Informationen der Aachener Produktionstechniker

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ISSN 0947-8647
TOOLS
ISSN 0947-8647
1.2008
Informationen der Aachener Produktionstechniker
Impulse für den Standort Deutschland –
Wettbewerbsfähigkeit für Hochlohnländer
Inhalt
1
Editorial
2
TITELTHEMA
Impulse für den Standort Deutschland –
6
THEMEN
Hochpräzise Glasoptiken für neue Anwendungsfelder
10
ADI – Werkstoff mit Leichtbaupotenzial
12
Von der geometrieorientierten zur funktionsorientierten Tolerierung
14
Entscheidungsmodelle im Target Costing –
Methodeneinsatz anwenderfreundlich gestalten
und effizient planen
16
Komplexität im Automobilbau beherrschen
18
Condition Monitoring wird populär – auch für
kostengünstige Produktionsmaschinen
20
NEWS
24
KARRIERE
Bausteine der Personalentwicklung
28
Investition in die Zukunft:
Der RWTH Aachen Campus
29
Impressum
Editorial
Liebe Leserinnen und Leser,
endlich ist es soweit: Sie halten die neue Tools
in den Händen – in völlig neuem Gewand! Wir
haben nach nunmehr fast 15 Jahren beschlossen,
dass ein Magazin, das die ganze bunte Palette der
Produktionstechnik beleuchten soll, auch etwas
Farbe vertragen kann. Bei der Neukonzeption war
es uns besonders wichtig, unseren Lesern nicht
nur ein schön gestaltetes Heft zu bieten, das
optisch gut zu den übrigen Publikationen unserer
beiden Häuser passt – wir möchten Sie auch noch
aktueller über unsere Projekte und Aktivitäten
unterrichten.
So gab es beispielsweise früher immer ein
Top-Thema pro Heft, zu dem wir Beiträge aus
verschiedenen Bereichen von WZL und Fraunhofer IPT verfassten. Heute möchten wir Sie mit
einem breiter angelegten Mix aus brandaktuellen
Forschungthemen und Berichten über unser
Projektgeschehen begeistern. Hinzu kommt eine
regelmäßig wiederkehrende Rubrik zum Thema
Karriere und Weiterbildung. Denn Unternehmen,
die wettbewerbsfähig bleiben wollen, finden hier
ein großes Aufgabenfeld vor, das wir gerne mit
entsprechenden Angeboten unterstützen.
Den Anlass für unser Titelthema gab in diesem
Heft das Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium, das im Juni dieses Jahres stattfand und
ein hochrangiges Fachpublikum in den Aachener
Eurogress lockte. Sein Schwerpunkt lag dabei
auf den Themen des ersten produktionstechnischen Exzellenzclusters, in dem 19 Lehrstühle
und sieben An-Institute der RWTH Aachen die
Herausforderungen für die Produktionstechnik in
Hochlohnländern meistern wollen. Unser Beitrag
beschreibt, wie die Vision der integrativen Produktionstechnik dazu beitragen kann, im globalen
Wettbewerb zu bestehen.
Wir hoffen, dass Ihnen die neue Tools ebenso gut
gefällt wie uns und dass wir Ihnen wie bisher in
bester Tradition neue Impulse bieten können. Wir
freuen uns über jede Rückmeldung zum Heft und
sind gespannt auf Ihre Meinung, die Sie an unsere
Redaktion unter [email protected] senden
können! Viel Spaß beim Lesen wünschen Ihnen
Christian Brecher
Fritz Klocke
Rainer Müller
Robert Schmitt
Günther Schuh
TOOLS 1.2008 | 1
TITELTHEMA | THEMEN | NEWS | KARRIERE
Impulse für den Standort Deutschland
60 Jahre und kein bisschen leise …
Als Professor Herwart Opitz im Jahr 1948 zum
ersten Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium (AWK) aufrief, war wohl niemandem
bewusst, dass er damit den Grundstein zu einer
der bedeutendsten Kongress-Veranstaltungen der
Produktionstechnik legte. Professor Opitz hatte
das Ziel vor Augen, den Rückstand in der Forschung, der durch die Kriegsjahre gegenüber den
Amerikanern entstanden war, aufzuholen und
abgebrochene Kontakte zu den Unternehmen der
produzierenden Industrie neu zu knüpfen. Vielen
Widerständen zum Trotz war bereits das erste
AWK mit rund 250 Teilnehmern ein großer Erfolg.
Die Teilnehmerzahlen der Folgeveranstaltungen
stiegen rapide – von 900 im Jahr 1953 auf 2018
im Jahr 1971. Heute blicken die Organisatoren
auf 60 Jahre AWK zurück und damit auf 60 Jahre
richtungweisender Impulse für die Produktionstechnik.
AWK ist mehr ...
Bereits 1971 bemerkte Professor Herwart Opitz in
seiner Eröffnungsrede: »Der Name Werkzeugmaschinen-Kolloquium trifft eigentlich heute nicht
mehr so zu wie in früheren Zeiten. Die Integration
der Produktionstechnik ist auf dem Vormarsch,
und so haben wir uns mit den Fragen des wirtschaftlichen Planens, Konstruierens und Fertigens
auseinanderzusetzen. Die Werkzeugmaschine ist
ein Glied dieser Integrationskette, deren besondere Bedeutung nach wie vor herausgestellt
werden soll.« Was er bereits vor fast 40 Jahren
erkannt hatte, ist auch heute noch in vollem
Umfang gültig.
Die Produktion am Standort Deutschland hat sich
in der Vergangenheit lange sehr schwer getan.
Die Konkurrenz aus Osteuropa und Asien produziert deutlich kostengünstiger als die heimische
Industrie. Ein verschärfter Wettbewerb, stei-
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gender Innovationsdruck und die allgegenwärtige
Globalisierung prägen das Bild der Wirtschaft. Der
Kampf um die Wettbewerbsfähigkeit ist für viele
Unternehmen zu einem Kampf um die Existenz
geworden. Wer auch in Zukunft bestehen will,
muss alle Aspekte der Wertschöpfungskette in
seine Betrachtungen einbeziehen. Nur dann sind
wettbewerbsfähige Produktentwicklung und Produktion auch weiterhin am Standort Deutschland
möglich. Erst in den vergangenen beiden Jahren
zieht die Konjunktur wieder stärker an, und auch
den produzierenden Unternehmen geht es wieder
besser. Aber reicht dieser Aufschwung, um die
Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen langfristig zu sichern?
Das Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium
2008 stellte sich am 5. und 6. Juni unter dem
Motto »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« dieser Frage und versuchte aus verschiedensten Blickwinkeln, Antworten zu geben.
In Zusammenarbeit mit rund 100 namhaften
Experten aus verschiedenen Bereichen von Industrie und Wirtschaft griffen die Wissenschaftler
von WZL und Fraunhofer IPT in 16 Fachvorträgen
diese Herausforderungen auf. Sie zeigten praxisorientierte Lösungen und Ansätze für eine wettbewerbsfähige Produktionstechnik der Zukunft.
Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer
Das AWK 2008 stand damit ganz im Zeichen des
Aachener Exzellenzclusters »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer«. In diesem
Zusammenschluss forschen 19 Lehrstühle und
sieben An-Institute aus dem werkstoff- und
produktionstechnischen Spektrum der RWTH
Aachen an den Grundlagen einer zukunftsfähigen
produktionswissenschaftlichen Strategie. Ziel ist
es, in einer von Globalisierung geprägten Welt
die Produktion in Hochlohnländern zu sichern.
Da mit der Verlagerung des Produktionsstandorts
AWK 2008 - ein Besuchermagnet für Experten aus allen Bereichen der Produktionstechnik
in Niedriglohnländer meist auch die Verlagerung von Dienstleistungen sowie Forschung und
Entwicklung einhergeht, ist die Produktion vor
Ort ein wichtiger Baustein, um den Wohlstand in
Hochlohnländern Deutschland zu gewährleisten.
Der zentrale Ansatz des Exzellenzclusters besteht
darin, interdisziplinäre Forschung zu stärken,
um klassische Grenzen aufzubrechen und ganzheitliche Systemlösungen für die Industrie zu
entwickeln – und dies alles vor dem Hintergrund
des wachsenden Wettbewerbs zwischen Produzenten in Hoch- und Niedriglohnländern, der sich
typischerweise in zwei Spannungsfeldern widerspiegelt: der Planungs- und der Produktionswirtschaftlichkeit.
Produktionswirtschaftlich konzentrieren sich Niedriglohnländer bisher vordergründig darauf, die so
genannten »Economies of Scale« zu erschließen,
also Skaleneffekte durch niedrige Stückkosten zu
erzielen. Hochlohnländer positionieren sich hingegen zwischen den »Economies of Scale« und
den »Economies of Scope«. Letzteres beschreibt
das Bestreben, individuelle Kundenwünsche auch
zu höheren Produktionskosten bestmöglich zu
erfüllen. In einer weiteren Dimension, der Planungswirtschaftlichkeit, bemühen sich die Hersteller aus Hochlohnländern darum, Prozesse mit
entsprechend anspruchsvollen, kapitalintensiven
Planungsinstrumenten und Produktionssystemen
kontinierlich zu optimieren. Niedriglohnländer
setzen hier hingegen auf einfache, robuste und
wertstromorientierte Prozessketten.
In der Vergangenheit versuchten Unternehmen
vor allem, ihre Position innerhalb dieses Spannungsfeldes zu verbessern, um ihren Gewinn zu
maximieren. Allerdings reicht das nicht aus, um
weiterhin an Hochlohnstandorten erfolgreich zu
produzieren. Die Wettbewerbsfähigkeit von Hochlohnländern lässt sich vielmehr stärken, indem die
Spannungsfelder weitgehend aufgelöst werden,
die das so genannte »Polylemma der Produktion«
bilden. Es gilt also, Methoden zu entwickeln, die
die beschriebenen Gegensätze in den Dimensionen Produktions- und Planungswirtschaftlichkeit verringern.
Die Gestaltung und der Betrieb heutiger Produktentstehungsketten erfordern es, dass eine
Vielzahl von Faktoren zusammenwirken. Die fünf
Gestaltungsfelder einer Produktentstehungskette, die hier besonders hervortreten, sind die
Organisation von Produktionsbetrieben, die
Produktionsmaschinen und Automatisierung,
die Prozesstechnologien, die Werkstoffe sowie
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die Informationstechnologie. Das Zusammenwirken der einzelnen Gestaltungsfaktoren über alle
Gestaltungsfelder hinweg bestimmt am Ende die
Qualität und Leistungsfähigkeit der Produktentstehungskette, also der Geschäfts- und Produktionsprozesse. Eine integrative Produktionstechnik
betrachtet daher das Zusammenwirken und die
Wechselwirkungen innerhalb des Produktionssystems. Sie konzentriert sich darauf, die Ansätze,
Methoden und Technologien zu entwickeln, die
dazu beitragen, das Polylemma der Produktionstechnik in der betrieblichen Praxis aufzulösen.
Die Auflösung des Polylemmas
Die Handlungsfelder und Gestaltungsfaktoren, die
zu einer Auflösung des beschriebenen Polylemmas führen, spiegelten sich auch in den AWKFachvorträgen wider:
Im Spannungsfeld von Produktions- und
Planungswirtschaftlichkeit: das Polylemma
der Produktionstechnik
Auflösung des Polylemmas
der Produktionstechnik
Reduzierte
Dilemmata
2020
Scale
Planungsorientierung
2006
Dilemma
Scope
Wertorientierung
Zeitlinie
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Einen wichtigen Aspekt bildet die »Individualisierte Produktion«, die einen hohen Grad an Produktvariabilität und -dynamik zu den Kosten der
Massenproduktion bieten soll. Hier sind umfassende Konzepte gefragt, um alle Elemente eines
Produktionssystems zu gestalten, wie beispielsweise das Produktprogramm, die Produktionsprozesse und die Ressourcenstruktur.
