Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier."—  Präsentation transkript:

1 Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier

2 Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik - Inhalt 1.Einführung: Worum geht es hier? 2.System 3.Modell 4.Modellierung von Gegenständen 5.Strukturmodelle (Gebildestruktur) 6.Verhaltensmodelle (Prozessstruktur) 7.Produktion 8.Digitale Fabrik 9.Planung von Produktionssystemen 10.Wirtschaftlichkeitsrechnung 11.Prüfungen

3 Produktion Umwandlungsprozess (Transformation), durch den Güter oder Dienstleistungen (Output) aus Einsatzgütern (Input) entstehen. Fertigung umfasst alle technischen Maßnahmen zur Herstellung von Erzeugnissen. Sie ist ein diskontinuierlicher Prozess. Man unterteilt Teilefertigung und Montage. Fertigungssystem / Produktionssystem technisch selbstständige Allokation von Potentialfaktoren zur Produktion. Sie besteht aus Arbeitssystemen. Arbeitssystem Kleinste Einheit einer Kombination aus Potentialfaktoren; mind. eine Klasse von Transformationen. Fertigungsprozess Zeitliche Folge von Einzelprozessen, die eine Umwandlung bzw. Umformung realer Gegebenheiten (Stoff, Energie, Information), oder eine Veränderung ihrer Koordinaten (Transport, Lagerung) bewirken. 7. Produktion

4 Hilfstechniken  Fördertechnik  Messtechnik Fertigungstechnik … befasst sich mit der Herstellung geometrisch bestimmter fester Körper aus verschiedenartigen Grundstoffen durch schrittweise Veränderung der Form oder Stoffeigenschaften.  Urformen (Giessen, Sintern, Galvanoformung) Fertigen eines festen Körpers aus formlosen Stoff durch Schaffen von Zusammenhalt.  Umformen (Stauchen, Ziehen) Erzeugen eines Teils durch Ändern der Form. Masse und Zusammenhalt werden erhalten. 7. Produktion

5  Trennen (Drehen, Bohren, Fräsen) Aufhebung oder Verminderung des örtlichen Zusammenhaltes.  Beschichten (Galvanisieren) Aufbringen einer haftenden Schicht aus formlosen Stoff.  Stoffeigenschaft ändern (Härten, Nitrieren) Fertigen durch Umlagern, Aussondern oder Einbringen von Stoffteilen.  Fügen (Kleben, Schweißen, Schrauben) Zusammenbringen von zwei oder mehr Werkstücken 7. Produktion

6 Produkt vom Betrieb angebotene Leistung (Güter / Dienstleistung), die geeignet ist, konkrete Bedürfnisse eines Kunden nutzbringend zu befriedigen Erzeugnis in sich geschlossener, aus Gruppen und / oder Teilen bestehender, funktionsfähiger Gegenstand als Endergebnis der Fertigung Dienstleistung immaterielle Leistung eines Unternehmens 7. Produktion

7 Werkstoffe Rohstoffe, Hilfsstoffe, usw. Betriebsmittel Maschinen, Werkzeuge, Gebäude, Grundstücke, usw. Arbeitskräfte Betriebsleitung, Organisation, Planung, objektbezogene Arbeit Elementarfaktoren = Betriebsmittel + Werkstoffe Potentialfaktoren = Betriebsmittel + Arbeitskräfte (Gebrauchsfaktoren) Rohstoff Ausgangsmaterial, aus dem ein Teil entsteht. Teil nicht zerlegbare Gegenstände Gruppe in sich geschlossene, aus 2 oder mehr Teilen und / oder Gruppen (niederer Ordnung) bestehende Gegenstände Material Sammelbegriff für Rohstoffe, Teile, Gruppen, Werkstoffe, usw., die zur Fertigung erforderlich sind 7. Produktion

8 Produktionsfaktoren Menschliche ArbeitBetriebsmittelWerkstoffe Geschäfts- und Betriebs- leitung Planung Organi- sation objekt- bezogene Arbeit Maschinen, Werkzeuge, Gebäude, Grundstücke u. a. Betriebs- stoffe Roh-, Hilfsstoffe u. a. Dispositive FaktorenElementarfaktoren originärer Faktor derivative Faktoren Gebrauchsfaktoren Verbrauchsfaktoren 7. Produktion

9 Fertigung von Fahrrädern Gegeben : Rahmenfertigung, Gabelfertigung, Räderfertigung, Lackiererei, Montage, Zukauf aller Anbauteile Aufgabe : Nennen Sie:  Produktionsfaktoren  Materialien  Produktion  Fertigungsprozess  Arbeitssysteme  Fertigungstechniken  Hilfstechniken  Produkte  Dienstleistungen 7. Produktion

10 Produktionsaufgaben 1.Entwicklung & Konstruktion verantwortlich für sämtliche Aufgaben im Bereich der Produktentwicklung 2.Arbeits- & Fertigungsplanung alle einmalig auftretenden Planungsmaßnahmen der Produktion bzw. Fertigung 3.Qualitätswesen Sicherstellung der Qualitätsanforderungen an das eigene Produkt 4.Produktionsplanung & -steuerung Planung, Steuerung und Überwachung der Produktionsabläufe und / oder eines Produktionsprogramms 5.(Computerunterstützte) Fertigung 7. Produktion

