Nachwuchsforscher: Digitale Planung step by step

Zusammen mit der TU Chemnitz und der Hochschule Zwickau arbeiten Wissenschaftler unserer Fakultät Maschinenbau über einen Zeitraum von drei Jahren am Projekt „Zukunftsorientierte Kompetenzclusterungs- und generierungsmethoden für Produktionsprozesse klein- und mittelständischer Unternehmen“ kurz: ZKProSachs.

Innerhalb des Projektes ZKproSachs wird nach Lösungen für spezielle Probleme von klein- und mittelständischen Unternehmen geforscht. Diese sind häufig hohem Kosten- und Zeitdruck ausgesetzt und haben eine variantenreiche Produktpalette, deren Teile und Baugruppen häufig in geringer Stückzahl gefertigt werden müssen. Hinzu kommt der zunehmende Fachkräftemangel. Um im Konkurrenzdruck bestehen zu können, ist unter anderem eine optimale Arbeitsplanung und Maschinenbelegung von großer Bedeutung. Hier kommen die Forschung und Ergebnisse des Nachwuchsforscherprojektes ZKProSachs zum Tragen.

Arbeitsplanung made in Mittweida

Das gesamte Forschungsprojekt ZKproSachs teilt sich in fünf Arbeitspakete, von denen der Teilbereich der Arbeitsplanung für ähnliche Bauteile von den Nachwuchsforschern aus Mittweida übernommen wird. Das bedeutet im Speziellen die Entwicklung eines auf technischen Elementen (Feature) basierenden Planungsassistenzsystems sowie die effiziente Aufbereitung und Nutzung von vorhandenem Unternehmens-Know-How.

Entwickelt wird ein Assistenzsystem zur Fertigungsprozessmodellierung auf Featurebasis. Dabei liegt die Sicht nicht wie üblich auf der Funktion des Produkts, sondern auf dem Erstellungzyklus von der Konstruktion bis hin zur Fertigung. Für diese neue Art der Planung existieren 43 definierte Features mittels derer sich jedes beliebige Einzelteil modellieren lässt. Ein solches Feature steht für die Eigenschaften des Objektes, beispielsweise die Abmessungen und Form einer Nut, und ist im Nachhinein änderbar. Diese sogenannten Features existieren als ISO-Norm in dieser Art seit 2006, wurden aber für die Fertigungsplanung noch nicht genutzt.

Ähnlichkeiten der Bauteile verkürzen den Planungsprozess

Für eine durchgängige Nutzung dieses Konzeptes entwickeln die Mittweidaer Forscher ein Planungssystem auf Featurebasis. Der Grundgedanke hierbei ist, dass ähnlichen Teilen ein ähnlicher Fertigungsprozess zu Grunde liegt. Die Ähnlichkeit wird anhand der Features bestimmt, klassifiziert und es werden Teileklassen gebildet. Dadurch wird ein möglichst ähnlicher, bereits vorhandener Arbeitsplan ermittelt. An diesem Arbeitsplan werden nur die Änderungen für die Fertigung des neuen Produkts vorgenommen. Der Fertigungsprozess verschiedener Produkte einer Teilefamilie lässt sich so mit wenig Aufwand planen. Der angepasste Arbeitsplan geht wiederum in das entwickelte wissensbasierte System ein, so dass sich der Pool an vorhandener Planung allein durch dessen Nutzung vergrößert.

Eine weitere Neuerung auf dem Forschungsgebiet ist die Planung der manuellen Montage mittels Virtual Reality. Und auch in der Mitarbeiterqualifizierung kommen zukünftig multimediale Inhalte und Virtual Reality zum Einsatz.

Positive Resonanz aus der Industrie

Die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Hochschulen im Rahmen des Forschungsprojektes ist laut Aussagen unserer Nachwuchsforscher M.Eng. Katharina Müller-Eppendorfer und Dipl.-Ing. (FH) Nico Meißner hervorragend. Die Nachwuchsforscher tauschen bei monatlichen Treffen ihre Erfahrungen und Erkenntnisse aus. Hinzu kommt jedes Jahr eine Konferenz, auf der die aktuellen Forschungsergebnisse präsentiert werden. Die Abschlusskonferenz findet in diesem Jahr in Zwickau statt. Laut Prof. Leif Goldhahn, Leiter des Forschungsprojektes in Mittweida, gibt es auch aus der Industrie einen positiven Rücklauf. Sowohl die Nachwuchsforscher als auch die Unternehmen profitieren vom Wissensaustausch, denn das Hauptziel des ESF-geförderten Projektes ist die Qualifizierung von Absolventen für die regionale Wirtschaft.

Derzeit arbeiten auch StudentInnen des Masterstudiums Maschinenbau mit am Projekt. Sie unterstützen die virtuelle Darstellung von Montageabläufen am VR-System und die Tests von Lernbausteinen für die Teilefertigung.

Für StudentenInnen gibt es auch nachfolgend wieder die Möglichkeit mitzuwirken. Gesucht werden vor allem Maschinenbauingenieure, Wirtschaftsingenieure und Informatiker.