Um optimal auf Kundenwünsche eingehen zu
können, ist eine Flexibilisierung der Produktion
unumgänglich. Dies bedeutet allerdings auch,
dass die Anzahl vorbereitender, nicht direkt
wertschöpfender Tätigkeiten zunimmt. Aufgabe
des Teilbereichs »Virtuelle Produktionssysteme«
ist es daher, die Qualität der Planung zu erhöhen,
gleichzeitig aber die Planungsaufwände zu reduzieren und so das Spannungsfeld der Planungswirtschaftlichkeit aufzulösen.
Die Flexibilisierung der Produktion hat jedoch
nicht nur Auswirkungen auf die Planungstätigkeiten. Vielmehr müssen auch die Produktionsanlagen und Fertigungstechnologien das gleiche Maß an Anpassungsfähigkeit aufweisen.
Prozessketten zu verkürzen und im Sinne eines
»One-Piece-Flow« zu gestalten, ist Forschungsschwerpunkt des Exzellenzcluster-Teilbereichs
»Hybride Produktionssysteme«. Hier entstehen
formalisierte Ansätze auf Basis wissenschaftlicher
Methoden, die sich zur systematischen Hybridisierung von Prozessketten, also zur Integration
verschiedener Fertigungsverfahren in einen Prozessschritt, eignen. Darüber hinaus gilt es, hybride
Schlüsseltechnologien zu identifizieren und so
weiter zu entwickeln, dass sie industriell einsetzbar werden.
Eine weitere Chance, das Dilemma der Planungswirtschaftlichkeit aufzulösen, bietet die
Dezentralisierung von Entscheidungsvorgängen.
Selbstoptimierenden Systemen gelingt es, Produktionsprozesse ohne vorgelagerte Planungsaufwände an ihren Leistungsgrenzen zu betreiben.
Der Teilbereich »Selbstoptimierende Produktionssysteme« innerhalb des Exzellenzclusters zielt
sowohl auf produktionssystematischer als auch
auf technischer Ebene auf Methoden und Technologien ab, die die »Intelligenz« von Produktionssystemen steigern können.
Um einen echten Beitrag dazu zu leisten, den Produktionsstandort Deutschland zu sichern, muss
Forschung in einem intensiven Dialog mit der
produktionswirtschaftlichen Industrie stehen. Die
Institute und Wissenschaftler im Exzellenzcluster
stehen aus diesem Grund in einem sehr engen
Austausch mit Unternehmen volkswirtschaftlich
relevanter Branchen, etwa der Automobil- und
Luftfahrtindustrie, des Maschinen- und Anlagenbaus oder der Energietechnik.
Der Wunsch, diesem Anspruch gerecht zu
werden, zeigt sich auch in der Organisationsstruktur des Exzellenzclusters: Seine Arbeiten werden
von einem »Advisory Board« aus hochrangigen
Vertretern deutscher Industrieunternehmen
regelmäßig einer kritischen Betrachtung unterzogen. Außerdem bestehen auf operativer Ebene
zahlreiche direkte Kooperationen mit interessierten Unternehmen. Die Zusammenarbeit reicht
vom Austausch wichtiger Unternehmens- oder
Fertigungsdaten, um Anwendungsfälle für allgemeine Forschungsansätze zu erhalten, bis zum
Bereitstellen von Maschinen und Anlagen für
Test-, Evaluations- und Demonstrationszwecke.
Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung der beschriebenen Arbeiten im Rahmen des Exzellenzclusters
»Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer«.
Kontakt
Dr.-Ing. Lutz Schapp
Geschäftsführer des Exzellenzclusters »Integrative
Produktionstechnik für Hochlohnländer«
Telefon +49 241 80-27590
[email protected]
www.production-research.de
Gefördert durch
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Hochpräzise Glasoptiken für neue
Anwendungsfelder
Der Markt für optische Technologien ist einer der am stärksten wachsenden in Deutschland.
Weltweit steigt der Bedarf an hochgenauen optischen Komponenten für Abbildungs- und
Beleuchtungsanwendungen. Einsatz finden solche Komponenten klassisch in der Messtechnik, aber besonders auch in stark wachsenden Marktsegmenten: Beispielhaft sind hier
Kameras in Mobilfunktelefonen, optische Messsysteme im Automobil oder optische Speichermedien in der Informationstechnologie zu nennen.
Bei High-Tech-Anwendungen steht die Forderung
nach hoher Genauigkeit der Reproduzierbarkeit,
Wirtschaftlichkeit und Komplexität der erzeugten
Bauteile gegenüber. Aufgrund der hohen
optischen Anforderungen kommt als Werkstoff
ausschließlich Glas in Frage. Einen Weg, optische
Bauteile mit hoher Präzision und gleichzeitig
großer Stückzahl aus Glas zu fertigen, bietet das
Präzisionsblankpressen.
Das Verbundprojekt »3DOptics« wird mit Mitteln
des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Rahmenkonzeptes
»Forschung für die Produktion von morgen«
gefördert und vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe (PTKA) betreut. Es leistet einen
Beitrag zur replikativen Fertigung komplexer
optischer Bauteile aus Glas. Durch die Qualifizierung der gesamten Wertschöpfungskette kann
sich Deutschland als konkurrenzfähiger Produktionsstandort für komplexe optische Komponenten im Weltmarkt positionieren.
3DOptics – Ein integrierter und ganzheitlicher Lösungsansatz
Grundlage der Arbeiten in diesem Verbundprojekt
ist ein integrierter und ganzheitlicher Lösungsansatz, der sich aus den betrachteten Produkten
und dem daraus abgeleiteten Produktionskonzept
ergibt: Ganzheitlich, da er alle relevanten Elemente der Wertschöpfungskette »Optikdesign –
Werkzeugbau inkl. Substratherstellung, Bearbeitung und Beschichtung – Optikfertigung inkl.
Präzisionsblankpressen und Glasentwicklung –
Optikqualifizierung« berücksichtigt. Integriert,
da er vor allem deren Wechselwirkungen untereinander und die durchgängige Darstellung der
zugehörigen CAx-Datenkette einbezieht.
Wertschöpfungskette zur Fertigung hochpräziser Optiken in Deutschland
Die aktuellen Trends in der Entwicklung optischer
Systeme und Produkte zeigen, dass der Bedarf an
hoch anspruchsvollen optischen Mikrokomponenten steigt. Besonders gefragt sind Optiken, die
eine Miniaturisierung des eigentlichen Produkts
unterstützen und/oder eine deutlich bessere
Abbildungsqualität liefern. In beiden Fällen
erfüllen optische Gläser, im Vergleich zu Kunststofflinsen, diese Anforderungen am besten.
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Jedoch gestaltet sich eine Umsetzung in konkrete
Mikrooptiken aufgrund der steigenden Komplexität zunehmend unwirtschaftlicher. Eine Ursache
ist der aufwändige, zeitintensive direkte Herstellungsprozess, bei dem meist Schleif- und Polierverfahren zum Einsatz kommen. Die Konsequenz
ist, dass Produkte mit Mikrooptiken nur mit eingeschränkten Funktionen auf den Markt gebracht
werden. Dadurch werden die potenziellen Absatzmärkte der Wachstumsbranchen Medizintechnik,
Lasertechnik, Kommunikationstechnik, aber auch
etablierter Brachen wie der Automobilindustrie
nur unzureichend oder gar nicht bedient, obwohl
Deutschland seine Position hier weiter ausbauen
könnte.
Um diese Märkte zukünftig bedienen zu können,
steht die Technologie des Präzisionsblankpressens
im Mittelpunkt des Projekts »3DOptics«. Mit
diesem Verfahren lassen sich anspruchsvolle 3DGeometrien – stark gekrümmte, solche mit großer
numerischer Apertur oder Freiformflächen – prozesssicher und mit höchsten Formgenauigkeiten
herstellen. Im Zentrum der Untersuchungen
stehen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten
zum hochpräzisen Werkzeugbau entlang der
gesamten Wertschöpfungskette – vom CAD/
CAM über die Substratherstellung, Bearbeitung
und Beschichtung bis zur Standardisierung der
Werkzeugkomponenten. Dabei gilt es, die für das
Präzisionsblankpressen erforderliche und bisher in
Deutschland fehlende Zuliefererstruktur zu qualifizieren. Indem sich eine Zuliefererkette für die
Fertigung ultrapräzise gefertigter Formeinsätze
und Werkzeuge etabliert, vollzieht sich der entscheidende Schritt zur Verbreitung des Präzisions-
blankpressens in Deutschland. Dadurch ergeben
sich unmittelbare Verwertungsmöglichkeiten und
ein klarer Wettbewerbsvorteil gegenüber der
europäischen und vor allem asiatischen Konkurrenz.
Präzisionsblankpressen
Beim Präzisionsblankpressen werden exakt vorportionierte Glasrohlinge in einer feuerpolierten
Qualität, so genannte »Gobs« in eine Form
gelegt, erwärmt und verpresst. Die Stellgrößen
Kraft, Temperatur und Verfahrweg müssen dabei
genau geregelt sein. Nach dem Pressvorgang
folgt der Abkühlzyklus, der in der Maschine
kontrolliert abläuft. Die Zykluszeiten liegen
zwischen 5 und 20 Minuten; durch die Nutzung
von Mehrfachwerkzeugen kann sich jedoch die
Effizienz um ein Vielfaches erhöhen. Charakteristisch für dieses Verfahren sind die extrem hohen
Formgenauigkeiten, die bei PV < 100 nm liegen.
Außerdem können durch den kontrollierten
Abkühlvorgang sehr hohe Umformgrade erzielt
werden. Damit ist dieses Verfahren prädestiniert
für die Herstellung komplex geformter Glasoptiken in einer hohen Qualität und großen
Stückzahlen.
Es gibt zahlreiche Varianten des Verfahrens:
Während beim konventionellen Blankpressen mit
unkontrollierter Abkühlung an der Luft lediglich
moderate Formgenauigkeiten mit PV >> 1 μm
erzielt werden können, sollen sich nach Aussage
des Fraunhofer IWM durch Verfahrensmodifikationen Formgenauigkeiten unter einem Mikro-
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meter PV erzielen lassen. Diese gehen jedoch
zu Lasten des Umformgrads, so dass eher von
einem »Glasprägen« gesprochen werden muss.
Hohe Umformgrade in Kombination mit höchsten
Formgenauigkeiten lassen sich nur durch Präzisionsblankpressen erzielen.
Entwicklungsarbeiten zum Präzisionsblankpressen
wurden seit den 70er Jahren in Japan intensiv
vorangetrieben. Parallel dazu gab es umfassende
Anstrengungen im ultrapräzisen Werkzeugbau.
Als geeigneter Werkstoff haben sich binderarme
Hartmetalle mit einem Feinstgefüge herausgestellt. Diese werden nach der UP-Bearbeitung
beschichtet, um längere Standzeiten zu erzielen.
Auf diese Weise gelang es der japanischen
Optikindustrie, eine komplette Zulieferkette für
die Herstellung der ultrapräzisen Werkzeuge
aufzubauen. In Kombination mit der Presstechnologie gilt daher das Präzisionsblankpressen im
asiatischen Raum als ein etabliertes Verfahren.
Allein der japanische Elektronikkonzern Panasonic
presst pro Monat mehr als eine Million Asphären
in höchsten Genauigkeiten.
In der jüngsten Zeit verstärken sich die Bestrebungen, die Technologie des Präzisionsblankpressens auch in Deutschland zu etablieren. Da
der japanische Anlagenbauer Toshiba Machine
Co. Ltd. Maschinen zum Präzisionsblankpressen
seit einigen Jahren auch hierzulande kommerziell anbietet, gilt es nun, einen leistungsfähigen
Werkzeugbau bereitzustellen, der die notwendigen ultrapräzisen Formeinsätze zeitnah liefern
kann.
