Der Fokus dieser Hausarbeit wird zum einen sein, grundlegende Begrifflichkeiten autonomer Werkzeugmaschinen vorzustellen. Zum anderen sollen Ansätze aufgezeigt werden, die die Vernetzung autonomer Werkzeugmaschinen veranschaulichen. Anhand eines aktuellen Beispiels werden die Möglichkeiten autonomer Werkzeugmaschinen aufgezeigt, die in dem darauffolgenden Kapitel ausgeführt und den Grenzen autonomer WZM gegenübergestellt werden. Ein Ausblick über die zukünftige Entwicklung des Themas schließt diese Arbeit ab.
Henry Ford war aus wirtschaftlicher Sicht ein Pionier, da er das bis dahin bekannte Produktionskonzept in einem so hohen Maße optimierte, dass er damit das Automobil erstmals einem breiten Markt zugänglich machen konnte. Er standardisierte essentielle Fertigungsprozesse und führte als erster Unternehmer das bewegliche Montageband ein.
„Any customer can have a car painted any color that he wants so long as it is black“. Werden Produkte innerhalb einer Fließbandproduktion, also einer Abfolge von fest definierten Arbeitsschritten über einen einheitlichen Fertigungsfluss, hergestellt, werden an erster Stelle die Kosten, aber auch die Flexibilität der Fertigung gesenkt. So konnte Henry Ford nach Umstellung auf sein neues Produktionssystem am 14. Januar 1914 die Herstellungskosten und somit den Verkaufspreis für das hauseigene „Model T“ circa um die Hälfte senken, bot das Automobil aber auch nur in der Farbe Schwarz an – die Kunden mussten sich also nach den Vorgaben Fords richten. Das Model T war (bis 1972) das meistverkaufte Auto der Welt.
Der fortlaufende Ausbau der Produktivität industrieller Fertigungsprozesse befindet sich heute – mehr als 115 Jahre später – auf einem so hohen Level wie nie zuvor. Trotzdem sieht sich die heutige Industrie vor neuen Herausforderungen, die den Fortbestand eben dieser stetigen Verbesserung gefährden. Einer zunehmenden Unvorhersehbarkeit und Volatilität der Märkte sowie einer stark ansteigenden Variantenvielfalt bei gleichzeitig sinkenden Stückzahlen lassen sich nicht mehr mit den starren Automatisierungskonzepten begegnen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen autonomer Werkzeugmaschinen
- Automatisierung 4.0
- Werkzeugmaschinen
- Cyber-physische Werkzeugmaschine
- Autonomie von Werkzeugmaschinen
- Konzepte der Vernetzung von Werkzeugmaschinen
- Durchgehende CAD-CAM-NC-Kette
- Simulation von Prozess-Maschinen Interaktionen
- Big Data Analysen
- Beispiel: Autonome Regeneration komplexer Industriegüter
- Möglichkeiten und Grenzen autonomer Werkzeugmaschinen
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Hausarbeit befasst sich mit dem Thema der autonomen Werkzeugmaschine im Kontext von Industrie 4.0. Sie analysiert das Konzept der Cyber-physischen Systeme (CPS) und dessen Anwendung auf Werkzeugmaschinen, um deren Autonomie zu ermöglichen.
- Konvergenz von realer und digitaler Welt durch Cyber-physische Systeme
- Autonomie von Werkzeugmaschinen durch Vernetzung und Digitalisierung
- Potenziale und Herausforderungen der autonomen Fertigung in Industrie 4.0
- Konzepte der Vernetzung und Datenauswertung für autonome Werkzeugmaschinen
- Beispiele für die Anwendung autonomer Werkzeugmaschinen in der Praxis
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Diese Einleitung stellt den Kontext der Arbeit dar und beleuchtet die historische Entwicklung der Automatisierung in der industriellen Fertigung. Sie führt den Leser in die Thematik der autonomen Werkzeugmaschine und die Bedeutung von Cyber-physischen Systemen (CPS) im Kontext von Industrie 4.0 ein.
- Grundlagen autonomer Werkzeugmaschinen: Dieses Kapitel definiert und erläutert die grundlegenden Konzepte der Automatisierung 4.0, Werkzeugmaschinen und Cyber-physische Systeme (CPS). Es werden die technischen Eigenschaften und Funktionsweisen von Werkzeugmaschinen im Detail beleuchtet, sowie die Rolle von CPS im Kontext von Autonomie und Vernetzung in der Fertigung.
- Konzepte der Vernetzung von Werkzeugmaschinen: Dieses Kapitel analysiert verschiedene Konzepte der Vernetzung von Werkzeugmaschinen, darunter die durchgehende CAD-CAM-NC-Kette, Simulation von Prozess-Maschinen Interaktionen und Big Data Analysen. Es wird die Bedeutung von Datenanalyse und -verarbeitung für die Optimierung und Steuerung autonomer Produktionsprozesse hervorgehoben.
- Beispiel: Autonome Regeneration komplexer Industriegüter: Dieses Kapitel präsentiert ein Praxisbeispiel für die Anwendung autonomer Werkzeugmaschinen in der Regeneration komplexer Industriegüter. Es zeigt die Vorteile und Herausforderungen von autonomen Systemen in der industriellen Praxis auf.
- Möglichkeiten und Grenzen autonomer Werkzeugmaschinen: Dieses Kapitel beleuchtet die Möglichkeiten und Grenzen autonomer Werkzeugmaschinen im Hinblick auf die zukünftige Entwicklung der industriellen Fertigung. Es analysiert die Potenziale und Herausforderungen, die mit dem Einsatz autonomer Systeme verbunden sind.
Schlüsselwörter
Die zentralen Begriffe der Arbeit sind: Industrie 4.0, Automatisierung, Cyber-physische Systeme (CPS), Werkzeugmaschine, Autonomie, Vernetzung, Digitalisierung, CAD-CAM-NC-Kette, Simulation, Big Data Analysen.
- Quote paper
- Adrian Helming (Author), 2019, Industrie 4.0. Die autonome Werkzeugmaschine, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/925464
