Produktion und Systeme
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CO-Emissionen sind ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der ökologischen Nachhaltigkeit von Unternehmen. In der Praxis sind sie jedoch schwierig zu bestimmen. Insbesondere für Logistik-und Transportaktivitäten, auf die ein Großteil der Emissionen entfällt, sind zuverlässige Methoden zur Ermittlung und Reduktion des Schadstoffausstoßes erforderlich.
Einsatz von Routenzugsystemen zur Produktionsversorgung : Studie zu Planung Steuerung und Betrieb
(2017)
In tension-tension tests the amplitude stress as well as the mean stress can be adjusted to any desired level. For a common evaluation of all tension-tension tests amplitude and mean stresses should be substituted by an equivalent amplitude stress. For determination of these e quivalent stress the so called mean stress influence hast to be known. In the following, suitable models will be presented which allow a common evaluation of all tension-tension tests and also a general description of rope wire fatigue behavior.
Mobilkrane arbeiten regelmäßig in Regionen, in denen Temperaturen bis -60 °C herrschen. In sicherheitstechnisch bedeutsamen Anwendungen wird der Kranbetrieb eingestellt, und zwar nur, weil in den entsprechenden Regelwerken die niedrigste genannte Arbeitstemperatur -40 °C ist. Aber ist dies technisch zwingend? Es wird über Versuche mit Seilen und Seildrähten berichtet, die sowohl bis -95 °C als auch bei Raumtemperatur durchgeführt wurden. Sowohl das Ermüdungsverhalten der Seildrähte als auch die Bruchkraft der Seile sind bei Temperaturen von -60 °C besser als bei Raumtemperatur. Dagegen wird das Ermüdungsverhalten der Seile schlechter. Dies ist aber hauptsächlich verursacht durch das Verhalten des verwendeten Konservierungsstoffs. Im Betrieb sind die Seile zusätzlich mit Endverbindungen versehen. Diese Komponenten müssen ebenfalls solchen tiefen Temperaturen widerstehen. Untersuchungen, ob Seilendverbindungen bei Tieftemperatur geeignet sind, waren allerdings nicht Gegenstand dieses Berichts. Daher ist es ratsam, beim Betrieb bei Tieftemperatur die Intervalle der Seilinspektion zu verkürzen. Konservierungsstoffe können ihre Wirkung verlieren und zu beschleunigter Seilermüdung führen - zum Beispiel bei Auslegerverstellseilen von Mobilkranen - und das Zusammenwirken von Seilen und ihren Endverbindungen bei tiefen Temperaturen ist nicht ausreichend erforscht und dokumentiert. Insgesamt können Seile bei Temperaturen von -60 °C sicher betrieben werden, wenn sowohl die Seile als auch ihre Endverbindungen regelmäßig inspiziert werden.
Sprühbeschichtung stellt einen kostengünstigen und materialeffizienten aber komplexen Prozess dar. Um diese Vorteile für die Abscheidung teurer organischer Halbleiter zu nutzen, wurde ein Sprühbeschichter entwickelt, der neueste Anforderungen an den Prozess erfüllt. Zudem konnten selbstansaugende Mikrosprühdüsen mikrotechnologisch in Silizium realisiert werden, welche bereits eine bis zu vierfache Materialeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen airbrush-Düsen nachweisen konnten. Die neueste Düsengeneration zeigt nun eine weiter verbesserte Zerstäubung, was bei gesprühten OPDs zu einer reduzierten Dunkelstromdichte von 9,1×10-6 mA·cm-2 (-5 V) und erhöhten externen Quanteneffizienz von 78,5% (530 nm, -5 V) führt.
In Mensch-Roboter-Arbeitszellen werden Teile eines Produktionsablaufs von einemv Menschen, andere von einem kollaborativen Roboter und wieder andere kooperativvin einem gemeinsamen Arbeitsbereich durchgeführt. Bisher werden das Potenzialvund der Mehrwert dieser Systeme noch nicht ausgeschöpft, weshalb ein systematischer Ansatz zur Definition der Arbeitsabläufe unerlässlich ist. Der Beitrag präsentiert einen iterativen, menschzentrierten Entwicklungszyklus für interaktive Mensch-Roboter-Anwendungen. Dieser Zyklus ergänzt die bisher verwendeten Ansätze der Automatisierung. Er beinhaltet Methoden der virtuellen Realität, um die Arbeitsabläufe iterativ evaluieren und dadurch den Entwicklungsprozess effizient gestalten zu können.
In this chapter we explore four alternatives to the dominant discovery view of entrepreneurship; the development view, the construction view, the evolutionary view, and the Neo-Austrian view. We outline the main critique points of the discovery presented in these four alternatives, as well as their central concepts and conceptualization of the entrepreneurial function. On this basis we discuss three central themes that cut across the four alternatives: process, uncertainty, and agency. These themes provide new foci for entrepreneurship research and can help to generate new research questions and connect otherwise fragmented empirical findings. Implications for future research and practice are discussed at the end of the chapter.
