WZL-Jahresbericht 2018 by RWTH Aachen University

Jahresbericht 2018

Inhalt 1

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

4 5 7

Unser Institut Organigramm Institut in Zahlen

Unsere Highlights 2018

12 36 38 48 69

Unsere Kompetenzen Forschungsprojekte VerĂśffentlichungen Dissertationen Kalendarium

In stillem Gedenken

Weiterbildung

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Unser Netzwerk Kooperationen Arbeitskreise AusgrĂźndungen Karrierepool WZLforum

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Impressum

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 1

Vorwort Liebe Leserinnen und Leser,

vor Ihnen liegt der Jahresbericht 2018 unseres Instituts, des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen. Sie finden auch diesmal einen repräsentativen Querschnitt all dessen, was sich im abgelaufenen Jahr ereignet hat. An dieser Stelle sollen drei Dinge besonders hervorgehoben werden: Im März besuchte Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier zusammen mit Nordrhein-Westfalens Ministerpräsident Armin Laschet im Rahmen seines Antrittsbesuches in NRW unser Institut und konnte sich ein Bild über unsere laufenden Forschungsaktivitäten machen. Am 01. Juni 2018 hat dann Professor Fritz Klocke nach 23 Jahren »seinen« Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren an Professor Thomas Bergs übergeben. Professor Bergs wurde in dieser Funktion auch Mitglied des Direktoriums am Werkzeugmaschinenlabor WZL. Im September wurde schließlich der Exzellenz-Cluster »Internet of Production« bewilligt. In die im Januar 2019 beginnenden Forschungsarbeiten ist das WZL in den nächsten sieben Jahren maßgeblich mit eingebunden. Dies bietet uns eine ausgezeichnete Möglichkeit, unsere Forschungsarbeiten in diesem Themenfeld weiter konsequent auszubauen.

Das Direktorium des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen von links nach rechts:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren

Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh

Aber auch andere Ereignisse hat das Jahr mit sich gebracht. Genannt werden sollen an dieser Stelle die vielen Weiterbildungsveranstaltungen, die wir hier bei uns in Aachen anbieten, und die dazu beitragen, dass der ohnehin gute Kontakt zu den Firmen weiter intensiviert wurde. So ist es auch 2018 gelungen, ein solides Fundament für die erfolgreiche Arbeit am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen zu schaffen. Natürlich finden Sie im vorliegenden Jahresbericht wie gewohnt eine ausführliche Darstellung ausgewählter Forschungsarbeiten, die exemplarisch einen detaillierten Einblick in die Forschungsergebnisse unseres Instituts zur Lösung der komplexen produktionstechnischen Fragestellungen geben. Die Zusammenstellung der Veröffentlichungen und Publikationen des Instituts vermittelt einen umfassenden Überblick über die Ansätze und Entwicklungen des vergangenen Jahres, die wir verfolgen. Abgerundet wird die Sammlung durch eine Auflistung der im vergangenen Jahr erfolgreich abgeschlossenen Dissertationen. Wir danken unseren Freunden und Förderern für die tatkräftige Unterstützung während des vergangenen Jahres. Unser Dank gilt auch den zahlreichen Kooperationspartnern für die angenehme und erfolgreiche Zusammenarbeit. Diese Zusammenarbeit wird auch in Zukunft Garant dafür sein, kommende Aufgaben und Herausforderungen gemeinsam zu bewältigen.

Lehrstuhl für Produktionssystematik

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen

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Unser Institut Moderne Produktionstechnik durch praxisnahe Forschung Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University steht weltweit als Synonym für zukunftsweisende Forschung in der Produktionstechnik. In sechs Forschungsbereichen werden sowohl grundlagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie ausgerichtete Forschungsvorhaben durchgeführt und darüber hinaus praxisgerechte Lösungen zur Rationalisierung der Produktion erarbeitet. Aus der Zielsetzung, den Gesamtbereich der Produktionstechnik in einem Hause zu behandeln, resultiert ein breites Arbeitsgebiet, das sich auf die Unternehmensbereiche Entwicklung und Konstruktion, Qualitätsmanagement, Organisation, Arbeitsvorbereitung, Fertigung und Montage sowie Steuerung und Automatisierung ausrichtet. Diese Aktivitäten werden auf dem RWTH Aachen Campus im Cluster Produktionstechnik verstetigt.

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Struktur Die Struktur des Laboratoriums wurde bewusst so konzipiert, dass durch die Vertretung der Bereiche (siehe Aufzählung rechts) bis auf den Verkauf von Produkten alle Aufgaben, die in modernen Produktionsunternehmen auftreten, im Rahmen kompetenter Projektorganisation in einem einzigen Institut bearbeitet werden können.

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Organisation Produktionsmanagement Produktionstechnologie Produktionsmittel Qualitätsmanagement Mess- und Montagetechnik

Institutsdirektorium WZL Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh (geschäftsführender Direktor) Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher

Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement

Lehrstuhl für Produktionssystematik

Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren

Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen

Finanzen Sonja Hartmeyer

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh

Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, MBA

Prof. Dr.-Ing.

Presse & Öffentlichkeit Viktoria Ingelmann

Christian Brecher

Robert Schmitt

Bibliothek Gisela Sistemich

Geschäftsführender Oberingenieur

Geschäftsführende Oberingenieure

Geschäftsführender Oberingenieur

EDV / Dokumentation Andreas Borgmann

Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Peterek

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Boos, MBA

Dr.-Ing. Patrick Mattfeld, MBA

Dr.-Ing. Werner Herfs, MBA

Messraum Thomas Fischer

Dr.-Ing. Michael Riesener · Modellbasierte Systeme · Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Peterek Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Guido Hüttemann · Organizational Development · Dr. phil. Ina Heine · Quality Intelligence · Max Ellerich, M.Sc.

· Innovationsmanagement · Dr.-Ing. Christian Dölle · Produktionsmanagement · Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jan-Philipp Prote · Unternehmensentwicklung · Christoph Kelzenberg, M.Sc. · Fabrikplanung · Dipl.-Wirt.-Ing. Matthias Dannapfel

Mechanische Werkstatt Christian May · Zerspantechnologie · Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. · Benjamin Döbbeler · Schleifen und Umformen · Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Daniel Trauth

· Maschinentechnik · Dr.-Ing. Marcel Fey · Steuerungstechnik · Simon Storms, M.Sc. ·

Getriebetechnik · Getriebetechnik Dr.-Ing.Löpenhaus Dipl.-Wirt.-Ing. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christoph Christoph Löpenhaus Christoph Löpenhaus · Abtragende Fertigungs· verfahren · Dr.-Ing. Andreas Klink

· Maschinendatenanalyse · und NC-Technik · Dr.-Ing. Alexander Epple

Elektrowerkstatt Rico Gros Eletronik-Werkstatt Thomas Janssen Lehrwerkstatt Timo Schönenberg Metallographie Dr. Mario Kittel CNC Kompetenzzentrum Christoph Koleczek

Stand: 01.12.2018

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Personalentwicklung 900 800

400 365

700 600

307

392

403

452 391

397

202

181

180

175

358

310

500 Es versteht sich von selbst, dass eine zukunftsorientierte, an den Bedürfnissen der Industrie ausgerichtete Ausbildung nur möglich ist, wenn diese Ausbildung durch umfangreiche und praxisnahe Forschungsarbeiten fundiert und begleitet wird. Mit 877 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter mehr als 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, führt das Institut sowohl grundlagenbezogene als auch an den Erfordernissen der Industrie ausgerichtete Forschungsvorhaben durch und erarbeitet seit mehr als über 100 Jahren praxisgerechte Systemlösungen für die Produktion.

400 300

170

200 201

171

176

186

221

219

214

2010

2011

2012

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214

241

247

239

242

248

250

2013

2014

2015

2016

2017

2018

100 Aus der Zielsetzung, den Gesamtbereich der Produktionstechnik in einem Hause zu behandeln, resultiert ein breites Arbeitsfeld, das sich auf die Gebiete Planung und Organisation, Entwicklung und Konstruktion, Fertigung und Montage, Automatisierung sowie Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement ausrichtet. Die im WZL durchgeführten Forschungsarbeiten zeichnen sich durch die enge Zusammenarbeit der verschiedenen Disziplinen des Maschinenbaus bzw. der Produktionstechnik sowie durch eine ausgewogene Mischung von Grundlagenforschung und anwendungsbezogener Entwicklung aus. In der Regel werden die Forschungsarbeiten gemeinsam mit unterschiedlichsten Industrieunternehmen durchgeführt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Forschungsergebnisse rasch in die betriebliche Praxis übernommen werden. Die aus den Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse fließen natürlich auch unmittelbar in die Lehre ein, die auf diese Weise stets aktualisiert wird.

0 2009

studentische Hilfskräfte nichtwissenschaftliche MitarbeiterInnen wissenschaftliche MitarbeiterInnen

Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen beschäftigte im Jahr 2018 877 Mitarbeiter*innen. 250 Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter forschten an unserem Institut und wurden dabei tatkräftig von 175 Beschäftigten in nichtwissenschaftlichen Bereichen und 452 studentischen Hilfskräften unterstützt.

Finanzierung 22,2% BMBF

1,7% EU 31,4% Industrie

13,2% DFG

22,5% RWTH Aachen

9,0% BMWI/AIF

Die Finanzierung des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen bestand auch 2018 aus sechs Komponenten. Trotz der verstärkten Wettbewerbssituation bei öffentlich geförderten Projekten konnte das Institut einen Aufwärtstrend bei diesen Projekten verzeichnen.