Ziel des Verbundvorhabens 3DOptics ist es,
ausgehend von einer technischen Zeichnung der
Linse das einsatzfähige Werkzeug inklusive der
Formeinsätze zu konstruieren und herzustellen,
um anschließend die Optik zu pressen. Derzeit
fehlen in Deutschland geeignete Werkzeugwerkstoffe und standardisierte Komponenten, um
flexibel und kurzfristig auf Anfragen reagieren zu
können. Meist werden die Werkstoffe aus diesem
Grund in Japan beschafft. Die Vor-, Fein- und
Endbearbeitung der Werkzeuge und Kavitäten
erfolgt durch geeignete Erodier- und ultrapräzise
Schleifverfahren bereits in Deutschland. Hier
steht die Aixtooling GmbH dem Fraunhofer IPT
als Projektpartner zur Seite. Zur anschließenden
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Beschichtung müssen die Einsätze dann wieder
zurück nach Japan transportiert werden – heute
noch ein erheblicher logistischer Aufwand. Auch
hier sollen deutsche Beschichtungsunternehmen
als Zulieferer dienen. Die einzelnen Glieder der
Wertschöpfungskette sind zurzeit noch nicht vollständig aufeinander abgestimmt, so dass sich der
Werkzeugbau und die anschließende Replikation
der optischen Bauteile in vielen Fällen noch nicht
immer rentieren.
Großes Potenzial für Hochlohnländer
Nur durch eine entscheidende Weiterentwicklung
der beschriebenen Prozessschritte und ihre Integration für Hochlohnländer lässt sich der Markt
für gepresste Glasoptiken effizient erschließen.
Das hohe Potenzial, das in den Anwendungen solcher Optiken ruht, untermauert daher den Nutzen
des Forschungsprojekts »3DOptics«.
Eine erfolgreiche Durchführung des Projekts kann
die deutsche Wettbewerbsposition im weltweiten Optikmarkt deutlich stärken. Den beteiligten
Unternehmen, vor allem den kleinen und mittleren, bietet sich die Chance, als »Key Player«
innerhalb der modernen Wertschöpfungskette zur
replikativen Fertigung komplexer Optiken aufzutreten. Die bereits vorhandene Infrastruktur des
Hochlohnstandortes Deutschland und die enge
Kooperation zwischen Forschung und industrieller
Anwendung verbessern durch Innovation und
technologische Differenzierung auch nachhaltig
die Position der teilnehmenden Unternehmen und
schaffen damit neue Arbeitsplätze in Deutschland.
Kontakt
Dr.-Ing. Olaf Dambon
Fraunhofer IPT
Telefon +49 241 8904-233
[email protected]
Dipl.-Ing. Bernd Bresseler
Aixtooling GmbH
Telefon +49 241 8904-234
[email protected]
Betreut vom
Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe
(PTKA)
Dipl.-Ing. Stefan Scherr
Telefon +49 7247 825286
[email protected]
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ADI – Werkstoff mit Leichtbaupotenzial
Hochfeste Eisengusswerkstoffe gelten derzeit als eine der Werkstoffgruppen mit dem höchsten Potenzial zur Gewichtsreduzierung im Fahrzeugbau. Der Einsatz von ausferritschem
Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI, engl. Austempered Ductile Iron) eröffnet hier neue Anwendungsfelder durch seine einzigartige Kombination mechanischer Eigenschaften. Die Substitution von Schmiedestahl und Aluminium zählt ebenso dazu wie die konstruktive Verbesserung
bestehender Eisengussbauteile.
Der Leichtbau ist eine der wichtigsten Entwicklungsaufgaben im Automobilbau, denn leichtere Fahrzeuge verbrauchen weniger Kraftstoff,
senken die Umweltbelastung durch geringere
Schadstoffemissionen und schonen die Straßenoberfläche. Beim Nutzfahrzeug kommt noch
hinzu, dass ein geringeres Fahrzeuggewicht die
verfügbare Nutzlast erhöht und dadurch die
Transportleistung verbessert.
Es gibt aber noch einen weiteren Grund, der für
den Leichtbau im Automobil spricht: Querlenker,
Stoßdämpfer und andere Teile gehören zu den
so genannten ungefederten Massen und beeinflussen in starkem Maße das Fahrverhalten und
den Komfort. Je geringer diese Massen sind,
desto besser spricht das Fahrwerk auf Straßenunebenheiten an, federt Stöße ab, verbessert den
Kontakt der Reifen zur Straße und sorgt damit für
höhere Fahrsicherheit.
Allein das Fahrwerk macht je nach Bauart mehr
als 20 Prozent der Gesamtfahrzeugmasse aus;
entsprechend wichtig ist eine weitere Gewichtsreduzierung bei den Fahrwerkkomponenten.
Der Vierpunktlenker beispielsweise – er erfüllt
an der LKW-Hinterachse die Aufgaben von
Dreiecklenkern und Stabilisator – wurde von der
ZF Friedrichshafen AG mit nur einem Bauteil in
ADI-Gussausführung hergestellt. Er spart damit
gegenüber dem Schmiedeteil 28 Prozent an
Gewicht ein. Diese Einsparung gelingt hauptsächlich durch die Substitution des Schmiedens durch
das Gießen und die einhergehenden Konstruktionsänderungen. Die Gusskonstruktion kann
innen hohl ausgeführt werden, was beim Schmieden unmöglich ist.
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ADI: Vielfach überlegen
In einigen Einsatzbereichen, wie hier am Beispiel
der Automobilindustrie beschrieben, hat der
Einsatz von Leichtmetallen, Kunststoffen und
Verbundwerkstoffen in den vergangenen Jahren
zugenommen. Dennoch wächst auch die Bedeutung von Gusseisen als Konstruktionswerkstoff
stetig weiter. Geringe Herstellungskosten, ein
hoher Grad an Materialausnutzung, große gestalterische Freiheit, Recyclingfreundlichkeit und eine
große Bandbreite an Varianten mit guten mechanischen und thermischen Eigenschaften bieten ein
hohes Anwendungspotenzial besonders im Fahrzeug- und Maschinenbau. Weiterentwicklungen
wie die Anwendung von Near-Net-Shape-Technologien, immer bessere Werkstoffe mit höheren
mechanischen Eigenschaften und die Herstellung
hoch komplexer, multifunktionaler und meist
dünnwandiger Bauteile stärken die Konkurrenzfähigkeit von Eisengusswerkstoffen im Vergleich
zu anderen Konstruktionswerkstoffen.
Ausferritsches Gusseisen mit Kugelgraphit gilt
zurzeit als einer der Gusseisenwerkstoffe mit dem
höchsten Potenzial für die Zukunft: ADI zeichnet
sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus – vor allem durch seine sehr hohe
Zugfestigkeit (je nach Sorte 800 bis 1 400 N/mm²)
verbunden mit hoher Bruchdehnung (mehr als
10 Prozent). Mit seiner besseren Verschleißfestigkeit und Dämpfung gegenüber Stahl gleicher
Härte, verbessert dieser Werkstoff, nicht nur die
Konstruktion bestehender Sphärogusskomponenten, sondern kann auch Bauteile aus Stahl oder
Aluminium ersetzen. Die höhere Prozesssicherheit
bei der Rohgussherstellung und bei der Wärmebehandlung garantieren eine konstant hohe
Werkstoffqualität. Die Einsatzgebiete des Werkstoffs erweitern sich dadurch von Nischenanwendungen hin zu Serienanwendungen. In der
Fahrzeugindustrie, vor allem rund um das Fahrwerk und den Antriebsstrang mit seinen mechanisch hoch belasteten Motorenkomponenten und
Getriebeteilen, sowie im schienengebundenen
Verkehr gilt es jetzt, ADI-Komponenten zur
Serienreife zu bringen.
Wettbewerbsfaktor Zerspanbarkeit
Größtes Hindernis bei der Umsetzung vieler Entwürfe in neue Anwendungen ist allerdings immer
noch die schlechte Zerspanbarkeit. Aus wirtschaftlichen und logistischen Gründen müssen
die Bauteile komplett im vergüteten Zustand
bearbeitet werden. Die besonderen Eigenschaften
des ADI, vor allem die stark erhöhte Duktilität
bei hoher Festigkeit, verändern die für Eisengusswerkstoffe üblichen Zerspanbarkeitseffekte in
starkem Maße.
Durch die außergewöhnliche Gefügestruktur des
ADI treten neben abrasiven auch adhäsive Verschleißmechanismen auf. Die starke Verformbarkeit und damit freiwerdende Verformungsenergie
stellen extrem hohe Anforderungen an die ther-
mischen Eigenschaften der Schneidstoffe. Des
Weiteren sind aufgrund der mechanischen Eigenschaften des ADI-Werkstoffs hohe spezifische
Belastungen am Werkzeug zu beobachten. Die
Ursache dafür ist die hohe dynamische Belastung
des Schneidkeils durch das heterogene Grundgefüge. ADI erfordert eine Werkzeuggeometrie
und Schnittbedingungen, die genau an das Fertigungsverfahren angepasst sind. Nur so gelingt es,
den hohen Anforderungen der Fahrzeugindustrie
an die Produktivität gerecht zu werden. Neben
den Einflussgrößen von Prozess und Werkzeug
haben werkstoffseitige Faktoren wie die Auslagerungszeit und die Legierungszusammensetzung
große Auswirkungen auf die Zerspanbarkeit.
Kontakt
Dipl.-Ing. Dieter Lung
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-27401
[email protected]
Dipl.-Ing. Christoph Essig
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-27360
[email protected]
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Von der geometrieorientierten zur
funktionsorientierten Tolerierung
Der wachsende Wettbewerbsdruck zwingt Getriebehersteller heute, ihre Entwicklungs- und
Fertigungskosten immer weiter zu senken, dabei aber gleichzeitig die Produktqualität noch
zu verbessern. Die Anforderungen an das Lauf- und Lastverhalten von Verzahnungen innerhalb von Leistungsgetrieben sind hier extrem hoch. Um diesem Trend auch auf dem Gebiet
der Auslegung und Fertigung von Zahnrädern Rechnung zu tragen, setzen die Unternehmen
gerade bei der Herstellung von Kegelradverzahnungen immer häufiger auf die Simulation.
Für ein günstiges Lauf- und Geräuschverhalten
sowie eine hohe Tragfähigkeit werden Verzahnungen von Kegelradgetrieben sowohl in
der Makrogeometrie (z.B. Modul, Zahnbreite,
Spiralwinkel, Achsversatz) als auch in der Kontaktgeometrie (z.B. Längsballigkeit, Höhenballigkeit, Wälzballigkeit) genau für die jeweilige
Anwendung gestaltet und ausgelegt. Maschinenhersteller und Anwender haben dazu Auslegungsprogramme entwickelt, die den Konstrukteur
bei seiner Arbeit unterstützen. Die Korrekturen
der Kegelradflanken lassen sich sowohl durch
Änderungen an der Werkzeuggeometrie als auch
durch Korrektureinstellungen und -bewegungen
in der Verzahnmaschine umsetzen. Sollen die
Zahnflankenkorrekturen einer Verzahnung für den
geplanten Einsatzbereich ideal ausgelegt werden,
ist es für den Anwender wichtig zu wissen, mit
welcher Qualität die Verzahnungen gefertigt
werden und welches Last- und Laufverhalten die
Verzahnungen tatsächlich aufweisen. Unvermeidliche Fertigungsabweichungen der Zahnflankentopografien sowie die lastabhängige Relativlage
zwischen Ritzel und Rad beeinflussen das spätere
Einsatzverhalten. Dies wirkt sich auf die Beanspruchung aus und damit schließlich auch auf
die Leistungsfähigkeit der Kegelradpaarung.