In this paper, first results regarding the realization of laser-based hot-melt bonding of additive manufactured plastics parts to metal sheets for strong and tight multi-material joints are presented. Compared to earlier investigations, in which nearly solely extruded plastic materials were applied, the use of additive manufactured plastics complements the research field with a promising approach. Besides the typical advantages of multi-material joints regarding weight reduction and high strengths, such parts can meet the needs of constructional freedom and the avoiding of tool costs. Materials used for this paper are aluminum (AlMg3), stainless steel (1.4301) and polyamide 12 (PA12). The performed experiments resulting in multi-material joints between metal and polyamide. The realized specimens undergo a tensile shear test and a tightness test, in which the characteristics of the joints are determined.
The use of thermoplastics in lightweight construction is continuing to grow. This implies the need for suitable joining techniques to combine thermoplastics with other materials, such as metals, to gain tailored multi-material parts. In this paper latest results of experimental investigations on laser-based hot-melt bonding and injection molding for laser-structured metal plastic hybrids are presented. As materials stainless steel and short-fiber reinforced polyamide are used. The stainless steel surface is structured with a nanosecond pulse laser before joining to improve the mechanical adhesion between the dissimilar materials. Thereby, different structure depths in the range between 16.6 ± 1.2 µm and 66.5 ± 2.5 µm as well as different hatch distances between 70 and 300 µm are realized. The laser-based joining process is carried out irradiating the metallic surface multiple times. Positioned below the metal in T-joint configuration, the thermoplastic melts as a result of heat transfer and acts as hot-melt cohesive. Besides, hybrid joints are manufactured using injection molding. For experiments, the mold temperature as well as the melt temperature are varied. Regardless of the joining process, the hybrid joints are mechanically characterized by tensile tests. The results demonstrate that for both joining processes strong laser-structured metal plastic hybrids can be realized.
Mittels des entwickelten additiven Fertigungsprozesses des simultanen, intensitätsselektiven Laserstrahlschmelzens lassen sich Werkstoffverbunde bestehend aus unterschiedlichen Polymerwerkstoffen mit hohen Bauteilfestigkeiten realisieren. Die zukünftig realisierbaren Werkstoffverbunde können dabei durch eine örtlich variable Ausnutzung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften die hinsichtlich lokal definierter Belastungsprofile gestellten Anforderungen an komplexe Multi-Material-Bauteile erfüllen. Dadurch lassen sich neue Anwendungsfelder für die additive Fertigung von Werkstoffverbunden erschließen.
The mechanical and microstructural investigation of polymer parts (polyamide 12) fabricated by Selective Laser Sintering as part of a Round Robin initiative is presented. The paper focuses on the microstructural analysis of the Round Robin samples and their evaluation regarding their effect on mechanical properties with respect to each other. Therefore optical microscopy on microtomed samples, X-ray computed tomography and Differential Scanning Calorimetry is used to determine the morphology of residual particle cores and of internal pores.
Lineare und nichtlineare FEM
(2017)
Dieses Lehrbuch bringt im ersten Teil leicht verständlich die Merkmale und Eigenschaften linearer finiter Elemente aus dem Bereich der Elastostatik und Dynamik und erläutert Vorgehensweisen bei der Erstellung von Simulationsmodellen. Im zweiten Teil liegt der Schwerpunkt auf nichtlinearen zeitabhängigen Vorgängen und Lösungsverfahren. Praxisbeispiele aus der Umformtechnik werden anschaulich mit der Software LS-DYNA® gelöst. Der Fokus liegt auf einer Erklärung der Zusammenhänge, die für Anwender kommerzieller Software notwendig sind. Theoretische Grundlagen werden in dem Umfang dargestellt, der für das Verständnis der Benutzung eines Programms notwendig ist.
This article discusses the relevance of the motion behavior and adaptation of a collaborative robot for human-robot cooperation. Two experiments on cooperative assembly are shown. First, a human-human experiment with defined test conditions evaluates the aspects of distance, nearest body part, and predictability as significant. Second, a human-robot experiment shows that fixed trajectories and conservative dynamic parameters lead to a quick gain of confidence of the participants. Besides, the data shows that a realistic use case with complex tasks is key to evaluate the impact of motion parameters.
Silicon micro venturi nozzles for cost-efficient spray coating of thin organic P3HT/PCBM layers
(2017)
Improvements on spray coating are of particular interest to different fields of technology as it is a scalable deposition method and processing from solutions offer various application possibilities outside of typical facilities. When it comes to the deposition of expensive and film-forming media such as organic semiconductors, consumption and nozzle cleaning issues are of particular importance. We demonstrate the simple steps to design and fabricate micro venturi nozzles for economical spray coating with a consumption as low as 30-50 mu l.min(-1). For spray coating an active area of 25 cm(2) a 2.45-4.01 fold coating efficiency is observed compared to a conventional airbrush nozzle set. The electrical characterization of first diodes sprayed with an active layer thickness of similar to 750 nm using a single micronozzle at a coating speed of 1.7 cm(2).min(-1) reveals a good external quantum efficiency of 72.9% at 532 nm and a dark current of similar to 7.4.10(-5) mA.cm(-2), both measured at -2 V. Furthermore, the high resistance of the micronozzles against solvents and most acids is provided through realization in a silicon wafer with silicon dioxide encapsulation, therefore allowing easy and effective cleaning.