11 Beispiel Konstruktion  Planen (Außensicht è Verhalten) Festlegen des Entwicklungsauftrages Klären der Aufgabenstellung, Anforderungsliste  Konzipieren (Zerlege Problem è Struktur) Suche nach Lösungsprinzipien Kombination zu einem Baustein Bewertung und Auswahl  Entwerfen (Objektzusammenhang è Funktion) Maßstäblicher Entwurf, Optimierung  Ausarbeiten (Details) Gestalten Einzelteile, Ausarbeiten Zeichnungen, Stückliste, Prototyp 7. Produktion

12 Technische Unterstützung: CAD (Computer Aided Design) Rechnerunterstützte Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen, unter Einschluss technischer Berechnungen & Bewegungssimulation von Objekten Aufgaben:  Erarbeitung Gestaltung und Funktion eines Produktes  Bereitstellen der notwendigen Unterlagen für Fertigung und Montage  äußere Beschreibung / Objektbeschreibung / Strukturmodell / Verhaltensmodell Quelle: Wikimedia Commons 7. Produktion

13 Technische Unterstützung: CAE (Computer Aided Engineering) Alle Rechnerunterstützten Ingenieursaufgaben während der Entwicklung eines Produktes Aufgaben:  Berechnung und Auslegung eines Elementes, Bauteils oder der gesamten Maschine  Simulation und Überprüfung des zugehörigen physikalischen Vorgangs  innere Struktur / Funktionsmodell Anwendungen:  Statische und dynamische Festigkeitsberechnungen, Strukturanalyse  Simulation kinematischer Systeme  Prozess- und Verfahrensmodelle zur Simulation des Fertigungsprozesses Quellen: & 7. Produktion

14 Arbeitsplanung … Endziel der Arbeitsplanung ist die Ausarbeitung eines Arbeitsplanes, der die Umwandlung eines Werkstücks vom Rohzustand in den Endzustand vollständig beschreibt. Er beschreibt ebenfalls alle benötigten Arbeitsvorgänge, und ordnet jeweils die benötigten Produktionsfaktoren zu, gibt Vorgabezeiten und Lohngruppen an… Fertigungsplanung Alle einmalig zu treffenden Maßnahmen bezüglich der Gestaltung eines Fertigungssystems und dessen Fertigungsprozesse Aufgaben der Arbeitsplanung  Arbeitsablaufplanung  Arbeitsstättenplanung  Arbeitsmittelplanung  Arbeitszeitplanung  Bedarfsplanung je Einheit  Arbeitsfristenplanung  Arbeitskostenplanung 7. Produktion

15 Beispiel Arbeitsablaufplanung: Ermittlung der Losgröße Die Losgrößenoptimierung (Fertigungs- und/oder Transportlose) betrachtet auf der Basis eines gegebenen Güterflusses aus einem Lager den Fluss in das Lager gemeinsam mit der Bestandshöhe im Lager. Die Andlersche Losgrößenformel Q = Qgesuchte Bestellmenge JBJahresbedarf k p konstant angenommener Stückpreis k l Lagerhaltungskostenfaktor in Prozent des Stückpreises, bezogen auf den durchschnittlichen Lagerbestand k b Kosten pro Bestellung 7. Produktion

16 basiert auf einer Vielzahl von Voraussetzungen:  Der Jahresbedarf ist deterministisch; er tritt in konstanten Raten auf.  Die Beschaffung erfolgt dann, wenn der Lagerbestand die Größe Null erreicht hat.  Die Beschaffungszeit ist Null.  Fehlmengen treten nicht auf.  Die Bestellmenge ist unbegrenzt, aber einmal als optimal bestimmt, ist sie als konstant anzusehen.  Der Lagerhaltungskostenfaktor ist konstant.  Die fixen und variablen Beschaffungskosten und der Stückpreis sind konstant. Damit setzt die Andler-Formel den Beschaffungsfall voraus. Die Erweiterungen für die Fertigung berücksichtigen Fertigungs- und Verbrauchsgeschwindigkeiten und den Sachverhalt, dass auf einer Maschine mehrere Teile hergestellt werden müssen. 7. Produktion

17 Gegeben sind: JB = ME k p = 12,00 GE/ME k b = 24,00 GE/Bestellung k l = 20 % X 0 = 7. Produktion

18 Qualität ist kein Zustand, der nur bei der Übergabe an den Kunden gültig ist, sondern über dessen gesamte Lebensdauer. Deshalb ist das Qualitätswesen von der Entwicklung bis zum Austausch mit den Kunden einzubinden. Qualitätswesen Aufgabe ist es, die Qualitätsanforderungen an die eigenen Produkte sicherzustellen. Unterteilung in drei Bereiche  Planung Auswahl, Klassifizierung und Gewichtung der Qualitätsmerkmale, Festlegung erreichbarer und zulässiger Werte im Hinblick auf zweckgebundene Erfordernisse  Lenkung Überprüfung, Aufbau und Weiterentwicklung des Qualitätssicherungssystems, Auswertung Messdaten sowie Korrekturen im Produktionsprozess  Prüfung Aufstellen Prüfpläne und Durchführen der Prüfungen, Feststellen, ob Einheiten Anforderungen genügen 7. Produktion