Bislang werden solche Fertigungsabweichungen
bei der Auslegung von Kegelradverzahnungen
nicht oder nur unzureichend berücksichtigt.
Üblich ist es heute, die Topographien auf Basis
früherer Erfahrungen zu gestalten (Ease-Off). Das
soll gewährleisten, dass auch bei montage- und
lastbedingten Lageabweichungen Drehfehler,
Tragbildlagen und Flankenpressung nicht übermäßig von den Sollvorgaben abweichen.
Fertigungsabweichungen, die die gewünschte
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Topographie verändern, werden dabei jedoch
noch nicht berücksichtigt.
Die Verzahnungsgeometrie für den Fräsprozess
sowie für die Schleifbearbeitung ist durch die
Auslegung definiert. Mit marktüblichen Fräs- und
Schleifmaschinen lässt sich die vorgegebene
Soll-Topographie heute mit Abweichungen bis
auf wenige Mikrometer genau fertigen. Anders
hingegen verhält es sich bei der Hartfeinbearbeitung durch Läppen: Jeder Radsatz weist hier
individuell verschiedene Geometrieabweichungen
auf. Die Endtopographie hängt daher stets von
der Ausgangstopographie des Radsatzes nach
dem Härten ab. Treten beim Fräsen oder Schleifen
Fertigungsabweichungen auf, lassen sich diese
nur durch eine Korrektur des Werkzeuges oder
der Maschineneinstellungen ausschließen. Um die
Werte für die Korrekturen zu ermitteln, berechnen heute Programme die Maschinenparameter
und Werkzeuggeometrien direkt anhand der
gemessenen Flankentopographieabweichungen.
Unklar ist bis heute, ab welcher Größe der Topographieabweichungen eine solche Korrekturschleife sinnvoll ist. Getriebehersteller verfügen
hier über unternehmensinterne Richtlinien, um die
gemessenen Flankentopographieabweichungen
auszuwerten. Ebenso existieren Vorgaben, ab
welcher Abweichungsgröße eine Korrektur
durchgeführt werden soll. Jedoch basieren diese
Richtlinien und Vorgaben meist auf Versuch und
Irrtum aus langjährigen Erfahrungen. Dies birgt
allerdings die Gefahr, dass bestimmte Fertigungs-‘
abweichungen nicht erfasst werden oder das
aufgrund von »Angst-Toleranzen« die Fertigungskosten steigen. Wird die Bearbeitung unterbrochen, um Maschine und Werkzeug nachzujus-
Komplexe Flankengeometrien eines Kegelradsatzes.
tieren, sinkt in jedem Fall die Produktivität der
Fertigung. Nur durch rechtzeitiges Einschreiten
lässt sich dies vermeiden.
Fertigungs- und Montageabweichungen exakt zu
charakterisieren und zu bewerten ist nach wie vor
eine große Herausforderung, denn in der industriellen Praxis existieren zurzeit noch keine geeigneten Kennwerte für eine funktionsorientierte
Tolerierung. Die Kennwerte zur Beschreibung der
Geometrieabweichungen müssen stets mit dem
Einsatzverhalten der Verzahnung korrelieren. Auf
dieser Basis lassen sich dann funktionsorientierte
Toleranzen festlegen.
Bewertung der Verzahnungsabweichungen.
Damit unterstützt das WZL eine Auslegung und
Tolerierung der Bauteile, die sich direkt an der
Funktion orientiert.
Kontakt
Dipl.-Ing. Adam Gacka
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-27560
[email protected]
Das WZL arbeitet bereits an diesem Thema:
Ziel ist es, mit einer neuen Methode die Grundlagen für einen besseren Auslegungsprozess
zu schaffen. Das Berechnungskonzept als Auslegungswerkzeug unterstützt den Konstrukteur in
Zukunft wirkungsvoll bei seiner Arbeit und erhöht
so nicht nur die Produktivität, sondern reduziert
gleichzeitig auch die Entwicklungs- und Fertigungskosten. Mit dem Projekt vollzieht das WZL
den Entwicklungsschritt von der reinen Geometriebetrachtung hin zu einer funktionsorientierten
TOOLS 1.2008 | 13
Entscheidungsmodelle im Target Costing
Methodeneinsatz anwenderfreundlich
gestalten und effizient planen
Die Einhaltung technischer Spezifikationen und damit die Erfüllung der Qualitätsanforderungen ist nur eine Dimension bei der Planung und Bewertung von Entwicklungsprojekten.
Wer kennt sie nicht, die Entwicklungsprojekte mit nicht eingehaltenen Zeitvorgaben, ausufernden Kosten und massiven Überschreitungen der geplanten Produktionskosten. Erfolgreichen Unternehmen gelingt es, neben den Qualitätszielen auch die Zeit- und Kostenziele
ihrer Entwicklungsprojekte zu erfüllen.
Das Target Costing bietet eine Möglichkeit zur
marktorientierten Planung und Kontrolle von Entwicklungsprojekten. Es wurde Mitte der 1960er
Jahre von Toyota entwickelt. Die Idee besteht
darin, die maximal zulässigen Herstellkosten für
ein Produkt schon in den frühen Entwicklungsphasen, aus dem zu erzielenden Marktpreis
abzüglich einer Gewinnmarge, abzuleiten.
Im Wesentlichen besteht das Target Costing aus
einem dreiphasigen Vorgehen:
• In der ersten Phase der »Zielkostenfestlegung«
werden die zulässigen Target Costs (Zielkosten)
bestimmt.
• Die zweite Phase »Zielkostenspaltung« befasst
sich mit der Zuteilung der Kostenbudgets auf
die Entwicklungsobjekte.
• Die abschließende Phase der »Zielkostenrealisierung« umfasst alle Maßnahmen und Aktivitäten, die das Erreichen der angestrebten
Zielkosten sicherstellen.
Ursprünglich als Instrument der Kostenkontrolle
gedacht, bietet das Target Costing heute einen
umfassenden Managementansatz über die
gesamte Wertschöpfungskette. Dabei ist das
Target Costing kein einzelnes Instrument, sondern
besteht aus einer Anzahl von rund 60 Methoden
und Tools zur Zielkostenfestlegung, -spaltung und
-realisierung, die bereits in den frühen Phasen der
Leistungserstellung zum Einsatz kommen.
Die frühzeitige Integration von Kostenmanagementsystemen in die unternehmerische Praxis ist
ein entscheidendes Instrument zur Sicherstellung
14 | TOOLS 1.2008
der Wettbewerbsfähigkeit. Allerdings zeigen
Studien, dass der Verbreitungsgrad von Target
Costing im europäischen Raum sowohl verglichen
mit Nordamerika als auch mit Asien deutlich
geringer ist. Umfragen unter europäischen Unternehmen belegen, dass die geringe Verbreitung
des Target Costing nicht zuletzt auf die hohen
planerischen und konzeptionellen Anforderungen,
resultierend aus der hohen Methodenvielfalt,
zurückzuführen ist. Der Erfolg der Target-CostingAktivitäten und die Nachhaltigkeit der Ergebnisse
hängt deshalb stark von der Auswahl und Kombination passender Methoden ab. Dabei gilt es
nicht nur die spezifische Unternehmenssituation
(Budget, Know-how, Produktportfolio, etc.),
sondern auch die Konkurrenz- und Marktposition in die Auswahlentscheidung einzubeziehen.
Neben marktwirtschaftlichen Dimensionen gilt bei
der Auswahl auch die Methodenkompetenz des
Anwenders als kritischer Erfolgsfaktor. Nur die
umfassende Kenntnis aller Methoden und Tools
erlaubt eine fundierte Bewertung aller Wechselwirkungen und Kompatibilitäten.
Zur Vereinfachung des Auswahlprozesses entwickelt das WZL in Zusammenarbeit mit der Plato
AG im Rahmen eines DFG-geförderten Projekts
ein softwarebasiertes Entscheidungstool, das
auch unerfahrenen Anwendern hilft, ein unternehmens- und situationsspezifisches Methodenbündel auszuwählen. Das Tool besteht aus drei
Elementen: einem Fragenkatalog, einer Bezugsmatrix und einem Bewertungsmodell. Der Fragenkatalog berücksichtigt neben organisatorischen,
psychologischen, kunden- und marktspezifischen
Faktoren auch methodische Fragen. Basierend
auf den Antworten ergibt sich ein unternehmensspezifisches Target-Costing-relevantes
Zielsystem. Dieses Zielsystem bildet die Grundlage
für die individuelle Bewertung der Methoden.
Zur Erstellung der Bezugsmatrix wurden für jede
Methode individuelle Merkmale identifiziert, um
den Nutzwert hinsichtlich der Bewertungskriterien zu bestimmen. Innerhalb der Bezugsmatrix
werden auch die Nutzwerte von Methodenkombinationen erfasst. Damit bildet die Bezugsmatrix die Grundlage des Bewertungsmodells. Das
Bewertungsmodell ist zweistufig aufgebaut. Die
erste Stufe zielt auf die Vorauswahl geeigneter
Methoden. Basierend auf methodenspezifischen
K.O.-Kriterien werden offensichtlich unpassende
Methoden ausgeschlossen, so dass nur noch
potenziell geeignete Methoden die zweite Bewertungsstufe durchlaufen. In der zweiten Stufe wird
das auf Grundlage des Fragenkatalogs ermittelte
individuelle Zielsystem mit den Nutzwerten der
Methoden aus der Bezugsmatrix abgeglichen. Die
Bewertung der Nutzwerte auf Basis des individuellen Zielsystems erzeugt ein Methodenranking,
das in Form einer Auswahlempfehlung an den
Anwender ausgegeben wird.
Wenn vom Anwender gewünscht, wird jede
Methode kurz dargestellt und die jeweiligen
Vor- und Nachteile werden aufgeführt. Den
großen Beiträgen, die das Target Costing durch
die frühzeitige Integration von Kostenmanagementansätzen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit leisten kann, stehen hohe planerische
und konzeptionelle Anforderungen an den
Anwender entgegen. Das Ziel des entwickelten
Softwareprototyps ist die Steigerung der Anwenderfreundlichkeit durch eine Unterstützung bei
der situationsspezifischen Auswahl geeigneter
Methoden für den Anwendungsfall.
Das intelligente Zusammenspiel von Fragenkatalog, Bezugsmatrix und Bewertungsmodell gibt
dem Anwender eine Auswahlempfehlung für eine
Methode oder eine Methodenkombination für
die jeweiligen Phasen des Target Costing, ohne
dass er alle Methoden kennen oder beherrschen
muss. Damit wird das Risiko ungeeignete Methoden oder Methodenkombinationen einzusetzen
minimiert, die Anwenderfreundlichkeit erhöht
sich und die Effizienz der Target-Costing-Aktivitäten wächst.
Kontakt
Dipl.-Kfm. Dirk Kristes
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-26992
[email protected]
Gefördert durch
TOOLS 1.2008 | 15
Komplexität im Automobilbau
beherrschen
Gemeinsam mit der Parametric Technology Corporation (PTC) und der Schuh & Co. GmbH hat
das WZL die Studie »Managing Complexity in Automotive Engineering« herausgegeben. Ziel
war es, zu untersuchen, wie sich Komplexität in der Automobilindustrie sicher beherrschen
lässt. Dazu analysierten die Partner das Komplexitätsmanagement in der Automobilindustrie
aus unterschiedlichen Blickwinkeln: die unternehmensinterne Komplexitätsbeherrschung
sowie die Beziehungen zwischen OEM und Zulieferer. Die Studie betrachtet die Komplexität
aus zwei Perspektiven: hervorgerufen durch die Vielfalt im Produktprogramm und im Funktionsumfang, sowie in der unternehmensinternen und unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit.