Most of the mechanical simulations for industrial usage are done by finite element (FE-) analysis. Milling machines are mechatronic systems, combining electrical, mechanical and control components for machining certain materials. Modelica provides a powerful and strong tool to simulate different physical ares in one model. For this usage a mechanical model of a 5-Axis-Milling Machine is implemented with rigid and flexible bodies. Specific attention will be paid to which components can be modelled rigid without significant deviation in accordance to the real behaviour of the machine. Two classes of implementing flexible bodies in multi body systems are given by the flexible bodies Library, advantages and disadvantages of both classes will be evaluated. At the end a comparision of the static and dynamic behaviour of the passive structure of the model in contrast to a FE-analysis is given.
Seamless human-robot collaboration depends on high non-verbal behaviour recognition rates. To realize that in real-world manufacturing scenarios with an ecological valid setup, a lot of effort has to be invested. In this paper, we evaluate the impact of spontaneous inputs on the robustness of human-robot collaboration during gesture-based interaction. A high share of these spontaneous inputs lead to a reduced capability to predict behaviour and subsequently to a loss of robustness. We observe body and hand behaviour during interactive manufacturing of a collaborative task within two experiments. First, we analyse the occurrence frequency, reason and manner of human inputs in specific situations during a human-human experiment. We show the high impact of spontaneous inputs, especially in situations that differ from the typical working procedure. Second, we concentrate on implicit inputs during a real-world Wizard of Oz experiment using our human-robot working cell. We show that hand positions can be used to anticipate user needs in a semi-structured environment by applying knowledge about the semi-structured human behaviour which is distributed over working space and time in a typical manner.
The focus of this paper is the simulation of the thermal-mechanical fatigue behavior (TMF) of two single crystalline Nickel-based superalloys in a temperature range between 400 degrees C and 980 degrees C. The newly developed rhenium-free alloy Astra-3OptW and the rhenium-free alloy CMSX-6 are analyzed concerning the basic deformation mechanisms, i.e. elasticity, time-independent and time-dependent plasticity contributing to hardening. In detail, the relevant parameters for high temperature deformation are identified from isothermal creep experiments and used in a numerical model to simulate the deformation behavior under instationary thermal and mechanical loading. Special attention is focused on the determination of the hardening by the second phase (gamma'-precipitates) and their influence on time-dependent deformation and relaxation mechanisms. Therefore, the parameters describing the stress and temperature dependence of the creep rate (i.e. stress exponent n and activation energy Q) are interpreted in terms of a threshold stress taking into account the hardening contribution of the gamma'-phase. Thus, only a reduced effective stress is active for plastic deformation. Particular attention is focused on the accurate determination of the threshold stress as a function of temperature and applied stress from the Langeborg-Bergmann-plot. The comparison of the simulated TMF-deformation to the experimental TMF-data clearly indicates the accuracy of the model in predicting the resulting stresses induced by instationary thermal and mechanical loading. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Im angelsächsischen Sprachraum und in Skandinavien ist die Analyse von Analogien und Metaphern fester Bestandteil der Entrepreneurship-Forschung. Für den deutschen Sprachraum fehlen jedoch entsprechende Studien. Der vorliegende Aufsatz trägt dazu bei, diese Forschungslücke zu schließen. In einer Stichprobe von 50 deutschen Zeitungs- und Zeitschriftenartikeln zum Thema Entrepreneurship wurden 210 Analogien und Metaphern erfasst. Im Wesentlichen werden Sprachbilder aus zehn Quelldomänen genutzt, um Entrepreneurship zu versinnbildlichen und die Rolle von Entrepreneuren zu beschreiben: Fortbewegung, Natur, Handwerk, Krieg und Kampf, Familie, Anatomie, Sport, Bühne-Film-Medien, Seefahrt sowie Mythologie und Religion. Die Analyse mündet in die Ableitung eines auf der konzeptuellen Metapherntheorie basierenden Gesamtmodels, das das Verständnis von Entrepreneurship explizit macht, welches durch die Verwendung von Analogien und Metaphern ausgedrückt wird.