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Studienanfänger*innen Maschinenbau RWTH Aachen University WS 09/10

1545 323 1519

WS 10/11 301

2019

WS 11/12 434

2183

WS 12/13 520

2724

WS 13/14 583 WS 14/15

2760 600

WS 15/16

2727 623

WS 16/17

2828 647 2892

WS 17/18 624 WS 18/19

2760 557

Maschinenbau gesamt Wirtschaftsingenieurwesen

Unsere Highlights 2018

Erfreulich ist die erneut hohe Zahl der StudienanfängerInnen im Maschinenbau gesamt, eine Basis für unsere zukünftigen studentischen Hilfskräfte und unsere wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

· Besuch des Bundespräsidenten Frank-Walter Steinmeier · Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs übernimmt · Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren · Exzellenzcluster »Internet of Production« (IoP) bewilligt

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v.l.n.r.: Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Elke Büdenbender, Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh (hinten), Ministerpräsident Armin Laschet, Susanne Laschet sowie Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg

Bundespräsident Steinmeier besucht das WZL Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier kam mit seiner Frau Elke Büdenbender am 12. März 2018 zu seinem offiziellen Antrittsbesuch nach Nordrhein-Westfalen. Gemeinsam mit dem nordrhein-westfälischen Ministerpräsidenten Armin Laschet und seiner Ehefrau Susanne Laschet, RWTH-Rektor Prof. Ernst Schmachtenberg, sowie dem geschäftsführenden Direktor des WZL Prof. Günther Schuh besuchten sie das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und den Elektro-Fahrzeugentwickler e.GO Mobile AG im Cluster Produktionstechnik auf dem RWTH Aachen Campus. »Die Exzellenzuniversität RWTH Aachen mit ihrem Campus-Projekt zeigt in beeindruckender Weise, wie enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Praxis echte Innovationen hervorbringen kann. Gerade mit Erfolgsgeschichten wie dem StreetScooter und dem e.GO Life kann Nordrhein-Westfalen zum Motor der Elektromobilität werden. Die RWTH ist hier Vorreiter und eröffnet neue Optionen für die Verkehrswende. Innovationen kommen eben nicht nur aus Kalifornien, sondern auch aus Nordrhein-Westfalen«, so Ministerpräsident Armin Laschet.

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Das Cluster Produktionstechnik auf dem RWTH Aachen Campus ist eines der größten Forschungslabore zum Thema Produktionstechnik und Industrie 4.0 in Europa. Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen, Initiator dieses Clusters, steht weltweit seit mehr als 100 Jahren für zukunftsweisende Forschung und erfolgreiche Innovationen auf dem Gebiet der Produktionstechnik. Die Gäste erhielten im WZL einen Einblick in den Lehrstuhl Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement – einer von insgesamt vier Lehrstühlen am WZL – von Prof. Robert Schmitt, Direktor des WZL. Das Institut ist ebenfalls an der Entwicklung des Elektroautos e.GO Life beteiligt. Im Anschluss stellte Prof. Günther Schuh, CEO der e.GO Mobile AG, den Gästen das Elektroauto e.GO Life vor. Der Produktionsforscher erläuterte, wie das Unternehmen e.GO Mobile AG das Netzwerk aus Wissenschaft und Wirtschaft auf dem RWTH Aachen

Campus nutzt, um mit Industrie 4.0 eine besonders kostengünstige Prototypen- und Kleinserienproduktion zu ermöglichen. Die Serienproduktion des e.GO Life startete im Frühjahr 2018 in einem neuen Werk in Aachen Rothe-Erde. Das Land Nordrhein-Westfalen unterstützte den Aufbau der Produktionsstätte der e.GO Mobile AG durch das Regionale Wirtschaftsförderungsprogramm. »In der vielfältigen Universitäts- und Wissenschaftslandschaft Nordrhein-Westfalen ragt die Technische Hochschule in Aachen heraus, unter anderem durch ihren wichtigen Beitrag zur Elektromobilität. Hier wird gezeigt, was von den klassischen Autobauern bisher nicht für möglich gehalten wurde, nämlich Elektroautos zu vertretbaren Preisen zu bauen. Ich bin schon sehr gespannt, was wir hier noch zu hören bekommen«, so Bundespräsident FrankWalter Steinmeier.

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Nach 23 Jahren übergab am 1. Juni 2018 Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke die Leitung des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University an Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, MBA.

»Wir gestalten die Fertigungstechnik 4.0« Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs übernimmt Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren am WZL

Der WZL-Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren forscht für einen breiten Anwendungsbereich, beispielsweise für den Flugzeug- und Triebwerksbau, den Fahrzeugbau, den Werkzeugund Formenbau, die optische Industrie sowie für die Medizintechnik. »Hierbei steht primär die Frage im Vordergrund, wie sich die Wechselwirkungen zwischen dem Fertigungsmittel und dem Bauteil bestmöglich modellieren lassen und zwar immer vor dem Hintergrund der Auswirkung auf die Funktion des Bauteils sowie der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen«, erläutert Thomas Bergs. Selbstverständlich wird das Thema Digitalisierung und Vernetzung zukünftig eine stärkere Rolle spielen, um mit Daten und Modellen Fertigungsprozesse zu optimieren. »Wir gestalten die Fertigungstechnik 4.0«, so bringt es der neue Lehrstuhlinhaber auf den Punkt. Nach dem Grundstudium des Maschinenbaus an der Universität Duisburg GH wechselte Thomas Bergs zum Hauptstudium mit dem Schwerpunkt Konstruktionstechnik an die RWTH Aachen. 1995 schloss er das Studium mit dem Diplom ab. Seine Diplomarbeit schrieb er am Engineering Research Center for Netshape Manufacturing in Columbus, Ohio. Angesprochen auf seine damaligen USA-Erfahrungen äußerte sich Thomas Bergs kürzlich: »Wirklich prägend war das gesamte kulturelle und persönliche Umfeld; und zwar innerhalb und außerhalb des Instituts. Die besondere Lebens- und Arbeitsweise der amerikanischen Studierenden hautnah mitzuerleben, ist eine klasse Erfahrung. Letztlich verschafft genau diese Erfahrung einen objektiveren Blick auf die eigenen Verhältnisse an den Universitäten hier bei uns in Deutschland.« Im Anschluss war Bergs von 1995 bis 2001 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen in der Abteilung Prozesstechnologie. Seine Arbeitsschwerpunkte lagen dabei im Bereich der laserunterstützenden Zerspanung. Seit Anfang 2001 war er geschäftsführender Oberingenieur des Fraunhofer IPT. Für seine Promotion, die im November 2001 erfolgte, erhielt Thomas Bergs die Borchers-Plakette. Ebenfalls an der RWTH schloss Bergs 2011 berufsbegleitend den Executive Master of Business Administration ab. Zum 1.6.2018 erfolgte nun die Berufung zum Universitätsprofessor an den Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren an der RWTH Aachen sowie seine Ernennung zum Mitglied des Direktoriums am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT.

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Exzellenzcluster »Internet of Production« Neues Aachener Exzellenzcluster startet am 01.01.2019 Nicht nur für den Standort Aachen, sondern generell für die Zukunft der Produktionstechnik, wurde am 27. September 2018 mit der Entscheidung über eine erneute Förderung der Aachener Produktionstechnik im Rahmen der Exzellenzinitiative eine wichtige Weiche gestellt und damit gleichsam eine Chance für die produktionstechnische Forschung in Deutschland. »Wir sind überglücklich, dankbar und stolz über die Entscheidung. Wir dürfen die Zukunft der Digitalisierung in der Produktionstechnik in Aachen vordenken und freuen uns, die selbstgestellten Herausforderungen anzunehmen«, so Professor Dr.-Ing. Christian Brecher, Sprecher des alten und auch designierter Sprecher des neuen Aachener Exzellenzclusters »Internet of Production« (IoP) im Bereich der Produktionstechnik. Über die kommenden sieben Jahre Förderphase wird zugleich mit einer Verlängerung um weitere sieben Jahre eine außergewöhnlich langfristige und beständige Forschungsarbeit im Großverbund ermöglicht.

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Dass man optimistisch in die Zukunft schauen kann, hat man bereits in den zwölf zurückliegenden Jahren im Rahmen des Exzellenzclusters »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« bewiesen, in denen es erfolgreich gelungen ist, Lösungen für die Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Gewerbes zu schaffen. Zu den Erfolgen zählen beispielsweise Entwicklungen neuer intelligenter Produktionssysteme, Lösungen zur effizienten Fertigung kundenindividueller Bauteile, das durchgängige ProductLife-Cycle Management (PLM) sowie die zunehmende Vernetzung und Kollaboration.

Die Kollaboration ist bereits im strukturellen Ansatz des Exzellenzclusters erkennbar, bestehend aus der Vernetzung von über 25 Instituten und Forschungseinrichtungen. Aachens renommierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Produktionstechnik, Informatik, Werkstoffwissenschaften sowie Wirtschaftswissenschaften, aber auch Arbeitswissenschaft und Psychologie, haben sich zur Umsetzung des IoP formiert, um gemeinsam die interdisziplinären Herausforderungen wie die Integration von produktionstechnischen Modellen in datengetriebenes Machine Learning anzugehen.