Die Optimierung des Netto-Nutzens ist ein
zentrales unternehmerisches Ziel – so lautet die
Grundhypothese der vorliegenden Studie »Managing Complexity in Automotive Engineering«.
Diese Hypothese baut darauf auf, dass mit zunehmender Produktvielfalt der Kundennutzen nur
noch degressiv ansteigt. Die variantenabhängigen
Kosten nehmen jedoch überproportional zu. So
existiert für jedes Unternehmen eine ihm eigene
Vielfalt mit einem optimalen Netto-Nutzen. Im
Fokus der Studie steht die Frage, wie sich Komplexität bei optimalen Kosten beherrschen lässt
und wie sich der Kundennutzen durch optimierte
Produktdifferenzierung erhöhen könnte.
Kosten / Kundennutzen
Kundennutzen
Die Studie zeigt am Beispiel von Unternehmen
der Automobilindustrie aktuelle und künftige
Ansätze, mit denen sich das Komplexitätsmanagement kostenoptimal beherrschen lässt. Sie
beschreibt außerdem Wege, um aufkommende
Schwierigkeiten und Trends, hervorgerufen durch
die zunehmende Komplexität, frühzeitig zu
erkennen. Aus zahlreichen Tiefeninterviews mit
jeweils mehreren Vertretern führender deutscher
Automobilhersteller und Zuliefer-Unternehmen
kristallisieren sich wichtige Aspekte zur Komplexitätsbeherrschung heraus:
Reduzierter
Nettonutzen
Gesteigerter
Nettonutzen
Optimaler
Nettonutzen
Kosten
Veränderte
Kostenkurve durch
verbesserte
Komplexitätsbeherrschung
Anstieg
Vielfalt
Im Fokus der Studie steht die Optimierung des Netto-Nutzens.
16 | TOOLS 1.2008
Die OEMs konzentrieren sich auf einen Markt, der
sich in den vergangenen Jahren zu einem hochfrequenten Endkundengeschäft mit zahlreichen
zielgruppenbezogenen Varianten und verkürzten
Marktzyklen entwickelt hat. Gleichzeitig delegieren sie stärker bestimmte Funktionsumfänge an
ihre Zulieferer. Dies umfasst zahlreiche Bereiche,
in denen die Zulieferer Technologie- und Integrationsaufgaben übernehmen. Jedoch gibt es
auch einen entgegengesetzten Trend, bei den
OEMs teilweise verlorengegangene Kompetenzen
(Lastenheftfähigkeit) wieder zurückzugewinnen.
Die Zulieferer nutzen diese Entwicklung bewusst
gegenüber den OEMs, um verstärkt Systemund Lösungskompetenz aufzubauen und sich
einen größeren Teil der Wertschöpfungskette
zu sichern. Dabei werden sie immer öfter zu
eigenständigen Innovationstreibern. Hier haben
Zulieferer bereits ihre eigenen Fähigkeiten zur
Komplexitätsbeherrschung ausgebaut.
Die Befragung hat gezeigt, dass sich Stellhebel
zur Komplexitätsbeherrschung in drei vorrangige
Leistungsdimensionen untergliedern lassen:
• Vielfaltsbeherrschung: Fähigkeiten zur Beherrschung der Produktarchitekturkomplexität
• Technologiebeherrschung: Fähigkeiten zur
Beherrschung der Funktionskomplexität
• Prozessbeherrschung: Fähigkeiten zur Beherrschung der Prozesskomplexität.
Die Folgerungen und Empfehlungen für Hersteller
und Systemlieferanten ähneln sich, obwohl sie
in ihren jeweiligen Szenarien unterschiedlichen
Herausforderungen gegenüberstehen:
wicklung integriert. Um die OEM-Integrationskompetenz zu gewinnen, muss eine »deduktive«
Entwicklung die »induktive« Entwicklung
ergänzen. Das bedeutet, dass Fahrzeuge aus der
Gesamtsicht entwickelt werden müssen. Dies
versetzt den Hersteller in die Lage, das Verhalten
komplexer Gesamtsysteme in frühen Entwicklungsstadien sicher vorherzusagen.
Um die zugehörigen Prozesse zukunftssicher zu
gestalten, sollten sich die Hersteller die bereits gut
ausgebildete Systemkompetenz ihrer Zulieferer
zu Nutze machen. Erfolgskritische Kompetenzen
gilt es jedoch aufzubauen, damit der OEM wieder
»lastenheftfähig« wird und Angebote seiner
Zulieferer richtig einschätzen kann.
Insgesamt zeigt sich, dass im Zusammenwirken
zwischen OEMs und Zulieferern noch großes
Potenzial zur beiderseitigen Verbesserung steckt.
Viele Unternehmen haben sich in der Vergangenheit auf die Perfektionierung einer der drei
Leistungsdimensionen konzentriert: Indem sie alle
drei Leistungsdimensionen gleichzeitig verbessern,
eröffnen sich den aktiveren Partnern noch große
Chancen.
Kontakt
Dipl.-Ing. Michael Jung
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-27392
[email protected]
Um die Vielfalt beherrschen zu können, scheint
die Ausweitung des Baukasten-Prinzips unerlässlich. Für den OEM können Baukästen eine
flexiblere Alternative gegenüber dem als zu starr
empfunden Plattform-Prinzip bieten. Als Voraussetzung zum Gestalten von Modul-Baukästen ist
jedoch ein effektives Konfigurationsmanagement
unabdingbar.
Für eine bessere Technologiebeherrschung empfiehlt sich ein funktionsübergreifendes ReleaseEngineering, das die verschiedenen Disziplinen
von Mechanik-, Elektronik- und Softwareent-
TOOLS 1.2008 | 17
Condition Monitoring wird populär –
auch für kostengünstige Produktionsmaschinen
Während Maschinenhersteller die Leistungsfähigkeit ihrer Maschinen mit immer höheren
Durchsätzen und Taktraten nach oben schrauben, tragen die Anwender im Falle eines
Maschinenstillstands oder -ausfalls immer schwerwiegendere und teurere Konsequenzen.
Dabei sind Hersteller von Verpackungsmitteln sowohl auf eine durchgängige Verfügbarkeit
als auch auf die Verfügbarkeit zu bestimmten Zeiten angewiesen, beispielsweise in der Auftragsfertigung. Um hier beides zu verbessern gilt es, die relevanten Maschinenkomponenten
kontinuierlich zu überwachen.
Die Zustandsüberwachung von Maschinen und
Anlagen (engl. Condition Monitoring) beschränkt
sich heute nicht mehr nur auf Großanlagen wie
Kraftwerksturbinen oder Windkraftanlagen.
Standen hier lange Zeit sicherheits- und versicherungstechnische Aspekte im Vordergrund, so zielt
die Überwachung kostengünstiger Produktionsmaschinen, wie beispielsweise Verpackungsmaschinen, auf eine höhere Wirtschaftlichkeit in
Betrieb und Instandhaltung. Anwender stehen
neuen Techniken der Maschinenzustandsüberwachung häufig jedoch noch skeptisch gegenüber. Denn für sie werden die zusätzlichen
Informationen über ihre Maschinen erst dann
interessant, wenn sie konkret dazu beitragen, die
eigenen Instandhaltungsabläufe zu verbessern
oder die Produktion dadurch verlässlicher und
kostengünstiger zu gestalten. Im Forschungsprojekt »ZuPack – Zustandsorientierte Instandhaltung
von Verpackungsmaschinen« wurden deshalb Beispielanwendungen für vier verschiedene Diagnosebereiche – Pneumatik, Riemen, antriebsinterne
Signale und Schwingungsdiagnose – erarbeitet.
Ihre Vorteile sollen dann beispielhaft an einzelnen
Verpackungsmaschinen aufgezeigt werden.
Zunächst ermittelte das WZL im Projekt »ZuPack«
maschinenübergreifend kritische Ausfallkomponenten von Verpackungsmaschinen. Anwender
der Maschinenhersteller – darunter die BuhrsITM GmbH, die Optima filling and packaging
machines GmbH und die Wolf Verpackungsmaschinen GmbH – im Projektkonsortium sowie weitere Maschinenhersteller wurden dazu über ihr
Vorgehen in der Instandhaltung und ihre Erfah-
18 | TOOLS 1.2008
rungen mit Ausfallkomponenten befragt. Die statistische Auswertung zeigte, dass 80 Prozent der
Befragten vor allem Antriebsriemen, Lager und
Linearführungen als typische Ausfallkomponenten sehen. Rund 50 Prozent gaben an, dass auch
Standardpneumatik und Transportbänder in diese
Kategorie fallen. Dabei sind die Kosten solcher
Komponenten noch relativ gering; der Austausch
mechanischer Baugruppen jedoch wird aufwändig und teuer. Als Vorteile einer zustandsabhängigen Instandhaltung erhoffen sich die Anwender
eine bessere Verfügbarkeit und eine schnelle Fehlerlokalisierung. Gerade dies gestaltet sich heute
häufig noch besonders schwierig, da die Ursache
eines Fehlers und der Ort, an dem sich dieser
Fehler auswirkt, in der Produktionskette mehrere Arbeitsschritte voneinander entfernt liegen
können und so die Fehlersuche erschweren.
Diagnose an industriellen Antriebsriemen
Antriebsriemen arbeiten in nahezu jeder Verpackungsmaschine, sind jedoch meist ungünstig
hinter Abdeckungen verborgen, also der direkten
Sichtkontrolle durch den Bediener entzogen.
Während für die Einrichtung und Offline-Diagnose verschiedene Messgeräte zur Überprüfung
der Riemenspannung und -ausrichtung existieren,
ist eine Laufzeitdiagnose nur schwer umzusetzen. Zudem hängt die korrekte Installation des
Riemens von der Erfahrung und Qualifikation
des Einrichtungs- oder Instandhaltungspersonals
ab. Die häufigste Fehlerquelle ist die Einstellung
einer falschen Riemenspannung: Eine zu niedrige
Kuvertiermaschine BB600 von Buhrs-ITM
Riemenspannung führt zu einem möglichen Überspringen des Riemens über einen Zahn hinweg
und kann den Maschinentaktablauf schleichend
verstellen. Dies fällt dem Bediener zunächst nicht
immer auf, zwingt die Maschine jedoch häufiger
zum Halt. Eine zu hohe Riemenspannung hingegen erhöht den Energiebedarf der Antriebe und
den Verschleiß aller mechanischen Komponenten,
vor allem der Lager und Riemen. Weitere typische
Fehler entstehen durch nicht-parallele Zahnriemenscheiben, das Abscheren von Zähnen oder
Fremdkörper zwischen Riemen und Riemenscheibe. Alle diese Mechanismen können während des Betriebs eintreten und erhöhen den Verschleiß des Riemens. Dabei ist der reine Beschaffungswert des Riemens durchaus zu vernachlässigen gegenüber dem aufwändigen Aus- und
Einbau von Wellen und Mechanikkomponenten
und der Kalibrierung der Maschineneinstellungen.
Zur kontinuierlichen Überwachung der Antriebsriemen im Betrieb hat das WZL verschiedene Sensoren untersucht. Als besonders geeignet zeigte
sich eine auf kostengünstigen Dehnmessstreifen
(DMS) aufgebaute Sensormechanik, die ähnlich
einer Riemenspannvorrichtung arbeitet und im
Lasttrum des Antriebsriemens angebracht ist.
Diese entwickelte das WZL an einem speziellen
Riemenprüfstand, um die Einflüsse verschiedener
Umgebungs- und Produktionsbedingungen, wie
Drehzahl und übertragenes Lastmoment, zu
untersuchen. Eine intelligente Auswertung des
DMS-Signals in der Software LabView (National
Instruments) dient dazu, die aktuelle Riemenspannung und die Laufeigenschaften zu ermitteln und
ein Überspringen des Riemens oder auch Fremdkörper im Riemenlauf eindeutig zu erkennen.