Methanol, and more recently ethanol, have been deeply employed as adsorbate phase (refrigerant) in adsorption chiller and heat pump applications (e.g. refrigerator adsorption ice maker). The use of anhydrous alcohols however can cause several problems related to the corrosiveness of such molecules towards light alloys (from titanium to aluminium). The problem was already highlighted in bio-fuel technology where bio-ethanol was considered as a promise alternative to fossil hydrocarbons. Water content was observed as one of the main factors influencing corrosion rate. In the present works several accelerated corrosion tests on 6061 Aluminium alloy have been carried out in autoclave in a temperature range from 110 to 135 degrees C with different ethanol to aluminium mass ratio. Highly exothermic reactions related to aluminium oxidation, coupled to hydrogen evolution, have been recorded. The main drawback of hydrogen evolution is the formation of a stagnant layer over the heat exchangers surface, which can limit the ethanol vapour diffusion, thus reducing adsorption condensation rate. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
The dependence of the resonant direct magnetoelectric effect on temperature is studied experimentally in planar composite structures. Samples of rectangular shapes with dimensions of 5 mm x 20 mm employed ferromagnetic layers of either an amorphous (metallic glass) alloy or nickel with a thickness of 20-200 m and piezoelectric layers of single crystalline langatate material or lead zirconate titanate piezoelectric ceramics with a thickness of 500 m. The temperature of the samples was varied in a range between 120 and 390 K by blowing a gaseous nitrogen stream around them. It is shown that the effective characteristics of the magnetoelectric effectsuch as the mechanical resonance frequency f(r), the quality factor Q and the magnitude of the magnetoelectric coefficient (E) at the resonance frequencyare contingent on temperature. The interrelations between the temperature changes of the characteristics of the magnetoelectric effect and the temperature variations of the following material parametersYoung's modulus Y, the acoustic quality factor of individual layers, the dielectric constant epsilon, the piezoelectric modulus d of the piezoelectric layer as well as the piezomagnetic coefficients ((n)) of the ferromagnetic layerare established. The effect of temperature on the characteristics of the nonlinear magnetoelectric effect is observed for the first time. The results can be useful for designing magnetoelectric heterostructures with specified temperature characteristics, in particular, for the development of thermally stabilized magnetoelectric devices.
Since 2004 the field of graphene research has attracted increasing interest worldwide. Especially the integration of graphene into microelectronic devices has the potential for numerous applications. Therefore, we summarize the current knowledge on this aspect. Surveys show that considerable progress was made in the field of graphene synthesis. However, the central issue consists of the availability of techniques suitable for production for the deposition of graphene on dielectric substrates. Besides, the encapsulation of graphene for further processing while maintaining its properties poses a challenge. Regarding the graphene/metal contact intensive research was done and recently substantial advancements were made towards contact resistances applicable for electronic devices. Generally speaking the crucial issues for graphene integration are identified today and the corresponding research tasks can be clearly defined.
The magnetoactive electret
(2017)
A magnet which adheres to every surface, not only those of ferromagnetic materials, has hitherto been the domain of science fiction. Now for the first time such a novel device exists. The fusion of a permanently magnetized magnetoactive polymer containing hard magnetic particles and an electret enhanced with ferroelectric particles has resulted in the development of a new smart device-the magnetoactive electret. Magnetoactive electrets can be made to exhibit the usual magnetic properties of permanent magnetism together with the electrostatic properties of electrets. This results in simultaneous magnetoadhesion and electroadhesion forces from the same elastomeric element. The biasing field, needed to avoid discontinuities concerned with transition through the zero point in operating curves, is normally provided by means of either a magnetic or an electric field. This novel technology provides both bias options in a single device.
Aspects of sustainability – understood as the ability to manage economic, social and environmental performance at the same time – are becoming more important in Supply Chain Management. This is a challenge as sustainability adds less quantifiable aspects to Supply Chain Management than classic process aspects. On the other side measuring sustainability is crucial for the implementation of modern Supply Chains Management and to manage sustainably in the daily business. This contribution discusses the integration of sustainability in performance measurement and management systems (PMMS) for Supply Chain Management. Therefore in the paper firstly an overview of definitions and developments in performance measurement and management systems and a structure for PMMS are given. Secondly guidelines for good and modern PMMS are discussed. Thirdly existing approaches for Supply Chain Management PMMS (e. g. KPIs, TCO, value driver trees and balanced scorecards and maturity assessments) are presented and the suitability for Supply Chain Management as well as the possibility to integrate aspects of sustainability are examined. Lastly the fulfilment of the requirements and the ability to cope with the challenges of the approaches is discussed.
Die Digitalisierung ist im produzierenden Gewerbe in vielen KMU immer noch schwach ausgeprägt. Viele Unternehmen verfügen nicht über die notwendigen Ressourcen, um das Thema Digitalisierung voranzutreiben. Es dominieren weiterhin die konventionellen Methoden zum Informationsaustausch in der Produktion. Mit dem Low-Cost-Digitalisierungsansatz soll genau für diese Unternehmen die Chance zum Einstieg in die Digitalisierung mit einfachen, aber dennoch effizienten Mitteln ermöglicht werden.
Sustainability is widely accepted as one of the most important concepts, which allows to reach al long-term success of companies and supply chains in today's turbulent and highly competitive business environment. The concept means a wise balance among economic development, environmental attitude, and social equitiy.