19 Konstruktion, Arbeitsplanung und Qualitätswesen betrachten jeweils nur einen Zeitraum und die Stückzahl „1“, aber keine Termine und Mengen. Deren Festlegung unter Berücksichtigung der Zielgrößen ist Aufgabe der Produktionsplanung und Produktionssteuerung Folgende 5 Teilaufgaben werden unterschieden:  Produktionsprogrammplanung Festlegung des Programms an Erzeugnisse nach Art, Menge, Termin unter Berücksichtigung der Kapazitäten  Mengenplanung Mengen- und termingerechte Materialbereitstellung für die Fertigung  Termin- und Kapazitätsplanung Alle Funktionen, mit deren Hilfe eine termin- und kapazitätsgerechte Einplanung des Fertigungsprogramms durchgeführt werden kann  Auftragsveranlassung Alle Maßnahmen zur planungsgerechten Einsteuerung der Werkstattaufträge, bei Fremdbezug auch die Bestellaufträge an Zulieferer  Auftragsüberwachung Überwachung der sich in Bearbeitung befindlichen Aufträge hinsichtlich des Fortschritts, sowie Sicherung der Aufgabendurchführung 7. Produktion

20 Ausgangsdaten für ein Produktionsproblem Maschinenart BohrmaschinenDrehmaschinen Deckungsb eitrag B1B2B3D1D2D3D4 Max. Kapazität Erzeugnis E1 Mindest- menge 173 Fertigungs- prozess I721 II1220 III1518 Erzeugnis E2 Mindest- menge 49 Fertigungs- prozess IV45366 V2965 VI1062 VII3947 VIII Produktion

21 Ausgangsdaten für ein Produktionsproblem (Fortsetzung) Erzeugnis E3 Mindest- menge 220 Fertigungs- prozess IX27785 X XI Erzeugnis E4 Mindest- menge 100 Fertigungs- prozess XII33577 XIII2588 Erzeugnis E5 Mindest- menge 73 Fertigungs- Prozess XIV Produktion

22 Gesucht sind die Stückzahlen x1,..., x14 für jeden Produktionsprozess I,..., XIV. Dazu ist die lineare Zielfunktion 21 x x x x x x x x x x x x x x 14 -> max.! unter den Randbedingungen B1:4 x x x 12  360 B2:2 x x x x 13  1085 B3:3 x x x x 14  713 D1:7 x x x x x 11  1941 D2:12 x x x x 12  1160 D3:15 x x x x x 14  2325 D4:3 x x x x x x 13  2217 E1:x 1 + x 2 + x 3  173 E2:x 4 + x 5 + x 6 + x 7 + x 8  49 E3:x 9 + x 10 + x 11  220 E4:x 12 + x 13  100 E5:x 14  73 zu lösen. 7. Produktion

23 Computerunterstützte Fertigungssysteme … bestehen aus Werkzeug- und Handhabungsmaschinen, bei denen Computer Wege- und Schaltinformationen übertragen und über Anweisungen entsprechende Bewegungs- und Schaltfunktionen auslösen… … Die Steuerung erfolgt über das NC-Programm, einen Arbeitsplan und Anweisungsübertrager… … Zur Steuerung werden Wegeinformationen, technologische Informationen Korrekturwerte und Informationen über Maschinenfunktionen benötigt… CAM (Computer Aided Manufacturing) … beinhaltet die EDV-Unterstützung zur technischen Steuerung und Überwachung der Betriebsmittel im Fertigungs- und Montageprozess 7. Produktion

24 NC-Programme NC-Programme beschreiben den Ablauf der Bearbeitung einer Maschine, also die exakte Ausführung eines Arbeitsvorgangs. Die geometrischen Maße der Werkzeuge werden zu Koordinaten der Werkzeugwege in Beziehung gesetzt. Ein NC-Programm ist nach Sätzen aufgebaut, die nach und nach von der Maschine abgebaut werden. Programme unterscheiden Befehle zu Wegeinformationen (G- Funktionen) und Befehle für Hilfs- und Schaltinformationen (M-Funktionen). 7. Produktion

25 NC-Programme G- und M-Funktionen: 7. Produktion

26 Beispiel NC-Programm Prog. Nr. … Blatt... von … Zeichnungs-Nr. ……… Benennung: ………………. NGXYZIJKFSTDMBemerkung Schaftfr.  Produktion

27 Beispiel NC-Programm Prog. Nr. … Blatt... von … Zeichnungs-Nr. ……… Benennung: ………………. NGXYZIJKFSTDMBemerkung Produktion

28 NC-Programme Beispiel: Das Ergebnis 7. Produktion

29 NC-Betrieb (Numerical Control) Eine NC-Maschine arbeitet ein über einen Datenträger eingegebenes NC-Programm satzweise und beliebig oft ab. CNC-Betrieb (Computerized Numerical Control) Eine CNC-Maschine verwendet einen Mikrocomputer, der mehrere Programme speichern kann, die beliebig abgerufen werden können. Außerdem Zusatzfunktionen wie Diagnose der Maschine, Programmerstellung und Korrektur direkt an der Maschine. DNC-Betrieb (Direct Numerical Control) Beim DNC-Betrieb werden mehrere NC- oder CNC-Maschinen zur Bearbeitung einer Teile zusammen gefasst. Die NC-Programme werden zentral verwaltet und über den DNC- Rechner zur Auftragsbearbeitung zugeteilt. 7. Produktion