Die DMS-Sensorik ist heute bereits in einer
Kuvertiermaschine des Typs BB600 der BuhrsITM GmbH im Einsatz. Hier bestätigte sich die
gute Eignung der Messvorrichtung: Die Auswertung soll nun in der weiteren Projektarbeit
automatisiert und in einem Messmodul gekapselt
werden. Das Messmodul wird über Ethernet an
die Maschinensteuerung angekoppelt und von
dieser kontrolliert. Über das Bedieninterface der
Maschine lässt sich dann die Riemenmessung
konfigurieren und der aktuelle Zustand in einem
Diagnoseinterface einsehen.
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt
»ZuPack« wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb
des Rahmenkonzeptes »Forschung für die Produktion von morgen“ gefördert und vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe, Bereich
Produktion und Fertigungstechnologien (PTKAPFT), betreut.
Kontakt
Dipl.-Ing. Gerrit Pohlmann
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-28236
[email protected]
Dipl.-Ing. Werner Herfs
WZL der RWTH Aachen
Telefon +49 241 80-27410
[email protected]
TOOLS 1.2008 | 19
Ein fünfter Lehrstuhl für das WZL
»World Wide WZL«
bei Xing.com
Für den Exzellenzcluster »Integrative
Produktionstechnik für Hochlohnländer« hat das WZL zum Beginn des
Sommersemesters 2008 den neuen
Lehrstuhl für Montagetechnik eingerichtet. Damit decken nun insgesamt
fünf Professoren das umfangreiche
Arbeitsspektrum des WZL ab. Ziel des
neuen Lehrstuhls ist es, skalierbare
Lösungen für eine flexible und modulare Montage zu entwickeln und zu
erproben.
Der Austausch zwischen ehemaligen
und aktiven Mitarbeitern des WZL – das
ist das Ziel der neu gegründeten Gruppe »Werkzeugmaschinenlabor (WZL)
der RWTH Aachen« bei Xing, dem
größten beruflich und geschäftlich genutzten Kontakt-Netzwerk im Internet.
Für Mitglieder der WZL-Gruppe steht
neben der Kontaktpflege die Diskussion
über Neuigkeiten, Termine, Projekt- und
Jobangebote sowie Promotionsthemen
im Vordergrund. Da ein Netzwerk am
besten funktioniert, wenn sich möglichst viele Interessierte am Austausch
beteiligen, sind alle aktiven und ehemaligen Mitarbeiter herzlich eingeladen, sich dem Netzwerk unter
www.xing.com anzuschließen.
Prof. Dr.-Ing. Rainer Müller leitet den neuen
Lehrstuhl für Montagetechnik am WZL.
Neue Produkte erfordern ein hohes
Montageprozessverständnis, Produktlebenszyklen werden kürzer und innerhalb dieser Zyklen entstehen immer
neue Produktvarianten. Herkömmliche
Montageanlagen werden deshalb
häufiger umgebaut oder früher ersetzt
– ihre Wirtschaftlichkeit sinkt jedoch
dadurch.
20 | TOOLS 1.2008
»Modulare, skalierbare und flexible
Montagesysteme bilden die Grundlage, stückzahlvariabel und typflexibel
produzieren zu können. Dies bietet
eine der wichtigsten Voraussetzungen,
um schwankenden Nachfragen oder
Änderungen des Modells beziehungsweise des Typs des zu montierenden
Produktes oder Moduls nachkommen
zu können“, so Prof. Dr.-Ing. Rainer
Müller, der den neuen Lehrstuhl leiten
wird. Solche Montagesysteme erlauben
es durch ihren Aufbau, kosten- und
zeitintensive Umbauten der Anlagen
auf ein Minimum zu reduzieren. Zudem
bieten sie die Möglichkeit, durch
integrierte messtechnische Systeme
Einstellgrößen oder auch schwankende
oder variierende Prozessparameter zu
identifizieren, ihre Auswirkungen zu
beurteilen und Maßnahmen zur Abhilfe
einzuleiten. Dies kann etwa durch Einstellungen in der Montageanlage selbst
geschehen oder durch Einflussnahme
auf vorgelagerte Prozessschritte, die in
der Produktion, Montage oder Fertigung liegen können.
Das Tätigkeitsfeld des Lehrstuhls für
Montagetechnik beginnt bei der
Betrachtung des Montageprozesses
und der Montageorganisation. Davon
ausgehend gilt es die notwendigen
Montageschritte sowie Prüf- und Automatisierungprozesse abzuleiten, die
neben der eigentlichen Montage-technik auch die integrierten Prüf-, Messund Einstelltechniken umfassen. Einen
Schwerpunkt seiner Tätigkeiten legt
Professor Rainer Müller auf teilautomatisierte und automatisierte wandlungsfähige Montagesysteme. Diese sollen
einzeln und mit geringem Aufwand
umgerüstet werden können und sich
in einem Verbund zu Montagelinien
zusammenfassen oder in bestehende
Montagelinien integrieren lassen.
WZL-Neubau heißt nun »Manfred-Weck-Haus«
Eine Ehre besonderer Art wurde Professor Manfred Weck zuteil: Während der
Feierlichkeiten zu seinem 70. Geburtstag war ihm der Beschluss der WZLInstitutsleitung verkündet worden, den
bis dahin »WZL-Neubau« genannten
Gebäudekomplex in Zukunft »ManfredWeck-Haus« nennen zu wollen. In einer
Feierstunde in Anwesenheit zahlreicher
Ehrengäste und Mitglieder des WZLFreundeskreises erhielt das Gebäude
nun seinen neuen Namen, der fortan
auf einer Stele im Eingangbereich des
Gebäudes prangt. RWTH-Rektor
Professor Burkhard Rauhut persönlich
war es vorbehalten, die Stele zu enthüllen und den Taufakt mit einem Glas
Sekt zu vollziehen.
Manfred Weck hatte in den letzten
Jahren vor seiner Emeritierung am WZL
die Aufgabe übernommen, diesen
Neubau zu planen, zu gestalten und
den Bau zu überwachen sowie überall
dort einzugreifen, wo es notwendig
wurde. Vor allem seinem persönlichen
Engagement ist es zu verdanken, dass
das Institut und seine Mitarbeiter
heute stolz auf diesen Neubau blicken
können.
Ausgezeichnet für
Mediengestaltung
Am Fraunhofer IPT hat in diesem Jahr
zur ersten Mal ein Auszubildender
seinen Berufsabschluss als Mediengestalter erworben: Guido Flüchter
verkürzte seine Ausbildungszeit nicht
nur von drei auf zweieinhalb Jahre,
sondern absolvierte die geforderten
Prüfungen auch gleich erfolgreich mit
der Note »sehr gut«. Die IHK Aachen
lud ihn als einen der 83 besten Prüflinge des Jahrgangs 2007/2008 zu einer
feierlichen Urkundenverleihung ein.
Namensgeber für den WZL-Neubau:
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Weck.
Studie: Potenzial von RFID in deutschen Unternehmen weitgehend ungenutzt
Deutsche Industrie- und Handelsunternehmen schöpfen die Potenziale der
Radio-Frequency-Identification-Technologie (RFID) bisher noch nicht aus,
so eine Studie des Fraunhofer IPT und
der P3 Ingenieurgesellschaft mbH. Die
Gründe dafür sehen die Verfasser der
Studie in der mangelnden Konsequenz
bei RFID-Einführungen sowie technischen Schwierigkeiten.
Die Studie mit dem Titel »RFID – Spielwiese für Technologiebegeisterte oder
Schlüsseltechnologie zur Effizienzsteigerung von Geschäftsprozessen?«
besteht zum einen aus einer Unternehmensbefragung und zum anderen
aus einem technischen Vergleich. Sie
belegt, dass Unternehmen das Potenzial von RFID bisher kaum ausschöpfen:
Etwa 80 Prozent der Befragten bezeichnen die Erwartungen und Erfahrungen
mit RFID als negativ. Welche Faktoren
dafür verantwortlich sind, zeigt die
Studie sehr deutlich: Bei den meisten
RFID-Einführungen mangelt es an der
Integration von Prozessen, detaillierten
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und
technischem Know-how.
Interessenten können die Studie bei
Mario Isermann für eine Schutzgebühr
von € 50 beziehen:
[email protected]
Telefon +49 241 8904-145
TOOLS 1.2008 | 21
Erster Fraunhofer-Innovationscluster in NRW
Hocheffiziente Turbomaschinen
kommen nicht nur in Form von Dampfund Gasturbinen zur Energiegewinnung in Kraftwerken zum Einsatz.
Auch in der Luft- und Raumfahrt helfen
moderne Triebwerke, Treibstoff zu
sparen und den CO2-Ausstoß zu verringern. Die Fertigung und Instandhaltung
der verschiedenen Turbinenkomponenten ist jedoch mit hohen Kosten
verbunden und technologisch sehr
anspruchsvoll.
und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Zukunft vom Standort
Aachen aus neue Technologien und
Prozesse für die Fertigung und Instandhaltung energieeffizienter Turbomaschinen auf den Weg bringen.
Der Innovationscluster wird über drei
Jahre mit insgesamt 9,3 Millionen Euro
zu gleichen Teilen vom Land NordrheinWestfalen, der Fraunhofer-Gesellschaft
und einem Unternehmenskonsortium
Über die Eröffnung des Fraunhofer-Innovationsclusters freuten sich (v.l.n.r.) Fraunhofer-Präsident
Professor Hans-Jörg Bullinger, Dr. Hans-Otto Jeske (MAN Turbo), NRW-Innovationsminister Professor
Andreas Pinkwart, Dr. Norbert Arndt (Rolls Royce), Professor Reinhart Poprawe (Fraunhofer ILT) und
Professor Fritz Klocke (Fraunhofer IPT).
Am 11. April 2008 startete die Fraunhofer-Gesellschaft ihren ersten nordrhein-westfälischen Innovationscluster
mit dem Namen »Integrative Produktionstechnik für energieeffiziente Turbomaschinen – TurPro«, der sich gezielt
dieser Herausforderung widmen soll.
Gemeinsam mit 16 namhaften Industriepartnern werden das Fraunhofer IPT
22 | TOOLS 1.2008
finanziert. Unter seinem Dach finden
sich Hersteller von Kraftwerkstechnik
ebenso wie Vertreter der Luftfahrtbranche, aber auch Zulieferindustrie und
Technologielieferanten aus NordrheinWestfalen und darüber hinaus.
Die Partner im Fraunhofer-Innovationscluster entwickeln Technologien und
Prozesse, um komplexe Zerspan- und
Laserverfahren an neue, besonders
geeignete Werkstoffe anzupassen.
Durch die neuen Bearbeitungsverfahren
lassen sich Turbinenkomponenten und
Triebwerksteile leichter und robuster
gestalten und reparieren, so dass im
späteren Einsatz Energie und Kosten
gespart werden können. Ziel der Untersuchungen ist es auch, Bearbeitungszeiten zu verkürzen und gleichzeitig die
Präzision der oft sicherheitskritischen
Bauteile zu verbessern. Dazu entwerfen
die Mitglieder des Innovationsclusters in
interdisziplinärer Zusammenarbeit neue,
integrative Prozessketten – von den
mechanischen Fertigungsverfahren und
generativer Laserfertigungstechnik über
CAx- Technologien, Werkstofftechnik,
optische Sensorik und Mechatronik
bis hin zur Werkzeug-, Maschinen und
Anlagentechnik.
Der Innovationscluster »Integrative
Produktionstechnik für energieeffiziente
Turbomaschinen – TurPro« ist einer von
bundesweit derzeit 11 Innovationsclustern der Fraunhofer-Gesellschaft.