The monograph presents interesting solutions suitable for logistics an supply chain management. It summarises contemporary leading concepts in supply chain management, suggests approaches to the sustainability strategic management and performace measurement, and provides sustainable solutions for logistics activities. The monograph is primarily intended for those aspiring to be leaders in logistics and supply chain management and who are engaged in professional studies.
In modernen Produktionen ist Lean Manufacturing einer der wichtigsten Treiber für Produktivitätssteigerungen. Durch neue Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 können Impulse im Lean Manufacturing gegeben werden. An der OTH Regensburg wird getestet, wie kostengünstige Kamerasysteme helfen können, Verschwendungen sichtbar zu machen und zu minimieren. Es zeigt sich, dass auch mit geringen Investitionskosten neue Potentiale zur Verschwendungsreduktion aufgedeckt werden können.
In human-robot assembly cells, some tasks in a production process are carried out by the user, others by the robot, and some tasks are carried out in collaboration. However, the potential and advantages of such systems have not yet been fully harnessed. A systematic approach is needed to design cooperative workflows. Here, an iterative, user-centred development cycle is presented for interactive human-robot applications, complementing traditional automation. Virtual reality development is applied to evaluate the workflows to be defined and to develop a more efficient overall design cycle.
Smart Workbench
(2017)
Because of increased stroke rates the loads on forming tools increase too. To ensure a save design of components, durability analyses are intended. For this, simulation results from FE analyses are necessary. Therefore, it is desirable to use elements with quadratic function, because of a good stress approximation.The goal of the described investigation is to show if calculation results created by LS-DYNA [1] can be used for durability analyses. Especially the use of quadratic elements is investigated. For the evaluation, on the one hand explicit FE analyses of a special durability test are carried out. These analyses are validated by available test data. To create results for later durability analyses further FE analyses with implicit time discretisation are carried out. In this paper results of the investigations are presented and evaluated critically.
Microrods and microlines by three-dimensional epitaxially grown GaN for field emission cathodes
(2017)
The three-dimensional epitaxial technique allows the realization of gallium nitride lines in addition to the rods. To optimize the properties of GaN-based field emission cathodes further investigations and an improvement of the epitaxial process were performed. The microrods and microlines consist of a one-order higher n-doped gallium nitride in comparison to the gallium nitride layer on the sapphire substrate. The typical height of the microrods and -lines is about 5 μm. The field emission properties of these structures were investigated in diode configuration by integral field emission measurements at pressures below 10 -9 mbar. For the microrods (microlines) a voltage of 1100 V (2000 V) was measured for a field emission current of about 0.5 μA with an onset field of about 12 MV/m (24 MV/m). Furthermore, the field enhancement factors for microrods and -lines are in the range of 300 and 200, respectively.
Die vorliegende Arbeit behandelt die analytische und numerische Identifikation einer mesomechanischen Kinematik in gewebeverstärkten Einzellagen sowie deren Validierung über die Strukturdynamik von flachen stabförmigen Probekörpern aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Unter der Voraussetzung, dass das wiederholte Wirken der Kinematik Energie dissipiert, trägt sie bei zyklischer viskoelastischer Deformation zusätzlich zur reinen viskoelastischen Werkstoffdämpfung in gewebeverstärkten Einzellagen bei.
Die analytischen und numerischen Untersuchungen beschränken sich auf die Betrachtung des ebenen, zweidimensionalen Zusammenhangs einer vollständigen Ondulation bzw. einer repräsentativen Sequenz in Dickenrichtung. Zur Parameteridentifikation werden die geometrischen Abmessungen in definierten Schritten variiert. Dafür wird der Grad der Ondulation in gewebeverstärkten Einzellagen Õ=A/L als dimensionslose Kennzahl eingeführt. Zur Validierung der dämpfungserhöhenden Wirkung der in den analytischen und numerischen Untersuchung identifizierten mesomechanischen Kinematik in gewebeverstärkten Einzellagen werden in experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen frei abklingende Transversalschwingungen von einseitig fest eingespannten Probekörpern untersucht. Im Detail werden flache stabförmige Probekörper aus kohlenstofffaserverstärktem Epoxidharz mit Lagenaufbauten aus 0°-unidirektionalen und gewebeverstärkten Einzellagen untersucht. Die Ergebnisse der experimentellen strukturdynamischen Untersuchungen dienen schließlich der Validierung des analytischen Modells und der numerischen Berechnungen. Die dämpfungserhöhende Wirkung der identifizierten mesomechanischen Kinematik wird schließlich in Abhängigkeit des eingeführten Grades der Ondulation Õ quantifiziert.