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Als Basis des Transfers der Aachener Produktionstechnik in das Zeitalter der vierten industriellen Revolution steht nun im neu bewilligten Cluster IoP der nächste wichtige Meilenstein zur weiteren Schaffung anwendungsorientierter und innovativer Lösungen auf dem Programm. Das »Internet of Production« bietet dabei die echtzeitfähige, sichere Informationsverfügbarkeit aller relevanten Daten zu jeder Zeit, an jedem Ort und gilt als das Kernstück der Industrie 4.0. Das IoP ebnet so den Weg in eine neue Ära der Produktion. Durch die Summe der generierten und aggregierten Daten – dem volumenstarken »Digitalen Schatten« der Produktion – entsteht Prognosefähigkeit mit dem Ziel einer beherrschten Produktion. Angefangen von der gesamten Produktentwicklung bis hin zur schnellen, fehlerfreien Umsetzung von sofort erforderlichen Veränderungen in der Serienproduktion, wird domänenübergreifendes Wissen generiert und genutzt. Dieser Ansatz der bedarfsgerechten Datenanalyse und der Anwendung von Algorithmen des maschinellen Lernens birgt großes Potenzial und setzt wichtige Impulse für die gesamte Produktionstechnik.

Einzigartige Infrastruktur des »Engineering Valley« auf dem Campus Melaten Der Standort Aachen ist durch seine einzigartige Breite und ein herausragendes Ansehen in der Produktionsforschung geprägt, was auch durch die Ergebnisse des ehemaligen Clusters untermauert wird und ist damit der ideale Ausgangspunkt für das IoP. Der RWTH Aachen Campus bietet hierzu einzigartige infrastrukturelle Voraussetzungen mit diversen Forschungsinstituten und industriellen Partnern zur integrativen Entwicklung und Validierung des Internet of Production und stellt eine einzigartige Plattform bereit, um Antworten rund um die Leitthemen der Zukunft der Digitalisierung in der Produktion zu finden. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Forschungsteams wird darüber hinaus u.a. durch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses im Rahmen einer Graduiertenschule (»Research School«) unterstützt. Auf dem Campus Melaten haben Industrie und Spitzenforschung gemeinsamen Raum gefunden und nutzen effizient die Kollaboration zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Dieses Areal, das in den nächsten Jahren noch weiterwachsen wird, schafft aber nicht nur den Nährboden für Innovationen und konkrete Lösungen für die Produktion von Morgen, sondern ist auch Heimat zahlreicher Spin-Offs und Start-Ups und schafft so eine Vielzahl neuer Arbeitsplätze. Das Exzellenzcluster legt ebenfalls Wert auf den Transfer der wissenschaftlichen Ergebnisse in die Industrie. Durch das Anwendernetzwerk PROTECA (Produktionstechnik Aachen) werden hierfür die Kompetenzen der Forschungseinrichtungen effektiv gebündelt und in die regionale Wirtschaft getragen. Die Übertragung von Wissenschaft in die Industrie, aber auch Dienstleistungen und Weiterbildungen im produktionstechnischen Kontext stehen dabei im Fokus. Kontakt Exzellenzcluster »Internet of Production« (IoP) Sprecher: Professor Dr.-Ing. Christian Brecher Geschäftsführer: Dr.-Ing. Matthias Brockmann Cluster Produktionstechnik Campus-Boulevard 30 52074 Aachen Telefon +49 241 80-25322 E-Mail: xcluster@wzl.rwth-aachen.de

Unsere Kompetenzen Systemlösungen für die Produktion

In der Struktur des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen mit seinen zahlreichen Forschungsgruppen spiegelt sich nicht nur das außergewöhnlich breite Arbeitsspektrum wieder. Aus der Zielsetzung, den Gesamtbereich der Produktionstechnik in einem Hause zu behandeln, resultiert ein breites Arbeitsgebiet, das sich auf die Unternehmensbereiche Entwicklung und Konstruktion, Qualitätsmanagement, Organisation, Arbeitsvorbereitung, Fertigung und Montage sowie Steuerung und Automatisierung ausrichtet. Das Werkzeugmaschinenlabor berät bei Fragen und Problemstellungen in allen produktionstechnischen Bereichen.

www.iop.rwth-aachen.de

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Produktionssystematik

Fertigungsverfahren

Produktions- und Werkzeugmaschinen

Fertigungsmesstechnik

Qualitätsmanagement

Montagetechnik

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·· Roboterunterstützte Montage und Fertigung ·· Systems Engineering für Maschinen- und Anlagen ·· Konstruktion und Berechnung von Produktionsanlagen ·· Maschinenuntersuchung und -beurteilung ·· Auslegung und Untersuchung von Komponenten ·· NC-Steuerungstechnik und Antriebs- technik ·· CAM-NC Programmierung ·· Modelbasierte Maschinendatenanalyse ·· Technologie der Zahnradfertigung ·· Getriebeberechnung und Fertigungssimulation ·· Getriebeuntersuchung ·· Mensch-Technik-Interaktion ·· Edge Computing

·· Fertigungsintegration von Messtechnik ·· Inline- & InProzess-Messtechnik ·· Prüfprozessmanagement & Eignungsnachweis ·· Statistische Absicherung von Prüf- und Produktionsprozessen ·· Prüfplanung und Prüfmittelbeschaffung ·· Bildverarbeitung und modellbasierte Messtechnik ·· Kameragestützte Inline-Prüfung faserverstärkter Kunststoffe ·· Automatische Werkzeugverschleißmessung ·· Modellierung komplexer Prüfprozesse ·· Makro- und Koordinatenmesstechnik ·· Messen auf der Werkzeugmaschine ·· Dimensionelle Computertomographie ·· Freiformflächenmessung ·· Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung ·· Kalibrierung und Überwachung von Koordinatenmessgeräten ·· Entwicklung von Messtechnik zur Kalibrierung von Werkzeugmaschinen und Robotern ·· Dienstleistungsmessungen

·· Entwicklung und Einführung von Managementsystemen ·· Six Sigma, Projektmanagement ·· Beschwerdemanagement ·· Risikomanagement ·· Produkt-, Prozess- und Produktionsoptimierung ·· Rechnerunterstützung, CAQ-Systeme ·· Qualität in softwareintensiven und mechatronischen Entwicklungs- prozessen ·· Ganzheitliche Effizienzsteigerung in der synchronen Produktionskette ·· Beherrschung von variantenreichen Kleinserienprozessen ·· Organisationsentwicklung ·· Anforderungsmanagement ·· Perceived Quality ·· Industrielle Transformation ·· Hybride Geschäftsmodelle ·· Organisationskultur ·· Soziotechnische Systeme ·· Performance Management ·· Kompetenzmanagement

·· Montagesystemtechnik und Anlagenplanung ·· Montageorganisation und -prozessplanung ·· Roboter- und Handhabungs- technologien ·· Toleranzmanagement ·· Mobile Montage ·· Navigations- und Referenzsysteme für autonome Fahrzeuge in der Produktion

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Komplexitätsmanagement Baukastengestaltung Industrie 4.0 in der F&E Product Lifecycle Management (PLM) Agile Produktentwicklung F&E-Prozessoptimierung Performance Messung/ Benchmarking Lieferantenauswahl und -bewertung Betriebsmittel- und Werkzeug- versorgung Produktionsplanung und -steuerung Strategisches Management Unternehmensentwicklung Industrie 4.0 in der Produktion Produktionsmanagement Produktionsnetzwerkgestaltung Business Process Management Lean Management Produktionssysteme Fabrikplanung Produktionsstrukturplanung Montage-Planung Mobile Produktion Logistikplanung Digitale Fabrik

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Werkstoffe, Verfahrensuntersuchungen Technologieentwicklung Umweltgerechte Technologien Zahnradfertigung Simulation komplexer Bearbeitungsprozesse Management von Technologie- Know-How Tribologie Technologieauswahl und -optimierung Materialbearbeitung mit Laserstrahl Virtual Reality, Rapid Prototyping und Rapid Tooling Präzisions- und Ultrapräzisions- bearbeitung Produkt- und Prozessüberwachung Ultraschallbearbeitung

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Forschungsprojekte Vorsprung durch Technologie

Das WZL fördert die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie mit dem Extrakt richtungsweisender Grundlagenforschung, angewandter Forschung sowie daraus resultierenden Beratungs- und Implementierungsprojekten. Mit jährlich 7000 Besuchertagen bei etwa 80 Seminaren, Kongressen und Basisworkshops hat sich das WZL zu einem Knotenpunkt des hochkarätigen industriellen Austausches entwickelt.

