Bachelor Theses

Die taktgebundene Materialbereitstellung bei der Serienfertigung eines Automobils muss sich aufgrund der zunehmenden Modellvielfalt und Anzahl von Ausstattungsvarianten kontinuierlich neuen Herausforderungen stellen. Da bestehende Fahrstraßen und Wege zur Anlieferung innerhalb der Montage durch die zunehmende Anzahl von Verkehrsteilnehmern wie Zugmaschinen, Staplern und Fahrerlosen-Transport-Systemen (FTS) ausgelastet sind, könnte die Anlieferung in Zukunft auch aus der Luft durch Transportdrohnen erfolgen. In der vorliegenden Bachelorarbeit wird untersucht, inwieweit der Einsatz von Logistikdrohnen für den Teiletransport industriefähig und anhand eines Serienprozesses in der Montage der Audi AG in Ingolstadt umsetzbar ist. Ziel dieser Arbeit ist es, relevante Anforderungen für den Einsatz der neuen Technologie zu erarbeiten. Außerdem sollen Konzeptvorschläge beschrieben werden, die eine Umsetzung, am Beispiel eines für den Ersteinsatz geeigneten Anwendungsfalls, ermöglichen. Die Fragestellung wird auf der Grundlage der Analyse des aktuellen Standes der Technik, relevanter Anforderungen an den Einsatz neuer Maschinen in der Montage der Audi AG und der rechtlichen Rahmenbedingungen diskutiert. Das Ergebnis zeigt, dass die Industriefähigkeit einer Logistikdrohne zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausreichend ist, um einen Serienprozess in der Montage zeitnah zu automatisieren. In Anbetracht der am Markt verfügbaren Technik, ist der Teiletransport grundsätzlich möglich. Aufgrund der begrenzten Erfahrung der Hersteller mit den besonderen Bedingungen des Einsatzgebietes in einer Produktionshalle, ist jedoch zunächst eine praxisnahe Untersuchung und Kooperation mit einem geeigneten Drohnenhersteller erforderlich. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse können dazu genutzt werden, eine auf die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls angepasste Logistikdrohne zu entwickeln, welche die Automatisierung eines Serienprozesses ermöglicht.

Die Analyse der in Produktionssystemen erfassten Daten ist gerade in der heutigen Zeit hoch bemessen. Als Hilfsmittel der Datenanalyse dienen die sogenannten Data-Mining-Methoden. Das Ziel dieser Bachelorarbeit zum Thema "Anwendungsmöglichkeiten von Data-Mining-Methoden in Produktionssystemen" besteht in der Entwicklung eines Überblicks zum Einsatz von Data-Mining-Methoden in produzierenden Unternehmen. Dazu werden 16 Anwendungsbeispiele vorgestellt, in denen der Nutzen dieser Verfahren für Fertigungsunternehmen aufgezeigt wird. Das Qualitätsmanagement weist dabei die meisten Anwendungsfälle des Data-Mining zur Problemlösung auf. So wurden beispielsweise mittels der Verfahren frühzeitig Fehler in Datensätzen identifiziert, um so die Produktion von defekten Erzeugnissen zu verhindern. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt die Verbesserung des Produktionsprozesses dar. In diesem Bereich wurde mit Hilfe von Data-Mining-Methoden zum Beispiel ein System zur dynamischen Ablaufplanung erstellt und eine vorteilhafte Kombination von Wärmeöfen zur Herstellung von Stahlbrammen erforscht. Auch im Gebiet der Logistik konnte der Einsatz von Data-Mining-Methoden dem Unternehmen einen Nutzen generieren. So wurden Data-Mining-Methoden verwendet, um aufgrund in der Vergangenheit erfasster Daten den besten Lieferanten für den Transport eines Produktes zu wählen, oder die Lieferroute von defekten Teilen über verschiedene Lieferanten bis zum Einzelhandel zu analysieren. Zusammengefasst lässt sich in allen untersuchten Beispielen der Grund für den Einsatz von Data-Mining-Methoden auf eine Reduktion der Kosten und/oder der Durchlaufzeit zurückführen.

Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, den Zielkonflikt zwischen steigender Produktqualität, kürzeren Entwicklungszeiten und sinkenden Kosten aufzuzeigen und die Einführung einer Dokumentationssoftware als Qualitätssicherungsmaßnahme im Prototypenbau am Beispiel der Porsche AG zu begleiten. Die Software "elektronische Prototypenbegleitkarte" (ePBK) wurde entwickelt, um die Dokumentation des Fahrzeugaufbaus transparenter zu gestalten und langfristig die Qualität gebauter Fahrzeuge zu verbessern. Dazu werden den Nutzern am Prototypenband und in den koordinativen Bereichen verschiedene Software-Funktionalitäten bereitgestellt. Das Programm deckt alle Erfordernisse einer herkömmlichen Dokumentation ab und bietet, durch die Digitalisierung, noch weitere Funktionen, beispielsweise in der Auswertung der erfassten Daten. Die Nützlichkeit der einzelnen Funktionen wurde anhand subjektiver und objektiver Kriterien untersucht und bewertet. Dazu wurde die ePBK mit der herkömmlichen Dokumentation verglichen und auf Basis der DIN EN ISO 9241-110 die Einhaltung der Grundlagen der Dialoggestaltung geprüft. Im Laufe der Untersuchung hat sich die ePBK als wertvolles Tool für die Dokumentation herausgestellt, wobei geforderte Funktionen gut umgesetzt sind. Von den Nutzern wurde auch die Softwareergonomie als gut bewertet. Ausbaupotential hat die elektronische Prototypenbegleitkarte in diversen Dialoggestaltungsthemen und in der Ausarbeitung weiterer Funktionalitäten, wie z.B. die Einbindung weiterer Abteilungen. Mit dem Programm hat die Porsche AG ein bedeutendes Werkzeug zur Verbesserung der Qualität im Prototypenbau geschaffen.

Diese Arbeit befasst sich mit dem Thema Augmented Reality. Die Arbeit stellt einen Überblick über Augmented Reality dar und versucht aufzuzeigen wie Augmented Reality sinnvoll in den Fertigungsprozess integriert werden kann. Dabei wird zuerst der Begriff der Augmented Reality definiert, die historische Entwicklung dargestellt und im Anschluss das zugrunde liegende Prinzip dargestellt. Darauf folgt eine Darstellung der verschiedenen Techniken und Verfahren die den Einsatz von Augmented Reality ermöglichen. Dabei werden die einzelnen Möglichkeiten der Datenerfassung, der Datenverarbeitung und der anschließenden Datenausgabe beschrieben. Dabei wird sowohl auf Aspekte die die Software betreffen als auch auf Aspekte eingegangen, welche hardwarespezifisch sind. Ableitend von dieser Übersicht, wird am Anschluss aufgezeigt wie diese in den einzelnen Phasen des Produktlebenszyklus angewandt werden können. Dabei wird gezeigt, wie Augmented Reality in der Entstehung, der Produktion und der nachfolgenden Betreuung, dem Service, integriert werden kann. Zuletzt werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst, beurteilt und einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben.

Im Rahmen eines Pilotprojekts soll im BMW-Werk Leipzig die grafische Fehlererfassung in allen Montagebereichen der i3-Produktion zum Einsatz kommen. Obwohl grafische Fehlererfassungssysteme bereits seit zehn Jahren in den Finish-Bereichen der Lackiererei und anderen Bereichen in der konventionellen Fertigung im Werk Leipzig erfolgreich eingesetzt werden, ist die Verwendung in der Montage ein Novum. Zunächst wird in dieser Arbeit daher genauer auf die Bedeutung der Fehlererfassung im Fehlerbehebungsprozess in der Automobilindustrie eingegangen. Ausgehend von einer breitflächigen Analyse des Themenkomplexes Prozessautomatisierung und Qualitätsmanagement wird in der Arbeit ein Bewertungssystem entwickelt, das die Evaluierung der Tauglichkeit des Pilotsystems ermöglichen soll. Dabei wird Bezug auf die Besonderheiten der Elektrofahrzeugfertigung genommen und anschließend maßgeschneiderte Bewertungsindikatoren entwickelt. Neben einer detaillierten Schilderung der Projektschritte von der Visualisierung der Fertigungstakte über die Integration des Fehlerstammdatenkatalogs bis hin zum ersten Testlauf werden eine Modellierung der wesentlichen Geschäftsprozesse und eine Schwachstellenanalyse derselben durchgeführt. Im Zuge der anschließenden Nutzwert-Analyse und Kosten-Nutzen-Analyse werden quantifizierbare wie nicht quantifizierbare Nutzen-und Aufwandsfaktoren ausgewertet und in ein Wertesystem überführt. Im Ergebnis wird die Tauglichkeit und Wirtschaftlichkeit des Piloten selbst im Falle ungünstiger Umweltparameter nachgewiesen und den verantwortlichen Organen folglich die Weiterführung und Ausweitung des Pilotversuchs nahegelegt.