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Erstellt: Sat, 02 Mar 2024 23:07:32 +0100 in 0.0858 sec


Erweiterung eines Wellenprüfgerätes als Demonstrator für digitale Zwillinge. - Ilmenau. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

In der Industrie 4.0 wird die Technologie des digitalen Zwillings als eine Möglichkeit gefördert, ein Objekt in der virtuellen Welt zu replizieren und in einer Vielzahl von Bereichen zu nutzen. Bei der Implementierung von digitalen Zwillingen werden genaue-re und detailliertere Daten benötigt. Wärme und Vibrationen, die während des Betriebs des Demonstrators des digitalen Zwillings entstehen, beeinflussen die Fehler in den geometrischen Messungen. Daher wurde in dieser Bachelorarbeit der Demonstrator erweitert, um Informationen über die durch den Betrieb der Maschine erzeugte Wärme und Vibration durch Sensoren für genauere Messungen und zusätzliche Informationen zu liefern. Zunächst wurde die während des Maschinenbetriebs erzeugte Wärme mit einer Wärmebildkamera gemessen und festgestellt, dass der Drehtischmotor die Hauptwärmequelle ist. Basierend auf diesem Ergebnis wurden ein Vibrationssensor, ein IR-Sensor zur Messung der Temperatur des Drehtischmotors, eine LED-Anzeige und ein Raumtemperaturfühler als Temperatursensoren am Demonstrator installiert und über einen Arduino mit einem PC verbunden, um den Demonstrator zu erweitern. Schließlich wurde eine Methode zur Lösung von Sicherheitsproblemen, die während des Betriebs der Maschine auftreten können, mit Hilfe eines Sicherheitslichtvorhangs und der Installation eines Drucksensors an der Halterung vorgestellt.



Bücker, Silvie;
Systematisierung von Kreislaufwirtschafts-Ansätzen für die zukünftige Produktentwicklung. - Ilmenau. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Systematisierung und Erweiterung bestehender Prinzipien und Richtlinien für eine kreislaufgerechte Produktentwicklung. Der Arbeitsschwerpunkt liegt hierbei auf Methoden zur Verlängerung der Produktlebensdauer durch die Anwendung von Upgrades. Der Kern dieser Arbeit ist eine Methodik zur Unterstützung der Entwicklung. Einen wesentlichen Schwerpunkt der Methodik bilden Leitfragen. Die Leitfragen dienen dazu, die Upgrade-Fähigkeit eines Produktes zu bewerten, wobei der Fokus auf der Nutzungsphase liegt. Anschließend erfolgt die Darstellung verschiedener möglicher Konzepte zur Umsetzung von Upgrades auf der Architekturebene. Nach der Detaillierung des ausgewählten Konzeptes erfolgt eine abschließende Bewertung der Auswirkungen auf die weiteren Produktlebensphasen. Die Anwendbarkeit der entwickelten Methodik erfolgt anhand eines Laptops als Produktbeispiel. Diese Methodik ist als Ergänzung zu bestehenden Verfahren gedacht und kann bereits bei der Planung von Produkten in der Produktgenerationsentwicklung eingesetzt werden. Auf Basis der Methodik können zielführend Entscheidungen zur Upgradefähigkeit und den Upgrademöglichkeiten für Produkte während der Planung und Konzeption getroffen werden.



Duwe, Julian;
Entwicklung eines Ausgabespeichers zur Aufnahme von Kleinteilen an Spritzgussmaschinen. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

In dieser Bachelorarbeit wird ein Ausgabespeicher zur Aufnahme von Kunststoff-Kleinteilen verschiedener Größen aus Spritzgussmaschinen entwickelt, um das manuelle Bereitstellen von Kisten zu automatisieren sowie den Personalaufwand und ungeplante Störungen des Betriebsprozesses zu reduzieren. Die Arbeit beginnt mit der Abstimmung der Anforderungen mit dem Kunden und berücksichtigt dabei den begrenzten Bauraum in dessen Produktionshallen sowie die Einhaltung sicherheitsrelevanter Richtlinien beim Betrieb der Anlage. Die vorliegende Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in den Entwicklungsprozess und die technischen Herausforderungen bei der Konstruktion eines solchen Ausgabespeichers. Es werden zwei verschiedene Lösungskonzepte mit vertikaler Bauweise erarbeitet, die sich in ihrer technischen Umsetzungsmöglichkeit unterscheiden. Der wesentliche konstruktive Unterschied besteht darin, dass die Kisten selbst transportiert werden oder fest an einer Stelle verbleiben. Beide Konzepte werden durch das Erstellen Technischer Prinzipe weiter untersetzt. Anhand unterschiedlich gewichteter Bewertungskriterien (technisch und ökonomisch) wird eine Vorzugsvariante mit feststehenden Kisten herausgearbeitet, welche mittels einer verfahrbaren Transporteinheit mit Kippmechanismus befüllt werden. Das Konkretisierte Technische Prinzip bildet die Basis für die Konstruktion und die Dimensionierung der benötigten Aktoren der Anlage, unter Berücksichtigung der Zykluszeit der Spritzgussmaschine. Das Ergebnis ist ein rein elektrisch betriebener Ausgabespeicher, der durch nur zwei Aktoren angetrieben wird. Dieser ist so konzipiert, dass er flexibel, ohne das Umrüsten von Baugruppen an verschiedene Spritzgussmaschinen-Typen anpassbar ist und unterschiedliche Kistengrößen aufnehmen kann. Der entwickelte Ausgabespeicher erfüllt alle Kundenanforderungen und aufgrund seiner Flexibilität kann er auch für den breiten Markt von Interesse sein.



