckdifferenz nicht vollständig über das Druckausgleichselement ausgeglichen, kann durch einen Unterdruck Wasser über die Kabelschnittstelle in den Sensor angesaugt werden. Dadurch kann es zu einem Kurzschluss oder zu Fehlfunktionen beim Radarsensor kommen. Eine spezielle Messvorrichtung wurde konstruiert, um eine Passfahrt zu simulieren. Hierfür wurde ein Umgebungsdruck in einem Behälter erzeugt, und darin wurde der Innendruck des Sensors gemessen. Ein entsprechendes Berechnungsmodell wurde zusätzlich erstellt, um die Druckdifferenz im Sensor zu berechnen. Zusätzlich wurde die Durchlässigkeit der Kabelschnittstelle untersucht. Durch das Berechnungsmodell und verschiedene Messungen kann ausgeschlossen werden, dass bei einer Passfahrt Wasser über die Kabelschnittstelle in den Sensor gesaugt wird. Ein Gasaustausch an der Kabelschnittstelle kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Themen: die Steigerung der Komplexität eines Bauteils und Wirtschaftlichkeitsberechnungen. Nachdem der Stand der Technik von Leichtbau im Allgemeinen und Faserverbundkunststoffen erläutert wurde, wird das neu entwickelte Pull-Press Verfahren erklärt. Mittels dieses Herstellprozesses können komplexe Sandwichbauteile produziert werden. Ziel dieser Thesis ist es, das Pull-Press Verfahren dahingehend zu optimieren, dass möglichst komplexe Verbundbauteile hergestellt werden können. Bevor über mehrere Komplexitätsstufen hinweg die zu testenden Bauteil-Geometrien definiert werden, wird ein Anforderungsprofil erstellt. Es folgen Werkzeugkonzepte für die Herstellung der Bauteile. Des Weiteren geht es in dieser Arbeit um die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens. Es werden die Herstellkosten für ein Beispielteil mit Rohacell-Kern mit denen des RTM-Verfahrens verglichen. Hier wird auf die Aspekte Materialkosten und Bauteilgewicht, die Investitionskosten sowie die prozessunabhängigen und prozessabhängigen Werte eingegangen.
Das äußere Erscheinungsbild eines Fahrzeugs beeinflusst die Kaufentscheidung des Kunden. Hierbei ist das Spalt- und Passungsbild ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Durch den Anstieg der Anforderungen in der Automobilbranche und die stetige Medienpräsenz wird dieser Aspekt immer bedeutender. Das Frontend eines Fahrzeugs ist aus zahlreichen Bauteilen zusammengesetzt. Sie bilden eine lange Toleranzkette, die im Spalt- und Passungsbild sichtbar wird. In der aktuellen Entwicklung bei der Ford Werke GmbH, sollen die Spaltmaße im Frontend optimiert werden. Hierfür werden zunächst alle Beitragsleister der Toleranzkette in diesem Bereich ausfindig gemacht und in all ihren Aspekten detailliert untersucht. Diese Untersuchung erstreckt sich von den Fertigungsverfahren der Bauteile bis hin zu ihrem Einbau in das Fahrzeug. Im Anschluss wird eine interne und externe Benchmarking Studie durchgeführt um ähnliche Designmerkmale gegenüberzustellen und Fügeprozesse nachvollziehen zu können. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse werden am Ende der Arbeit Optimierungsmöglichkeiten vorgestellt. Diese werden unter den Aspekten Kosten und Nutzen verglichen, um eine sinnvolle Entscheidung treffen zu können.
Die Abschlussarbeit beinhaltete nicht nur die Implementierung des Shopfloor Management sondern auch die sorgfältige Analyse davon und den dazugehörigen Lean Methoden. Shopfloor Management bedeutet führen, kommunizieren und steuern am Ort der Wertschöpfung. Jeder Prozess besteht aus Wertschöpfung und Verschwendung und mittels der Lean Prinzipien die auch im Shopfloor Management angewandt werden, soll die Verschwendung vermieden werden. Durch eine transparente Visualisierung der aktuellen und wichtigen Kennzahlen direkt am Ort wird eine Akzeptanz bei den Mitarbeitern geschaffen. Diese neue Unternehmensführung sieht vor, eine offene Fehlerkultur zu entwickeln und die Fehler nachhaltig zu vermeiden. Es wurde die Wichtigkeit einer regelmäßigen Kommunikation erläutert, in denen die Themen und Probleme angesprochen werden. In dieser Arbeit wurden die Lean Prinzipien herausgearbeitet und ein Shopfloor Board entwickelt mit dem gestartet wurde. Zudem wurden die Mitarbeiter auf die Einführung vorbereitet und geschult. Die Mitarbeiter sollen durch das Shopfloor Management gezielt in den Verbesserungsprozess einbezogen werden und eine Eigenverantwortlichkeit entwickeln. Der optimale Zustand sieht vor, dass durch dieses System jeder Mitarbeiter die Ziele des Unternehmens kennt und durch die tägliche Revision der Kennzahlen, nachhaltige Poblemlösungsmethoden angewandt werden um die Ziele zu erreichen.
