Das Verbundprojekt 'Logistikkonzept für die wandelbare Mikroproduktion durch hoch flexible Materialflusstechnik – AutoMiPro' ist ein im BMBF-Rahmenkonzept 'Forschung für die Produktion von morgen' (Förderkennzeichen 02PB3140) gefördertes Projekt. Das Ziel des Verbundvorhabens 'AutoMiPro' war die Schaffung soft- und hardwareseitiger Lösungen für die besonderen Anforderungen und Randbedingungen der durch kleine Stückzahlen und hohe Variantenzahl geprägten Mikro- und Präzisionstechnik. Es umfasste die Entwicklung methodischer (Konzept), informationstechnischer (Software) und anlagentechnischer (Hardware) Komponenten. Im Rahmen des Projektes wurden vier wesentliche Technologien entwickelt und in einer Demonstrationsanlage zu einer Produktionseinheit zusammengeführt: • Bauteilträger und Transportbehälter: Passiv fixierende, automatisiert handhabbare Bauteilträger und für den manuellen Transport geeignete Transportbehälter mit integrierter RFID-Speichertechnologie zur Verknüpfung von Material und Datenfluss. • Transport und Handhabungstechnik für eine anlageninterne, automatisierte Material- und Datenlogistik inklusive Bauteilträgertransport und Bauteilzuführung und universell einsetzbare Greiftechnik. • Steuerungstechnik: Universell einsetzbare, skalierbare und flexibel agierende Steuerungsarchitektur für Handhabungs- und Montageoperationen verschiedenster Bauteilgeometrien und Montageprozesse. • Datenverwaltung: Wandelbare RFID basierte Datenverwaltung zur Realisierung eines unternehmensübergreifenden und bauteilspezifischen Datenflusses. Der Vorteil des entwickelten logistischen Systems beruht auf einer durchgängigen Automatisierung der unternehmensübergreifenden Produktionskette. Des Weiteren ermöglichen die universell einsetzbaren Werkzeuge und die entsprechende Steuerungsstruktur eine deutliche Reduzierung bauteil- und prozessspezifischen Entwicklungs- Konstruktions- und Programmieraufwands.

Im Fokus der Festschrift steht die innovationsorientierte Kooperation zwischen Mittel-stand und Hochschulen. Die Kooperation mit Hochschulen bietet Mittelständlern die Chance, sich wettbewerbsfähig aufzustellen. Anhand realer Beispiele aus Wissen-schaft und Wirtschaft wird das Zusammenspiel zwischen Forschung und Entwicklung, Innovation, Aus- und Weiterbildung sowie Wachstum beschrieben und dargelegt, wie Mittelständler mit Hochschulen kooperieren und somit wettbewerbsfähig bleiben können.

Kupfer und Kupferlegierungen spielen vor allem aufgrund ihrer großen thermischenund elektrischen Leitfähigkeit eine elementare Rolle in industriellen Anwendungen. Die Verbindung der großen geometrischen Freiheit beim selektiven Laserschmelzen mit der großen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit von Kupferlegierungen eröffnet neuartige konstruktive und technologische Anwendungsmöglichkeiten.

Projektziel von VIPRO war es, Maschinenhersteller und -betreiber in die Lage zu versetzen, anhand von Kennwerten den Zustand von Maschinen zu verfolgen und die Restlebensdauer der überwachten Baugruppen vorauszusagen. Dazu wurden ausgewählte Maschinenbaugruppen unter maximaler Nutzung vorhandener Signale aus Steuerung und Antrieben und mit Hilfe von Sensoren überwacht, die Messdaten verdichtet und durch intelligente Mess- und Auswertemethoden der Zusammenhang zwischen Sensordaten und Verschleißzustand der Maschine hergestellt. Die ermittelten Kennwerte sind über eine internetfähige Service-Plattform abrufbar und damit für unterschiedliche Nutzer (Bedienpersonal, Wartungszentrale, Maschinenhersteller) im Sinne der zustandsorientierten Instandhaltung verwendbar. Aufgrund der ermittelten Kennwerte können Wartungs- und Instandhaltungsanweisungen hinterlegt werden. Im Rahmen des Projektes wurden folgende Baugruppen betrachtet: - Hauptspindeln (Lager, Werkzeugspannung, Drehdurchführung) - Antriebe (KGT, Führung) - Hydraulik (Pumpen, Ölzustand) - Pneumatik (Ventile, Luftverbrauch) Die Projektergebnisse konnten durch gezielte Baugruppenuntersuchungen an verschiedenen Prüfständen bei den einzelnen Projektpartnern und gleichzeitig durch mehrjährige Messdatenerfassung an Produktionsmaschinen im VW Motorenwerk Chemnitz erreicht werden. Die wesentlichsten und im Sinne der zustandsabhängigen, vorausschauenden Instandhaltung Erfolg versprechendsten Ergebnisse wurden an mehreren Produktionsmaschinen der Projektpartner umgesetzt und dienen als Vorlage/Muster für die Nachrüstung vorhandener Maschinen bzw. Ausrüstung von neuen Maschinen.