Fiber-reinforced plastic (FRP) tubes are used in many different industries, such as electrical engineering and pipeline construction. The tubes are frequently subjected to bending loads, depending on the application. In order that the dimensioning of the tubes can be ensured, analytical bending models are used to calculate the resulting stresses, strains and displacements in the individual layers of the laminate. This enables the making of a statement about the failure of the fiber-reinforced tube by choosing an appropriate failure criterion. For the use of these bending models, it is necessary to understand the respective underlying theory. The theory provides the basis for the mathematical description of the mechanical properties for a single-layered tube and using the relationships between the stresses and strains that occur in the Cylindrical coordinate system for this calculation step. For this reason, a redefinition of the compliance matrix from the transformation about the winding angle to the Cylindrical coordinate system and a modification of the stress and strain vectors is necessary, because the defined Cartesian coordinate system of the model cannot be used for wounded FRP tubes. The transformation causes an exchange of entries in the compliance matrix, which remain in the correct relationship between the particular stress and strains. This step is not specified and may lead to incorrect results due to the incorrect entry of compliances. The present publication refers to sketch on this issue and represent a simplification of the changeover to the level required by the bending models notation of vectors in the form of a permutation. In addition, a new name for the pre-acquisition of the redefined compliances is given to prevent confusion when entering the material law of a bending model. Finally, the permuted and redefined compliances are proved in an example to determine their accuracy.
Filament wound composite structures are widely used in the field of pressure vessels, tubes, pipelines or rocket cases. The mechanical behavior of these structures is typically different from those of flat laminated structures due to an alternating lay-up sequence, winding tension and manufacturing induced imperfections. However, design and analysis issues require the same engineering data as used for laminated structures in general. It has therefore become necessary to establish an accompanying quality assurance procedure following the production process to identify the material properties of the manufactured tubes especially for the single layer. Consequently, there are three different approaches of determining the elastic moduli and tensile strengths of a filament wound laminate. Either specimens are resected from a curved tube, from a tube with plane areas or standardized flat specimens are manufactured under deviating production conditions. All approaches entail disadvantages, whether in terms of manufacturing or testing parameters including geometry, lay-up sequence, porosity, fiber tension and load direction. This study presents the discrepancies in the determination of mechanical properties of a filament wound glass-fiber-reinforced polymer tube on curved or cylindrical specimens and flat specimens produced to meet the specifications of international standards. In order to obtain material properties not only in longitudinal but also in transverse direction of the tubes, the so-called split-disk tensile test modeled after ASTM Standard D 2290, is used with tube segments.The procedures of specimen production and preparation are described in detail. Material properties such as the fiber volume and void content of the composite specimens are conducted in order to consider quality and production differences. Finally tensile tests are performed and the results are compared and discussed.
Purpose:
A review regarding the acting mechanisms of structural dynamic material damping in fabric reinforced composites is presented. Design/methodology/approach:
Mechanical acting principles identified by different investigations are considered. Aspects of the determination and calculation of structural mechanical material properties of fabric reinforced composites are described. Approaches intending the description and classification of ondulations in fabrics reinforced single layers are demonstrated.
Findings:
The mesomechanic geometry of fabrics is not considered sufficiently by relatively simple homogenization approaches. Yet, it significantly affects its structural dynamic material properties, especially the dynamic ones.
Research limitations/implications:
In each case the different damping mechanisms act coupled and occur at the same time. Therefore a separation procedure is required in any case. Practical implications: Against the background of the comparison and remarks of the presented papers a reasonable further procedure is recommended. Thereby, FE-calculations with a parametrical variation of the mesomechanic geometry in order to identify kinematic correlations due to geometric constraints are suggested.
Originality/value:
The idea of the representation of the geometric conditions in terms of a degree of ondulation is described. Such a non-dimensional specific value representing the intensity of the ondulation would enable the comparability of the results of different kinds of investigations.
A parametric characterization of a mesomechanic kinematic caused by ondulation in fabric reinforced composites is investigated by analytical and numerical investigations. Due to the definition of plain representative sequences of balanced plain-weave fabric reinforced single layers based on sines the variable geometric parameters are the amplitude and the length of the ondulation. The mesomechanic kinematic can be observed in both the analytic model and the FE-analyses. The analytic model yields hyperbolic correlations due to the strongly simplifying presumptions that neglect elasticity. In contrast the FE-analyses yield linear correlations in much smaller amounts due to the consideration of elastic parts, yet distinctly.
Durch das Laserkunststoffschweißen können sowohl filigrane Nähte in der Mikrotechnik als auchtragfähige Verbindungen für Strukturbauteile hergestellt werden. In der Automotiv- oder der Medizintechnik-Industrie ist diese Fügetechnologie mittlerweile etabliert, jedoch sind die Anwen-dungsmöglichkeiten bei Weitem noch nicht ausgeschöpft. In kürzlich gestarteten Forschungsprojekten mit regionalen Industrieunternehmen und internationalen Forschungspartnern werden im Labor Lasermaterialbearbeitung weitere Potenziale gehoben.