Durch die Vernetzung möchte die
Fraunhofer-Gesellschaft gezielt Technologiefelder mit hohem Innovationspotenzial fördern. Die Innovationscluster bilden dabei eine Plattform, die
alle relevanten Akteure aus Wirtschaft,
Wissenschaft, Staat und Gesellschaft
zusammenführt. Als gemeinsame Aufgabe sehen es die Partner, mit neuen
Technologien die Märkte der Zukunft
zu erschließen und auf diesem Weg
auch die Beschäftigung am Hochlohnstandort Deutschland zu sichern. Von
den neuen Forschungsinfrastrukturen
sollen Impulse ausgehen, die die heimische Wirtschaft im internationalen
Wettbewerb stärken.
Neues Internetportal gegen Produktpiraterie
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT startete jetzt unter
»www.produktpiraterie.fraunhofer.de«
ein neues Internetportal zum Thema
Produktpiraterie. Es wendet sich vor
allem an Unternehmen, die sich von
einer konkreten Gefahr der Produktpiraterie bedroht sehen oder bereits
von Imitationsfällen betroffen sind.
Ziel ist es, diesen Unternehmen bei der
Suche nach wirksamen Mechanismen
zum Schutz vor Produktimitationen zu
helfen.
Das neue Portal bietet ihnen unter
anderem einen Fragenkatalog, um
ihre Situation genau unter die Lupe zu
nehmen. Alle, die den Fragebogen ausfüllen, erhalten dann eine individuelle
Auswertung über geeignete Schutzmechanismen für ihren konkreten
Anwendungsfall. Zusätzlich stellt das
Portal eine Suchfunktion bereit, mit
der die Nutzer aus einer Liste von
technischen und strategischen Schutzmechanismen selbstständig passende
Maßnahmen auswählen können, die
sich zur Umsetzung ihrem Unternehmen eignen.
Das Portal entstand im Forschungsprojekt »Technologie-Know-howSchutz« und wurde gefördert durch die
Stiftung Industrieforschung sowie fünf
Industriepartner.
Neun Unternehmen im Finale zum »Werkzeugbau des Jahres 2008«
Auch in diesem Jahr veranstalten WZL
und Fraunhofer IPT wieder den Wettbewerb »Excellence in Production«
zum »Werkzeugbau des Jahres 2008«.
Der Wettbewerb für Unternehmen des
Werkzeug- und Formenbaus findet
bereits zum fünften Mal statt. Mit 327
beteiligten Unternehmen konnten die
Veranstalter einen leichten Zuwachs
verbuchen.
Oberkirch, die Siebenwurst GmbH &
Co. KG aus Dietfurt, die Summerer
Technologies GmbH & Co. KG aus
Schechen-Rosenheim, WIRO PräzisionsWerkzeugbau GmbH & Co. KG aus
Olpe, die ZF Sachs AG aus Schweinfurt
und die z-werkzeugbau-gmbh aus
Dornbirn.
Für das Finale wurden in diesem Jahr
neun Unternehmen nominiert, die sich
der Bewertung einer hochkarätigen
Jury von Vertretern aus Industrieunternehmen, Verbänden und Forschung
stellten. Die Preisverleihung zum
»Werkzeugbau des Jahres 2008« findet
im Rahmen einer feierlichen Abendveranstaltung am 30. September 2008 im
Krönungssaal des Aachener Rathauses
– während des 8. Internationalen Kolloquiums »Werkzeugbau mit Zukunft«
– statt. Zudem berichten ausgewählte
Finalisten in Vorträgen während des
Kolloquiums über ihre Erfolgsstrategien.
Die Jury zeichnet während der Preisverleihung sowohl den Gesamtsieger
als auch die Besten innerhalb verschiedener Kategorien mit Preisen
und Urkunden aus. Die nominierten
Unternehmen können sich schon jetzt
zu den besten Werkzeugbau-Betrieben
im deutschsprachigen Raum zählen.
So bewerten die Juroren entlang der
kompletten Prozesskette die technologische Leistungsfähigkeit sowie finanzielle, organisatorische und strategische
Aspekte der Unternehmen. Ein Expertenteam besuchte die Finalisten vor
Ort und konnte sich persönlich von der
Leistungsfähigkeit der Unternehmen
überzeugen.
Im Finale begegnen sich nun die Audi
AG Sparte Werkzeugbau aus Ingolstadt, die GKN Driveline Trier GmbH
aus Trier, die Hilti AG aus Schaan,
die Progress-Werk Oberkirch AG aus
Der Wettbewerb und das 8. Internationale Kolloquium »Werkzeugbau mit Zukunft« werden von den
Unternehmen Uddeholm Tooling AB,
Böhler Deutschland und der DEMAT
GmbH, Veranstalter der Branchenmesse EuroMold, unterstützt. Weitere
Partner des Wettbewerbs sind die
VDI nachrichten, die Fachzeitschrift
werkzeug&formenbau und der VDMA
Fachverband Präzisionswerkzeuge.
Alle teilnehmenden Unternehmen
erhalten von den Veranstaltern eine
individuelle Auswertung über die
eigenen Stärken und Potenziale im
anonymisierten Wettbewerbsvergleich.
Mit dieser Auswertung können nun
die Unternehmen gezielt ihre Wettbewerbsposition ausbauen.
TOOLS 1.2008 | 23
Bausteine der Personalentwicklung
Globalisierung und ein immer beweglicheres wirtschaftliches Umfeld bilden die aktuellen
Herausforderungen für Unternehmen in Hochlohnländern – so zumindest die wiederkehrende Meinung öffentlicher Debatten. »Hochmotivierte und lernbereite Mitarbeiter einstellen« heißt die entsprechende Lösungsstrategie – »Change Management«, »Lernende
Organisation« und »Wissensmanagement« sind nur einige der Schlagworte, mit denen die
Presse diese Diskussionen kommentiert. Doch wie sieht es tatsächlich in den Unternehmen
aus? Welche Strategien verfolgen die deutschen Global Player, die kleinen und mittleren
Unternehmen in der Personalentwicklung und welchen Herausforderungen müssen sie dabei
begegnen?
Wie wird das Wissen um Schulungsnotwendigkeiten in den Unternehmen behandelt? Welchen
Stellenwert nimmt die Personalentwicklung ein?
Und welche Maßnahmen werden tatsächlich
umgesetzt? Diesen Fragen ging der Siemens
Business Service mit seiner Studie »Wissen und
Lernen 2010« nach. Fazit ist: Alle Entscheider in
technologiegeprägten Geschäftsumfeldern vom
Maschinen- und Anlagenbau, der Automobilund Automobilzuliefererindustrie, Hightech und
Energie bis hin zu angegliederten Dienstleistern
sind sich einig, dass die Personalentwicklung ein
dringendes Aktionsfeld ist, das alle Mitarbeiter
vom »Bodenpersonal« bis zur Chefetage betrifft.
Sie muss in die Unternehmensstrategie eingebunden werden, sie soll proaktiv – nicht nur reaktiv –
und als wertschöpfender Prozess im Unternehmen verankert sein, um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und auszubauen. Es gilt,
innovative Produkte flexibel zu entwickeln, schnell
marktfähig zu machen sowie qualitativ hochwertig umzusetzen und auch komplexe Aufträge
zügig und kundenorientiert zu erfüllen. Hierzu
müssen Produktionsprozesse gestaltet, modernste
Technologien implementiert und Qualitätsstandards eingehalten werden. Exakt in diesen
Wissensgebieten gilt es, Mitarbeiter wie Entscheider kontinuierlich zu schulen. Und genau hier
setzen die Weiterbildungsmaßnahmen von WZL
und Fraunhofer IPT an, die über das WZLforum
angeboten werden.
Die Institute sind sich bewusst, dass Personalentwicklung ein strategisches Feld ist, das nicht allein
auf den Entscheidungen von Führungspersonal
beruht. Es vereint vielmehr unterschiedlichste
Sichtweisen: die unternehmerische Sicht –
24 | TOOLS 1.2008
Personalentwicklung im Kontext von Kostendruck
und Produktivitätssteigerung, die persönliche
Sicht – Lernen zur nachhaltigen Sicherung der
Beschäftigung(-sfähigkeit) und die Entwicklung
erfolgskritischen Wissens. Um innerhalb dieser
Dimensionen ein möglichst breites Spektrum
anbieten zu können, verfolgt das WZLforum
vielfältige Wege mit unterschiedlichen, jedoch
miteinander verzahnten Institutionen:
Fachwissen für den Wettbewerb
So bündelt das WZLforum die Kompetenzen von
WZL und Fraunhofer IPT und setzt praxisrelevantes Wissen, Trends und Forschungsergebnisse
aus der Produktionstechnik in unterschiedlichen
Veranstaltungen um. Oberstes Ziel ist es dabei,
mit aktuellen Veranstaltungsinhalten zu betrieblichen Fragen schnell und effektiv eine Brücke
zwischen Forschung, Wissenschaft und Industrie
zu schlagen: Der Kunde ist nicht nur den entscheidenden Schritt im Wettbewerb mit anderen Unternehmen schneller; er ist auch in der
Lage, seinen Mitarbeitern innerhalb der eigenen
Personalentwicklung eine perfekt zur jeweiligen
Branche passende Weiterbildung anzubieten, die
zur individuellen Qualifikation auch außerhalb des
Unternehmens dient.
Das WZLforum organisiert vor allem ein- bis zweitägige Seminare, Konferenzen und Tagungen,
im Jahr 2007 beispielsweise rund 70 Veranstaltungen mit ingesamt rund 4000 Teilnehmern. Die
Teilnehmer profitieren dabei von den Praxiserfahrungen ausgewählter Referenten. Sie lernen ein
breites Spektrum an Themen aus den Bereichen
des strategischen Managements sowie des Innovations-, Produktions- und Qualitätsmanagements
kennen, das wichtig für die Entwicklungsprozesse
in Unternehmen ist. Zu jedem Seminar stellt das
WZLforum ausführliche und ergänzende Seminarunterlagen zur Verfügung, die das Verständnis
erleichtern und Raum bieten, bestimmte Gebiete
zu vertiefen.
Natürlich sind die Veranstaltungen so konzipiert,
dass neben der konzentrierten Wissensvermittlung genügend Zeit für Erfahrungsaustausch mit
Referenten, Industrievertretern und Teilnehmern
bleibt. So fördert das Veranstaltungskonzept
gleichzeitig produktive Diskussionen, aber auch
das Knüpfen wertvoller Kontakte mit Entscheidungsträgern aus der jeweiligen Branche.
Doch ob nun aus unternehmerischer Sicht gehandelt wird oder eine persönliche Karriere im Fokus
steht – fundamental ist die Auswahl des geeigneten Know-how-Lieferanten.
Einen sicheren Weg, das begehrte Know-how
aufzubauen, bieten nachweislich exzellente
Universitäten in Deutschland. Spezielle Seminare,
die schnell und zuverlässig Wissenslücken – ob
nun im Management oder bei speziellen Technologien – schließen, können ebenso wie seriöse,
berufsbegleitende Studienprogramme umfassend
aufeinander abgestimmte Inhalte vermitteln,
um Management-Know-how in Unternehmen
nachhaltig aufzubauen. Wichtig ist dabei neben
Beiträgen renommierter Wissenschaftler auch die
Diskussion mit Persönlichkeiten aus der Wirtschaft, die in hochkarätigen Teilnehmerkreisen
individuelle Lösungsansätze erörtern.