Hong, Zhenyu;
Entwurf von Brems-/Festhaltungskonzepten für Heckklappenantriebe an Personenkraftwagen. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Die zunehmende Verbreitung von Fahrzeugen mit automatisch öffnenden Heckklappen eröffnet neue Herausforderungen im Bereich der Brems- und Festhaltungskonzepte. Das Ziel dieser Arbeit ist es, effiziente Lösungen zu entwickeln, die in verschiedenen Öffnungsstellungen Brems- und Haltemomente gewährleisten können. Diese Lösungen müssen unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten wie Einklemmung und Witterungseinflüssen funktionieren. Darüber hinaus sollten die Heckklappen individuell steuerbar sein, um personalisierte Öffnungswinkel zu ermöglichen. Die bevorzugten Konzepte sollten in den begrenzten Bauraum der Heckklappenantriebe integrierbar sein und die Möglichkeit bieten, den Antriebsmotor in der Halteposition abzuschalten. Die vorliegende Arbeit umfasst eine Bestandsaufnahme bestehender Brems- und Haltekonzepte, die Analyse der Anforderungen und Randbedingungen, die Entwicklung neuer Lösungen und die Erstellung eines Grobgestaltung für die bevorzugte Lösung.



Kranz, Florian;
Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für parallel existierende mobile Robotersysteme unter Nutzung von MBSE. - Ilmenau. - 166 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Wir befinden uns in einer Zeit sich rasant entwickelnder Technologien. Auch die unaufhaltsam wachsende Robotik-Branche ist hiervon betroffen. In dieser Ära der Technik werden robotische Systeme stetig mehr in den menschlichen Alltag integriert, was eine immer stärker werdende Mensch-Roboter-Kollaboration mit sich bringt. Auch in der Industrie 4.0 ist eine kontinuierlich weiter reichende Integration robotischer Systeme, beispielsweise durch intelligente Serviceleistungen, zu beobachten. Die vielfältigen Einsatzgebiete und Aufgabenfelder für Robotersysteme bringen ein breites Spektrum an Anforderungen mit sich. Es ergibt sich die Notwendigkeit unterschiedlichster Varianten robotischer Systeme, welche insbesondere von Unternehmen wie MetraLabs entwickelt werden. Sie bieten unzählige Möglichkeiten, den Horizont sowohl von Einzelpersonen als auch von Unternehmen zu erweitern. Angesichts dieser Entwicklungen steht die Industrie vor dem dringenden Bedarf, die Struktur und Architektur solcher Syste me zu optimieren und zu harmonisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine universelle Robotersystem-Architektur zu schaffen, die sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen berücksichtigt. Im Mittelpunkt dieser Masterarbeit steht die Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für die Robotersysteme von MetraLabs, einschließlich der Modelle „TORY RFID“, „TORY SHELF“ und „STERYBOT“ auf Grundlage der Code-Basis jener Roboter. Mit dem methodischen Ansatz des Model-Based Systems Engineering (MBSE) werden SysML-Modelle dieser Roboter entwickelt. Das SysML-Modellierungswerkzeug Papyrus wurde aufgrund seiner Eclipse Public License ausgewählt, um Zustandsautomaten und Aktivitätsdiagramme zur Darstellung der entwickelten Architektur zu nutzen. Basierend auf einer eingehenden Analyse bestehender Robotersysteme wurde ein Top-Down-Ansatz angewendet, um eine zukunftssichere und harmonisierte Architektur zu schaffen. Kernpunkte dieser Arbeit umfassen die Identifizierung von Optimierungspotentialen, die Vereinheitlichung von Prozessen, und die Einführung neuer Zustände für eine verbesserte Zustandsmaschine. Das Ergebnis ist eine optimierte, kundenzentrierte Architektur, die den Entwicklungsprozess verbessert und die Heterogenität und Komplexität der Robotersysteme von MetraLabs harmonisiert.