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Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Escape Room – Der Mitarbeitende in der Fertigung der Zukunft Das im Rahmen des Hochschulwettbewerbs des Wissenschaftsjahres 2018 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung ausgezeichnete Projekt des Werkzeugmaschinenlabors WZL zeigt, wie zukünftige Arbeitsstationen in der Fertigung gestaltet werden können. Ziel des Projekts »Escape Room« ist die Kommunikation aktueller Forschungsinhalte der Abteilung Organisationsentwicklung des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement an die breite Öffentlichkeit. Ausgangspunkt ist ein klassischer Arbeitsplatz in der Fertigung eines kleinen und mittleren Unternehmens (KMU) in Form eines Escape Rooms. In dem ca. 20 Quadratmeter großen Raum sind verschiedene Arbeitsstationen aufgebaut, an denen von der Kommissionierung über Bohr- und Laserbearbeitung von Beispielbauteilen bis hin zu deren Montage eine vollständige Prozesskette abgebildet ist, so wie sie auch in einem realen produzierenden Unternehmen vorhanden sein könnte. Kleinere Gruppen (max. 5 Personen) müssen innerhalb von 30 Minuten arbeitsnahe, qualitätsrelevante Problemstellungen durch den strategischen Einsatz digitaler Unterstützungsmittel und neuer Technologien lösen, um ein Produkt fertigen zu können. Die jeweiligen Anwendungsbereiche der Technologien bilden Forschungsprojekte des Lehrstuhls ab. Die Teilnehmenden entscheiden selbst, ob und wie die Technologien genutzt werden. Die gezielte Anwendung soll die Aufgabenbewältigung, d. h. die »Befreiung« beschleunigen und zu einem Platz auf der Bestenliste führen. Durch diesen spielerischen Ansatz werden die Forschungsinhalte und deren praktische Relevanz verschiedenen Zielgruppen vermittelt. Der Einsatz digitaler Unterstützungsmittel und neuer Technologien verdeutlicht zudem die schrittweise Transformation zu einem »Arbeitsplatz der Zukunft« und demonstriert ein innovatives Konzept zur Kompetenzentwicklung von Mitarbeitenden im Umgang mit neuen Inhalten und Technologien während des Arbeitsprozesses.

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Der Escape Room am WZL wurde im November 2018 feierlich mit Vertretern von Unternehmen, Industrieverbänden und der Stadt Aachen sowie Forschungspartnern, Berufsschülerinnen und -schülern und Studierenden verschiedener Fachbereiche in der Bogenhalle eröffnet. Ab 2019 können Interessierte einen Besuch im Escape Room buchen. Der Escape Room und die dort eingesetzten Technologien werden kontinuierlich auf Basis neuer Ergebnisse aus laufenden und abgeschlossenen Forschungsprojekten aktualisiert und sollen auch unmittelbaren Forschungszwecken bspw. in Form von Experimenten dienen. Interessierte Unternehmen können den Escape Room als Teamevent besuchen, um sich Themen der Digitalisierung zu nähern. Weitere Informationen finden Sie unter: www.escroom.wzl.rwth-aachen.de Kontakt Dr. phil. Ina Heine Lehrstuhl für Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Telefon: +49 241 80-25782 E-Mail: i.heine@wzl.rwth-aachen.de

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Weiterförderung »Digital in NRW – Kompetenz für den Mittelstand« Seit Anfang 2016 unterstützt »Digital in NRW – Kompetenz für den Mittelstand« erfolgreich mittelständische Betriebe beim Thema Digitalisierung. Das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) hat einer Verlängerung des Kompetenzzentrums, welches Teil der Förderinitiative »Mittelstand 4.0 – Digitale Produktions- und Arbeits-Prozesse« ist, bis 2020 zugestimmt. Die Digitalisierungs-Expertinnen und Experten werden damit für zwei weitere Jahre gefördert. Veranstaltungen, Workshops, Projektumsetzungen und Lab-Touren können nach Beendigung der ersten Förderphase Ende 2018 nahtlos weitergeführt werden. »Die Verlängerung unserer Förderung durch das Bundeswirtschaftsministerium ermöglicht es uns, nicht nur weiterzuarbeiten, sondern auch spannende neue Formate zu entwickeln und innovative Themen einzubringen. Wir freuen uns, dass so unsere Arbeit im Projekt gewürdigt und uns damit Vertrauen für die Zukunft geschenkt wird«, so Prof. Robert H. Schmitt, Direktor am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen. Unter der Leitung seines Lehrstuhls Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen bietet das Kompetenzzentrum Digital in NRW zusammen mit seinen Partnern seit drei Jahren den KMU in der Region eine kompetente Anlaufstelle bei der Digitalisierung und Vernetzung ihrer Produkte, Produktion und Prozesse sowie bei der Erschließung neuer Geschäftsfelder der Industrie 4.0. Es unterstützt den Technologietransfer in den Mittelstand entlang der industriellen Wertschöpfungskette: »Es existieren sehr konkrete und nutzenbringende Technologien für die Umsetzung der Industrie 4.0. Unsere Aufgabe ist es, diese praxisnah zu vermitteln und gemeinsam mit den Unternehmen in die Umsetzung zu gehen«, sagt Robin Exner, Geschäftsstellenleiter von Digital in NRW im Rheinland. Mit dem WZL steht dafür eine hervorragend ausgebaute Infrastruktur in Form von exzellenten wissenschaftlichen Kapazitäten, Demonstrations- und Experimentierumgebungen zur Verfügung. Seit seinem Start in 2016 wurden im Projekt mehr als 550 Unternehmensgespräche geführt, rund 280 Fachveranstaltungen in Demozentren und bei Unternehmen organisiert. Digital in NRW war auf über 300 Veranstaltungen mit Info-Vorträgen und Exponaten vertreten und arbeitet inzwischen mit einem Netzwerk aus über 60 Kooperationspartnern zusammen. In der ersten Förderphase erarbeiteten Unternehmen in 30 Transfer- und Umsetzungsprojekten konkrete Lösungen. Dabei unterstützen das WZL der RWTH Aachen und die Projektpartner die Betriebe zunächst dabei, einen überschaubaren Fahrplan für das große Thema Industrie 4.0 zu erstellen. Dann werden erste Schritte umgesetzt. So hat etwa die Polierscheibenfabrik Gustav Adolf Späth e. K. gemeinsam mit dem WZL der RWTH Aachen an der anforderungsgerechten Erfassung seiner Betriebsdaten mit Sensorik gearbeitet und bei der MVG-Metallverarbeitungsgesellschaft mbH wurde mit dem Ziel der papierlosen Fertigung eine durchgängige, auftragsbegleitende, digitalisierte Datenerfassung implementiert. Durch die Digitalisierung des Auftragsabwicklungsprozesses bei der My Junior GmbH trägt die nun realisierte Lieferzeiten-Prognose zu effizienteren unternehmensinternen Prozessen bei. Im Projekt mit der Fa. Eifelbrennholz e.K stand die Entwicklung einer Roboter-gestützten Lösung für die Brennholz-Palettierung zur Steigerung des Umsatzes im Fokus. Zusammen mit der Übermorgen Innovations GmbH erarbeitete

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das WZL der RWTH Aachen ein Architekturkonzept und die Umsetzung einer Internet of Things (IOT)-Anbindung für industrielle Endgeräte. Das WZL der RWTH Aachen unterstütze noch viele weitere Unternehmen in der Umsetzung von Projekten, u. a.: ·· Ortlinghaus-Werke GmbH (digital vernetzte Montagelinie) ·· GIFAS ELECTRIC GmbH (Mensch-Maschinen-Kollaboration – Unterstützungssystem für die manuelle Montage komplexer Stromverteilungen) ·· ProCom GmbH (Entwicklung einer Systematik zur Erstellung von RAMI-konformen Informationsmodellen) ·· accurapuls GmbH (vernetztes maschinelles Oberflächenhämmern) ·· RNA GmbH (automatisierte Auftragsverfolgung bei Kleinladungsträgern-Nutzung) ·· Schiele Maschinenbau GmbH (digital unterstützte Produktionsorganisation – Entwicklung einer Industrie 4.0-Roadmap) Während der zweijährigen Weiterförderung sind innovative Themen der Digitalisierung avisiert: Mittelständische Unternehmen können in den nächsten zwei Jahren von Workshops, Fachgruppen und Lab-Touren zu Künstlicher Intelligenz (KI), Machine Learning oder Blockchain profitieren. Bewährte Formate von Digital in NRW werden weiterhin angeboten. Einen umfassenden Querschnitt des kostenlosen Angebotes sowie konkrete Ergebnisse und Erfolge aus laufenden Umsetzungs- und Transferprojekte zeigt das Kompetenzzentrum auf der Internetseite www.digital-in-nrw.de Kontakt Robin Exner, M.Sc. Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Telefon: +49 241 80-20716 E-Mail: r.exner@wzl.rwth-aachen.de

App zur Anwendung von SPC bei kleinen Stückzahlen GriPS – Softwaregestützte Gruppierung ähnlicher Merkmale für die Prozesslenkung bei kleinen Stückzahlen Aufgrund kürzerer Produktlebenszyklen, heterogener Kundenanforderungen und zunehmenden Wettbewerbs durch aufstrebende Volkswirtschaften nehmen Kleinserienproduktion und flexible Produktionsweisen zu. Unternehmen benötigen Methoden, um ihre Prozessfähigkeit vor Kunden zu rechtfertigen und den hohen Qualitätsanspruch an ihre Produkte als eines der letzten Alleinstellungsmerkmale im internationalen Wettbewerb sicherzustellen. In der Großserienproduktion geschieht dies mit der Statistischen Prozesslenkung (SPC). Das Hauptproblem, die SPC auf kleine Stückzahlen anzuwenden, ist die geringe Anzahl an verfügbaren Messdaten. So fehlt vielen Unternehmen die Basis, um sicherheitsund qualitätsrelevante Entscheidungen zu treffen. Ihre Prozesse sind nicht steuer- und vergleichbar und unterliegen dem bloßen Qualitätsbewusstsein des Werkers. Um Daten statistisch signifikant auswerten zu können, muss die Stichprobe entsprechend groß sein. Oft wird nur ein Qualitätsmerkmal eines Produktes betrachtet, wenn SPC angewendet wird. Um die Stichprobe zu vergrößern, weicht der Blick – gemäß ISO/DIS 7870-8: Control Charts: Charting techniques for short runs and small mixed batches – vom