Modulare wandlungsfähige Produktionsanlagen bieten auch kleinen und mittelständischen Unternehmen gute Chancen, in einem zunehmend turbulenten Umfeld langfristig zu bestehen. Um die Verfügbarkeit modularer Produktionstechnik für die Mikrotechnikbranche zu erhöhen, muss der Entwicklungsaufwand für Prozessmodule reduziert und die Zeit vom ersten Entwurf eines Prozessmoduls bis zu dessen Einsatz in der Produktion deutlich verkürzt werden. Darum stellt diese Arbeit eine Methode vor, welche die technische und wirtschaftliche Bewertung von Prozessmodulen für Mikromontageanlagen bereits während der Entwicklungsphase ermöglicht. Die Bewertungsmethode für Prozessmodule in modularen Mikromontageanlagen vereint etablierte Bewertungsverfahren mit den besonderen Anforderungen der Mikromontage und fügt sich nahtlos in das schon bestehende Baukastensystem für Prozessmodule ein. Ausgehend von den Kriterien Zeit, Qualität, Präzision und Kosten schafft das kombinierte Bewertungsverfahren die Möglichkeit zum einfachen und schnellen Vergleich verschiedener Lösungsalternativen. Somit bietet es eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die gezielte Auswahl und Zusammenstellung von Prozessmodulen zu einer modularen Produktionsanlage für eine bestimmte Mikromontageaufgabe. Ein standardisiertes Testverfahren zur Erfassung und Auswertung technischer Bewertungsdaten sowie ein Werkzeug zur vereinfachten wirtschaftlichen Bewertung ergänzen das kombinierte Bewertungsverfahren. Die Bewertung eines beispielhaften Anwendungsfalls evaluiert die Bewertungsmethode und fördert das Verständnis für die richtige Anwendung der vorgestellten Verfahren und Werkzeuge.
Die Hochschule Furtwangen University sieht für das 7. Semester des Studiengangs International Engineering anlässlich des Abschlusses des Bachelor of Science eine Anfertigung einer wissenschaftlichen Arbeit durch den Studenten vor. Dabei soll der Student mit dem Erlernten aus der Technik und der Wirtschaft während der gesamten Studienphase in einer Thematik mögliche Problemstellungen und relevante Lösungsansätze erkennen und ausarbeiten. Know-how-Transfer ist in der heutigen Welt ein wesentlicher Bestandteil für jedes Unternehmen auf internationaler Ebene. Kooperationen mit ausländischen Partnern, aber auch firmeninterne Expansionen ins Ausland sind der Schlüssel zur Unternehmensstabilisierung. Dabei gelten als Voraussetzung für eine erfolgreiche Transferrealisierung die sprachlichen Kenntnisse und kulturelles Verständnis des jeweiligen Landes. Student Yang Yu hat sich dieser Thematik in seiner Abschlussarbeit "Pad Clip - Know-how-Transfer im Rahmen eines Produktverlagerungsprozesses am Beispiel der Baumann GmbH" gewidmet. Dabei konnte er den kompletten Projektverlauf in einem deutschen Unternehmen, von der Materialbeschaffung bis hin zum Transferprozess nach China begleiten. Die dabei entstandene Problematik wurde analysiert und optimiert. Die herausgearbeiteten Optimierungsvorschläge können zukünftig für deutsche Berufstätige in China als Leitfaden zur Orientierung dienen.
Der bekannteste Weg Gewinn in einem Produktionsunternehmen zu erzielen liegt daran, Herstellkosten zu senken und gleichzeitig hochwertige und innovative Produkte auf den Markt zu bringen. Die J. Schmalz GmbH, die weltweit führender Anbieter von Vakuum-Technologie in der Automatisierungs-, Handhabungs- und Aufspanntechnik ist, ist ständig auf der Suche nach Innovation und Verbesserung um die Qualität seiner Produkte zu steigern. Dies hat die Schmalz GmbH zu folgenden Gedanken und Fragen gebracht; wie könnten bestehende Komponenten der Firma J. Schmalz GmbH optimiert und vor allem die Effizienz von Saugern gesteigert werden? Der Schwerpunkt unserer Arbeit wird somit aus diesen beiden Fragen bestehen.
Um diese Fragen zu beantworten werden wir erstmal in dem Stand der Technik einen Fokus auf die Effizienz und die Sicherheit von Sauggreifer bei dem Transport von Werkstücken von einem Punkt zu einem anderen raussuchen. Danach werden die verschiedenen Lösungen, die wir für unser Problem gewählt haben, präsentiert. Der dritte Teil wird aus den Versuchen (Durchführung und Auswertungen) bestehen. Zum Schluss kommt das Fazit, um das Ergebnis unserer Arbeit zu zeigen.