Breymaier, Maike;
Anpassung einer Rückwand-Anlage von Papp-Elementen auf Blech. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Neue Brandschutzverordnungen für den Markt Australien/Neuseeland erfordern den Aus-tausch der bisherigen Papp-Rückwand bei Kühl- und Gefriergeräten durch eine Blech-Rückwand. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Konzeptionierung und Ausarbeitung notwendiger Umbaumaßnahmen an der Rückwand-Montageanlage, damit diese in Zukunft in Gemischtfahrweise betrieben werden kann. Nach einer ausführlichen Einführung in den Ist-Stand des Prozesses und der Beschreibung der einzelnen Baugruppen wird eine Fehleranalyse des Prozesses durchgeführt. Der Schwerpunkt ist dabei auf die Verarbeitung des Rückwandblechs gelegt. Die zu überarbeitenden Komponenten und Funktionen werden aus der Fehleranalyse abgeleitet. Als Grundlage für die Bearbeitung wird eine Übersicht der auf der betroffenen Linie gefertigten Kühlgeräte-Typen erstellt, aus der die eingesetzten Gebinde abgeleitet werden. Zudem werden weitere notwendige Rahmenbedingungen und Anforderungen definiert. Für die Lösung der Aufgaben werden systematisch geeignete Konzepte entwickelt und ihre Vor- und Nachteile gesammelt. Geeignete Varianten werden gegenübergestellt und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten bewertet und gewichtet, sodass die optimale Lösung ermittelt werden kann. Die gewählten Konzepte werden anschließend in einer 3D-CAD Umgebung konstruktiv umgesetzt und die dazugehörige Konstruktion wird beschrieben. Nachfolgend werden die Umbaumaßnahmen im Rahmen der Risikobeurteilung hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Sicherheit der Anlage untersucht, bevor die Arbeit mit einem Fazit und Ausblick abgeschlossen wird.



Bücker, Marina;
Entwicklung eines automatischen Be- und Entladungssystems für Modellzüge. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Um die Forderungen von Kunden und den Druck der Konkurrenz zu erfüllen, müssen Modellbahnen stetig weiterentwickelt werden. Dies ist oft mit steigenden Anforderungen an Funktion und Optik verbunden. Immer öfter werden daher digital steuerbare Sonderfunktionen in Wagen verbaut, um diese interessanter zu gestalten. Die Sonderfunktionen sind aufgrund der geringen Größe der Modelle und den hohen Ansprüchen an Vorbildgetreue oft anspruchsvoll zu entwickeln. Eine solche Sonderfunktion stellt auch das Be- und Entladen von Modellzügen dar. Dieses kann für mehrere Anwendungszwecke, wie Beladung von Gepäck, Tieren und Transportgut verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Be- und Entladen eines Themenwagens zur „schwäb’schen Eisenbahn“ konzipiert und ausgestaltet, wobei eine Ziege auf einen Plattformwagen der Nenngröße H0 (1:87) geladen und abgesetzt wird. Um das Modell zu entwickeln, werden die Anforderungen an das fertige Produkt analysiert. Anschließend werden verschiedene Konzepte für die Bewegungsmechanik und den Antrieb erarbeitet, verglichen und bewertet, um die Beste Umsetzungsart zu finden. Die benötigten Bauteile werden konstruiert, gefertigt und zum Abschluss der Arbeit, zu einem funktionsfähigen Prototypen montiert.



Nachhaltigkeitskonzepte der Kreislaufwirtschaft und deren Kosteneinfluss im Werkzeugmaschinenbau. - Ilmenau. - 65 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Ziel dieser Arbeit war die Analyse von Nachhaltigkeitskonzepten und deren Auswirkungen auf die Geschäftsmodelle von Unternehmen des Werkzeugmaschinenbaus. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse werden die Kostenimplikationen und die Relevanz der einzelnen Nachhaltigkeitskonzepte untersucht, um die spezifischen Auswirkungen auf Entwicklung und Konstruktion aufzuzeigen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Nachhaltigkeit in Unternehmen des Werkzeugmaschinenbaus machbar ist und dass nachhaltige Geschäftsmodelle sowie Produktentwicklung und -design dabei eine wichtige Rolle spielen. Der Rahmen und die Definitionen in dieser vorliegenden Arbeit sollen Managern, Designern und Entwicklern in der Geschäftswelt als Leitfaden dienen. Darüber hinaus baut es auf früheren Forschungsarbeiten in den Bereichen Produktdesign, Nachhaltigkeit usw. auf, um zukünftigen Forschern eine konkretere Orientierung zu geben. Die Forschungsmethodik dieser Arbeit hat Grenzen in der praktischen Anwendbarkeit aufgrund des Fehlens einer empirischen Untersuchung. Zukünftige Forschungsarbeiten könnten sich daher auf mehr unterschiedliche Perspektiven und spezifischere nachhaltige Strategien und Praktiken konzentrieren, zusammen mit entsprechenden empirischen Daten und Modellbewertungen.