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Produkt auf den Prozess. Es werden alle ähnlichen Qualitätsmerkmale, die von unterschiedlichen Produkten, aber dem gleichen Prozess stammen, zu Prozessmerkmalen gruppiert. Prozessmerkmale können z. B. Durchmesser mit unterschiedlichen Nennmaßen oder Materialien sein. Um dennoch valide qualitätsrelevante Entscheidungen treffen zu können, muss die Ähnlichkeit dieser Prozessmerkmale gewährleistet sein. Wie diese Ähnlichkeit sichergestellt wird, wird in der ISO/DIS 7870-8 nicht beantwortet und war Frage des AiFForschungsprojekts GriPS. Im AiF-Forschungsprojekt GriPS wurde ein Gruppierungsalgorithmus entwickelt und in einer App umgesetzt, der diese Frage beantwortet und die Ähnlichkeit der Prozessmerkmale sicherstellt. Für die Entwicklung des Ähnlichkeitskriteriums wurde auf die Grundidee von SPC zurückgegriffen: Bei SPC wird zwischen der kleinen Streuung aufgrund allgemeiner Ursachen (zufällige, nicht kontrollierbare Prozesseinflüsse) und der großen Streuung aufgrund besonderer Ursachen (Maschinen-, Werker-, Materialfehler, etc.) unterschieden. Letztere gilt es zu identifizieren und zu beseitigen. Wird gruppiert, muss die Streuung aufgrund der Gruppierung vernachlässigbar sein, um valide die Streuung aufgrund besonderer Ursachen aufdecken zu können. Das in den Gruppierungsalgorithmus integrierte Ähnlichkeitskriterium, basierend auf dem statistischen Maß Homogenität, stellt dies sicher. Der Gruppierungsalgorithmus analysiert historische Messdaten von Qualitätsmerkmalen unterschiedlicher Produkte und fasst nur diese zu Prozessmerkmalen zusammen, die das Ähnlichkeitskriterium erfüllen. Die vergrößerte Datenbasis in Form von Prozessmerkmalsgruppen ist so für Qualitätsregelkarten und Prozessfähigkeitsnachweise anwendbar. Der Gruppierungsalgorithmus wurde mit Simulationen und Messdaten teilnehmender Unternehmen aus verschiedenen Branchen entwickelt und validiert. Zur Identifikation des optimalen Gruppierungsalgorithmus wurden verschiedene Alternativen, basierend auf unterschiedlichen statistischen Methoden, entwickelt. Mithilfe einer Monte-Carlo-Simulation und eines Design of Experiments wurde der Gruppierungsalgorithmus identifiziert, der am besten die Ähnlichkeit der Prozessmerkmale sicherstellt. Der optimale Gruppierungsalgorithmus wurde auf historische Messdaten der teilnehmenden Unternehmen angewendet und die Ergebnisse wurden in Expertengesprächen validiert. Die Prozessmerkmalsgruppen ergeben physikalisch gemäß der Bauteilgeometrie (z. B. unterschiedliche Gruppen aufgrund unterschiedlicher Wandstärken, z. B. Verwendung unterschiedlicher Aufspannungen) Sinn. Die Forschungsergebnisse von GriPS sind für Unternehmen als App verfügbar. Die App gruppiert Qualitätsmerkmale zu Prozessmerkmalen, stellt die Prozessmerkmalsgruppen in Qualitätsregelkarten dar und ermöglicht es bei kleinen Stückzahlen die Prozessfähigkeit nachzuweisen. Mithilfe eines Reports kann der Prozessfähigkeitsnachweis internen und externen Kunden zur Verfügung gestellt werden. Kontakt Jonathan Greipel, M.Sc. Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Telefon: +49 241 80-28383 E-Mail: j.greipel@wzl.rwth-aachen.de

Virtueller Metrologischer Referenzrahmen auf Basis heterogener Sensornetzwerke Aufgrund immer kürzer werdender Produktlebenszyklen und eines gesteigerten Wunsches nach individuellen Lösungen stoßen statische Produktionsprozesse mehr und mehr an ihre Grenzen. Moderne Produktions- und Montageparadigmen, wie beispielsweise das am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement entwickelte Konzept Free Float Flawless Assembly (F3A), ermöglichen einen flexiblen räumlichen Einsatz von Teilsystemen (Mobilen Robotern, Aktoren und Sensoren) und sorgen somit für eine Steigerung der Agilität. Alle beteiligten Entitäten benötigen dafür jedoch eine globale räumliche Referenz, auf die sie sich beziehen können. Durch den Einsatz optischer, großvolumiger Koordinatenmesstechnik wird diese Referenz als globales Koordinatensystem zur Verfügung gestellt, wodurch auf physische Fixpunkte für die Montageprozesse verzichtet werden kann. Zusätzlich kann das Koordinatensystem so gewählt werden, dass Positionsinformationen auf dem realen Shopfloor und in den im digitalen Schatten vorhandenen virtuellen Modellen direkt korrespondieren. Die Bereitstellung eines metrologischen Referenzrahmens ist auf Grund technischer und ökonomischer Beschränkungen nicht durch ein singuläres Messsystem abbildbar: Zum einen weisen die jeweiligen Systeme physikalisch bedingt begrenzte Arbeitsvolumina auf. Andererseits stellen Messgeräte betriebswirtschaftlich ebenfalls Ressourcen dar, deren Kosten typischerweise mit sinkender Messunsicherheit zunehmen und auch bei ihrem Einsatz im globalen Referenzrahmen vertretbar sein müssen. Durch die Verwendung mehrerer verteilter und verschiedener Messsysteme hinsichtlich Technologie, Unsicherheit und Kosten können diese Probleme gelöst werden, jedoch treten durch diese Heterogenität neue Herausforderungen auf. Zunächst muss für jedes beteiligte System die Transformation der lokalen Positionsinformationen in globale Koordinaten mit hinreichend geringer Unsicherheit bestimmt werden. Zusätzlich muss gewährleistet werden, dass ein statistisch einheitliches Verständnis der Messunsicherheit für die einzelnen Systeme vorhanden ist, um weiterhin stabile messtechnisch-gestützte Prozesse zu garantieren. Als Letztes sind eine Harmonisierung der Datenformate sowie Kommunikationsprotokolle und -muster zwingend erforderlich, um die Kompatibilität verschiedener Messsysteme innerhalb einer Applikation sowie die effiziente Erweiterung des metrologischen Referenzrahmens zu ermöglichen. Diese Problematik ist unmittelbar mit allgemeinen Fragestellungen hinsichtlich notwendiger Schnittstellen und deren geeigneter Implementierung im Kontext des Internet of Production verknüpft – daher kommen bei ihrer Lösung OPC UA, MQTT und REST als Schlüsseltechnologien zum Einsatz. Die Entwicklung des virtuellen metrologischen Referenzrahmens bringt der Lehrstuhl in das EU-geförderte Forschungsprojekt Large Volume Applications (LaVA) ein. Gemeinsam mit 12 weiteren europäischen Partnern (6 Nationale Metrologieinstitute, 3 Forschungsinstitute, 3 Unternehmen) wird im Projekt die Entwicklung neuer großvolumiger Koordinatenmesstechnik für industrielle Anwendungsfälle verfolgt. Hierzu gehören unter anderem ein Multilaterationssystem auf Basis frequenzvariabler Interferometrie und kosteneffizient skalierbare photogrammetrische Lösungen. Bis 2021 wird der MARS-Shopfloor (Metrology, Assembly & Robotic Systems) des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement während des Abschlussworkshops zum Schaufenster der neu entwickelten Messsysteme und deren Anwendung im virtuellen metrologischen Referenzrahmen. Kontakt Benjamin Montavon, M. Sc. Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Telefon: +49 241 80-20576 E-Mail: b.montavon@wzl.rwth-aachen.de

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Lehrstuhl für Produktionssystematik Adaptive Automatisierung in der Montage zur Steigerung der Mitarbeiterzufriedenheit im dynamischen Umfeld Moderne Produktionssysteme und Produktportfolios stellen steigende Anforderungen an die Mitarbeiter in der Montage. Gleichzeitig bieten neue Technologien im Kontext von Industrie 4.0 die Möglichkeit, bislang unerschlossene Potenziale zu realisieren. Dadurch ergeben sich Chancen und Risiken für die flexibelste und gleichermaßen wichtigste Ressource in den meisten Montagesystemen. Bei der Implementierung vernetzter Technologien müssen sowohl die dynamischen Anforderungen als auch die physische und kognitive menschliche Variabilität berücksichtigt werden. Dies erfordert adaptive Automatisierungslösungen und personalisierte Mitarbeiterassistenzsysteme, die eine zielführende und sichere Interaktion zwischen Mensch und Maschine gewährleisten.

