Projektmanagement

Modularisierung Verholwinden

Für einen Kunden, der Systemlieferant für schiffbauliche Ausrüstung, u.a. für Verholwinden, ist, wurde ein Konzept für eine Modularisierung umgesetzt. Ziel der Modularisierung war es, die Aufwände für die auftragsbezogene Konstruktion (engineering to order) zu reduzieren und dem technischen Vertrieb die Möglichkeit zu geben, aus einem Konfigurator bereits vordefinierte Varianten von Winden verwenden zu können.

Es wurde kundenseitig ein Prototyp für eine Verholwinde entworfen und erprobt, die als Ausgangsbasis für alle weiteren Varianten verwendet wurde. Die marktseitig geforderten Baugrößen und Varianten wurden eruiert und die Grenzen des „Systembaukastens“ festgelegt.

Zur Umsetzung des Variantenbaukastens in CAD musste die Machbarkeit des Modellaufbaus im gewünschten System Solidworks untersucht werden. Hierfür wurden verschiedene Bauteile angelegt und so parametrisiert, dass sie alle erforderlichen Zustände annehmen konnten, die für die Umsetzung der gewünschten Konfigurationen erforderlich waren.

Die Produktstruktur wurde entworfen und die Schnittstellen festgelegt. Auslegung, Entwurf und Konstruktion erfolgten, ausgehend von der größten Baugröße (größte Zugkraft) hin zu den kleiner werdenden Varianten. Dabei mussten auch baugrößenbedingte Sprünge im Design berücksichtigt werden. Zeitgleich zur Konstruktion der einzelnen Varianten wurden zwei unterschiedliche Windendesigns, die aus unterschiedlichen Produktgruppen stammten, harmonisiert.

Abschließend erfolgte die technische Dokumentation (technische Zeichnungen, Stücklisten, Auslegungsdokumente).

Speicher für Produkt­strom

Ein Systemanbieter für Produktionsmaschinen wollte sein Produktportfolion um einen neuen Maschinentyp erweitern. Es sollte sich dabei um ein Speichersystem handeln. Das letzte, vergleichbare Entwicklungsprojekt lag bereits einige Jahre zurück und das in dem Rahmen entstandene Produkt war technisch aufwändig und kostenintensiv sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb. Darüber hinaus war die für das aktuelle Projekt geplante Speicherkapazität deutlich kleiner, so dass das bisherige Maschinenkonzept dafür zu aufwändig war.

Die grundlegende intralogistische Problemstellung bestand daraus, dass sowohl der eingehende Produktstrom als auch der ausgehende Produktstrom variabel waren und gleichzeitig nach dem First-in-First-Out-Prinzip (FiFo) gespeichert werden sollte. Vor der Ideenfindung wurde eine Patentrecherche und eine Recherche zu am Markt verfügbaren Maschinen durchgeführt, die vergleichbare Einsatzzwecke hatten.

In verschiedenen Kreativ-Sessions, unter anderem in Form von Workshops, gemeinsam mit dem Kunden, wurden verschiedene Lösungsansätze für das Gesamtsystem und bereits für Teilsysteme entworfen. Die Lösungsmenge wurde stark eingeschränkt, da der Produktstrom empfindlich gegen Beschleunigungen, Vibrationen, Umlenkungen und generellen Kontakt war.

Es wurde ein Lösungsansatz ausgewählt, der in ein detailliertes Konzept überführt wurde. Anschließend wurde der Entwurf erarbeitet und ein Prototyp des Speichersystems entwickelt.

Behälterspeicher

Für eine intralogistische Problemstellung sollte ein Speichersystem entwickelt werden, das in der Lage ist, Behälter einer bestimmten Größe nach dem FiFo-Prinzip mit variabler Speicherkapazität aufzunehmen. Die Behälter enthielten Produkte, die empfindlich gegenüber Lageänderungen, Vibrationen, Stöße und Beschleunigungen waren.

Es wurden geeignete Entwicklungsmethoden ausgewählt und Lösungsprinzipien entwickelt. Während des gesamten Entwicklungsprozesses wurde eine ausführliche Entwicklungsdokumentation geführt, um im Bedarfsfall an vorherige Stände anknüpfen zu können.

Die Entwicklung des Systems begann mit der Aufstellung der grundlegenden Funktionsstruktur. Nachdem die mindestens erforderlichen Funktionen definiert waren, konnte das System entworfen werden. Trotz verschiedener innovativer Lösungsansätze stellte sich heraus, dass ein klassischer Regalspeicher mit Regalbediengerät den anderen Lösungen hinsichtlich Performance und Bauraum überlegen war. Es zeigte sich auch, dass die Bewegungsabläufe innerhalb des Speichersystems ohne Ablaufsimulationen nicht zu überblicken waren. Die dann durchgeführten Simulationen lieferten Vorgaben für die notwendige Performance der Unterbaugruppen und Antriebe. Das entwickelte System verfügte über ein Leerbehältermanagement (also im Prinzip zwei Behälterkreisläufe, einmal gefüllte und einmal entleerte) inkl. einer Reinigungseinrichtung.