30 Fertigungsplatz Ein Fertigungsplatz besteht aus der Bearbeitungseinrichtung, einem Eingangs- und Ausgangsspeicher, sowie einer Fördereinrichtung Bearbeitungszentrum Ein Bearbeitungszentrum ist eine mehrachsige NC-gesteuerte Maschine, die mehrere Fertigungsverfahren ausführen kann. 7. Produktion

31 Flexible Fertigungszelle … ist eine gesteuerte Maschine, die durch entsprechende Zusatzeinrichtungen in die Lage versetzt wurde, eine begrenzte Zeit bedienerlos zu arbeiten. Zusatzeinrichtungen  Werkstückspeicher und Werkstückwechseleinrichtung  Werkzeugüberwachung  Bearbeitungskontrolle  Qualitätskontrolle 7. Produktion

32 Flexibles Fertigungssystem … umfasst eine Reihe von Fertigungseinrichtungen, die über ein gemeinsames Steuerungs- und Fördersystem so miteinander verknüpft sind, das einerseits eine automatische Fertigung stattfinden kann, andererseits unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben durchgeführt werden können… Kennzeichen:  Zusammenfassung mehrerer, unabhängiger NC-Maschinen  Komplettbearbeitung  Automatisches Fördern zwischen Stationen 7. Produktion

33 Flexibles Fertigungssystem 1.Hochregallager 2.Drehbare Spannplätze 3.Fahrerloses Fördersystem 4.Bearbeitungszentren 5.Entgratroboter 6.Waschmaschine 7.Messmaschine 8.Paletten-Speicherplätze 9.Werkzeuglager 10.Leitstand mit Leitrechner 7. Produktion

34 Fertigungsaufgabe: Eine Fertigungsaufgabe besteht in der zu überwindenden Differenz zwischen dem gegebenen Anfangszustand des Rohstoffs bzw. Rohteils und der gedanklich vorweggenommenen, geometrisch definierten Gestalt des Fertigteils. Fertigungssystem (Def. I): Ein Fertigungssystem ist eine Menge von technischen Einrichtungen und zugleich die Menge der zwischen diesen technischen Einrichtungen bestehenden Relationen, die insgesamt eine Fertigungsaufgabe bzw. einen Bereich miteinander verwandter Fertigungsaufgaben zu bewältigen in der Lage sind. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

35 123 4 Materialfluss Energiefluss Informationsfluss Fertigungssystem

36 Fertigungssystem (Def. II): Ein Fertigungssystem ist eine Menge von technischen Einrichtungen und zugleich die Menge der zwischen diesen technischen Einrichtungen bestehenden Relationen, die als Ganze eine Fertigungsaufgabe bzw. einen Bereich von Fertigungsaufgaben zu bewältigen in der Lage ist, indem Material- und Informationsflüsse mit Hilfe von Energieflüssen derart transformiert werden, dass dem Material Information aufgeprägt wird. Fertigungssystem (Def. III): Flexibilität ist eine Systemeigenschaft, die einem Fertigungssystem dann zukommt, wenn es eine variable Struktur aufweist; eine variable Struktur liegt vor, wenn „Einzweck“- und „Mehrzweck“-Subsysteme unterschiedlichen Funktionsbereichs beliebig gegeneinander ausgetauscht werden können, so dass sich das Fertigungssystem sowohl durch Auswahl eines Satzes von Funktionswerten aus einem in der Struktur bereits angelegten Funktionsbereich – „a posteriori“ – als auch durch Veränderung der Struktur – „a priori“ – für ein breites Spektrum von Fertigungsaufgaben programmieren lässt. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

37 Subfunktionen der Subsysteme Wir gehen von zwei Annahmen aus: 1.Es gibt ein Subsystem, in dem Material, Energie und Information unmittelbar miteinander verknüpft werden und dessen Output das gestaltete Material ist. 2.Die Material-, Energie- und Informationsinputs des Fertigungssystems sind nicht so beschaffen, dass sie dem unter Punkt 1 genannten Subsystem unmittelbar und unverändert als Inputs zugeführt werden könnten. Zunächst ist also das Subsystem zu charakterisieren, das die eigentliche Bearbeitung des Materials übernimmt. Dann kann sukzessive abgeleitet werden, welche weiteren Subsysteme erforderlich sind, um Material, Energie und Information nach Art, Ort, Lage, Größe, Zeit etc. so zu beeinflussen, dass sie am bearbeitenden Subsystem im erforderlichen Zustand zur Verfügung stehen. Dabei nehmen wir für jede der aufscheinenden Subfunktionen jeweils nur ein Subsystem an. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