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Aus diesem Grund werden im Rahmen des von der EU geförderten Forschungsprojektes A4BLUE in einem internationalen Konsortium adaptive Arbeitsplätze entwickelt (A4BLUE: Adaptive Automation in Assembly For BLUE collar workers satisfaction in Evolvable context, Horizon 2020 Research and Innovation Program, a4blue.eu). Mit diesen sogenannten Smart Workplaces wird das Ziel verfolgt, die Produktivität und Qualität durch nachhaltige Mitarbeiterzufriedenheit zu steigern. Die entwickelten Lösungen haben nicht das Ziel, den Werker zu ersetzen, sondern ihn in seiner täglichen Arbeit zu unterstützen. Die Arbeitsplätze reagieren auf sich verändernde Fertigungsumgebungen und passen sich an das individuelle Profil des Menschen an. Ermöglicht wird dies durch die Vernetzung unterschiedlicher Automatisierungslösungen auf der Shop-Floor Ebene mittels eines Software Frameworks, dem A4BLUE Adaptive Framework. Das Framework enthält verschiedene Module, durch die Daten aus den Produktionsprozessen aufgenommen, verarbeitet sowie Schlussfolgerungen und Aktionen abgeleitet werden. Mit einem Modul zur Entscheidungsunterstützung werden dem Werker beispielsweise Anweisungen zum Umgang mit Prozessfehlern zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus enthält das Framework ein Modul, mithilfe dessen der optimale Automatisierungsgrad eines Arbeitsplatzes bestimmt werden kann. Die Bewertung erfolgt dabei auf Basis von soziotechnischen und wirtschaftlichen Kriterien, um sowohl die langfristige Zufriedenheit der Mitarbeiter als auch die Gesamtprozessleistung zu optimieren. Die Werkerzufriedenheit wird hierbei mit einem computer-basierten Tool anhand eines strukturierten Fragebogens ermittelt. Erprobt werden die entwickelten Lösungen in insgesamt vier Anwendungsszenarien. Zwei Use Cases werden von Unternehmen der Luftfahrtindustrie durchgeführt, während zwei weitere Szenarien in Forschungseinrichtungen umgesetzt werden. Der Use Case des WZL der RWTH Aachen wird gemeinsam mit dem PEM Lehrstuhl in der Aachener Anlauffabrik anhand eines Montageprozesses an einem Elektrofahrzeug realisiert. Hierbei kommen neben Augmented Reality Lösungen auch ein eigens entwickelter, selbstfahrender, gestenund sprachgesteuerter Werkzeugwagen zum Einsatz. Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit werden noch bis Ende September 2019 durch Experimente vor und nach Implementierung der A4BLUE Lösungen evaluiert. Kontakt Tobias Adlon, M.Sc. Lehrstuhl für Produktionssystematik Telefon: +49 241 80-20586 E-Mail: t.adlon@wzl.rwth-aachen.de

Agile Produktentwicklung Produzierende Unternehmen in Hochlohnländern sehen sich in den letzten Jahren einem zunehmend herausfordernden Geschäftsumfeld ausgesetzt. Die Produktlebenszyklen werden stetig kürzer, weshalb Unternehmen in immer kürzeren Zeitabständen neue Produkte auf den Markt bringen müssen. Neben diesen volatilen Marktgegebenheiten haben Kunden außerdem immer seltener klar definierte Vorstellungen und Anforderungen an Produkte, was die langfristige Planbarkeit für Unternehmen erschwert. Vielmehr gilt es, prototypisch entwickelte Produktideen von Kunden bewerten und validieren zu lassen, um diese Erkenntnisse frühzeitig in den Entwicklungsprozess einzubeziehen. Zusätzlich werden Produkte aufgrund zunehmender Funktionalitäten immer komplexer und beinhalten neben physischen Elementen auch Software und Elektronik. Diese Entwicklungsdisziplinen sind aufeinander abzustimmen, was eine erhöhte Koordination der Entwicklungsteams erforderlich macht. Konventionelle, plangetriebene Entwicklungsansätze begegnen diesen Herausforderungen nur eingeschränkt, da diese meist unflexibel und wenig dynamisch ausgelegt sind. Lösungsansätze ergeben sich hierbei aus der Softwareentwicklung, in der als Reaktion auf gleichartige Herausforderungen Methoden zur Steigerung der Effizienz entwickelt wurden. Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsprojektes »Gestaltung agiler Entwicklungsprozesse technischer Systeme« erfolgt die Übertragung agiler Methoden aus der Softwareentwicklung auf die Entwicklung technischer Produkte. Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Effizienz und Effektivität in Produktentwicklungsprojekten durch eine neuartige Prozessgestaltung. Dabei gilt es insbesondere, die Widersprüche und Analogien einer direkten Übertragung agiler Methoden auf die Entwicklungsprozesse technischer Produkte zu ermitteln und diese entsprechend zu adressieren. Hierfür werden zunächst plangetriebene Entwicklungsprozesse analysiert und charakteristische Prozesselemente herausgearbeitet. Aufgrund des hohen Produktentwicklungsbezuges dienen diese als Grundlage für die neu zu gestaltenden Prozesse. Nachfolgend werden analog agile Entwicklungsansätze aus der Softwareentwicklung untersucht und hieraus für agile Ansätze charakteristische Elemente definiert. Außerdem erfolgt die Ermittlung agiler Wirkungsweisen, die beschreiben, wie agile Elemente auf unterschiedliche Zieldimensionen wirken. Auf Basis der einheitlich beschriebenen Prozesselemente erfolgt in einem dritten Schritt eine Einflussanalyse der agilen Wirkungsweisen auf plangetriebene Produktentwicklungsprozesse. Hieraus stellt sich die Frage,, inwieweit eine direkte Übertragung agiler Methoden auf Elemente von Entwicklungsprozessen technischer Produkte möglich ist und worin Limitationen bestehen. Eine Limitation ergibt sich beispielsweise bei der Umsetzung von Prototypen. Während in der Softwareentwicklung keine Berücksichtigung von Beschaffungs- und Produktionszeiten zu erfolgen hat, müssen in der Produktentwicklung physische Prototypen realisiert werden, um eine frühe Kundenvalidierung zu ermöglichen. In einem abschließenden Schritt erfolgt die Gestaltung eines agilen Produktentwicklungsprozesses. Dieser ist in eine übergeordnete Strategie- und eine operative Iterationsebene unterteilt. Auf der Strategieebene erfolgen beispielsweise die Initiierung des Projektes sowie die Validierung des Fortschritts. Auf der Iterationsebene geschieht die Entwicklung prototypischer Produkte, die vom Kunden zu prüfen und der Erfüllungsgrad des Kundennutzens zu validieren sind. Die agile Produktentwicklung wird im Rahmen weiterer Forschungsprojekte vorangetrieben, wobei diese insbesondere den Grad der Agilisierung der Entwicklungsprojekte sowie die Erstellung adäquater Prototypen zur Optimierung der Einbindung verschiedener Anspruchsgruppen in den Entwicklungs- und Validierungsprozess fokussieren. Kontakt Dr.-Ing. Christian Dölle Lehrstuhl für Produktionssystematik Telefon: +49 241 80-27568 E-Mail: c.doelle@wzl.rwth-aachen.de

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Um diesen Herausforderungen zu begegnen, fördert das Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB) im Rahmen des Entwicklungsprogramms »Innovative Ansätze zukunftsorientierter beruflicher Weiterbildung« seit dem 01. Januar 2016 das Forschungsprojekt »Innovative betriebliche Weiterentwicklung mit Autorensystemen – Stärkung der horizontalen Mobilität in der Produktion durch Lernenden-Tutorials« (INNOWAS). Das vom Werkzeugmaschinenlabor WZL und dem Institut für Arbeitswissenschaften IAW der RWTH Aachen geleitete Forschungsprojekt zielt darauf ab, die Potentiale zunehmender Digitalisierung zu erschließen, um ein schnelles und flexibles Anlernen der Mitarbeiter zu ermöglichen. Unter Zuhilfenahme von Autorensystemen, also Programmen zur eigenständigen strukturierten Aufnahme von videobasierten Tutorials, werden Prozesse aufgenommen und Lernenden-Tutorials erstellt, um Prozessverbesserungen zu identifizieren und durchzuführen. Insbesondere Tätigkeitsbiografien von nicht- oder nur geringfügig-qualifizierten Beschäftigten werden durch Nutzung der Videotutorials an heutige Anforderungen angepasst. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit erhöhtem Weiterbildungsbedarf werden so zügig in die erforderlichen Produktionsbereiche integriert. Die Einbindung von videobasierten Autorensystemen bietet nicht nur in den direkten Bereichen großes Potential, sondern signifiziert auch für produktionsnahe indirekte Bereiche, wie der Arbeitsplanerstellung, eine Möglichkeit zur Einbindung von Mitarbeiterwissen. Eine im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelte Methodik wurde in der Demonstrationsfabrik Aachen erprobt. Hier konnten Planungsaufwände der Kartmontage durch eine Integration von Mitarbeiterwissen sowie durch Nutzung von Autorensystemen um bis zu 20 Prozent reduziert werden.