Im Rahmen dieser Dissertation wird die Einsetzbarkeit und Flexibilität hochpräziser Handhabungsund Montagetechnik behandelt. Hierbei wird ein universell einsetzbares Endeffektorkonzept beschrieben, welches das Greifen und das Manipulieren von Bauteilen verschiedener Materialien und Geometrien ermöglicht und welches gleichzeitig tolerant gegenüber auftretenden Bauteil- und Prozesstoleranzen ist. Das entwickelte Endeffektorkonzept wurde am Beispiel eines einwechselbaren Justagegreifers umgesetzt. Der Justagegreifer ermöglicht es, herkömmliche 4 achsige Präzisionsroboter um fehlende Freiheitsgrade und um zusätzliche Flexibilität zu erweitern. Im Versuch wurde die Prozesssicherheit der Manipulation demonstriert und eine Winkelauflösung von mindestens 1/1000° bei einem Manipulationsbereich von 5° nachgewiesen. Es wurde ein exemplarischer Handhabungsvorgang vorgestellt, in dem ein 4 achsiger Präzisionsroboter mit dem entwickelten Justagegreifer auf sechs Freiheitsgrade erweitert wurde. Um Synergiepotential durch die Verwendung verfügbarer Technologie zu erschließen, wurde aufbauend auf den neu geschaffenen technologischen Möglichkeiten untersucht, wie auf eine Zusammenführung hoch präziser und konventioneller Automatisierungstechnik hingearbeitet werden kann. Um die im Rahmen dieser Dissertation erarbeitete flexible und wiederverwendbare Hardware effizient einsetzen zu können, wurde aus Anwendersicht untersucht, wie eine generische Steuerungsstruktur softwareseitig gestaltet werden kann, die eine Verminderung des Entwicklungs- und Inbetriebnahmeaufwands ermöglicht. Hierbei wurden die Aspekte der Modularisierung und Modellierung innerhalb der Programmierung automatisierter Anlagen vor dem Hintergrund hardware-, prozess- und bauteilspezifischer Aspekte untersucht. Die durchgeführten Handhabungsversuche illustrieren, wie das Zusammenspiel aus hinzugewonnener Flexibilität am Endeffektor, der Erweiterung auf sechs Freiheitsgrade durch den Justagegreifer und die Unterstützung durch eine bauteilorientierte Programmierung die Entwicklung und Inbetriebnahme hoch präziser Handhabungsprozesse vereinfachen und effizienter gestalten kann. Die am Beispiel eines vollautomatischen Einmessens, Positionierens und Ablegens von Bauteilen auf schiefer Ebene gezeigte Fähigkeit, bei Fertigung, Montage und Einrichtung größere Toleranzen zulassen zu können, demonstriert das Potential zur Reduzierung der Komplexität hoch präziser automatisierter Prozesse.

Für produzierende Unternehmen besteht ein stark verwobenes Geflecht aus etablierten ökonomischen Anforderungen, wie z.B. ständig wechselnder „klassischer“ Kundenwünsche, einer zunehmenden Tendenz zur Netzwerkbildung und der damit verbundenen Relevanz von In- bzw. Outsourcing. Diese etablierten Entwicklungen werden in der jüngeren Vergangenheit durch Anforderungen im Umfeld der „3R“ – der Ressourcen, Regularien und Reputation – verschärft. Wichtige Ressourcen für die industrielle Leistungserstellung sind nur begrenzt verfügbar und unterliegen Preissteigerungen am Rohstoffmarkt. Es ergehen zunehmend staatliche Vorgaben in Form von Regularien zu CO2-Emissionen oder der Produktgestaltung. Schließlich gewinnt die Reputation des Unternehmens beim Kunden an Bedeutung. So besteht z.B. zunehmend die Möglichkeit zur Differenzierung vom Wettbewerb durch nachhaltige Produkte. Das Supply Chain Management begegnet den genannten ökonomischen und ökologischen Anforderungen. Im Zuge der Entwicklung des SCM hat sich eine Vielzahl an Logistikkonzepten zur Implementierung des Ansatzes gebildet. Für eine effektive Gestaltung des Supply Chain Management ist es für Unternehmen essenziell, passende Logistikkonzepte hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit zu bewerten und auszuwählen. Daher entwickelt diese Dissertation eine Ansatz zur quantitativ-gestützten ex ante Bewertung des Einsatzes von Logistikkonzepten aufgrund ihrer kurz- bis langfristigen Auswirkungen auf ökologische und ökonomische Kennzahlen im Unternehmensnetzwerk. Als Ergebnis dieser Dissertation liegt dann ein Verfahren vor, das die Bewertung der Nachhaltigkeit von Logistikkonzepten ermöglicht.