38 Arbeitssystem: Das Subsystem, in dem Material-, Energie- und Informationsflüsse unmittelbar zusammenlaufen, wird als Arbeitssystem bezeichnet. Im Arbeitssystem wir dem Material unter Einsatz von Energie Information aufgeprägt. Somit lässt sich die Subfunktion des Arbeitssystems im Prinzip verbal genauso beschreiben wie die Funktion des Fertigungssystems insgesamt. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem x 11 x 12 x 13 y 11 x 11 =Material vom Werkstückhandhabungssystem x 12 =Bewegungsenergie vom Antriebssystem x 13 =Gestaltinformation vom Bewegungssystem y 11 =gestaltetes Material an Mess- und Prüfsystem 1

39 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

40 x 21 x 22 x 21 =Energie von zentraler Energieversorgung (Energie- Input des Fertigungssystems) x 22 =technologische Information vom Steuersystem y 21 =Bewegungsenergie an Werkstückhandhabungssystem y 22 =Bewegungsenergie an Arbeitssystem y 23 =Bewegungsenergie an Bewegungssystem 2 y 21 y 22 y 23

41 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem x 31 x 32 x 31 =Bewegungsenergie aus Antriebssystem x 32 =Gestaltinformation aus Steuersystem y 31 =Gestaltinformation an Arbeitssystem y 32 =Positionsrückmeldung an Steuersystem 3 y 31 y 32

42 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

43 x 41 x 43 x 41 =Hilfsenergie aus zentraler Energieversorgung (Energie-Input des Fertigungssystems) x 42 =technologische und Gestaltinformation aus Programmiersystem (Informationsinput des Fertigungssystems) x 43 =rückgekoppelte Information aus Mess- und Prüfsystem x 44 =Positionsrückmeldung vom Bewegungssystem y 41 =Positions- und Lageinformation an Werkstückhandhabungssystem y 42 =technologische Information an Antriebssystem y 43 =Gestaltinformation an Bewegungssystem 4 y 41 y 43 x 42 x 44 y 42

44 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

45 x 51 x 53 x 51 =Rohmaterial aus Umgebung (Material-Input des Fertigungssystems) x 52 =Positions- und Lageinformation vom Steuersystem x 53 =Bewegungsenergie vom Antriebssystem x 54 =gestaltetes Material vom Meß- und Prüfsystem y 51 =gestaltetes Material an Umgebung (Material- und Informations-Output des Fertigungssystems) y 52 =Rohmaterial an Arbeitssytem 5 y 51 y 52 x 52 x 54 Das Werkstückhandhabungssystem ist ein Beispiel dafür, wie nützlich es ist, ein Subsystem im Hinblick auf seine Subfunktionen in Subsysteme vom Rang R-2 aufzulösen. Man stößt dann auf die Subfunktionen der Werkstückhandhabung, z. B. das Speichern, das Zuteilen, das Ein- und Ausgeben, das Positionieren etc.

46 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem x 61 x 61 =gestaltetes Material vom Arbeitssystem y 61 =gestaltetes Material an Werkstückhandhabungssystem y 62 =Mess- und Prüfinformation an Steuersystem 6 y 61 y 62

47 Weitere Subsysteme  Funktionsüberwachungssysteme  Hilfssysteme  Wartungssysteme  Umbausysteme (Werkzeugwechsel) 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

48 Funktionale Verknüpfung der Subsysteme Das abgeleitete Strukturmodell stellt die Minimalstruktur eines Fertigungssystems dar. Erstens kommen in einem realen Fertigungssystem Subsysteme mehrfach vor, und zum anderen sind außer den dargestellten noch weitere Kopplungen denkbar. Dabei kommen vor allem informationelle Rückkopplungen vom Antriebs-, vom Arbeits- und vom Werkstückhandhabungssystem zum Steuersystem in Betracht. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

49 7. Produktion Materialfluss Energiefluss Informationsfluss K 16 2K 21 0K 23 0K K 31 00K K 42 K 43 0K K K 64 K 65 0 x y x =Inputseite der Subsysteme y =Outputseite der Subsysteme K rs =Kopplungsmatrix 1..6 =Numerierung der Subsysteme gemäß Abb.

50 7. Produktion Materialfluss Energiefluss Informationsfluss S I(R) S II(R) S III(R) S IV(R) S (R) Fertigungssystem, bestehend aus vier Kosystemen

51 Die Kosysteme werden hier zentral mit Energie und Information versorgt; der Materialoutput des einen Kosystems ist der Materialinput des folgenden. Der Betrag an Gestaltinformation, die dem Material aufgeprägt ist, wächst von Kosystem zu Kosystem, um seinen Sollwert am Output des letzten Kosystems zu erhalten. Zusätzlich wird sich eine informationelle Verknüpfung der Kosysteme als zweckmäßig erweisen, derart, dass die Funktionsläufe der einzelnen Kosysteme erfolgsabhängig miteinander koordiniert werden können. Dies ist so zu verwirklichen, dass ein informationeller Output des einen Kosystems dem Informationellen Input des folgenden zugeführt wird; es ist aber auch vorstellbar, dass Teile der Steuersysteme der einzelnen Kosysteme zu einem zentralen Steuersystem zusammengefasst werden. 7. Produktion – Flexibles Fertigungssystem