INNOWAS – Innovative betriebliche Weiterentwicklung mit Autorensystemen Der zunehmende Grad an Digitalisierung und kundenspezifischer Produktindividualisierung bringt für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) in Deutschland weitreichende Änderungen. Durch eine hohe Anpassungs- und Reaktionsfähigkeit von Menschen und Prozessen müssen Unternehmen auf ihr turbulentes Umfeld reagieren. Neben organisatorischer und technischer Kompetenz sind insbesondere gut qualifizierte Mitarbeiter erforderlich. Der demografische Wandel sowie ein branchen- und disziplinspezifischer Fachkräftemangel wirken jedoch dem erforderlichen Mitarbeiterbedarf entgegen. Produktionstätigkeiten werden von einem immer kleiner sowie älter werdenden Personenkreis ausgeführt. Der ansetzende Fachkräftemangel und die Forderung flexibler Einsatzfähigkeiten in der Produktion setzen die zunehmende Einbindung von geringfügig beziehungsweise Teilzeit-Beschäftigten in den Produktionsprozessen voraus. Angesichts dieser Umstände gewinnen flexible Anlern- und Weiterbildungsmöglichkeiten an Bedeutung, um die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen auch in Zukunft sicherzustellen.

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Das Konsortium des Projektes besteht neben dem Werkzeugamaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und dem IAW auch aus der Demonstrationsfabrik Aachen GmbH (DFA). Zusätzlich unterstützen zehn Value Partner die Integration der Autorensysteme in Produktionstätigkeiten sowie ihre praktische Erprobung und Umsetzung. Die Value Partner sind die Miele & Cie. KG, die Ph-MECHANIK GmbH & Co. KG, die bhm Outsourcing Personalmanagement-Zeitarbeit GmbH, die Mies-van-der-Rohe Schule Aachen, die Starrag Group Holding AG, die memex GmbH, die Elabo GmbH, das Jobcenter StädteRegion Aachen, die Industrie- und Handelskammer Aachen sowie die Industrie- und Handelskammer für Ostfriesland und Papenburg. Im Rahmen der Initiative »Wissenschaftsjahr 2018 – Arbeitswelten der Zukunft« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurde das Forschungsprojekt INNOWAS als »Zukunftsort« ausgezeichnet. Für Projektpartner und -träger signalisiert die Auszeichnung, dass eine Arbeit mit Autorensystemen zur Unterstützung betrieblicher Weiterbildungen als moderne berufliche Weiterentwicklung wahrgenommen wird und den Ansprüchen der sich stetig ändernden Arbeitswelt gerecht wird. Kontakt Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jan-Philipp Prote Lehrstuhl für Produktionssystematik Telefon: +49 241 80-28210 E-Mail: j.prote@wzl.rwth-aachen.de

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Lernen im Werkzeugbau der Zukunft – Immersion in der Praxis Viele Tätigkeiten im Werkzeugbau erfordern ein über Jahre angeeignetes Erfahrungswissen. Dies zeigt sich in den Werkzeugbaubetrieben im deutschsprachigen Raum anhand eines Durchschnittsalters von 40,9 Jahren und einer durchschnittlichen Betriebszugehörigkeit von 16,1 Jahren. Für erfahrene Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter selbstverständliche Rahmenbedingungen bei der Auslegung von Werkzeugen, beispielsweise die Berücksichtigung der Fräsbarkeit oder der Montagegerechtheit, werden für Berufseinsteigende häufig zu Herausforderungen. Unternehmen können Absolventen daher aufgrund von mangelndem Praxisverständnis häufig erst nach langer Einarbeitung produktiv einsetzen. Abhilfe versprechen immersive Technologien zur Darstellung von Virtual Reality (VR)- und Augmented Reality (AR)-Inhalten. Entsprechende Möglichkeiten der Immersion werden im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekts ImmPro (Immersiver Produktionsraum) von der i2Solutions GmbH, der Meissner AG und dem WZL untersucht. Unter dem Begriff der Immersion wird eine Verschmelzung der realen mit der virtuellen Welt verstanden. Über Immersion wahrgenommene Inhalte setzen somit neue Lernreize und tragen zu einem tieferen Verständnis der erlebten Zusammenhänge bei. Erreicht werden kann Immersion durch VR- und AR-Anwendungen. Mittels VR können Anwender über eine Brille mit integriertem Display dargestellte Inhalte in 3D wahrnehmen und mit der virtuellen Umgebung interagieren. Durch den Einsatz von AR wird eine Darstellung virtueller Inhalte in der realen Welt ermöglicht. Dazu wird mittels einer Kamera die Umgebung erfasst. Zusätzliche Darstellungen oder Informationen werden auf einem Display in einer Form eingeblendet, sodass es wirkt, als seien sie Teil der Realität. Das Konzept des immersiven Produktionsraums beschreibt eine Kombination aus realer und virtueller Lernumgebung zur praxisnahen Gestaltung von werkzeugbauspezifischen Lehr- und Lernumfängen. In dieser Umgebung bearbeiten Lernende unter Einsatz unterschiedlicher VR- und AR-Anwendungen praxisnahe Aufgabenstellungen. Mithilfe von sogenannten Gamification-Ansätzen werden Lernende zur intensiven Auseinandersetzung mit dem immersiven Produktionsraum motiviert. Erreicht wird dies über die Einbindung spieltypischer Elemente, beispielsweise in Form von Highscores und Fortschrittsbalken. Um bei Berufseinsteigenden ein verbessertes Bewusstsein für diese praxisrelevanten Aspekte der Konstruktion zu schaffen, wird im immersiven Produktionsraum auf das virtuelle Erleben unterschiedlicher Montagesituationen gesetzt. Über den Einsatz einer VR-Brille werden dem Lernenden mehrere Werkzeugoptionen an die Hand gegeben. Der Lernende muss anschließend die aus Montage- und Kostensicht bestgeeignete Option auswählen. In Ergänzung zu den zwei- oder dreidimensionalen Konstruktionsdarstellungen gebräuchlicher CAD-Software kann der Lernende über den Einsatz der VR-Brille mit dem Konstruktionsmodell interagieren und dieses realitätsgetreu montieren.

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Für Lernende können durch immersive Technologien bereits vor dem Berufseinstieg realitätsgetreue Tätigkeitsinhalte geschaffen werden, in welchen sie auf die Komplexitäten ihres späteren Berufes vorbereitet werden. Der Einsatz von VR- und AR-Technologien ist aufgrund der technologischen Reife sowie der stark gesunkenen Preise der Anwendungen nicht nur großen Firmen vorbehalten, sondern bietet auch für kleinere Unternehmen Chancen. Kontakt Thilo Schultes, M.Sc. Lehrstuhl für Produktionssystematik Telefon: +49 241 80-28681 E-Mail: t.schultes@wzl.rwth-aachen.de

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Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Modell und Methode zur Erfassung und Bilanzierung der in Fräsprozessen umgesetzten Energien

Der Sonderforschungsbereich Transregio 96 »Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen« hat Optimierungen bei der Gestaltung und dem Betrieb von Werkzeugmaschinen unter den Gesichtspunkten von Produktivität, Energieeinsatz und Fertigungsqualität im Kontext des thermischen Verhaltens zum Ziel. Im Teilprojekt A02 des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 liegt der Untersuchungsschwerpunkt auf den umgesetzten Energien und Temperaturfeldern im Fräsprozess. Ziel des Projekts ist die Analyse kausaler und statistischer Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und thermischen Zustandsgrößen, wie Wärmeströmen und Temperaturfeldern. Diese haben unmittelbaren Einfluss auf den Werkzeugverschleiß im Prozess, die Maßhaltigkeit und die Oberflächenintegrität. Der erste Schritt der Arbeiten umfasste grundlegende empirische Untersuchungen in Form von orthogonalen Schnitten zur Abschätzung der Wärmeeinträge in Werkzeug, Werkstück und Späne in Abhängigkeit von der geleisteten Zerspanungsarbeit und den Prozessparametern Schnittgeschwindigkeit und Spanungsdicke. Diese Wärmeeinträge werden prinzipiell durch Temperaturmessungen mit Thermografie sowie Pyrometrie und der Anwendung des ersten thermodynamischen Hauptsatzes unter vereinfachten Annahmen ermittelt. In den Orthogonalschnitten kann die Gültigkeit der PÉCLET Zahl als Heuristik zur Abschätzung der Wärmestromaufteilung gezeigt werden. Die spezifischen Wärmeeinträge pro Schnittlänge und -tiefe in Abhängigkeit der Schnittgeschwindigkeit und Spanungsdicke werden schließlich durch ein statistisches Modell approximiert und auf die Fräskinematik übertragen. Zur Messung der zeitveränderlichen Temperaturfelder im Werkzeug und im Werkstück beim Fräsen werden ein synchronisiertes Messsystem und ein Versuchsaufbau konzipiert, welcher die nötige Zugänglichkeit zum Prozess gewährleistet. Ziel ist es weiterhin Wärmeströme und deren Aufteilung beim Fräsen zu ermitteln. Auf Basis der empirischen Daten aus den Orthogonalschnitten werden stationäre Temperaturfelder im Werkstück für das Fräsen analytisch mit Hilfe einer existierenden Variante der JÄGER Lösung modelliert. Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Analyse der während des Fräsprozesses herrschenden transienten, volumetrischen Temperaturfelder im Werkzeug und deren Modellierung. Dazu wird der empirisch modellierte und durch Regression approximierte, zeitvariante Wärmefluss in das Werkzeug mit einem analytischen Temperaturmodell auf Basis von GREEN’S Funktionen gekoppelt. Die so vorhergesagten Temperaturfelder werden mit den gemessenen zeitveränderlichen Feldern auf der Werkzeugstirnseite verglichen (siehe Abbildung). Im Folgeprojekt und der dritten und letzten Phase des Sonderforschungsbereichs soll die Wirkung des Kühlschmiermediums in die Betrachtung einbezogen werden. Hier sind sowohl empirische Versuchsreihen auf Basis der bereits entwickelten Methoden und Messprinzipien als auch analytische sowie numerische Modelle zur Quantifizierung der effektiven Kühlwirkung vorgesehen. Kontakt Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Döbbeler Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28251 E-Mail: b.doebbeler@wzl.rwth-aachen.de