Analysis of the Acoustic Emission Failure Frequencies of Glass Fiber Reinforced Composite Components
(2017)
Folgender Beitrag untersucht die Notwendigkeit einer Berücksichtigung von Mitarbeiterauslastungen und davon abhängiger Bearbeitungszeiten in der Hauptproduktionsprogrammplanung. Zudem wird aufgezeigt, dass dieses Themengebiet aktuell eine Forschungslücke darstellt. Aus diesem Grund wird ein selbst entwickeltes lineares Optimierungsmodell für die Hauptproduktionsprogrammplanung vorgestellt, welches soziale Kriterien und eine geeignete Fallstudie enthält. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass erhebliche Abweichungen durch eine Ignoranz von Mitarbeiterauslastungen und davon abhängiger Bearbeitungszeiten entstehen. Deshalb ist eine Integration zu empfehlen. Allerdings wird auch deutlich, dass weitere Forschungen notwendig sind, speziell für die Bestimmung geeigneter Erschöpfungsfunktionen, so wie beispielsweise Funktionen für Lerneffekte existieren.
In diesem Beitrag wird anhand einer Fallstudie die Bedeutung der Hauptproduktionsprogrammplanung (HPPLAN) für die hierarchische Produktionsplanung herausgearbeitet werden. Dazu wird versucht das Ergebnis der aggregierten Gesamtplanung (AGGRPLAN) durch Veränderung einzelner Paramater so zu verbessern, dass es dem Ergebnis der HPPLAN entspricht. Im Rahmen der Untersuchungen konnten dabei Verbesserungen für einzelne Planungssituationen erzielt werden, eine generelle Lösung konnte jedoch nicht gefunden werden. Insbesondere der Einsatz eines geeigneten Kapazitätsreduktionsfaktors in Verbindung mit der Berücksichtigung der Durchlaufzeit führt zu einer Verbesserung der Lösung. Bei der Planung von mehr als einem Produkt ist allerdings schwierig einen geeigneten Kapazitätsreduktionsfaktor zu finden, da dieser abhängig von der Nachfrage ist.
Im vorliegenden Artikel wird ein Konzept zur Erkennung von Problematiken vorgestellt, welches bei einem führenden Automobilproduzenten umgesetzt wurde. Mit Hilfe dieses Konzeptes, werden Auffälligkeiten anhand der Reklamationsquote bei Standorten, Touren, Händlern und Materialnummern aufgedeckt. Das übergeordnete Ziel, das mit einer effizienten Ursachenanalyse erreicht werden soll, besteht in der langfristigen Senkung der Reklamationsquote. Basis dieses Konzeptes bilden dabei die Reklamationen der einzelnen Händler. Anhand von statistischen Methoden wird eine Grundlage geschaffen, um die Ursachen und Auffälligkeiten der jeweiligen Akteure zu ermitteln. Dabei wird auch die Struktur der Auslieferung näher betrachtet, um Standorte, Touren und Händler zu identifizieren, die bei gleichen Auslieferbedingungen unterschiedliche Werte aufweisen.In den folgenden Ausführungen wird eine Methodik erläutert, die eine Abbildung der „normalen“ Reklamationsquote ermöglicht und gleichzeitig Fahrgebiete, Touren und Händler kennzeichnet, die von dieser Reklamationsquote „auffällig“ abweichen. Des Weiteren wird ein Konzept vorgestellt, welches Materialnummern, die plötzlich häufig reklamiert werden und in diesem Sinn auffällig sind, identifizieren kann. Bei dem Automobilproduzenten wurde durch beide aufgezeigt, wo die Ursachenanalyse am effektivsten anzusetzen ist, um damit eine konstante Senkung der Reklamationsquote und eine Steigerung der Kundenzufriedenheit zu erreichen.
In der Krones AG werden alle Blasmaschinen eines neuen Kundenauftrags ¬ sowohl als Teil einer Komplettanalage als auch einzeln – Vortests unterzogen, um sicherzustellen, dass die Maschine die kundenspezifischen Anforderungen an die speziellen Konfigurationen der Flaschenform erfüllt. Diese Prüfungen erfordern Testmaterialien, bei denen es sich im Fall der Blasmaschinen um Behälter ¬– auch Preforms genannt – handelt, die als Ausgangsprodukt für die Herstellung der eigentlichen Flaschen verwendet werden. Aus diesem Grund müssen mit jedem neuen Kundenauftrag, der eine Blasmaschine beinhaltet, Testmaterialien in ausreichender Anzahl angefordert werden. Diese werden firmenintern produziert und müssen je nach Maschinenkonfiguration in der benötigten Anzahl bereitgestellt werden, um ausführliche Tests durchzuführen. Die Bestellungen erfolgen bisher stets mittels Formulare in Form von Word-Dokumenten, auch Flaschenanforderungen genannt, die manuell vom Vertrieb ausgefüllt werden. Dieser Vorgang erfordert viel Zeit und Ressourcen und soll aus diesem Grund automatisierter ablaufen. Ziel dieses Projekts ist eine Konzeption und Umsetzung einer neuen Funktion, die den alten Prozess ablöst und durch eine effizientere Lösung ersetzt. Hierbei soll zunächst die Funktionalität als eigenständiges Programm entwickelt werden. Benötigt wird eine Konzeption und Implementierung einer geeigneten graphischen Oberfläche sowie ein Programm, das automatisch die benötigten Daten zusammenfasst und diese in übersichtlicher Form darstellt.