52 Prinzipielle SICOMP-Ablaufstruktur 7. Produktion

53 SICOMP-Daten zur Vereinbarung einer Station 7. Produktion

54 SICOMP-Daten zur Vereinbarung einer Station (Fortsetzung) 7. Produktion

55 SICOMP-Daten zur Vereinbarung eines Liegeplatzes 7. Produktion

56 SICOMP-Daten zur Vereinbarung eines Liegeplatzes (Fortsetzung) 7. Produktion

57 SICOMP-Daten zur Spezifikation einer Station 7. Produktion

58 SICOMP-Daten zur Spezifikation einer Station (Fortsetzung) 7. Produktion

59 SICOMP-Daten zur Spezifikation eines Werkzeugs 7. Produktion

60 SICOMP-Daten zur Spezifikation eines Werkzeugs (Fortsetzung) 7. Produktion

61 SICOMP-Daten zur Spezifikation eines Werkzeugs (Fortsetzung) 7. Produktion

62 SICOMP-Daten zur Spezifikation eines Werkzeugs (Fortsetzung) 7. Produktion

63 Fragen 1.Was ist ein Arbeitssystem? 2.Was ist ein Produktionsfaktor? 3.Was sind Produktionsfaktoren? 4.Was ist die Aufgabe von Entwicklung + Konstruktion? 5.Was ist der Unterschied zwischen CAD und CAE? 6.Sind CAX-Systeme intelligent/kreativ? 7.Wie könnte ein CAP-System für a)Blechteile b)Mit einer Fräsmaschine hergestellte Hebel aussehen? 8.Wie ist ein Arbeitsplan aufgebaut? 9.Ist die Andler-Losgröße eine sinnvolle Zahl? Überlegen Sie, welche Voraussetzungen getroffen wurden 10.„Qualität ist die Beschreibung aller Attribute, die für den Käufer eines Produkts relevant sind“. Stimmen Sie dem zu? 11.Das Beispiel zur Produktionsprogrammplanung geht von gegebenen Kapazitäten aus. Hat das Unternehmen in die richtigen Maschinen investiert? 7. Produktion

64 12.Welchen Weg legt der Fräser zur Herstellung eines Kreises im Beispiel NC-Programm zurück? 13.Was ist CAM? Was ist CNC-Betrieb? 14.Eine flexible Fertigungszelle kommt völlig ohne einen Menschen aus. Richtig? 7. Produktion

65 Frage 1 a)Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktion einer Drehmaschine. b)Was sind die wichtigsten Elemente und Eigenschaften eines Flexiblen Fertigungssystems? c)Geben Sie für ein Flexibles Fertigungssystem anhand von Beispielen an, welche Inputfaktoren dort eingesetzt werden. 7. Produktion

66 Frage 2 Fertigen Sie den unten dargestellten Aktive Pickup aus einem Block Aluminium der Abmessung [mm]: 82,5 x 17,5 x 22,0 mit Hilfe einer Fräsmaschine. Erstellen Sie ein entsprechendes NC- Programm. Sie können einen Fräser mit einem Durchmesser von 2,5 und einen mit einem Durchmesser von 12 verwenden. Verwenden Sie ein rechtshändiges Koordinatensystem und legen Sie den Ursprung in die untere linke Ecke des Ausgangsblocks. Beim Umdrehen des Blockes zur Bearbeitung des unteren Teils bleibt der Ursprung im Bezug zur Fräsmaschine unverändert. Der Fräser befindet sich in Position (x,y,z), wenn sich der Mittelpunkt der Stirnfläche in Position (x,y,z) befindet. Ignorieren Sie die Unteransicht in der Hinsicht, dass Ihr Werkstück nicht „ausgehöhlt“ werden muss. Zu Beginn befindet sich der Fräser an Position (0,0,100) Verwenden Sie folgende Befehle: 7. Produktion

67 Verwenden Sie folgende Befehle: Befehl XYZRadiusWerkzeug G(eradeninter- polation) X-Koordinate des Ziels Y-Koordinate des Ziels Z-Koordinate des Ziels K(reisinterpolation im Uhrzeigersinn) X-Koordinate des Ziels Y-Koordinate des Ziels Z-Koordinate des Ziels Kreisradius W(erkzeug-wechsel) Durchmesser des Fräsers U(mdrehen des Werkstücks) 7. Produktion

68

69 Frage 3: Produktion Zur technischen Unterstützung werden in Entwicklung und Konstruktion CAD- und CAE- Systeme eingesetzt. Welche Aussagen sind richtig? 1.CAD heißt „Computer Aided Desaster“ 2.CAE verwenden nur Verkaufsmitarbeiter zur Produktvorführung. 3.CAE ersetzt CAD. 4.CAD ist für große, CAE für kleine Unternehmen. 5.CAE unterstützt alle rechnerunterstützten Ingenieursaufgaben während der Entwicklung eines Produkts.

70 7. Produktion Frage 4: Produktion Welche Aussagen sind richtig? 1.Endziel der Arbeitsplanung ist ein Video des Arbeitsablaufs. 2.Endziel der Arbeitsplanung ist die Ausarbeitung von Arbeitsplänen. 3.Aufgaben der Arbeitsplanung sind Arbeitszeitplanung und Arbeitsmittelplanung, aber nicht Arbeitsfristen- und Arbeitskostenplanung. 4.Vorgabezeiten und Lohngruppen gehören nicht in den Arbeitsplan. 5.Der Arbeitsplan wird vor allem verwendet, um die Bestellmengen zu berechnen.

