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Themen

ProduktionssystematikVirtualität –Vom Produkt bis zur Produktion

FertigungsverfahrenProzesssimulation undVirtual Reality –Basis für die wirtschaftliche Entwick-lung neuer Fertigungstechnologien

QualitätsmanagementNetzwerktool NETTO –Werkzeug zum Einrichten und zumBetrieb von Unternehmensnetzwerken

WerkzeugmaschinenARVIKA –Augmented Reality für Entwicklung,Produktion und Service

Forum

»Shared Minds Without Co-Location«Virtual Reality bei DaimlerChrysler

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Virtuelle Welten Editorial

Liebe Leserinnen,liebe Leser,

in der Automobilindustrie und im Flug-zeugbau ist die Virtual Reality (VR) längstin den Alltag der Produktentwicklung ein-gezogen. Junge Piloten starten an Flug-simulatoren ihre ersten Flugversuche,an virtuellen Modellen bewerten Desi-gner die Wirkung einer Lackierung, In-genieure testen die Platzverhältnisse imMotorraum oder überprüfen dasMaterialverhalten in Crash-Tests. Dafürmuss kein Flugzeug gebaut, kein Blechgeformt und kein Auto zu Schrott ge-fahren werden. Die virtuelle Welt be-steht aus Daten, die vom Computer be-rechnet und mit Hilfe von mehrerenProjektoren in dreidimensionale Objekteverwandelt werden. Die Vorteile liegenauf der Hand: Fehler können frühzeitigerkannt und leicht behoben werden, derMaterialverlust ist geringer, die Produkt-qualität wird bereits im Entstehungs-prozess optimiert. Wo VR konsequenteingesetzt wird, fallen bis zu 20 Prozentder physischen Prototypen weg. Das spartnicht nur Kosten, sondern auch Zeit.

Bis die VR in allen Branchen zurSelbstverständlichkeit geworden ist, be-steht allerdings noch viel Entwicklungs-bedarf. Unhandliche Brillen und vieleKabel, die der Betrachter der 3-D-Mo-delle benötigt, behindern die täglicheArbeit. Verlustfreie Schnittstellen zu CAD/CAM-Daten müssen entwickelt werden.Mit jedem Verbesserungsschritt verviel-fachen sich die Datenmengen, immenseSpeicherkapazitäten sind nötig.

Nicht nur die Zulieferer der Automobil-branche müssen sich jedoch auf die Nut-zung der neuen Technologie einstellen:

VR wird in Zukunft auch im Maschinen-und Anlagenbau ein fester Bestandteilsein. Gerade für kleine und mittlere Un-ternehmen (KMU) ist der Informations-bedarf enorm und die hohen Anschaf-fungskosten der VR-Anlagen oft nichtzu finanzieren. WZL und Fraunhofer IPTarbeiten schon seit 1998 an VR-Lösun-gen. So entwickelt das WZL z.B. ein Kon-zept, das Unternehmen des Maschinen-und Anlagenbaus bei der Einführungvon VR unterstützt. Das Fraunhofer IPThat Mitte diesen Jahres eine High-End-Vi-sualisierungsanlage (Holoscreen) an-geschafft, mit der virtuelle Prototypenanalysiert werden können.

Schon heute, aber viel mehr noch inZukunft, arbeiten Menschen über Konti-nente hinweg an gemeinsamen Projek-ten. Virtuelle Videokonferenzen werdenes ermöglichen, dass Projektpartner anunterschiedlichen Orten gemeinsam aneiner dreidimensionalen Projektion ar-beiten. VR erleichtert aber nicht nur dieKommunikation, sie erfordert auch neueStrukturen. Die Organisation von Wissenin funktionierenden Unternehmens-netzwerken wird zunehmend zu einerHerausforderung. Mit dem NetzwerktoolNETTO bietet das Fraunhofer IPT eineDV-unterstützte Individuallösung für dasWissensmanagement in KMU. Weiterge-hende Aspekte, wie die Verknüpfung vonKommunikation mit Serviceleistungen,erschließt die Augmented Reality-An-wendung des WZL für die Produktion.

Mit dieser Ausgabe der Tools greifenwir Beispiele aus unseren Entwicklungs-arbeiten auf und freuen uns, Sie einwenig in die virtuellen Welten der Gegen-wart und der Zukunft zu entführen.

Walter Eversheim

Tilo Pfeifer

Fritz Klocke

Manfred Weck

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Der erweiterte Rechnereinsatz inder Prozesskette – von der Pro-duktentwicklung bis hin zur Pro-duktionsgestaltung – gewinnt hin-sichtlich einer Kompensation dessteigenden Innovations-, Zeit- undKostendruckes zunehmend an Be-deutung. Die ›Virtuelle Produktent-wicklung und Produktionsgestal-tung‹ ermöglicht – unter Einsatzder Virtual Reality (VR) – eine früh-zeitige, kontinuierliche, vernetzte(Prozesssicht) und integrierte (Sys-temsicht) Unterstützung hinsicht-lich der Abstimmung, Analyse undKonkretisierung der Ergebnisse mitHilfe digitaler Prototypen.

Ihre Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Karsten Schmidtist seit September 1997wissenschaftlicher Mitarbei-ter des Lehrstuhls fürProduktionssystematik, WZL.

Telefon 0241/802-7384

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing.Peter Weber ist seit März1998 wissenschaftlicherMitarbeiter des Lehrstuhls fürProduktionssystematik, WZL.

Telefon 0241/802-7396

Virtualität –

Fertigungs- und Montageoperationenzu durchgängigen Produktionsprozessenzu verknüpfen und in die bestehendenAbläufe des Unternehmens zu integrieren.Neben den geometrischen und technolo-gischen Attributen des Produkts sind hier-bei zusätzlich auftragsbezogene Informa-tionen wie Lieferzeit oder Losgröße vonBedeutung. Die anforderungsgerechteAuslegung von Kapazitäten, die Auswahlder Steuerungsregeln sowie die Dimen-sionierung von Lager- und Transportsys-temen sind schon bei rein statischer Be-

Virtuelle Produkt-und Prozessentwicklung

Die Informations- und Kommunikati-onstechnologie durchdringt als Mediumder Speicherung, Nutzung und Verbrei-tung von Wissen mittlerweile alle invol-vierten Disziplinen innerhalb der Wert-schöpfungskette. Die effektive und effizi-ente Anwendung dieser Technologie isterfolgs- und wettbewerbsentscheidend.Ein Verzicht auf neuartige Informations-und Kommunikationstechnologien wiezum Beispiel Digital Mock-Up, Simulationund VR ist nicht mehr zeitgemäß bzw.kritisch.

Erste Erfahrungen aus der Automobil-und Flugzeugindustrie zeigen, dass durchden Einsatz der VR in der Produkt- undProzessentwicklung die Entwicklungszei-ten und -kosten um bis zu 30 Prozentreduziert werden können. Hierbei werdendreidimensionale Projektions- und Inter-aktionstechnologien zur High-End-Visua-lisierung von Simulationsergebnissen so-wie zur interaktiven Gestaltung der Pro-duktgeometrie eingesetzt. Während dieAutomobilindustrie als Pionier hinsicht-lich des produktiven Einsatzes derartigerTechnologien bezeichnet werden kann, istVR im Maschinen- und Anlagenbau der-zeit noch nicht etabliert. So beschränktsich der Einsatz von VR hier in erster Linieauf eine anschauliche Darstellung undAnimation der Entwicklungsergebnisse zuMarketingzwecken.

Themen

Vor diesem Hintergrund wird am WZLein Konzept zur Einführung und produk-tiven Nutzung der virtuellen Produkt- undProzessentwicklung im Maschinen- undAnlagenbau entwickelt. Um dieses Ziel zuerreichen, muss der Einsatz der erforderli-chen Systeme auf die spezifischen Abläufein der Produkt- und Prozessentwicklungangepasst werden. Dieser integrierteprozess- und systemorientierte Ansatz isteine Grundvoraussetzung für die feste›Verankerung‹ der Systeme in den Pro-zessketten und damit auch für den effek-tiven und effizienten Einsatz der VR. Die inder industriellen Praxis übliche getrennteBetrachtung von Prozessen und Systemenverhindert häufig den produktiven Einsatzneuer Systeme. Neben einer integriertenProzess- und Systemsicht ist darüber hin-aus auch die Identifikation von sinnvollenEinsatzgebieten von VR jenseits von Au-tomobil- und Flugzeugindustrie entschei-dend für den Erfolg von VR auch imMaschinen- und Anlagenbau. Zu diesemZweck wird am WZL ein zweiseitigerProjektionstisch (›Holobench‹) genutzt,um die Potentiale der VR mit dem Fokusauf dem Maschinen- und Anlagenbau zuanalysieren.