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird der MQB Powerpack Induktionserwärmungsprozess der ZF Lenksysteme GmbH analysiert. Bei diesem Prozess wird ein Aluminium-Druckguss Motorgehäuse an der Fügefläche induktiv erwärmt, damit ein Steuergerät eingeschrumpft werden kann. Dieser Fügeprozess wird über die Fügekraft und den Fügeweg überwacht und gesteuert. Zwischen den beiden Bauteilen befindet sich ein O-Ring, der für die Dichtheit des Motorinnenraums sorgt. Dieser O-Ring darf einer Temperatur von über 250° C nicht ausgesetzt werden, da er sonst seine Funktion verliert. Im Rahmen dieses Projektes wird die Datenrückverfolgung mithilfe eines zu implementierenden Messsystems erweitert, wobei das System nicht nur eine Überschreitung der kritischen Temperatur vermeiden, sondern auch Informationen für eine Ist-Zustandsanalyse liefern soll. Der Prozess entstand aus der Historie, deswegen müssen die Parameter überprüft sowie Potentiale zur Effizienzsteigerung in Bezug auf Qualität und Taktzeit im Rahmen der Prozessentwicklung ermittelt werden.
Der Autor stellt in dieser Arbeit einen Referenzprozess dar, der die wichtigen Faktoren für die Implementierung der Quality Gate Systematik in ein Unternehmen detailliert betrachtet. Um die Zielführung der Quality Gate Systematik zu gewährleisten, stellt der Autor eine genaue Vorgehensweise für die Erstellung einer Quality Gate Checkliste bereit. Der Referenzprozess orientiert sich an bereits vorhandenen Quality Gate Systematiken. Er nutzt die Erkenntnisse dieser Vorgehensweisen, um eine detaillierte Beschreibung der wichtigsten Bausteine bereitzustellen. Die Erstellung der Quality Gate Checkliste steht dabei unter dem zentralen Punkt der Identifikation der zielführenden Checklisteninhalte. Zur Unterstützung dieses Vorgangs stellt der Autor verschiedene Analyse Methoden bereit, die eine zielführende und aussagekräftige Festlegung des Checklisteninhalts gewährleisten sollen.
Diese Bachelor-Thesis beinhaltet die Erarbeitung und Untersuchung zur technologischen Modernisierung einer 15 Jahre alten Hydraulikpresse mit integriertem Schweißsystem. Die Presse dient der Herstellung und Instandsetzung von supraleitenden Magneten für den Large Hadron Collider am CERN. Die technische Herausforderung bezieht sich wesentlich auf die Erneuerung des Regelungs- und Hydrauliksystems. Die zugrundeliegende Ursache liegt nicht nur in der zukünftigen Generation supraleitender Magneten, sondern auch in der Modernisierung des Schweißprozesses. Nach intensiver Einarbeitung in den Aufbau und Funktion der Presse werden Modernisierungsmöglichkeiten erarbeitet und diskutiert. Die Ergebnisse der Analyse dienen vorwiegend der technischen Ausschreibung zur Angebotseinholung. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass für eine robuste Regelung der Hydraulik und Schweißtechnik ein separierter Ansatz zur Regelung erforderlich ist. Die Einbindung individueller, regelungstechnischer Lösungen vermeidet Schnittstellen und verbessert die Abbildung des Gesamtprozesses im Regelungssystem. Die Studie der derzeit eingesetzten Benutzeroberfläche zur Regelung wird als Basis für eine mögliche Verbesserung vorgestellt. Schwachstellen werden diskutiert und erarbeitete Verbesserungen erläutert. Die Bedienoberfläche der Hydraulikregelung wird infolgedessen neu entworfen und Lösungen zur Anpassung an verschiedene Magnetlängen implementiert. Dem Hydrauliksystem werden demnach die Druckregelung einzelner Hydraulikzylinder sowie eine metrologische Bestimmung der Durchbiegung des Hauptträgers ermöglicht. Die Durchbiegung der Trägerenden kann hierbei regelungstechnisch minimiert werden. Die statische Abschätzung der verbleibenden Durchbiegung in Abhängigkeit der Magnetlängen wird in der Arbeit beschrieben. Der letzte Teil der Arbeit behandelt die Thematik des obsoleten Schweißsystems und stellt die Umrüstung auf WIG-Kaltdrahtschweißen vor. Das WIG Verfahren erlaubt eine hinreichend große Vorspannung der supraleitenden Spulen und minimiert die Schweißfehler. Basierend auf der Studie wird somit die effiziente Erarbeitung der Marktstudie und der darauf folgenden Angebotsausschreibung ermöglicht.