71 7. Produktion Frage 5: Produktion 1.Die Losgrößenplanung macht keine Voraussetzungen. 2.Die Losgrößenrechnung geht von konstanten Bedarfsraten aus. 3.Die Beschaffungszeit wird proportional zur Bestandsreichweite festgelegt. 4.Ein konstanter Sicherheitsbestand wird automatisch mit eingerechnet. 5.Die Bestellmenge liegt innerhalb gegebener Grenzen fest. Was ist richtig?

72 7. Produktion Frage 6: Produktion Zur Produktionsplanung und -steuerung liegt die folgende Tabelle vor: Maschinenart DrehmaschineSchleifmaschine D1D2S1S2S3 Max. Kapazität Fertigungs- prozess Deckungs- beitrag Erzeugnis E1 Mindestmenge: 211 I II III Erzeugnis E2 Mindestmenge: 344 IV V VI VII Erzeugnis E3 Mindestmenge: 181 VIII IX2 1 7 X

73 7. Produktion a.Zielfunktion 14 x x x x x x x x x x 10 -> Max! b.Zielfunktion > Max! c.Randbedingungen D1:6 x x x 4 + x x x 9  1400 D2:11 x x x x x 10  2300 S1:13 x x x x 10  1800 S2:2 x x x x x x 8 + x 9  3000 S3:2 x x x x 8  1100 d.Randbedingungen D1:6 x x x 4 + x x x 9  1400 D2:11 x x x x x 10  2300 E1:x 1 + x 2 + x 3  211 E2:x 4 + x 5 + x 6 + x 7  344 E3:x 8 + x 9 + x 10  181 Kennzeichnen Sie die richtigen Lösungen!

74 7. Produktion Frage 7: Produktion Für das folgend angegebene Fertigungssystem ist die Adjazenzmatrix anzugeben: Materialfluss Energiefluss Informationsfluss

75 7. Produktion Welche der beiden folgenden Tabellen ist richtig? K 16 2K 21 0K 23 0K K 31 00K K 42 K 43 0K K K 64 K 65 0 x y x =Inputseite der Subsysteme y =Outputseite der Subsysteme K rs =Kopplungsmatrix 1..6 =Numerierung der Subsysteme gemäß Abb K 16 2K 21 0K 23 0K K K 41 K 42 00K K 51 0K K 64 K 65 0 x y x =Inputseite der Subsysteme y =Outputseite der Subsysteme K rs =Kopplungsmatrix 1..6 =Numerierung der Subsysteme gemäß Abb.

76 7. Produktion Frage 8: Produktion Eine CNC-Maschine verwendet einen Mikrocomputer, der mehrere Programme speichern kann, die beliebig abgerufen werden können. Außerdem Zusatzfunktionen wie Diagnose der Maschine, Programmerstellung und Korrektur direkt an der Maschine. NC-Programme beschreiben den Ablauf der Bearbeitung einer Maschine, also die exakte Ausführung eines Arbeitsvorgangs. Die geometrischen Maße der Werkzeuge werden zu Koordinaten der Werkzeugwege in Beziehung gesetzt. Ein NC-Programm ist nach Sätzen aufgebaut. Diese werden nacheinander von der Maschine abgearbeitet und können beliebig oft wiederholt werden. CAM (Computer Aided Manufacturing) beinhaltet die EDV-Unterstützung zur technischen Steuerung und Überwachung der Betriebsmittel im Fertigungs- und Montageprozess CAM (Computer Aided Market) beinhaltet die EDV-Unterstützung zur technischen Steuerung der Vertriebsmitarbeiter.

77 Frage 9: Produktionsorientierte Modelle a)Was macht ein 2½D-Modell aus? b)Wie wird in einem CSG-Modell untenstehende Geometrie A erzeugt? c) Beschreiben Sie die im folgenden NC- Programm erstellte Struktur möglichst vollständig. Geometrie A 7. Produktion

78 d.Schreiben Sie ein NC-Programm, um folgendes Werkstück zu fertigen: Benutzen Sie folgende Befehle: EilgangG00 (Endposition x, Endposition y, Endposition z) Gerade G01 (Endposition x, Endposition y, Endposition z) Kreisbogen im Uhrzeigersinn G02 (Endposition x, Endposition y, Endposition z) a e f c d b g h i Vorderansicht Draufsicht Fräser x y z a = 100 mm (Breite Werkstück) b = 80 mm (Tiefe Werkstück) c = 80 mm (Höhe Werkstück) d = 20 mm (Größte Breite Aussparung) e = 10 mm (Tiefe Aussparung) f = 20 mm (Radius) g = 10 mm (Tiefe Radius) h = Langloch: Start bei (70,30,60), Ende bei (40,60,60). Langloch ist so breit wie der Durchmesser des Werkzeugs (20) i = 20 (Tiefe Langloch) (0,0,0) beim schwarzen Punkt Startpunkt Fräser (blauer Punkt) (-20,0,80) Skizze nicht maßstäblich! Verdeckte Kanten sind gestrichelt! 7. Produktion