Vom virtuellenProdukt zur virtuellenProduktion

Auch für den Schritt vom Produkt zurProduktion bietet VR große Potentiale.Für die Realisierung des entwickeltenProdukts in der Fabrik sind die einzelnen

Vom Produkt bis zur Produktion

trachtung des Produk-tionssystems eine Her-ausforderung. Die Pra-xis zeigt jedoch, dassfür eine zielgerechte Pro-duktionsplanung insbe-sondere die Dynamik inder Produktion berück-sichtigt werden muss.Eine Abbildung aller re-levanten Produktions-abläufe und Parameterin einem virtuellen Pro-duktionsmodell ist er-forderlich, denn nur solassen sich Alternativengenerieren und unterden dynamischen Be-dingungen der Realität

simulieren, bewerten und optimieren.

›Vom Grobenzum Feinen‹

Mit dem am WZL entwickelten mo-dularen, hierarchischen Simulationsbau-kasten steht ein System zur Verfügung,das die virtuelle Welt für die Produkti-onsplanung auch für kleine und mittlereUnternehmen erschließt. Der menüge-stützte Modellaufbau aus vordefiniertenElementen mit der Möglichkeit, das Mo-dell den jeweiligen Anforderungen ent-sprechend ›vom Groben zum Feinen‹ zu

Fabrikplanungs-tisch im produktivemEinsatz

detaillieren und die standardisierten Be-wertungsfunktionen ermöglichen auchdem Nicht-Simulationsexperten die Pla-nung und Optimierung von Abläufen invirtuellen Produktionssystemen. Neben derSimulation der Produktionsabläufe wirdder Einsatz virtueller Modelle auch in derAnlagen und Fabriklayoutplanung immerwichtiger. Zum einen beeinflussen sichProduktionsabläufe und -strukturen ge-genseitig und können daher nicht losge-löst voneinander betrachtet werden. Zumanderen zeigt die Praxis, dass aufgrundder hohen Anschaulichkeit virtueller Fabrik-modelle Planungsfehler vermieden unddie Planungsqualität verbessert werdenkönnen. So ermöglicht der am WZL einge-setzte Planungstisch die Beteiligung vonWerkern an der Planung ›ihrer‹ Fabrik. DerErfolg gibt den Planern des WZL Recht: Sokonnte beispielsweise im Falle der Restruk-turierung des Vormontagebereichs bei ei-nem Druckmaschinenhersteller in sehrkurzer Zeit ein umsetzungsfähiges undvon der Belegschaft ›gelebtes‹ Konzeptentwickelt werden.

Die Erkenntnis, dass Produktionsab-läufe und -strukturen nicht losgelöst von-einander geplant werden dürfen, ist nichtneu. Hier besteht jedoch noch dringen-der Handlungsbedarf. Vor diesem Hinter-grund wird am WZL aktuell an der Integra-tion des hierarchischen Simulationsbau-kastens und der virtuellen Strukturplanungmittels Planungstisch gearbeitet.

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3/2001

Die Simulation von Fertigungs-prozessen hat sich in den letz-ten Jahren in der Umformtechnik zueinem unverzichtbaren Hilfsmittelentwickelt, um Prozesse zu planenund zu verbessern. Auch in anderenBereichen der Fertigungstechnik, wieden spanenden, trennenden und fü-genden Prozessen, wird sie in Zu-kunft dem Fertigungsplaner schonin frühen Stadien der Prozessket-tengestaltung als Werkzeug dienen.Die Methoden der Virtellen Realitätunterstützen dabei den Ingenieur,die Auswertung der Berechnungs-ergebnisse durchzuführen. Die Simu-lationsergebnisse sind nicht längerim Computer ›gefangen‹, sondernwerden durch eine stereoskopischeProjektion im wahrsten Sinne desWortes ›fassbar‹.

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Steigerung desProzessverständnissesdurch Simulation

Für die Simulation von Fertigungs-prozessen wird heute die Finite-Elemen-te-Methode (FEM) eingesetzt. Hierbei istes möglich, komplizierte Beschreibungenvon Prozessen zu verarbeiten oder physi-kalische Grundgesetzmäßigkeiten örtlichund zeitlich diskretisiert zu betrachten.Zeitliche Diskretisierung bedeutet hier,dass der Fertigungsprozess in eine Reihevon Zeitschritten aufgeteilt wird. ÖrtlicheDiskretisierung bedeutet, dass der zubetrachtende Körper aus geometrisch ein-fachen Bausteinen, den finiten Elemen-ten, aufgebaut wird. Die finiten Elementekönnen dabei beispielsweise Tetraederoder Hexaeder sein. Die physikalischenGrundgleichungen, die das Werkstoff-verhalten durchgängig beschreiben, kön-nen nun für die einzelnen finiten Elemen-te in einem Zeitschritt einfach berechnetwerden. Durch Kombination der Ergeb-nisse aller Elemente, aus denen das be-trachtete Werkstück aufgebaut ist, unddurch Aufaddieren aller Ergebnisse überalle Zeitschritte lässt sich dann der ge-samte Prozessablauf in der Simulationdarstellen.

Erst die numerischen Methoden er-lauben es, die zahlreichen gegenseitigenAbhängigkeiten der Eingangsgrößen von-einander zu berücksichtigen. Eine kom-binierte Berechnung von beispielsweiseMetallumform- mit Wärmeleitungsvor-gängen lässt es zu, verschiedenste Wirk-vorgänge mit ihren Parametern in dieBerechnung einfließen zu lassen und so-

mit ein detaillierteres und genaueres Bildzu erhalten, als es mit herkömmlichenanalytischen Lösungen möglich ist.

Die Anwendung der FEM auf Proble-me der Fertigungstechnik wirft zahlrei-che neue Fragestellungen auf. Eine zu-treffende Modellierung von Prozessender Produktionstechnik erfordert einer-seits ein tiefes Verständnis der Vorgängeund ihrer Randbedingungen als auch einumfassendes Beherrschen des angewand-ten Programms unter Ausnutzung allerzur Verfügung gestellten Möglichkeiten(bis zur gekoppelten Simulation elastisch-plastischer mit thermischen Prozessen).Die Validierung und Qualifizierung dermit der FEM gewonnen Ergebnisse musshier als wichtigster Arbeitspunkt verstan-den werden, der nur durch Expertenerfolgen kann, die mit dem Prozess undmit der FEM vertraut sind.

Verbesserung derSimulationsanalyse durchVirtual Reality

Die Auswertung der Berechnungser-gebnisse kann durch Darstellung von Ver-läufen in Diagrammen erfolgen. Hängenjedoch mehr als zwei Parameter gleich-zeitig voneinander ab, so lassen sichdiese nur schwerlich in einem Graphenauswerten. Dies liegt an der fehlendendritten Dimension, der Tiefe, als Darstel-lungsraum. Durch perspektivische An-sichten kann das Fehlen der dritten Di-mension teilweise kompensiert werden,jedoch ersetzt eine perspektivische An-

Prozesssimulation und Virtual Reality –

ermöglicht es notwendige Änderungenim Design, die die Fertigung des Produk-tes vereinfachen oder gar erst möglichmachen, im Team zu identifizieren undÄnderungen zu entwickeln. So kann durchdie intuitive Darstellung der Simulationin der Virtual Reality auch Personen ausanderen Fachbereichen die Auswirkun-gen von vorgelagerten Design- und Kon-struktionsentscheidungen aufgezeigt wer-den. Dadurch trägt Virtual Reality dazubei Kosten für neue Produkte zu senkenund gleichzeitig ihre Qualität zu steigern.

Virtual Reality revolu-tioniert die Zukunft derComputerarbeit

Die zukünftige Arbeit von Ingenieu-ren wird durch die Kooperation über denGlobus verteilter Partner geprägt sein.Der Stellenwert von Simulationen und

Basis für die wirtschaftliche Entwicklung neuer Fertigunsgtechnologien

sicht eines Bauteils nicht das ›in denHänden halten‹. Genau dies ist jedoch mitHilfe der Virtual Reality möglich. Räum-liches (stereoskopisches) Sehen wird durchdas Zusammenfügen von zwei zweidi-mensionalen Ansichten ermöglicht, diemit den menschlichen Augen wahrgenom-men werden. Diese zwei Ansichten einerdreidimensionalen Umgebung könnenauch für die Berechnungsergebnisse ei-ner Simulation erzeugt werden. Das Er-gebnis ist ein dreidimensionales Bauteilmit Farbverläufen für Spannungen, Tem-peraturen oder Verformungen, das wieein reales Bauteil gedreht und verscho-ben werden kann. Die simulierte Kombi-nation aus Werkstück und Werkzeug undderen Zusammenspiel schwebt vor demIngenieur zum Anfassen nahe. Die Objek-te lassen sich so groß skalieren, dass manin die Berechnungsdaten ›eintauchen‹kann. Werkzeuge, wie interaktive Schnitt-und Isometrieebenen, erlauben es dieSimulationen zügig und umfassend aus-zuwerten. Aufgrund der großen Daten-mengen, die den Umgang mit den Simu-lationsdaten am Rechner verlangsamen,konzentrieren sich herkömmliche Aus-wertungen meistens auf ausgewählteBereiche der Simulation. Durch die Um-wandlung der Simulationsergebnisse undspezielle Rechner-Hardware der VirtualReality lassen sich auch umfangreicheBerechnungen ›echtzeitfähig‹ manipulie-ren und auswerten. Virtual Reality nutztüblicherweise große Projektionswände,wodurch die Möglichkeit gegeben wirddie Simulationsergebnisse auch in kleine-ren Gruppen, wie z.B. interdisziplinärenTeams aus Designern und Ingenieuren,zu betrachten und zu diskutieren. Dies

dreidimensionalen computergeneriertenModellen wird stark ansteigen und dieSchnittstelle zwischen Mensch und Simu-lation wird sich Dank Virtual Reality einerHandhabung realer Gegenstände anglei-chen. Die Videokonferenz wird heuteschon in vielen Unternehmen im Rahmender Produktentwicklung eingesetzt. Da-neben gibt es Computer Aided DesignSysteme (CAD), die ein kooperatives Ar-beiten an Konstruktionen ermöglichen.Eine Vision für die Zukunft ist ein Büro indem Videokonferenz, Virtual Reality undkooperative CAD-Systeme miteinanderverbunden werden. Projektpartner neh-men als dreidimensionale Projektion anBesprechungen teil und können überSensoren ebenfalls projizierte computer-generierte Objekte bewegen und montie-ren. So kann z.B. ein Zulieferer, der einGetriebe zu einer neuen Werkzeugmaschi-ne beisteuert, seinen Getriebe-Datenfile

bei der virtuellen Video-konferenz in die neueWerkzeugmaschine ein-bauen, die ebenfalls alsdreidimensionales vir-tuelles Objekt vorliegt.Dabei werden Kollisio-nen bei der Montageonline berechnet undausgegeben, so dass derZulieferer den Auftragerhält sein Getriebe ent-sprechend zu ändern.Zusammengefasst lässtsich sagen, dass derUnterschied zwischen

der virtuellen und der realen Welt ver-schwindend gering wird und somit die›Immersion‹ der Nutzer ansteigt.

Ihre Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Hans-Willi Raedtist seit März 1997 wissen-schaftlicher Mitarbeiter amLehrstuhl für Technologieder Fertigungsverfahren desWZL.

Telefon 0241/802-7428

Dipl.-Ing. Andreas M.Straube ist seit Juli 2001 alswissenschaftlicher Mitarbei-ter im Geschäftsfeld Pro-duktentwicklung am Fraun-hofer IPT tätig.

Telefon 0241/8904-243Stofffluß zum Anfassen:Analyse einer FEM-Umformsimulation

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3/2001

Netzwerktool NETTO –

Kleine und mittelständische Un-ternehmen sind für die Wettbe-werbsfähigkeit Deutschlands vonentscheidender Bedeutung. Aus ih-rer Organisationsstruktur ergebensich neben größenbedingten Vor-teilen auch Nachteile: Einem hohenMaß an Flexibilität und Innovations-potenzial stehen ressourcenbedingteEinschränkungen gegenüber. Vernet-zungen und Kooperationen stellenwichtige Voraussetzungen zur Be-wältigung der Marktanforderungenund Wachstumsaufgaben dar undsichern somit die Wettbewerbsfä-higkeit.

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Eva Geiger istseit Oktober 1999 alswissenschaftliche Mitarbei-terin in der Abteilung Mess-und Qualitätstechnik amFraunhofer IPT tätig.

Telefon 0241/8904-214

Themen

Die zunehmende Bedeutung von Kom-plett- und Systemlösungen sowie diesprunghaften Änderungen der Kunden-bedürfnisse stellt allein operierende klei-nen und mittelständischen Unternehmen(KMU) mit ihren zumeist auf eine Kern-kompetenz konzentrierten Leistungsan-geboten vor Probleme. Daher werdenLösungen benötigt, welche die Beson-derheiten von KMU erkennen und derenRisiko- und Innovationsbereitschaft so-wie deren Flexibilität und Dynamik nut-zen. Hochflexible Unternehmensnetz-werke werden insbesondere KMU in dieLage versetzen, solche Potenziale zu nut-zen und dauerhaft wettbewerbsfähig zubleiben bzw. zu werden.

Insbesondere für KMU besteht wei-terhin der Bedarf, anwendergerechteMethoden und Verfahren zum Aufbauund zum Betrieb von Unternehmens-netzwerken zu entwickeln. Aufgrund derrelativ beschränkten Zeit-, Personal- undFinanzressourcen von KMU ist es not-wendig, eine Unterstützung zu schaf-fen, um Kooperationsaufgaben durch ge-eignete Werkzeuge und Modelle einfachund sicher zu bewältigen.

Kooperationschancenerkennen

Bisher gingen Forschungsvorhabenvon bestehenden Netzwerken aus oderbeschränkten sich auf den Aufbau derNetzwerkfähigkeit vonKMU. Eine umfassendeBetrachtung beider As-pekte fand bisher nichtstatt. Einerseits wurdenbisher nur einzelne Pro-blemstellungen in Un-ternehmensnetzwerkenuntersucht, andererseitssind viele Methodenund Werkzeuge nichtauf KMU zugeschnit-ten oder für diese nichtanwendbar. Es fehlenpraxisgerechte Metho-den und Verfahren, dieKMU in die Lage verset-zen, eine Kooperationmit eigenen Mitteln effizient aufzubau-en und zu leiten.

Praxisgerechte Methodenfür KMU

Das Verbundvorhaben ›NETTO - Netz-werk-Tool - Werkzeug zum Einrichtenund zum Betrieb von Unternehmensnetz-werken‹ wird im Rahmenkonzept desBundesministeriums für Bildung und For-schung BMBF einen wesentlichen Beitragzum Aufbau und Betrieb von Kooperatio-nen zwischen KMU leisten. Zu diesemZweck werden KMU-taugliche Konzepte

entwickelt, die neue Kooperationschancenerkennen, die Zusammenarbeit schnellaufbauen und sicher betreiben und mitmodernen Informations- und Kommu-nikationstechniken unterstützen.

Gesamtziel des vorliegenden Vorha-

rationsbedarf und ihr Kooperationspoten-zial ermitteln, um so eine fundierte Ent-scheidung für oder gegen eine Koopera-tion zu treffen, die richtigen Partner zufinden, die Kooperation schnell aufzu-bauen und den individuellen Bedürfnis-

sen entsprechend zu ge-stalten. Das DV-Werk-zeug führt den Anwen-der auf systematischeund einfache Weisedurch die verschiedenenPhasen der Anbahnung,Gestaltung und Bewer-tung einer Kooperation.Dieser strategische Rah-men ermöglicht einekontinuierliche Planungund Bewertung der stra-tegischen Orientierungund Sinnhaftigkeit vonKooperationen innerhalbeines Netzwerks. Mitfortschreitender Zeit er-

weitern sich durch die Integration dervorhandenen Kooperationserfahrungendie Grundlagen für die strategische Ana-lyse, Bewertung und Ausrichtung desNetzwerks durch die zusätzliche Berück-sichtigung der bisherigen Kooperations-partner.

Entscheidungsunter-stützung für KMU

Die Basis des vorgestellten Werkzeugsstellt die methodische Unterstützungjeder einzelnen Sequenz im Prozess, vonder Unternehmensselbst– und –um-

Werkzeug zum Einrichten und zum Betrieb von Unternehmensnetzwerken

feldanalyse bis zur strategischen und pro-zessbezogenen Bewertung der Koopera-tion dar. Hieraus resultieren als Teilergeb-nisse die methodengestützten Module,die im DV-Werkzeug abgebildet werden.Wesentliche Inhalte dieser Module sinddabei beispielsweise Portfolio-Analysen,Checklisten zur Entscheidungsunterstüt-zung, Gestaltung von Unternehmensprofi-len, Abbildung von Hard- und Softfacts,organisatorische Schnittstellengestaltung,prozessorientiertes Management der Ko-operation, Gestaltung von Kunden-Liefe-ranten-Beziehungen, Kennzahlensystemefür die Bewertung der Kooperationspro-zesse und Maßnahmenpläne zur Auflö-sung der Kooperation.

Flexibilität durch Module

Durch den modularen Aufbau des DV-Werkzeugs wird es möglich sein, jedePhase im Managementmodell einzeln zuunterstützen. Dies versetzt KMU in dieLage, das DV-Werkzeug vor dem Hinter-grund beliebiger Fragestellungen im An-bahnungs- und Gestaltungsprozess zunutzen. Es ist folglich nicht erforderlich,den gesamten im Managementmodellskizzierten Prozess zu durchlaufen. Aufdiese Weise können beispielsweise auchKMU, die lediglich die Bewertung einerbestehenden Kooperation beabsichtigen,das DV-Werkzeug sinnvoll verwenden.

Die Zusammenarbeit vonUnternehmen in Netzwerkenkoordinieren

bens ist die Entwicklung eines auf diespeziellen Erfordernisse von KMU zuge-schnittenen modularen datenverarbei-tenden Werkzeugs (DV-Werkzeug) mitzugehöriger Musterdokumentation, dasdie verantwortlichen Mitarbeiter bei denzu treffenden Entscheidungen in denunterschiedlichen Phasen des Koopera-tionsmanagement unterstützt. Dadurchkönnen KMU selbstständig ihren Koope-

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Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Dirk Jahn ist seitSeptember 1997 wissen-schaftlicher Mitarbeiter amLehrstuhl für Werkzeugma-schinen des WZL tätig.

Telefon 0241/802-7455

ARVIKA –Themen

Innovative Lösungenfür die Mensch-Technik-Interaktion

Durch die zunehmende Globalisierunggehen viele deutsche Unternehmen derGroßindustrie gegenwärtig dazu über,Produktionsstätten in den Märkten zuerrichten, in denen sie ihre Produkteabsetzen. Da die Branche der Werkzeug-maschinenhersteller überwiegend vonkleinen und mittelständischen Unterneh-men geprägt ist, ist die Präsenz von Ser-vice-Niederlassungen in allen wichtigenMärkten nicht realisierbar. Gleichzeitignimmt die Komplexität der geliefertenProdukte ständig zu und stellt an dasPersonal fortlaufend steigende Anforde-rungen zur Diagnose und zum Service imStörungsfall der Anlage. Daher müssenzukünftig intelligente, mobile und ver-teilte Servicesysteme für ein Störungs-management mit Unterstützung modern-ster Technologien zum Einsatz kommen.

Augmented Realityals Lösung

In der flexiblen Produktion kann un-ter anderem das Einrichten von Maschi-nen für qualifizierte Facharbeiter wesent-lich erleichtert werden, indem, z.B. durchmobile AR-Komponenten, gemischt-vir-

Augmented Reality für Entwicklung, Produktion und Service

tuelle Spannsituationen direkt im Sicht-feld wiedergegeben werden. Eine fachar-beitergerechte Fertigungsplanung und-steuerung in der Werkstatt wird erleich-tert, wenn Informationen über den jewei-ligen Auftragsstatus direkt in Verbindungmit den dazugehörigen Produkten vorOrt wahrgenommen werden.

Das gleiche gilt auch für die Montage,wobei dem Monteur bereits in der Trai-ningsphase die einzelnen Arbeitsschrittegemischt-virtuell präsentierbar sind. Indiesem Zusammenhang können, z.B.durch den Vergleich realer Montageab-läufe mit Simulationsergebnissen, umfas-sende Optimierungen erreicht werden,die sowohl die Qualität der Arbeitspla-nung verbessern als auch den Montage-prozess in der kritischen Anlaufphasevereinfachen und beschleunigen.

Letztlich genügen im Service herköm-mliche Technologien kaum mehr, um diekomplexen Diagnose- und Behebungs-prozeduren zu unterstützen und zu do-kumentieren. Da diese Prozesse in vielenBereichen aber ohnehin auf Basis vondigitalen Daten geplant werden, bietenAR-Technologien die Möglichkeit, dieInformationsquellen für die Wartung zuübernehmen und einem Techniker, z.B. ineiner Datenbrille, durch die Überlagerungder realen Umgebung mit computer-generierten Objekten den Ausbauvorgangzu erläutern. Mit Bezug auf kooperativeArbeit ermöglicht das AR-gestützte ›Fern-auge‹ eine verteilte Problemlösung, in-dem ein entfernter Experte mit demMitarbeiter vor Ort über globale Distan-zen hinweg kommuniziert.

der reale Umgebung. In Verbindung mitverteilten Anwendungen sind mehrereBenutzer in der Lage, in einer realenUmgebung mit Hilfe einer gemeinsamenDatenbasis zu arbeiten oder in verschie-denen Umgebungen AR-gestützt zu ko-operieren.

Die richtigenInformationen zurrichtigen Zeit

Grundlage für eine effiziente Benut-zerunterstützung in die-sen Anwendungsfeldernist die situationsgerechteBereitstellung der zuge-hörigen Dokumentation.Hierzu zählen z.B. Zeich-nungen, Konstruktions-pläne, Stücklisten, Mon-tageanleitungen, Instal-

lationspläne, Stromlaufpläne, Hard- undSoftwaredokumentation aber auch Erfah-rungswissen. Um diese Informationsmen-ge zu beherrschen, sind bereits zahlrei-che Anwender dazu übergegangen, diebisher übliche Dokumentation in Formvon Papier auf Medien wie z.B. CD-Romzu übertragen. Durch die Übertragungauf ein neues Medium wird das grund-legende Problem, nämlich die situati-onsgerechte Bereitstellung der richtigenInformation zum richtigen Zeitpunkt ineiner für die Benutzer geeigneten Form,nicht gelöst.

Hierzu ist ein Informationssystem ent-wickelt worden, das die derzeit bereitsverfügbare, aber unabhängig voneinan-der erstellte und genutzte Dokumentati-

Die Besonderheit in der Mensch-Tech-nik-Interaktion bei Augmented Realityliegt in einer sehr einfachen und intuiti-ven Kommunikation mit dem Computer,beispielsweise ergänzt durch multimodaleInteraktionstechniken wie Sprachverar-beitung oder Gestikerkennung. Die Ver-wendung von tragbaren Computerein-heiten ermöglicht darüber hinaus völligneue mobile Nutzungsszenarien, wobeidie spezifischen Daten jederzeit über eindrahtloses Netz angefordert werden kön-nen. Neue Visualisierungstechniken er-lauben eine direkte Über-lagerung, z.B. von Mess-oder Simulationsdaten,des realen Objekts oder

Augmented Reality, kurz AR, ist eine neue Art der Mensch-Tech-nik-Interaktion mit großem Poten-zial zur Unterstützung von industri-ellen Arbeitsprozessen. Bei dieserTechnologie wird das Sichtfeld desBetrachters mit rechnergeneriertenvirtuellen Objekten angereichert,sodass Produkt- bzw. Prozessinfor-mationen intuitiv genutzt werdenkönnen. Neben der sehr einfachenInteraktion erschließt der Einsatztragbarer Computer Anwendungs-felder mit hohen Mobilitätsanfor-derungen, wenn beispielsweise Pro-zess-, Mess- oder Simulationsdatenan das reale Objekt geknüpft werden.

on zusammenführt und verknüpft sowiedarüber hinaus in der Lage ist, die benö-tigten Informationen situationsgerechtund in einer von der Qualifikation desNutzers abhängenden Form darzustellen.

Das Konsortium

ARVIKA wird durch das Ministeriumfür Bildung und Forschung (BMBF) imBereich der Mensch-Technik-Interakti-on gefördert und vom Projektträger fürInformationstechnik beim DLR betreut.Ein interdisziplinäres und branchenüber-greifendes Konsortium stellt die Erreich-barkeit der Zielsetzung sicher: Daimler-Chrysler, VW, Audi, Ford und EADS DSTechnologie, Hüller-Hille, Gühring, In-dex, Ex-Cell-O, Framatome ANP, A.R.T.,VRCom, UID, Siemens für die industriel-len Partner. Fraunhofer-IGD, Zentrumfür Graphische Datenverarbeitung, Tech-nische Universität München, Institut fürArbeitswissenschaft und Laboratoriumfür Werkzeugmaschinen und Betriebs-lehre (WZL).

Informationen im Blickfeld

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3/2001

»Shared Minds Without Co-Location«Forum

Dr. Gustav J. Olling ist seit 1985bei der DaimlerChrysler Corp.tätig und war dort u.a. Oberingeni-eur in den Bereichen Automobil-entwicklung, CAE/CAD/CAM-User-Systems und Simultaneous Engi-neering. Im Bereich der CAE/CAD/CAM-Entwicklung ist er zur Zeit fürdie Identifizierung und Priorisierungneuer Technologien, sowie für dieImplementierung dieser Technolo-gien bei DaimlerChrysler verantwort-lich.

Als Fakultätsmitglied der Brad-ley University von 1965 bis 1985war Dr. Olling Professor und Vorsit-zender des Lehrstuhls ›ManufacturingEngineering and Manufacturing En-gineering Technology‹ sowie Direk-tor des Universitätsinstituts ›Ferti-gungstechnik‹. Bevor er zu Daimler-Chrysler wechselte, verbrachte er 14Jahre in der Industrie und beriet dortgroße Unternehmen und Forschungs-institute in den USA, West-Europa,Japan, Korea und Taiwan.

Dr. Olling ist Mitglied in verschie-denen internationalen Organisatio-nen und Ehrenvereinigungen. Er istAutor von weltweit über 100 Veröf-fentlichungen zu CAD/CAM und hatals Mitautor ein Buch zu diesemGebiet verfasst.

Tools*: Das Interview führten AndreaDillitzer und Andreas Straube

Virtual Reality bei DaimlerChrysler

Tools*: Dr. Olling, you helped tospeed up product development at Daim-lerChrysler using virtual prototypes. Whatare the biggest advantages of virtualprototypes?

Dr. Olling: We started working withdigital design in 1987. We then developeddigital representation and the design-domain piece-by-piece. Our first 100percent digital vehicles, the DodgeIntrepid and the Chrysler Concorde, weredesigned in 1998 and development timewas reduced by eight months. In otherwords we improved from 39 months to 31months and made cost reduction of 80million dollars. We have not only savedtime, and thus costs – but we’ve alsoimproved quality. In this digital virtualworld we were able to identify 1500 faultsthat normally would not have been founduntil we built the first prototype.

Tools: Initially, it was difficult to de-monstrate the advantages of 3-D-CAD.Today, the ability to generate NC-programsautomatically from the data is state ofthe art. Do you think the outcome will besim-ilar with Virtual Reality?

Dr. Olling: VR goes beyond that. It’snot single-disciplinary-dependent likenumerical control in manufacturing. VRpermeates through the complete productcreation cycle. It’s applicable not only inthe design phase, but also in the manu-facturing phase, for instance in simulating

assembly or manufacturing processes. It’sapplicable in the tool design phase, it’sapplicable in factory planning, ›flying‹through the factory and optimizing it. SoVR has significantly more impact on thecomplete product creation process thannumerical control had. It’s what I call a›flow-through-technology‹.

Tools: Where do you use VR at Daim-lerChrysler?

Dr. Olling: In Auburn Hills we havethree VR systems that use head mounteddisplay devices. We conduct design re-views using these VR systems on a regularbasis throughout the entire product crea-tion process. The review team consists ofdesigners, engineers and management.This team reviews assembly, disassembly,ergonomics and space utilization. As werefine the vehicle design and componentdesign, we conduct reviews to check forinterference and clash and to ensure spaceoptimization. In Auburn Hills, we use theVR systems with physical seating bucks.The physical buck includes a seat, thesteering column and pedals. The vehicleinterior is projected with the user and thephysical buck in the virtual environment.We call this augmented VR. In Germany,we have 3-D CAVE (Computer Aided Vir-tual Environment) systems in Ulm andSindelfingen.

Tools: Do you use ›force feedback‹devices to simulate manual assembly?

Dr. Olling: It depends. In the design-area you don’t need any force-feedbackbecause you are looking for interference,

clearance and packaging. Force-feedbackis needed when you start simulating theassembly operation in manufacturing. Weare not that advanced, at least here. Wedo assembly simulation in terms of ergo-nomics. If somebody is assembling anydevice he uses a lot of intensive energy tomove parts. We study, for example, howmuch energy a person uses before hegets tired and starts making mistakes. Wecall this Work Unit Analysis.

Tools: Before digital prototypes therewas 2D-CAD, then 3D-CAD and CAM,Digital Mockup (DMU) and now we haveVirtual Reality. What do you think willcome next?

Dr. Olling: I think there will be arefinement in VR technology. Today’sequipment, such as the head gear, is stillquite bulky and you can’t work eighthours a day under such conditions. I seeilluminated viewing devices – the tech-nology is moving towards a time whenyou won’t have to have any head-gear atall. And then I see an evolution in holo-grams, free standing and projected any-where in space. Today’s cutting edge is atthe power-wall and in CAVE-technology.But going beyond that, I envision a one-to-one 3D hologram of a vehicle, thatyou could physically walk around, thatsimulates you driving it and feeling theroad.

Tools: The Fraunhofer IPT is involvedin a three year project, which aims tocombine the benefits of VR and videoconferencing for collaborative topics. Doyou think that product development atDaimlerChrysler could benefit from a ›Vir-tual Video conference‹?

Dr. Olling: No doubt. Particularly inthe automotive sector, there’s a trend to-wards ever greater globalisation in com-panies. Take for example Daimler-Chrys-ler: there is plenty of talent at Daimler,and again talent at Chrysler and Daim-lerChrysler is also venturing a relationshipwith Mitsubishi. The idea is to unify thebest talent globally. But how do peoplecommunicate? You can not constantly sitin aeroplanes flying halfway around theworld! So virtual video conferencing be-comes more and more important. I callthis ›shared minds without co-location‹.It speeds up the process of collaboration

and takes advantage of the talent that isnot necessarily in the same country orthe same city, in order to optimize designsin manufacturing performance.

Tools: World-wide collaboration isfundamental today and in the future.Communication technology allows peopleto cooperate regardless of where theyare. But there are still cultural distinctions.Do you think modern technology canovercome these barriers?

Dr. Olling: In the future, as globalisat-ion becomes reality, it will not so muchbe the technology that will allow peopleto communicate, it will be the cultureand the cultural differences which makecommunication through that technologypossible. So, it’s very important that part-icularly technical people not only havebackgrounds in terms of being goodengineers, but also that they are sensitizedto communication and the global scene.In the field of research, it’s a lot easier be-cause the research community has alreadybeen communicating on a global scale.If you look at the Fraunhofer researchers,they know their colleagues pretty welland have a world-wide network. So theyhave been communicating and under-standing each others cultures. It’s onething to have excellent Virtual Realityand to be able to move easily, but it’salso essential that you understand theperson who you are talking to.

Tools: Dr. Olling, thank you for theinterview.

»VR helped us to shorten the productdevelopment process and to save 80million dollars«

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3/2001

Ein Leben für dieProduktionstechnikProfessor Wilfried Königverstorben

Bestürzung, Betroffenheit und Trauer amWerkzeugmaschinenlabor WZL der RWTHAachen und am Fraunhofer-Institut fürProduktionstechnologie IPT: Der langjäh-rige Institutsleiter und Inhaber des Lehr-stuhls für Technologie der Fertigungsver-fahren, Universitäts-Professor Dr.-Ing. Dr.h.c. mult. Wilfried König ist tot. Der außer-gewöhnlich beliebte und hochgeschätzteHochschullehrer verstarb nach kurzer,schwerer Krankheit im Alter von 72 Jahren.

Mehr als 2/3 seines Lebens verbrachteder in Rivenich bei Trier geborene Wil-fried König an der RWTH Aachen, zu-nächst als Maschinenbau-Student, dannals Assistent und wissenschaftlicher Mit-arbeiter.1972 wurde Professor König alseiner der vier Nachfolger von Prof. Opitzauf den Lehrstuhl für Technologie derFertigungsverfahren am Werkzeug-maschinenlabor der RWTH Aachen beru-fen. 1980 übernahm er die Leitung desneu gegründeten Fraunhofer-Instituts fürProduktionstechnologie.

Seinem Selbstverständnis entsprechendübernahm Professor König neben seinenAufgaben als Leiter eines Hochschul-In-stituts Verantwortung in zahlreichen Gre-mien und Ausschüssen der Hochschule,unter anderem als Dekan der Fa-kultät fürMaschinenwesen (1979-1980) sowie alsLeiter des Praktikantenamtes bis zu seinerEmeritierung 1994.

Sein Wissen und sein Verständnis vonmoderner Fertigungstechnik sind nationalund international anerkannt und ge-

Personen, Ereignisse, TermineNews

EreignissePersonen

schätzt. Seine Verdienste um die Produk-tionstechnik spiegeln sich in zahlreichennationalen und internationalen Auszeich-nungen wider, darunter die Ehrendoktor-würden der Katholischen UniversitätLeuven/Belgien (1979) und der Universi-tät Thessaloniki (1994). Professor Königwar Träger des VDI-Ehrenringes (1971),der Herwart-Opitz-Ehrenmedaille (1987)und der SME Frederic W. Taylor ResearchMedal, die ihm 1992 als erstem Deutschenverliehen wurde. 1997 wurde ProfessorKönig für seine außerordentlichen Ver-dienste und sein vielfältiges Engagementfür Gesellschaft und Staat mit dem Bun-desverdienstkreuz am Bande ausgezeich-net.

Das besondere Interesse ProfessorKönigs galt nicht nur der Verbindung vonLehre und angewandter Forschung, son-dern ebenso interdisziplinären Themen-stellungen, die weit über den Rahmen der

Produktionstechnik hinausgingen. Er wareiner der wenigen, die den technischenProduktionsprozeß durch Einbeziehungethischer Werte erweiterte. Stets war erbereit, in Dialogen und Kooperationenmit Kollegen Anregungen aufzunehmenund so zu einer leistungsstarken wissen-schaftlichen Forschung in Interesse desFortschritts zu gelangen. Professor Königwar ein leidenschaftlicher Hochschulleh-rer, der gern mit jungen Menschen zu-sammenarbeitete, ihnen seine Erfahrun-gen vermittelte und sie förderte.

Mit Professor König verlieren das Werk-zeugmaschinenlabor und das FraunhoferIPT einen außergewöhnlichen Menschen.Sein besonderes Charisma gewann Pro-fessor König durch seine ungezwungenePersönlichkeit, die bei allen technischenAnforderungen nie den Menschen ver-gaß. Durch seine menschliche Nähe wur-de er für viele seiner Mitarbeiter zu einemväterlichen Freund. Das Zusammentref-fen von menschlicher Toleranz, Hilfsbe-reitschaft und fachlichem Know-howzeichneten ihn aus. Bis wenige Wochenvor seinem Tode stand er seinen ehema-ligen Mitarbeitern und seinem Nachfol-ger Tag für Tag mit Rat und Tat zur Seite.Professor Fritz Klocke, der die Arbeit vonProf. König fortsetzen wird: »Der Tod vonProfessor König hinterläßt eine schmerz-liche Lücke, die wir nicht zu schließenvermögen. Wir alle, die wir ihn ein Stückseines Weges begleiten durften, habenihm unendlich viel zu danken. Wir verlie-ren in Professor König einen in hohemMaße anerkannten Forscher, einen pas-sionierten Hochschullehrer, einen liebenKollegen und väterlichen Freund. Profes-sor König wird unvergessen bleiben«.

Durch Qualität inspiriertFünfte Aachener Qualitäts-gespräche im Schloss Vaalsbroek

Die Ansätze und Lösungen im Qualitäts-management müssen mit den neuenAnforderungen Schritt halten, die sich fürUnternehmen aufgrund der technischenund wirtschaftlichen Veränderungen er-geben.

Qualität ist eine Querschnittaufgabe Hierin besteht eine große Chance,

neue und Erfolg versprechende Ansätzeeinzuführen und bereichsübergreifend zuetablieren. Entsprechende Lösungen wur-den bei den Aachener Qualitätsgesprächenvorgestellt, die auch in diesem Jahr vomFraunhofer-Institut für Produktionstech-nologie IPT und dem Werkzeugmaschi-

nenlabor der RWTH Aachen (WZL) ausge-richtet wurden. Moderiert von Prof. TiloPfeifer, der in beiden Instituten den Be-reich Qualitätsmanagement leitet, standdie Veranstaltung unter dem Motto: ›Vonder Idee zum Produkt – den Kunden imBlick‹. Vierzig Teilnehmer, vornehmlichFührungskräfte aus der Produktionstech-nik und den damit verbundenen Dienst-leistungen, diskutierten die vorgestell-ten Konzepte und Maßnahmen.

Produkte qualitätsorientiertgestalten

Qualitätsmanagement in der Produkt-entwicklung muss zum Ziel haben, Kom-plexität zu reduzieren. Für das Qualitäts-management bedeutet dies, dass die be-stehenden komplexen Methoden durchModularisierung in konkrete, leicht hand-

habbare, EDV-unter-stützte Werkzeuge um-zuwandeln sind. Ein ge-meinsames Projekt mitdiesem Ziel stellten dieVerantwortlichen vomWZL, der Plato AG, Lü-beck, und der PhilipsLicht GmbH, Aachen,vor. Die im Projekt ent-wickelte Software er-möglicht den Aufbaueiner Wissensbasis, mitderen Hilfe Daten, In-

formationen und Wissen, die durch dieAnwendung der QM-Methoden oder ein-zelner Werkzeuge generiert wurden, an-deren Entwicklerteams zur Verfügunggestellt werden können. Ein zentralesElement vieler Werkzeuge der Produkt-

Personen– Ein Leben für die

ProduktionstechnikProfessor Wilfried Königverstorben

Ereignisse– Durch Qualität inspiriert

Fünfte Aachener Qualitätsge-spräche im Schloss Vaalsbroek

– Schüler stürmten den CampusStudieninformationstag an derRWTH Aachen

– Neue Impulse für die Antriebs-technik

– VDI-Workshop›Laser in der Produktion‹

– Laser 2001

Termine– Workshop ›Simulation spa-

nender Fertigunsgverfahren –Entwicklung und Perspektiven‹

– Komplexitätsmanagement –zwischen Einzigartigkeit undVielfalt

– Innovationen rund umsKegelrad

– Praxisforum ›Virtual Reality –Anwendungen aus verschiede-nen Branchen‹

– Gestaltung von Spindel-Lager-systemen für die Hochge-schwindigkeitsbearbeitung

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3/2001

Gespannt folgten die Teilnehmerden Ausführungen der Vortragenden

aus Forschung und Industrie

Personen, Ereignisse, TermineNews

Ereignisse Ereignisse

Neue Impulsefür die Antriebstechnik

Für drei Tage war Aachen das Mekka derZahnrad- und Antriebstechnik. Über 300Experten aus Industrie und Wissenschaftinformierten sich auf der 42. Fachtagung›Zahnrad- und Getriebeuntersuchungen‹in Aachen über die neuesten Entwicklun-gen der Getriebetechnik. Die Tagung wirdalljährlich von der Getriebeabteilung desWZL veranstaltet und erfreut sich auchnach Jahrzehnten steigender Aufmerk-samkeit auch aus dem Ausland.

Die Getriebeabteilung des WZL be-steht seit bereits 47 Jahren als eigenstän-dige Forschergruppe und besitzt nationalund international einen ausgezeichnetenRuf. Mit rund 60 Mitarbeitern ist sie nichtnur eine der größten Forschungsgruppenihrer Art in Europa, sie ist auch die einzige,die den gesamten Bereich der Antriebs-technik von der Auslegung und Dimen-sionierung von Getrieben, der Verzah-nungsfertigung sowie der Untersuchungdes Lauf- und Geräuschverhaltens ab-deckt. Derzeit ist die WZL-Getriebeab-teilung unter anderem in vier von derEuropäischen Union gefördertenForschungsprojekten als Partner interna-tionaler Firmen aus den Bereichen derFahrzeug- und Luftfahrtindustrie sowiedes Werkzeugmaschinenbaus einbezogen.

Die Themen der Vorträge waren ent-sprechend der Arbeitsgebiete am WZLsehr breit gefächert. Von der Fertigungs-simulation bei der Zahnradherstellungüber die Verzahnungsauslegung undVerzahnungskonstruktion wurde deutlich,welches Potential zur Gewichtsreduzie-

Neben den zahlreichen Vorträgen zuden neuesten Forschungsergebnissen derAachener Getriebe-Spezialisten standenausführliche Diskussionen im Mittelpunktder Veranstaltung. Besonderes Interesseder Teilnehmer fanden die Besichtigun-gen der Versuchsanlagen im Werkzeug-maschinenlabor, wo junge Wissenschaft-ler ihre Ergebnisse präsentierten undTrends in der Entwicklung diskutierten.

Geleitet wird die Getriebegruppe desWZL von den Professoren Dr.-Ing. F. Klockeund Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. M. Weck. ZurGewährleistung einer praxisorientiertenForschung und einer zügigen Umsetzungder Forschungsergebnisse in die indus-trielle Praxis wurde bereits im Jahre 1956der WZL-Getriebekreis konstituiert, dermittlerweile 64 Mitgliedsfirmen aus derGetriebebranche aufweist. Dabei hat sichdie Mitgliederzahl während der vergange-nen drei Jahre mehr als verdoppelt, wassicherlich für die Attraktivität dieser Formder Gemeinschaftsforschung spricht.

entwicklung ist dabei die Strukturanaly-se. Sie wird beispielsweise im QFD, in derFMEA oder im Target-Costing eingesetzt.Am Beispiel der Xenon-Lampe für Auto-mobilscheinwerfer wurde dann vorge-führt, wie die rechnerunterstützten QM-Werkzeuge bei der Forderungs-, der Sy-stem- und der Fehleranalyse genutztwerden können.

Produktionsprozesse optimieren99 Prozent Qualität in der Produktion

reichen nicht aus. Auf Basis dieser Thesediskutierte Michael Rübartsch vom Fraun-hofer IPT den zunehmend auch in Euro-pa eingesetzten Six-Sigma-Ansatz, beidem alle Prozesse im Unternehmen nachder Qualität ihrer Ergebnisse, d.h. ihrerFehlerrate bewertet werden. Neu ist dieAusdehnung des Ansatzes auf alle Pro-zesse im Unternehmen und vor allem dieOrganisationsstrukturen, die aufgebautwerden, um den Ansatz konsequent inallen Unternehmensbereichen zu verfol-gen. Eine QM-Methode, die sich im Rah-men des Six-Sigma-Programmes einset-zen lässt, ist die neu entdeckte Theory ofInventive Problem Solving (TRIZ), derenHauptprinzipien Dr. Rolf Herb von derRoche Diagnostics GmbH, Tutzing, ver-anschaulichte. Dabei zeigte er Gesetzmä-ßigkeiten auf, die generell für technischeEntwicklungen gelten. Auf die Frage derTeilnehmer, wie sich der Einsatz von TRIZin den Entwicklungsteams fördern lasse,bot Dr. Herb zwei Alternativen: Der für dieAnwender sehr bequeme Guru-Ansatz,bei dem sich die Anwender mit der Me-thode nicht selbst auskennen müssen,

führe rasch zu Zeitengpässen beim Me-thoden-Guru. Der Coach-Ansatz hinge-gen, bei dem Hilfe zur Selbsthilfe dasZiel ist und jeder sein Wissen weitergibt,sei effizient, aber unbequem – und fürlangfristige und weit reichende Verbes-serungen unabdingbar.

Der Termin für die nächsten Aache-ner Qualitätsgespräche steht bereits fest:Am 22. Und 23. April 2002 trifft mansich wieder in Aachen.

Schüler stürmtenden CampusStudieninformationstag an derRWTH Aachen

Angesichts immer noch zu geringerStudentenzahlen nutzten die Institute derRWTH Aachen den Studieninformations-tag, sich und ihre Arbeitsfelder den Schü-lern zu präsentieren. Über 150 Informa-tionsstände und zahlreiche Vorträge lock-ten weit über 10000 Schüler aus dem ge-samten Bundesgebiet nach Aachen, umsich hier an Ort und Stelle über Studien-möglichkeiten und Institute zu informie-ren. Natürlich waren auch das Werkzeug-

maschinenlabor und dasFraunhofer-Institut fürProduktionstechnologiemit attraktiven Expona-ten und reichlich Man-power vertreten, um dieFragen der Schüler undSchülerinnen zu beant-worten. Highlight derWZL-IPT-Präsentatio-nen war zweifellos das

Model der Dyna-M-Maschine, an dersich die angehenden Studenten Schlüssel-anhänger mit ihrem Namenszug anferti-gen lassen konnten.

Die Exponate von WZL undFraunhofer IPT waren ständig von

Schülern umlagert

rechts oben: Auch die Bürger-meisterin der Stadt Aachen, Meike

Thüllen, und RWTH-Rektor Prof.Burkhard Rauhut liessen sich einen

Schlüsselanhänger fertigen

Die Teilnehmer der Getriebetagungdiskutieren Forschungsergebnissedirekt vor Ort

rung und Leistungssteigerung sich durchden Einsatz moderner Software-Tools beider Optimierung der Zahnrad- und Ge-triebegestaltung ergibt. Neueste Erkennt-nisse aus dem Bereich der Zahnradvorbe-arbeitung und der Weich- und Hartfein-bearbeitung standen ebenfalls auf demProgramm der Getriebetagung 2001. Desweiteren wurden neue Ergebnisse aus demBereich des Einsatzes von nachver-dichteten, sintertechnisch hergestelltenVerzahnungen in Fahrzeuggetrieben undErgebnisse von Arbeiten zur Hartfein-bearbeitung von Verzahnungen mit derFertigungsverfahren Schälwälzfräsen,Leistungshonen und Profilschleifen vor-gestellt.

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3/2001 17Tools

3/2001

Personen, Ereignisse, Termine Impressum

Tools 3/20018. JahrgangISSN 0947-8647

Ein Magazin über die Forschung derAachener Produktionstechniker des WZLund Fraunhofer IPT. Zur Informationder Medien, Wirtschaft und Wissenschaft;für Kunden, Partner und Mitarbeiter.

Erscheinungsweise: viermal jährlich

HerausgeberProfessor Walter EversheimProfessor Fritz KlockeProfessor Tilo PfeiferProfessor Manfred Weck

ADITEC gGmbHSteinbachstraße 25D-52074 AachenTelefon 0241/80-3614Telefax 0241/83769

Fraunhofer-Institut fürProduktionstechnologie IPTSteinbachstraße 17D-52074 AachenTelefon 0241/8904-180Telefax 0241/8904-198www.ipt.fhg.de

Laboratorium für Werkzeugmaschinenund Betriebslehre (WZL) der RWTH AachenSteinbachstraße 53D-52074 AachenTelefon 0241/80-7968Telefax 0241/8888-293www.wzl.rwth-aachen.de

RedaktionsanschriftLaboratorium für Werkzeugmaschinenund Betriebslehre (WZL) der RWTH AachenSteinbachstraße 53D-52074 Aachen

RedaktionDipl.-Journ. Andrea Dillitzer (verantwortlich)Kurt Rütten, WZL

Graphik-Design, LayoutDipl.-Des. Heike I. Plath, Aachenwww.plath-design.com

PhotosIPA (S. 5)Heidi Peters (Titel, S. 7, 14, 15)Fraunhofer IPT (S. 8)Dirk Jahn (S. 11)DaimlerChrysler Corp. (S. 13)Kurt Rütten (S. 16, 17)

DruckRhiem Druck GmbH, Voerde

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit voll-ständiger Quellenangabe und nach Rück-sprache mit der Redaktion. Belegexemplarewerden erbeten.

News

Ereignisse

VeranstaltungsortAGIT Technologiezentrum Aachen

Ihr AnsprechpartnerDipl.-Ing. Dipl.-Kfm. Hendrik RiedelTelefon 0241/ 802-7406Fax 0241/ 802-2293

18. bis 19. Oktober 2001Innovationen rund ums Kegelrad2. Auflage des 3. Aachener Kegel-rad-Seminars 2001Das Seminar bietet einen Einblickin den aktuellen Entwicklungstandder Bereiche Kegelradauslegungund –berechnung sowie der Kegel-radfertigung und Qualitätssiche-rung. Um einen größeren interna-tionalen Hörerkreis anzusprechenwird diesmal zusätzlich eineSimultanübersetzung angeboten.

VeranstalterWZL, ADITEC gGmbH

VeranstaltungsortADITEC, Aachen

Ihr AnsprechpartnerDipl.-Ing. Torsten Kurr, MBATelefon +49/241/83691Fax +49/241/83769

15. November 2001Praxisforum ›Virtual Reality –Anwendungen aus verschiedenenBranchen‹Anhand von Vorträgen und prakti-schen Demonstrationen bekommeninteressierte Teilnehmer einen Über-blick über die aktuellen Entwick-lungen und Anwendungsgebiete ausdem Themenkomplex ›Virtual

VDI-Workshop›Laser in der Produktion‹

Am 16. Mai fand zum zweiten Mal dieVDI-Fachtagung ›Laser in der Produkti-on‹ im VDI-Haus Düsseldorf statt. DasSeminar wurde vom VDI, dem Laserzen-trum Hannover und dem Fraunhofer IPTin enger Zusammenarbeit mit namhaf-ten Partnern aus weiten Bereichen derProduktion veranstaltet. Da diePotenziale für den Lasereinsatz in derProduktion und speziell im Bereich derSchweißtechnologie bei weitem nochnicht ausgeschöpft sind, informiertensich zahlreiche Fachleute und Entschei-dungsträger aus Entwicklung, Konstruk-tion und Fertigung über die neue Fort-schritte in der Laserfügetechnologie.

Die Referenten stellten Ihre Erfah-rungen aus der Lasertechnologie in in-dustriellen Unternehmen, von derEntscheidungsphase bis hin zur Umset-zung vor. Die wesentlichen Vorteile desLasereinsatzes beim Löten – höhereBearbeitungsqualitäten und dadurch re-duzierte Fertigungskosten – wurden indem Vortrag ›Laserstrahlhartlöten – einealternative Fügetechnologie‹ von PierreSenster vom Fraunhofer IPT präsentiert.

Individuelle Expertengespräche er-möglichten den Teilnehmern im weiternVerlauf der Veranstaltung, Lösungen fürdie Problemstellungen ihrer Fertigungs-prozesse zu erarbeiten.

Laser 2001

Anlässlich der Messe ›Laser 2001‹ in Mün-chen, trat das Fraunhofer IPT vom 18. bis22. Juni 2001 im Rahmen eines Fraunho-fer-Gemeinschaftsstandes auf. Das Insti-tut stellte neben langjährigen Kernkom-petenzen wie dem selektiven Lasersinternbzw. der Bearbeitung von Optiken zurStrahlformung und –führung, auch neueEntwicklungen im Bereich des Laserstrahl-schweißens und der laserunterstütztenBearbeitung vor.

Zentrales Exponat des Messeauftrittswar ein Roboter der Firma Morotech mitadaptiertem Hochleistungsdiodenlaser derFirma Laserline, der an vier Bearbei-tungsstationen die vielfältigen Einsatz-möglichkeiten der Lasertechnik demon-strierte. Neben der ultraschallunterstütztenDrehbearbeitung von Laseroptiken zurStrahlformung und -führung sowie demLasersintern von Feingussformschalen zurschnellen Fertigung von metallischen Pro-totypen, wurde das Laserschweißen vonkomplexen Bauteilen aus Aluminium-blechen für den Wärmetauscherbau vor-gestellt.

Auch die Kombination konventionel-ler Fertigungsverfahren mit der Lasertech-nik bietet neue Ansätze für leistungsfähi-gere Prozesse. In diesem Zusammenhangpräsentierte das Fraunhofer IPT hybrideTechnologien, wie das laserunterstützteZerspanen (Drehen, Fräsen) oder Umfor-men, die eine deutlich schnellere Bearbei-tung und damit eine Optimierung derFertigungszeiten bei der Bearbeitung ke-ramischer und schwer umform- bzw. zer-spanbarer Werkstoffe ermöglichen.

Ereignisse

Tagungen/Konferenzen

18. September 2001Workshop ›Simulation spanenderFertigungsverfahren – Entwick-lungen und Perspektiven‹Acht Fraunhofer-Institute habensich zu dem Kompetenzverbund›SimCut‹ zusammengeschlossen,um Industriefirmen ein zentralesKom-plettangebot im Bereich derZerspansimulation zu bieten.Innerhalb des Workshops wird derStand der Technik in Kurzvorträgendargestellt und zukünftige Ent-wicklungen gemeinsam diskutiert.

VeranstalterFraunhofer IPT

VeranstaltungsortFraunhofer IPT Aachen, Hörsaal 100

Ihr AnsprechpartnerDipl.- Ing. Lars MarkworthTelefon 0241/8904-205Fax 0241/8904-198

18. bis 19. Oktober 2001Tagung Komplexitätsmanagement –zwischen Einzigartigkeit undVielfaltZum wiederholten Male werdenHerausforderungen im komplexenZusammenspiel externer und inter-ner Faktoren wie Kundenbedürf-nisse, Gesetze, Geschäftsprozesse,Produktstruktur oder Mitarbeiter-potentiale diskutiert.Referenten aus Industrie undForschung berichten dabei überneue Trends und Lösungen.

VeranstalterGPS, WZL, fir

Termine

Reality‹ (VR). Das Praxisforum gibtdabei einen Überblick über ver-schiedene Anwendungsgebiete derVR, angefangen von der Automo-bilindustrie über den Designbereichbis zur Anwendung in mittelstän-dischen Unternehmen. Verschiede-ne VR-Systemanbieter werden ihreVisu-alisierungslösungen undSoftware-pakete im Rahmen einerDemonstration vorstellen, die vomHighEnd-Bereich bis zu kosten-günstigen Umsetzungen reichen.

VeranstalterFraunhofer IPT

VeranstaltungsortFraunhofer IPT Aachen

Ihr AnsprechpartnerDipl.- Ing. Andreas StraubeTelefon 0241/8904-243Fax 0241/8904-198

5. bis 6. Dezember 2001Gestaltung von Spindel-Lager-systemen für die Hochgeschwin-digkeitsbearbeitungZiel des Seminars ist es, einenÜber-blick über den heutigenStandder Hochgeschwindigkeits-Spindel-Lagersysteme sowie einen Einblickin die Vorgehensweise bei der kon-struktiven Gestaltung dieserSysteme zu vermitteln.

VeranstalterWZL, ADITECgGmbH

VeranstaltungsortADITEC, Aachen

Ihr AnsprechpartnerDipl.-Ing. Torsten Kurr, MBATelefon +49/241/83691Fax +49/241/83769

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InhaltThemenVirtualität - Vom Produkt bis zur ProduktionProzesssimulation und Virtual RealityNetzwerktool NETTOARVIKA - Augmented Reality

Forum: "Shared Minds Without Co-Location"NewsPersonenEreignisseTermine