Dryander, Florian; von
Erarbeitung und Analyse einer Systematik zur Realisierung Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit 2023

Aufgrund des großen Bedarfs von Digitalen Zwillingen in Verbindung mit physischer Infrastruktur wurde eine Systematik entwickelt, welche die Konzeption und Realisierung Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur unterstützt. Mit Hilfe der entwickelten Systematik soll ein End-to-End-Prozess einer Realisierung eines Digitalen Zwillings physischer Infrastruktur ermöglicht und anschließend am Anwendungsfall Arzneimittellager validiert werden. Es wurde aufgrund der Anforderungen und Randbedingungen an Digitale Zwillinge, systematisch ein Konzept unter Beachtung spezifischer Anwendungsfälle der Infrastruktur entwickelt. Die erarbeiteten Anwendungen Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur basieren auf den Anwendungen Digitaler Zwillinge in einem Krankenhaus. Das Ergebnis der Diplomarbeit bildet eine Systematik, die in die drei Ebenen Anforderungs-, Detail- und Umsetzungsebene unterteilt wird. Den jeweiligen Ebenen sind unterschiedliche Leitfragen und Tabellen zugeordnet, die aus den Anforderungen an die Systematik und dem Digitalen Zwilling entwickelt wurden. Auf Grund des Fokus dieser Diplomarbeit, kann die Systematik auf Gebäude angewendet werden. Die Systematik kann aufgrund der verwendeten Anwendungen Digitaler Zwillinge auf Gebäude angewendet werden. Durch eine Erweiterung der Anwendungen Digitaler Zwillinge hinsichtlich physischer Infrastruktur ist die Anwendbarkeit der Systematik auf weitere physische Infrastruktur möglich.



Li, Zirui;
Modellbasierte Beschreibung von Lösungsmusternmittels SysML am Beispiel einer Wägezelle. - Ilmenau. - 88 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2022

Mechatronische Systeme bestehen aus einer zunehmenden Anzahl von physikalischen Komponenten, um immer komplexere und schwierigere Aufgaben zu lösen. Für eine umfassende und effiziente Beschreibung der vorhandenen Erkenntnisse über die Komponenten ist die Anwendung eines modellbasierten Lösungsmusters ein effektives Mittel. Es hat zum einen den Vorteil der Fehlerreduktion sowie der Wiederverwendung von Erkenntnissen. Andererseits werden Kosten gesenkt, der Entwicklungsprozess verkürzt und der Produktlebenszyklus überwacht. Um die Anwendung von Lösungsmustern zu ermöglichen, wird in dieser Arbeit eine Methodik vorgeschlagen. Die Methodik ermittelt zunächst die Anforderungen an Modelle und Prozesse. Dann wird ein Metamodell des Lösungsmusters aus theoretischer Sicht durch einen modellbasierten Ansatz in der SysML beschrieben. Das Modell enthält alle Elemente, die ein vollständiges solution pattern haben sollte, und die Zusammenhänge zwischen den Elementen. Es folgt eine ausführliche Erläuterung des Anforderungsprozesses bei der Identifikation von Lösungsmustern für komplexe Systeme und des Feedback-Austauschprozesses der Spezifikationsinformationen des Lösungsmuster selbst. Schließlich wird ein Top-down- und Bottom-up-Vergleich durchgeführt, um die Auswahl der Lösungsmuster zu unterstützen. Die Erläuterung der Methodik wird durch ein Anwendungsszenario einer spezifischen Wägezelle innerhalb eines Messsystems als Beispiel unterstützt. Mit der Methodik ist es möglich, Lösungsmuster für Wägezellen mit speziellen Erkenntnissen und komplexen Informationen in verschiedenen spezifischen Szenarien zu entwickeln. Dieses Lösungsmuster unterstützt wiederholte Anwendungen in verschiedenen Messsystemen.