Die Krones AG verwendet zur Materialidentifikation Haftetiketten, die die produktbezogenen Informationen beinhalten. Aufgrund eines fehlenden Unternehmensstandards in Bezug auf die Gestaltung des Etikettenlayouts soll im Zuge eines Projektes die Vereinheitlichung der Materialetiketten thematisiert werden.
Neben der Gestaltung eines einheitlichen Layouts erfolgt die Festlegung der Form der Informationen. Durch maschinenlesbare Abbildung der Informationen wird die automatische systemseitige Informationsverarbeitung möglich. Dies führt einerseits zu kürzeren Prozesszeiten, da der Eingabeaufwand entfällt. Gleichzeitig garantiert man so die fehlerfreie Datenübertragung, da manuelle Eingabefehler verhindert werden.
Im Rahmen dieser Ausarbeitung wird aufgezeigt, welche Vorgaben und Richtlinien bezüglich einer Standardisierung existieren und wie diese am Beispiel der Krones AG umgesetzt werden. Nach umfassender Aufnahme und Analyse des derzeitigen Ist-Zustandes folgen Festlegungen für die zukünftige Struktur. Somit wird die Basis für die systemseitige Implementierung des Änderungsvorhabens geschaffen.
Weiter werden alternative Möglichkeiten zur Warenidentifikation und -nachverfolgbarkeit aufgezeigt und erläutert, welche Herausforderungen es dabei im Zeitalter von Industrie 4.0 zu meistern gilt.
After explaining the necessity of sequential sorting processes within branched conveyor systems and introducing basic sequential controlling principles, this paper analyses with a simulation study different ways of implementing sequential supply processes for small load carriers in an abstracted automated intralogistics system. Simulation results show that a layout with sequencing systems with explicit buffer places can ensure much higher sequential throughput performances than a layout with a loop for sequencing or a layout which implements sequencing processes just with the control of carrier sources. Because of sequential control dependencies in the layout with buffer places, further experiments for sequential supply processes with different layouts forms have to be assessed.
Die Gestaltung der Distributionsflächen der Werksversandstellen bei der BMW Group resultiert aus unterschiedlichen und meist werksspezifischen Gegebenheiten. Im Zuge eines Referenzprojektes sollen einheitliche Standards und Vorgehensweisen für die Entwicklung einer Stellplatzorganisation untersucht und festgelegt werden. Im Rahmen dieses Projekts wird analysiert, worauf bei einer Lagergestaltung im Allgemeinen zu achten ist und wie diese Kriterien im Falle der Werksversandstellen im Speziellen umgesetzt werden können. Zusätzlich behandelt dieses Projekt auch die computerunterstützte Betrachtung der Lager- bzw. Stellplatzverwaltung.
Exploring Opportunities
(2017)
Motivated by the increasing share of renewable energy in the markets for energy commodities, this study has evaluated the potential for optimizing production planning by taking into account disposable options for procuring energy, in this case electricity. For this purpose, a material flow simulation study extended by an electricity price simulation has been executed to examine possible cost scenarios. Our findings support the notion of a potential for further research in new optimization models involving energy procurement as well as energy trading options
Aufgrund weniger existenter sozialorientierter Forschungen im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung stellt dieser Beitrag ein lineares Optimierungsmodell für die Hauptproduktionsprogrammplanung vor, welches soziale Kriterien berücksichtigt. Erste Ergebnisse deuten an, dass geringe Kosten nicht durch eine maximierte Mitarbeiterauslastung entstehen sondern durch geringe Kapazitätsschwankungen.
This research paper evaluates the potential of reducing shortages and costs that are created by training measures as an example for measurement of extended qualification of key employees in sustainable production planning. Capacity planning with standard methods in Enterprise Resource Planning Systems, namely priority rules, are used. Almost always, the optimal solution is not found, although there is one. In addition, unnecessarily high stocks are built up. In real business situations, this causes lost profits.
Evidence of the Relevance of Master Production Scheduling for Hierarchical Production Planning.
(2017)
This paper deals with the significance of master production scheduling for hierarchical production planning. Production planning in a typical manufacturing organization is a sequence of complex decisions which depends on a number of factors, such as number of products, complexity of products, number of production sites, and number of work centres in each production site. The main idea in hierarchical production planning is to break down larger problems into smaller, more manageable sub problems. Starting with aggregate production planning, the benefits of using master production scheduling for material requirements planning will be conveyed. The main benefit of master production scheduling is more detailed planning. The production groups are thereby disaggregated into final products and the production site disaggregated into work centres. In order to plan capacities, resource profiles are used. By working with resource profiles production lead time data are taken into account to provide time-phased projections of the capacity requirements for each work centre (Vollmann et al. 2005). The case study will show that more accurate planning and consideration of production lead time through master production scheduling results in a demand program that can be realized without shortages or delays.