Management-Know-how im eigenen Haus
Beim Thema »Know-how-Erwerb« steht ein
Unternehmen wie bei jedem anderen Gut vor
einer Make-or-buy-Alternative: Der Zukauf kann
sowohl in Form von Beratungsleistungen wie
durch den »Einkauf« neuer und bereits geschulter Mitarbeiter erfolgen. Bei der Entscheidungsfindung gilt es daher lang- und kurzfristige
Unternehmensziele abzuwägen mit Kostenbetrachtungen und intrinsischen Motivationen
wie Mitarbeitermotivation und -bindung. Die
eigene Wettbewerbsfähigkeit steht auf dem Prüfstand und immer mehr große, kleine und mittlere
Unternehmen in Hochlohnländern entscheiden
sich für den Aufbau von Wissen im eigenen Haus.
Der Executive MBA für Technologiemanager,
der gemeinsam von der RWTH Aachen mit der
Fraunhofer-Gesellschaft und den Dozenten der
Universität St. Gallen angeboten wird, eröffnet
hochmotivierten Mitarbeitern ganz gezielt die
Chance, sich in aufeinander abgestimmten Modulen aus den Bereichen »Strategie«, »Technologiemanagement«, »Finanzen«, »Soziale Kompetenz«
oder »Betriebliche Prozesse» auf Führungspositionen in Unternehmen vorzubereiten und, die
Vision des Unternehmens tragend, einen volkswirtschaftlichen Beitrag zu leisten.
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Aus dem Institut in die Industrie
Nicht nur der Wissenstransfer in die Industrie als
ein Baustein von Personalentwicklung für Unternehmen, sondern auch die gezielte Qualifikation
der eigenen Mitarbeiter ist WZL und Fraunhofer
IPT ein Anliegen. Im Sinne einer ganzheitlichen
Förderung stellen die Institute, operativ unterstützt durch das WZLforum, ihren wissenschaftlichen Mitarbeitern vielfältige und hochwertige,
aufeinander abgestimmte Weiterbildungsangebote zur Verfügung. Hier können sie ihre Kompetenzen ausbauen und wichtige Qualifikationen
jenseits der fachlichen Expertise trainieren, um fit
für den Sprung in die Industrie zu werden. Nicht
nur grundlegende rhetorische, Präsentations- und
Formulierungsfähigkeiten werden geschult, sondern auch Beratungs- und Verhandlungsgeschick
sowie die Grundlagen strukturierten Projektmanagements und soziale Kompetenzen trainiert.
Fachmedien für Entscheider
Eine hochspezialisierte Industrie verlangt nach
Publikationen, die präzises Fachwissen kompetent aufarbeiten. Deshalb hat das Institut für
Industriekommunikation und Fachmedien (IFF)
an der RWTH Aachen im vergangenen Jahr den
Wissenschaftsverlag Apprimus gegründet, der für
den Transfer von Inhalten aus den Instituten in
die Industrie steht. Der Verlag publiziert fachbezogenes Wissen und aktuelle Informationen für
Praktiker und deckt das Informationsbedürfnis
von Experten zu den Themen der Fertigungstechnologie, des Produktionsmanagements, der
Messtechnik, des Qualitätsmanagement und der
Werkzeugmaschinen.
Mit der Veröffentlichung der Festschrift
»Excellence in Production« anlässlich des 70.
Geburstags von Professor Walter Eversheim im
vergangenen Jahr startete der Verlag seinen
Betrieb. Seit April veröffentlicht er außerdem die
Dissertationsschriften der Doktoranden von WZL
und Fraunhofer IPT. Darüber hinaus werden auch
Studien und Tagungsbände publiziert und vertrieben. So sichert der Verlag mit seinen Fachmedien
für Entscheider und Fachkräfte den zeitnahen
Transfer von Ergebnissen aus der Aachener Produktionstechnik in die Industrie.
26 | TOOLS 1.2008
Dieses Wissen und Know-how möchte auch (aus-)
gelebt werden: Bieten die zahlreichen Industrieund Forschungsprojekte den wissenschaftlichen
Mitarbeitern von WZL und Fraunhofer IPT schon
ausreichend Gelegenheit, um die vermittelten
Kompetenzen in die Praxis umzusetzen, kommt
natur- und wunschgemäß für jeden von ihnen
irgendwann der Tag, das Erlernte auch in die
Industrie zu tragen.
Diesen Kreis schließt daher die interne Personalberatung von WZL und Fraunhofer IPT, der Karrierepool WZL Aachen GmbH. Aus persönlicher
Sicht bietet der Karrierepool jedem wissenschaftlichen Mitarbeiter am Ende seiner Institutszeit
die Gelegenheit, sich in Einzelgesprächen und
Gruppentrainings seine persönlichen Karriereziele
bewusst zu machen und im Einklang mit den
erworbenen Kompetenzen zu reflektieren. Ziel ist
die systematische, strategische und ganzheitliche
Herangehensweise an den eigenen Bewerbungsprozess und das damit verbundene, optimale
Ausschöpfen der individuellen Möglichkeiten.
Aus Sicht der Industrie bietet der Karrierepool
Unternehmen einen Grundstein für Personalentwicklung – nämlich neue Mitarbeiter, deren
Fähigkeiten und persönliche Interessen mit den
Anforderungen der einzelnen Unternehmen jedes
Mal aufs Neue abgeglichen werden.
Termine
23. September 2008
Prozessoptimierung in der Produktion
24.-25. September 2008
Basisseminar Umformtechnik
24.-25. September 2008
Zustandsüberwachung und -diagnose an
Produktionsmaschinen
29. September 2008
Hartbearbeitung im Werkzeug und Formenbau
29. September 2008
Werkzeugkalkulation – Grundlagen und
Anwendung aktueller Methoden
30. September - 1. Oktober 2008
Basisseminar Fabrikplanung – Methoden
und Praxis
30. September - 1. Oktober 2008
Basic Lean Administration:
Potenziale erkennen und nutzen
30. September bis 1. Oktober 2008
8. Internationales Kolloquium
»Werkzeugbau mit Zukunft«
22. Oktober 2008
Senkung von Kosten und Durchlaufzeit
22.-23. Oktober 2008
Aachener Automatisierungstage
23. Oktober 2008
Mitarbeitermotivation und Entlohnungssysteme
28.-29. Oktober 2008
Wertstromdesign in der Administration
30.-31. Oktober 2008
Praxisworkshop Wertstromdesign:
»Live« in der Lernfabrik
26. November 2008
Info-Veranstaltung »Executive MBA für Technologiemanager«
Detaillierte Informationen zu unseren Seminaren
und Konferenzen finden Sie im Internet unter:
www.wzlforum.rwth-aachen.de und
www.werkzeugbau-aachen.de/de/akademie.html.
Messen
3.-6. Dezember 2008
EuroMold 2008
6.-11. Oktober 2008
Lean Junior Expert: »Produktion«
8.-9. Oktober 2008
Aktuelle Entwicklungen beim Vorverzahnen
15. Oktober 2008
Process Excellence – Gestaltung, Harmonisierung und Optimierung von Prozessen
16.-17. Oktober 2008
Praxisseminar »Schwingungstechnik
an Werkzeugmaschinen«
21. Oktober 2008
Basisseminar »Fertigungsintegrierte
Bildverarbeitung«
TOOLS 1.2008 | 27
Investition in die Zukunft
Der RWTH Aachen Campus
Die RWTH Aachen plant, auf einem Gesamtareal von etwa 2,5 Quadratkilometern einen
der größten technologieorientierten Campusbereiche Europas zu schaffen. In Aachen-Melaten
– in unmittelbarer Umgebung von WZL und
Fraunhofer IPT – und auf dem Gelände des alten
Aachener Westbahnhofs soll bis zum Jahr 2014
eines der national und international bedeutendsten Wissen- und Forschungszentren entstehen.
Bis zu 15 Cluster werden Industrieunternehmen
und Forschungseinrichtungen Raum und Ressourcen bieten, um Zukunftsthemen gemeinsam
zu bearbeiten – von der Produktionstechnik über
Themen wie Energie, Mobilität und IT bis hin zu
Medizin- und Werkstofftechnik.
Der RWTH Aachen Campus soll rund 10 000
Forschern und Entwicklern sowie ihren Mitarbeitern eine repräsentative Arbeitsumgebung und
ein hohes Maß an Lebensqualität bieten. Dafür
sorgen nicht nur Forschungslabore, Büros, HighTech-Produktionsstätten und ein hochkarätiges
Weiterbildungszentrum, sondern auch Hotels,
Gastronomie und Wohnbereiche mit Einkaufsmöglichkeiten, Kinderbetreuung sowie vielfältigen
Service- und Transfereinrichtungen.
Der Startschuss für die ersten Bauaktivitäten fällt
bereits im kommenden Jahr. Dann soll das Gebiet
Melaten erschlossen werden und die ersten sechs
Cluster entstehen. Im folgenden Jahr ist geplant,
das Areal um den Aachener Westbahnhof mit
weiteren vier Clustern zu besiedeln und so einen
sicheren Grundstein für weiteres Wachstum zu
legen. Unterstützende Infrastruktur mit Bibliotheken, Hotels, einer Kongresshalle und weiteren
Serviceeinrichtungen rundet schließlich das Bild
ab.
Durch das in Deutschland einzigartige Angebot
der »Immatrikulation« von Mitarbeitern angesiedelter Unternehmen an der RWTH Aachen
eröffnet der RWTH Aachen Campus eine völlig
neue Form des Austausches zwischen Industrie
und Hochschule: Unternehmen, die sich auf dem
Campus ansiedeln, können sich aktiv an Forschung, Entwicklung und Lehre beteiligen und
sich an der Hochschule unmittelbar den Zugang
zu qualifiziertem Nachwuchs sichern. Für die
Studierenden selbst bedeutet dies in jedem Fall
ein großes Plus an Praxisnähe – von der ersten
Studienarbeit im Unternehmen der Wahl bis hin
zu schnellen und praxisorientierten Promotionsverfahren.
Entwurf des neuen RWTH Aachen Campus der Architektengruppe rha reicher haase
associierte GmbH aus Aachen.
Kontakt
Martina Mainz
Projektleitung RWTH Campus
Telefon +49 241 80-25331
[email protected]
28 | TOOLS 1.2008
Impressum
TOOLS 1.2008
15.Jahrgang
ISSN 0947-8647
Herausgeber
Professor Christian Brecher
Professor Fritz Klocke
Professor Robert Schmitt
Professor Günther Schuh
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-180
Telefax +49 241 8904-6180
[email protected]
www.ipt.fraunhofer.de
Werkzeugmaschinenlabor WZL
der RWTH Aachen
Steinbachstraße 19
52074 Aachen
Telefon +49 241 80-27968
Telefax +49 241 80-22293
www.wzl.rwth-aachen.de
WZLforum gGmbH
Steinbachstraße 25
52074 Aachen
Telefon +49 241 80-23614
Telefax +49 241 80-22575
www.wzlforum.rwth-aachen.de
Redaktion
Susanne Krause M.A. (verantwortlich)
Kurt Rütten
Grafik, Layout
Heidi Peters, Fraunhofer IPT
Fotos
Seiten 3, 6, 7, 8, 22: Fraunhofer IPT,
Seiten 4, 13, 15, 16, 20, 21: WZL der
RWTH Aachen, Seite 11: MEV Verlag,
Seite 19: Buhrs-ITM GmbH, Seiten 25,
26: WZLforum, Seite 28: rha reicher
haase associierte GmbH
Druck
Rhiem Druck GmbH, Voerde
Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit
vollständiger Quellenangabe und nach
Rücksprache mit der Redaktion.
Belegexemplare werden erbeten.
Werkzeugmaschinenlabor WZL
der RWTH Aachen
Steinbachstraße 19
52074 Aachen
Telefon: + 49 241 80-27400
Fax: +49 241 80-22293
[email protected]
www.wzl.rwth-aachen.de
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon: + 49 241 8904-0
Fax: +49 241 8904-198
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www.ipt.fraunhofer.de

Informationen der Aachener Produktionstechniker

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