79 e.Modellieren Sie einen Desktop ‐ PC bestehend aus: Mainboard, Speicher, CPU, CPU ‐ Kühler, Grafikkarte (optional), SATA ‐ Controller ‐ Karte, HDD ‐ Raid (einer der Raid ‐ Level 0,1,5,10) mit 2 ‐ 8 Festplatten, Gehäuse, Gehäuselüftern (mindestens 2), Netzteil, Blue ‐ Ray Laufwerk, TFT, Tastatur und Maus mit EXPRESS. Wählen Sie eine modulare Modellierung nach Funktionsebenen. Sehen Sie für jedes Bauteil / Baugruppe ein Feld für Artikelbezeichnung und Hersteller vor. f.Modellieren Sie die unten dargestellte Bremsscheibe als CSG mit Volumenkörpern. Beschreiben Sie bitte die verwendeten Körper und die booleschen Operationen und die Position der Körper relativ zu einander während der Operationen. Bitte verwenden Sie eine Tabellenform zur Darstellung Ihrer Lösung. 7. Produktion

80 g.Beschreiben Sie den Unterschied zwischen 2D, 2.5D und 3D-Modellierung. h.Nennen Sie alle Eigenschaften, die für eine Instanz von Entity Fahrrad abgespeichert werden können. ENTITY StdProdukt Atrikelbezeichnung: STRING; Hersteller: STRING; END_ENTITY ENTITY Kunde Name: STRING; Vorname: STRING; END_ENTITY ENTITY StdFahrrad Gewicht: INTEGER; Kommission: OPTINAL Kunde; END_ENTITY ENTITY Fahrrad SUBTYPE OF (StdFahrrad) Farbe: STRING; END_ENTITY 7. Produktion

81 Frage 10 Die Technik ist die materielle Grundlage zur Steigerung der Arbeitsproduktivität, durch die die Menschen ihren Stoffwechsel mit der Natur rationell regeln, unter ihre gemeinschaftliche Kontrolle bringen, statt von ihm beherrscht zu werden, ihn mit dem geringsten Kraftaufwand und unter den ihrer menschlichen Natur würdigsten und adäquatesten Bedingungen vollziehen. Ihre wesentliche Bestimmung ist die als Arbeitsmittel, als Produktionsinstrument. Das haben Marx und Engels bereits 1827 geschrieben. Liegen sie damit falsch?

82 7. Produktion Frage 11 Sabisch formuliert: Ein Produkt ist einerseits das Ergebnis betrieblicher Leistungsprozesse, andererseits sind Produkte Mittel zur Befriedigung der Bedürfnisse der Kunden des Unternehmens. Heißt das: Ein Produkt ohne Markt, ohne Absatz an Kunden ist kein Produkt?

83 7. Produktion Frage 12 Vergleichen Sie die beiden Verständnisse von Produktion: Als Produktion bezeichnen wir das Erzeugen der materiellen Existenzmittel für die Menschen und der gesellschaftlichen Verhältnisse, worin die Menschen produzieren. Die Produktion vollzieht sich in bestimmten Formen und Produktionsverhältnissen; sie ist ein vor sich gehender, die materiellen Existenzbedingungen und ihre gegenseitigen Verhältnisse produzierender und reproduzierender Prozess. Voraussetzung für die Produktion sind die Arbeit des Menschen, der Arbeitsgegenstand und die Arbeitsmittel. Arbeit ist zweckmäßige Tätigkeit des Menschen, ein Prozess, in dem er die Naturstoffe verändert, um seine Bedürfnisse zu befriedigen. Arbeitsmittel sind all die Dinge, mit deren Hilfe der Mensch auf den Gegenstand seiner Arbeit einwirkt. Arbeitsgegenstand ist alles das, worauf die Arbeit des Menschen gerichtet ist. Es sind Gegenstände, die unmittelbar in der Natur vorgefunden oder die bereits bearbeitet wurden. Die Produktion ist in ihrem Wesen einerseits Aneignung der Natur durch den Menschen und Veränderung der Natur für menschliche Zwecke, andererseits das Herstellen ihrer Lebensverhältnisse. Im Zusammenwirken von Arbeit und Produktionsmitteln erzeugen die Menschen die materiellen Güter. Dieses Erzeugen der materiellen Existenz- und Lebensbedingungen ist das wesentliche Moment für die Entwicklung der Produktion.

84 7. Produktion Produktion heißt der betriebliche Umwandlungs- und Transformationsprozess T, durch den aus einer Menge von Einsatzgütern eine Menge anderer Güter oder Dienstleistungen erstellt wird; in dieser Menge bilden Produkte nach eine nichtleere Teilmenge.

85 7. Produktion Frage 13 Die Produktionstheorie hat die Aufgabe, Systeme für die Produktion zu konstruieren und eine zugehörige Theorie zu entwerfen, während die Produktionstechnik für die Erprobung der Systeme an Modellen sowie die Schaffung des nötigen Wissens um die Anwendbarkeit der Systeme in den einzelnen wissenschaftlichen Disziplinen verantwortlich zeichnet. Heißt das, dass die Produktionstheorie gar keine Modelle erzeugt/verwendet?


Herunterladen ppt "Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen