Simulationstools in der Produktion

11M0630

Master

Deutsch

5.0

nur Sommersemester

1 Semester

Die stetig kürzeren Markteinführungszeiten und steigenden Qualitätsanforderungen neuer Produkte sind nur durch eine weitestgehende Synchronisation bei der Produkt- und Produktionsentwicklung mit datendurchgängigen Softwaretools erreichbar. Auf der Produktionsseite werden hierdurch abgesicherte Zielkosten und Qualität, steile Produktionsanlaufkurven und ein optimaler Anlagenbetrieb sichergestellt.

Das Verstehen und praktische Anwenden moderner Simulationstools mit dem Fokus auf Produktionsprozesse und Produktionsabläufe ist hierfür grundlegend. So müssen zum einen fertigungstechnische Prozesse wie Umformen, Schweißen und Spritzgießen betrachtet werden. Zum anderen ist die Untersuchung von Produktionsabläufen wie beim Lackieren, beim Einsatz von Industrierobotern, bei manuellen Montageszenarien und bei Materialflüssen bedeutend. Eingerahmt werden diese Lehrinhalte von einer grundlegenden Wissens- und Methodenvermittlung für eine zielgerichtete und effiziente Durchführung von Simulationsuntersuchungen und Stimulationsstudien.

Exkursionen werden bedarfsorientiert und begleitend zu der Lehrveranstaltung durchgeführt.

1. Grundlagen -> Produktionsnahe Simulationstechniken und -werkzeuge, Durchführung von Simulationsstudien, Simulationstools in der Digitalen Fabrik

Block A: Simulation fertigungstechnischer Prozesse:
2. Umformsimulation -> Strategien, nichtlineare Finite Elemente Methode, Materialeigenschaften, Kontaktbedingungen, Prozessablauf

3. Schweißsimulation -> Radaj-Dreieck, Wärmeleitmodelle, Verzug, Eigenspannungen, Simulationsablauf

4. Kunststoffspritzgießsimulation -> Grundlagen, Analysemöglichkeiten, Vernetzungsmethoden, Ablauf einer Simulationsuntersuchung

Block B: Simulation komplexer Produktionsabläufe:
5. Lackiersimulation -> Teilchenströmung vs. Beschichtungsprozess, Prozess- und Werkstückmodellierung, Ergebnisdarstellung

6. Robotersimulation -> Übersicht zu Simulationstools, Realistic Robot Simulation, Kollisionsvermeidende Bahnplanung, Offline-Pfad-/Programmerstellung

7. Menschsimulation und Ergonomieanalysen -> Menschmodell, Biomechanik, Bewegungsdefinition, Analyseverfahren

8. Ereignisorientierte Simulation -> Anwendungsgebiete, Funktionsweise, Datenaufbereitung, Ergebnisauswertung

Als Simulationstools kommen in den praxisnahen Simulationsübungen Autoform, Simufact, Moldflow, Process Simulate und Plant Simulation zum Einsatz.

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur oder
• mündliche Prüfung

• experimentelle Arbeit

Die benotete Prüfungsleistung wird von den Dozierenden festgelegt: Klausur oder mündliche Prüfung.

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Mündliche Prüfung: siehe jeweils gültigen Allgemeinen Teil der Prüfungsordnung

Unbenotete Prüfungsleistung:

• Experimentelle Arbeit: Im Rahmen der unbenoteten Prüfungsleistung werden 3 bis 5 Versuchsaufgaben bearbeitet. 

Grundlegende Kenntnisse zu Produktionsabläufen, sowie industriellen Fertigungs- und Montageverfahren und deren Planung.

Nach Abschluss dieses Moduls grenzen Studierende die gängigen produktionsnahen Simulationswerkzeuge voneinander ab und beschreiben deren Nutzen im Produktionsumfeld. Sie erklären die Arbeitsweise etwaiger Simulationsprogramme und identifizieren erwartbare Genauigkeiten bzw. Ungenauigkeiten bei der Durchführung von Simulationsstudien.

Studierende wenden nach Abschluss des Moduls ausgewählte Simulationswerkzeuge zielgerichtet an und führen eigenständig Simulationsstudien zu produktionsrelevanten Aufgabenstellungen durch. Sie reflektieren kritisch die aus Simulationsstudien ableitbaren Ergebnisse und organisieren die Umsetzung dieser im Produktionsumfeld im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsmanagements.

Nach Abschluss des Moduls wählen Studierende relevante Daten (auch Massendaten) für Simulationsstudien aus und analysieren diese mit Blick auf die Implementierung geeigneter Simulationsmodelle. Sie belegen die Korrektheit der erstellten Simulationsmodelle mittels Verifizierung und Validierung auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse auf der Grundlage von Fachliteratur und Fallbeispielen. In diesem Zusammenhang entwerfen die Studierenden auch Forschungsfragen für die Weiterentwicklung von Simulationswerkzeugen und der dazu passenden Anwendungsmethodik.

• Rokossa, Dirk

• Rokossa, Dirk
• Sachnik, Peter