Zusammenfassung

Dissertationsthema:
Durchgängiges mechatronisches Engineering für Sondermaschinen
Gernot Frank
Immer kürzer werdende Produktlebenszyklen und kundenindividuellere Produkte
zwingen Hersteller dazu ihr Produktionssystem immer schneller anzupassen. Eine
solche Anpassung bietet erhebliches Einsparpotenzial, wenn damit die Prozesskette
optimiert wird. Dies kann häufig nur über individuell angepasste Maschinen erfolgen.
Gerade in Hochlohnländern resultiert daraus eine erhöhte Nachfrage nach
Sondermaschinen. Die Maschinenhersteller sind damit gezwungen auftragsbezogene
Entwicklungen durchzuführen, was einen hohen Anteil von Entwicklungskosten an der
Gesamtinvestition mit sich bringt. Unter des Gesichtspunkts eines bevorstehenden
Fachkräftemangel ist ersichtlich, dass kurze Auftragsdurchlaufzeiten nur durch ein
äußerst effizientes Engineering erreichbar sind. Allerdings ist die Entwicklung solcher
Maschinen immer noch geprägt von einer sequentiellen Reihenfolge der Disziplinen
Mechanik-, Elektrokonstruktion und Automatisierung. Neben weiteren Defiziten führt
eine ungenügende Anforderungsaufnahme für die Entwicklung, eine sehr geringe
Wiederverwendung von mechatronischen Modulen bzw. ein sehr hohen Aufwand zur
Erstellung dieser Module und voneinander entkoppelte Softwaresysteme zur
Unterstützung der disziplinspezifischen Aufgaben zu unnötigen Aufwänden während
der Projektabarbeitung. Deshalb ist das Ziel der vorliegenden Dissertation eine
durchgängige softwaregestützte Methode für die integrierte mechatronische
Sondermaschinenentwicklung bereitzustellen, welche die Disziplinen parallelisiert und
eine Wiederverwendung bereits entwickelter mechatronischer Module mit sehr
geringem Aufwand ermöglicht. Dazu wird zunächst analysiert, welche Abhängigkeiten
die Disziplinen voneinander haben und wie mechatronische Module definiert werden
können. Dies bildet die Basis für die erarbeitete Methode. Darin wird mit der Definition
von Anforderungen, unterstützt von einer Sachmerkmalleiste begonnen. Anschließend
werden die Anforderungen im Rahmen der Systementwurfsphase unter Einbeziehung
aller Disziplinen auf Komponenten und Module heruntergebrochen. Dadurch entsteht
ein mechatronisch abgestimmtes Maschinenkonzept. Dieses bildet die Basis für die
nächste Phase parallel in den verschiedenen Disziplinen die Detaillierungen
auszuarbeiten. Die abschließende Phase der Systemintegration validiert die
Ergebnisse. Zur Unterstützung aller Phasen der beschriebenen Methode werden
erhältliche Softwareprodukte bzw. eigens entwickelte Prototypen genutzt und über ein
semantisches
Netz
integriert.
Die
Methode
und
deren
softwaretechnische
Unterstützung werden anhand einer Firmwarelademaschine validiert. Dadurch lassen
sich die Anwendbarkeit und der Nutzen für eine Entwicklung von Sondermaschinen
nachweisen.

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