Entwicklung einer hochflexiblen Fertigungszelle für den Einsatz in mittelständischen Betrieben

Flexible Fertigungszellen zur spanenden Bearbeitung (wie etwa Drehen, Fräsen und Bohren) werden bereits bei Serienfertigung eingesetzt.

Die derzeitigen Anwendungen sind allerdings vor allem auf wenige verschiedene Produkte, die in großer Zahl produziert werden, beschränkt. Häufig werden solche flexiblen Fertigungszellen in der Automobilindustrie eingesetzt, beispielsweise bei der vollautomatischen Herstellung großer Mengen Bremsscheiben sowie anderer Produkte für einen bestimmten Autotyp. Endet der Produktlebenszyklus dieses Autotyps, wird die Fertigungszelle aus der Produktion entfernt. Eine Verfahrensweise, die bei sehr großen Stückzahlen wirtschaftlich ist. Mittelständische Unternehmen benötigen hingegen Fertigungszellen, die im 24 Stunden-Dauerbetrieb vollautomatisch stetig neue und verschiedene Werkstücke bei kleinen Stückzahlen bis hin zum Einzelstück wirtschaftlich herstellen können. Die Entwicklung einer Planungs- und Steuerungssoftware, die dies ermöglicht, ist das Ziel eines Forschungsprojekts, das vom Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der Fachhochschule Köln in Kooperation mit der mittelständischen Firma Maschinenbau Lienenbrügger GmbH (LIDU) durchgeführt wird. Die Planungs- und Steuerungssoftware soll flexible Fertigungszellen (bestehend aus handelsüblichen Bearbeitungsmaschinen, Speichern für Werkzeuge und Werkstücke sowie Kommissionierungssysteme), so auslegen und planen, das sie wirtschaftlich in kleinen und mittelständischen Betrieben eingesetzt werden können. Sind die Anlagen dann im Betrieb, kann die Steuerungssoftware genutzt werden. Gefördert wird das Forschungsprojekt mit knapp 300 000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM). Um das Ziel des Forschungsprojekts zu erreichen, müssen bereits in der Planungs- und Auslegungsphase der Fertigungszelle Magazinsysteme, Lagerplätze und Handhabungssysteme mit Blick auf das jeweilige Fertigungsspektrum optimiert werden. Das gleiche gilt für die Reihenfolge und den Umfang von Fertigungsaufträgen. Dazu muss das Team von Prof. Dr. Ulf Müller, der das Labor für Fertigungssysteme der Fachhochschule Köln leitet, eine modulare Software entwickeln, die die Fertigung planen, steuern und dazu Prozessdaten erfassen kann. Zudem muss sie anhand einer ebenfalls zu entwickelnden Systematisierung und Klassifizierung der Auftrags- und Teilevielfalt sowie der Arbeitspläne eine Einschätzung ermöglichen, ob und für welche Teile bzw. Lose eine flexible Fertigungszelle für das jeweilige Unternehmen generell sinnvoll ist. Daher entwickelt das Labor für Fertigungssysteme der Fachhochschule Köln eine Planungssoftware, die eine simulationsgestützte Planung er komplexen Produktionsprozesse ermöglicht. Dafür müssen alle Teilkomponenten, die an der Produktion beteiligt sind, in einem Gesamtsimulationssystem abgebildet werden. Damit können verschiedene Szenarien von Arbeitsabläufen simuliert und mit Blick auf die jeweilige Maschinenauslastung und damit mit Blick auf ihre Wirtschaftlichkeit bewertet werden. Bis März 2011 soll ein Prototyp fertig sein und anschließend ein halbes Jahr lang im Test- und Optimierungsbetrieb laufen. Die Fachhochschule Köln ist die größte Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Deutschland. 16.000 Studierende werden von rund 400 Professorinnen und Professoren unterrichtet. Das Angebot der elf Fakultäten und des Instituts für Tropentechnologie umfasst rund 70 Studiengänge, jeweils etwa die Hälfte in Ingenieurwissenschaften bzw. Geistes- und Gesellschaftswissenschaften: von Architektur über Elektrotechnik und Maschinenbau, Design, Restaurierung, Informationswissenschaft, Sprachen und Soziale Arbeit bis hin zu Wirtschaftsrecht und Medieninformatik. Neu hinzugekommen sind im Herbst 2009 die Angewandten Naturwissenschaften. Zur Hochschule gehören neben Standorten in Köln-Deutz und in der Kölner Südstadt auch der Campus Gummersbach; im Aufbau ist der Campus Leverkusen. Die Fachhochschule Köln ist Vollmitglied in der Vereinigung Europäischer Universitäten (EUA), sie gehört dem Fachhochschulverbund UAS 7 und der Innovationsallianz der nordrhein-westfälischen Hochschulen an. Die Hochschule ist zudem eine nach den europäischen Öko-Management-Richtlinien EMAS und ISO 14001 geprüfte und zertifizierte umweltorientierte Einrichtung. Die Firma LIDU, Maschinenbau Lienenbrügger GmbH: Rund 120 spezialisierte Mitarbeiter und modernste Technik in Form von CNC-gesteuerten Maschinen neuester Generation, auf 3400 Quadratmetern Fertigungsfläche mit ca. 140 000 Maschinenstunden garantieren eine hohe Qualität für Kunden aus den verschiedensten Bereichen des Maschinenbaus. Die wichtigsten Schwerpunkte der Maschinenbau Lienenbrügger GmbH sind: Zulieferer der Deutschen Bahn AG und, der Windenergieindustrie, Schiffskupplungsbau, Bergbau, Kompressorenbau, Sondermaschinen- und Anlagenbau, Aufarbeitung und Reparatur von Gleisoberbaumaschinen. Weitere Informationen Fachhochschule Köln Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik, Fakultät 09 Labor für Fertigungssysteme Prof. Dr. Ulf Müller; E-Mail. ulf.mueller@fh-koeln.de Dipl.-Ing. Dirk Scheuble Tel.: 0221/82 75 - 23 77; E-Mail: dirk.scheuble@fh-koeln.de Kontakt für die Medien Fachhochschule Köln Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Petra Schmidt-Bentum Tel.: 0221/82 75 - 31 19; Fax: 0221/82 75 - 33 94 E-Mail: petra.schmidt-bentum@fh-koeln.de www.fh-koeln.de