Im weiteren Auswahlprozess wurden für die jeweiligen Unterbaugruppen Lösungen entwickelt, ausgewählt und zu einem Gesamtsystem zusammengestellt. Es wurde eine Versuchsmaschine entwickelt, an der die Kinematik des Systems und das Verhalten im Dauereinsatz getestet werden konnte.

Montagestationen

Für einen Kunden, der Produktionslinien im Automobilbereich entwickelt, wurden Montagestationen für eine Doppelscheibenkupplung entworfen und konstruiert.

Die Doppelscheibenkupplung sollte in mehreren Prozessschritten an verschiedenen Stationen montiert werden. Die Montagevorgänge waren dabei im Wesentlichen Füge- bzw. Pressvorgänge, die entweder manuell oder teilautomatisch ausgeführt werden sollten. An den zu erstellenden Montagestationen sollten die notwendigen Bauteile bevorratet werden und zwischen den Stationen sollten die teilfertigen Baugruppen auf einem Transfersystem verfahren werden. An den einzelnen Stationen sollte jeweils die ID des empfangenen Werkstückträgers ausgelesen und die absolvierten Fertigungsschritte gespeichert werden.

Der Entwurf und die Konstruktion wurden auf mehrere Teams aufgeteilt, die jeweilige Montagestationen vollständig übernommen haben. Nach anfänglicher Abstimmung zu einheitlicher Datenhandhabung, Konstruktionsrichtlinie und den Schnittstellen wurde die Montagestationen entworfen und konstruiert. Für mehrere Stationen konnten Wiederholbaugruppen entworfen werden, da sich bestimmte Merkmale an den einzelnen Stationen wiederholten.

Kühlförderstrecken

Für einen Kunden, der Systemanbieter von Anlagen zur Reifenherstellung ist, wurden mehrere Projekte zur Entwicklung und Konstruktion von Kühlförderstrecken abgewickelt.

Anlagen zur Reifenherstellung lassen sich grundsätzlich aufteilen in einen ersten Bereich, in dem Kautschukbahnen, die z.T. profiliert sind, durch einen Extruder hergestellt und auf Rollen gewickelt werden (Strangherstellung). Im eigentlichen Produktionsbereich für die Reifen werden die Kautschukbahnen durch Wickelmaschinen verarbeitet und die Reifen in Heizpressen gebacken.

Die Strangherstellung setzt sich zusammen aus dem Extruder, nachfolgenden Messstrecken zur Profilüberwachung und der anschließenden Kühlförderstrecke. Vor der Kühlförderstrecke kann noch eine Tauchstrecke und ein Aufwärtsförderer platziert werden, je nach Anordnung der Komponenten und verfahrenstechnischen Erfordernissen. Die Kühlförderstrecke ist im Wesentlichen ein Förderband mit mehreren Etagen, der Strang läuft dabei mäanderförmig durch die Anlage und wird währenddessen mit Wasser besprüht. Am Ende der Kühlförderstrecke wird das Material mit Luft trocken geblasen.

Für den Bereich der Strangherstellung sollten mehrere neue Kühlförderstrecken konstruiert werden. Grundlage für die neuen Kühlstrecken sollten Konstruktionsdaten aus vergangenen Projekten sein, es handelte sich also um eine Variantenkonstruktion. Neu war jedoch, dass zur effizienten Abwicklung der anstehenden Projekte eine Modularisierung vorgesehen war, d.h. die Kühlförderstrecken sollten sich aus Wiederholbaugruppen, die in einem bestimmten Rahmen konfiguriert werden konnten, zusammensetzen lassen. Innerhalb der Kühlförderstrecken konnte die Wegstrecke des Strangs z.T. angepasst werden, in dem schwenkbare Förderer eingesetzt wurden, so dass ein Bypass entstand.

Es wurde entsprechend modularisierte Baugruppen erzeugt, die bspw. ein Umschalten zwischen rollender und gleitender Abtragung für die Fördergurte ermöglichten, oder die Auswahl einer bestimmten Verrohrung. Zusätzlich wurden zu den einzelnen Projekten die jeweiligen Tragstrukturen, mit Begehungen, Leitern und Podesten, konstruiert und statisch nachgewiesen. Dabei waren z.T. auch Sonderfälle zu beachten, wie z.B. die Ausführung als an der Decke aufgehängte Tragstruktur, statt einer auf Portalen stehenden Struktur.