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Dissertation M. Pernicka

Natur und Technik

Dissertationen

 

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R. Neugebauer (Hrsg.)
M. Pernicka
Methodik zur Integration mischbauintensiver Fahrzeugkarosserien
in ein bestehendes Fabriksystem

Berichte aus dem IWU, Band 119
269 Seiten, m. Abb. und Tab., A5, Broschur

ISBN: 9783957351296
Verlag Wissenschaftliche Scripten

Die Anpassung bestehender automobiler Fabriksysteme ist vor dem Hintergrund der zunehmenden Umfelddynamik eine zentrale Anforderung produzierender Unternehmen. Neue Rahmenbedingungen für die Produktion ergeben sich insbesondere durch die steigende Werkstoffvielfalt in der Fahrzeugkarosserie. Die aus der intelligenten Kombination von Stahl, Aluminium und Kunststoffen folgenden mischbaubedingten Herausforderungen können in der derzeitigen automobilen Großserie nur unzureichend bewältigt werden und fordern eine Weiterentwicklung des etablierten Produktionssystems.
In dieser Arbeit wird auf Basis der Grundlagen der Systemtheorie eine methodische Planungsunterstützung zur mischbaugerechten Anpassung bestehender Fabrik-systeme vorgestellt. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Entwicklung einer neuen Methodik, um die Fertigung von Mischbaukarosserien mit ausgeprägtem Kunststoffanteil innerhalb konventioneller Fabrikstrukturen zu ermöglichen. Die dreistufige Methodik begleitet den Anwender durchgängig bei der Entwicklung und Bewertung von Lösungsoptionen und ist mit generisch anwendbaren Hilfsmitteln und Prinziplösungen ausgestaltet. Im Kern der Methodik steht die prozessuale und strukturelle Integration von physischen Modulen zur individuellen Anpassung bestehender Fabriksysteme. Das modulbasierte Integrationsvorgehen sowie der technologiestufen-übergreifende Betrachtungsbereich erlauben neue Möglichkeiten beim Werkstoffeinsatz in Fahrzeugkarosserien.
Die Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit der Methodik wird an einem industriellen Praxisbeispiel veranschaulicht und leistet einen Beitrag zur Reaktion auf den steigenden Flexibilitätsbedarf in der Produktion.

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Against the background of increasing environmental dynamics, the adaptation of existing automotive factory systems is a central requirement of manufacturing companies. New framework conditions for production result in particular from the increasing diversity of materials in the car body. The challenges posed by the intelligent combination of steel, aluminium and plastics can only be inadequately mastered in the current large-scale automotive production and call for further development of the established production system.
In this thesis, a methodical planning support for the multi-material adaptation of existing factory systems is presented. The work focuses on the development of a new method to enable the production of multi-material car bodies with a significantly plastic content within conventional factory structures. The three-stage method supports the user throughout the development and evaluation of possible solutions and is designed with generically applicable tools and principle solutions. The core of the method is the process-related and structural integration of physical modules for the individual adaption of existing factory systems. The module-based integration procedure, as well as the cross-technology scope, allow new possibilities for the use of innovative materials in vehicle bodies.
The applicability and efficiency of the method is illustrated by a practical example and underlines the contribution to the increasing need for flexibility in production.

 

 

1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Problemstellung
1.3 Ziel der Arbeit
1.4 Aufbau der Arbeit

 

2 Stand der Technik
2.1 Mischbau in der Fahrzeugkarosserie
2.1.1 Mischbauweise als Schlüsseltechnologie
2.1.2 Werkstoffe und Bauweisen einer Fahrzeugkarosserie
2.1.3 Herausforderungen beim automobilen Karosseriemischbau
2.1.4 Metallintensiver Karosseriemischbau mit partieller Compositeanwendung
2.1.5 Zusammenfassung
2.2 Automobiles Fabrik- und Produktionssystem
2.2.1 Fabrik und Produktion als System
2.2.2 Flexibilisierung und Wandlungsfähigkeit von Fabrik- und Produktionssystemen
2.2.3 Modularisierung im Kontext der Produktion
2.2.4 Fabrik- und Produktionssystem zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien
2.2.5 Herausforderungen und Maßnahmen bei Mischbau im automobilen Produktionssystem
2.2.6 Praxisbeispiele von umgesetzten mischbauintensiven Fabrik- und Produktionssystemen
2.2.7 Zusammenfassung
2.3 Methoden und Werkzeuge zur Fabrik- und Produktionssystemplanung
2.3.1 Begriffe und Definitionen
2.3.2 Grundlagen und Methoden der Fabrikplanung
2.3.3 Anpassung von Brownfields
2.3.4 Integration in bestehende Fabriksysteme
2.3.5 Methoden zur Bewertung von Lösungsalternativen
2.3.6 Planungsunterstützung durch Planungsinstrumente
2.3.7 Zusammenfassung

 

3 Untersuchungsumfang der Dissertation
3.1 Ansatzpunkte und Defizite bestehender Arbeiten
3.2 Ziel und Lösungsansatz der Arbeit
3.3 Eingrenzung des Betrachtungsumfangs
3.4 Anforderungen an die Methodik
3.5 Grundkonzeption der Methodik

 

4 Integration von Mischbau in bestehende Fabriksysteme
4.1 Mischbaubedingte Wechselwirkungen im Fabriksystem
4.1.1 Wechselwirkungen zwischen Produkt und Produktion
4.1.2 Mischbau im Produkt Fahrzeugkarosserie
4.1.3 Mischbau in einer bestehenden Produktion
4.2 Anpassung von Brownfields im systemtheoretischen Zusammenhang
4.2.1 Aktivitäten zur Systemveränderung
4.2.2 Integration als Maßnahme der Systemanpassung
4.3 Beschreibung und Zusammenhang der Module
4.3.1 Grundlagen der Modulbeschreibung
4.3.2 Bauteilmodul
4.3.3 Produktionsmodul
4.3.4 Fabrikmodul
4.4 Integrationsvorgehen im Brownfield
4.4.1 Aspekte der Integration
4.4.2 Ideale Integration
4.4.3 Reale Integration
4.5 Bewertung mischbaubedingter Integrationen in Brownfields
4.5.1 Bewertung der Integration
4.5.2 Auswirkungen
4.6 Prinziplösungen zur Integration von Mischbau
4.6.1 Überblick über die Integrationslösungen
4.6.2 Prinziplösungen

 

5 Methodik zur Planung und Bewertung von Integrationslösungen für bestehende Fabriksysteme
5.1 Aufbau der Methodik
5.2 Analysephase
5.3 Planungsphase
5.4 Bewertungsphase

 

6 Anwendung der Methodik anhand eines kunststoffintensiven Mischbauszenarios in einem bestehenden Fabriksystem
6.1 Projektinformationen und Planungsprämissen
6.2 Anwendung der Methodik am Praxisbeispiel
6.3 Validierung der entwickelten Methodik

 

7 Zusammenfassung und Ausblick
7.1 Zusammenfassung
7.2 Ausblick

 

Literaturverzeichnis

 

Anhang

 


 

 

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