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von Bauteilen werden individuelle Abtragprozesse und Kontrollschritte zum Nachweis der richtigen Abtragdicken notwendig. Bei sehr dünnwandigen Elementen, wie beispielsweise Aufhängungselementen sehr sensibler optischer Instrumente, stoßen die Fertigungsmöglichkeiten daher an ihre Grenzen. Das Ziel des Forschungsvorhabens beinhaltete die detaillierte Untersuchung der Auswirkung eines zeitgemäßen Drahtfunkenerosionsprozesses auf die Ausbildung der Oberflächenrandschicht bei filigranen Titanbauteilen (Ti6Al4V) mit hohem Aspektverhältnis und dem damit verbundenen Einfluss auf Zeit- und Dauerfestigkeit der gefertigten Bauteile. Die Ergebnisse in Form von Designrichtlinien sollen final in ein Update der von der Europäischen Weltraumbehörde ESA (Europaen Space Agency) etablierten Standards, der ECSS (European Cooperation for Space Standardisation), einfließen und die Verwendung von neuesten Drahterosionsprozessen für die Fertigung kritischer Bauteile im Hauptlastpfad von Satelliten und Satelliteninstrumenten ohne Nachbearbeitung ermöglichen.

Funkenerosion für mechanisch hochbelastete Titanstrukturbauteile – Produktlebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit unter den charakteristischen Einsatzbedingungen der Raumfahrt (EDMTiSpace)

Die Drahtfunkenerosion (WEDM) zählt zu den wichtigsten Fertigungsverfahren für höchstpräzise Titanbauteile in der Raumfahrt. Besonders für Bauteile mit hohem Aspektverhältnis ist dieses Fertigungsverfahren nahezu alternativlos. Durch die prozessbedingt lokal eingebrachte Wärme wird allerdings die Randschicht des Bauteils beeinflusst. Die Zusammenhänge zwischen Bearbeitungsbedingungen, Randschicht und mechanischer Bauteilfunktionalität sind zwar qualitativ bekannt und ständige Entwicklungen in dieser Fertigungstechnologie minimieren diese Effekte signifikant, dennoch ist die Anwendung von optimierten Drahtfunkenerosionsverfahren ohne Entfernung der erzeugten Randschichten zur Verwendung an kritischen Bauteilen in der Raumfahrt nach wie vor untersagt. Dieser konservative Ansatz vermindert derzeit unnötigerweise das Einsatzgebiet dieser Technologie beträchtlich. Die Entfernung der Randschichten bringt beträchtlichen Mehraufwand für den Fertigungsprozess mit sich und stellt ein erhöhtes Handhabungsrisiko für die teilweise sehr filigrane Hardware dar. Zudem werden Herstellungszeiten erhöht und für unterschiedliche Arten

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Das WZL führte innerhalb des Projektes technologische Grundlagenuntersuchungen durch, um das vorhandene Potential von neuesten Drahterosionsverfahren umfassend zu eruieren und in vollem Umfang für die Herstellung dynamisch belasteter Titanbauteile nutzbar zu machen. Hierzu wurden insbesondere die heute auf den Werkzeugmaschinen industriell verfügbaren Standardtechnologien für die Stahlbearbeitung in deionisiertem Wasser auf ihre Anwendbarkeit für die Titanbearbeitung untersucht. Darauf aufbauend wurden werkstoffspezifische Technologieoptimierungen für die Bearbeitung durchgeführt und erprobt. Dies beinhaltete ebenfalls die Analyse der Potentiale einer alternativen Bearbeitung in einem ölbasierten Dielektrikum. Die erzielbaren Zeit- und Dauerfestigkeiten wurden anschließend anhand von Biegewechselfestigkeitsuntersuchungen erforscht. Zusätzlich wurde ein Modellansatz entwickelt, der die Verknüpfung von erzielter Oberflächengüte und -integrität sowie resultierender Bauteilfestigkeit unter Berücksichtigung einer geeigneten Technologieabstufung von Haupt- und Nachschnitten ermöglicht. Es konnten schließlich quantitative Lebensdauerparameter und Ausfallwahrscheinlichkeiten für den spezifischen Werkstoff ermittelt und für entsprechende Auslegungsberechnungen des Industriepartners für charakteristische Einsatzbedingungen in der Raumfahrt zur Verfügung gestellt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse lassen sich zusätzlich auf die funkenerosive Bearbeitung anderer filigraner und hochbelasteter Bauteile beispielsweise im Triebwerkbau oder in der Feinwerktechnik sowie auf alternative Werkstoffe übertragen. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betreute Projekt konnte somit Ende September in Zusammenarbeit mit dem Partner Airbus Defence and Space GmbH erfolgreich abgeschlossen werden. Kontakt Dr.-Ing. Andreas Klink Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28242 E-Mail: a.klink@wzl.rwth-aachen.de

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Einflüsse auf die Entstehung von Oberflächendefekten beim Wälzfräsen Das Wälzfräsen ist ein hochproduktives Fertigungsverfahren zur Herstellung außenverzahnter Zylinderräder. Seit der Einführung des Trockenwälzfräsens hat es in vielen Anwendungen die Nassbearbeitung verdrängt und ist Stand der Technik. Die Vorteile des Trockenwälzfräsens gegenüber der Nassbearbeitung liegen in einer Verkürzung der Prozesskette durch die Elimination des Reinigens nach dem Wälzfräsen und gleichzeitiger Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit. Trotz der Etablierung des Trockenwälzfräsens kommt es laut Erfahrungsberichten von Anwender*innen und Maschinenherstellern immer wieder zu Beanstandungen der Bauteilqualität. Die Fehlerhaftigkeit der Bauteile wird dabei mit der Ausbildung von Oberflächendefekten begründet. Unter Oberflächendefekten werden Verschmierungen, Schlieren und Spanaufschweißungen verstanden. Im von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) geförderten Vorgängervorhaben IGF 16564 wurden umfangreich die Entstehungsursachen von Verschmierungen und Schlieren untersucht und Maßnahmen abgeleitet, wie diese in der industriellen Fertigung verhindert werden können. Spanaufschweißungen wurden in dem Projekt zwar dokumentiert, waren aber nicht Gegenstand der Untersuchung bei der Entwicklung einer Vermeidungsstrategie. Trotz langjähriger Erfahrung und intensiver Forschungsaktivitäten im Bereich des Trockenwälzfräsens seitens der Forschungsinstitute, der Maschinen- und Werkzeughersteller wie auch der Anwender liegen bislang keine verlässlichen, wissenschaftlich fundierten Erkenntnisse zur Ausbildung von Spanaufschweißungen vor. Der sichere Einsatz des ökonomisch und ökologisch vorteilhaften Trockenwälzfräsens erfordert hinsichtlich der Prozessparameterwahl allerdings die Kenntnis von Ursachen für die Entstehung von Spanaufschweißungen unter Berücksichtigung bereits bekannter Ursache-Wirkungs-Mechanismen für Oberflächendefekte, wie sie im Forschungsvorhaben IGF 16564 untersucht wurden. Nachdem im genannten Vorhaben Erklärungs- und Vermeidungsansätze für Oberflächendefekte wie Verschmierungen und Schlieren entwickelt wurden, ist das Ziel dieses Vorhabens die Analyse der Entstehung von Spanaufschweißungen bei der Herstellung außenverzahnter Stirnräder im Wälzfräsprozess. Zur Erreichung des Forschungsziels wurden Untersuchungen und Analysen von Eigenheiten bei der Spanbildung für Wälzfräsprozesse mit Bauteilen, Werkzeugen und Prozessführungen, die zu Spanaufschweißungen neigen, durchgeführt. In diesem Rahmen wurde ein neuartiges, numerisch-analytisches Spanbildungsmodell entwickelt, mit dessen Hilfe Oberflächendefekte und insbesondere systematisch entstehende Spanaufschweißungen genauer analysiert werden können. Die Grundlage der Spanbildungssimulation stellt die Fertigungssimulation SPARTAPRO dar, welche die Spanungsgeometrien inklusive der Werkzeugnormalen liefert. Diese Spanungsgeometrien werden in Ebenen aufgeteilt, für die jeweils der Flächenschwerpunkt sowie die mittlere Spanungsdicke bestimmt werden. Anschließend wird mittels eines erweiterten Algorithmus nach OXLEY die Spanflussrichtung ermittelt. Hierbei werden die Werkzeugnormalen aus SPARTAPRO genutzt, wodurch eine Berücksichtigung der Werkzeugwinkel stattfindet. Im letzten Schritt werden Spiralwinkel für jede Schnittebene mithilfe einer archimedischen Spirale ermittelt. Durch das Kreuzprodukt von Schnittrichtung und Spanfließrichtung wird eine Rotationsachse für jede betrachtete Spanungsebene bestimmt. Durch sukzessives Aufrollen der Spanungsebenen um die Rotationsachsen wird der Span verformt. Die werkstoffspezifische Spankrümmung und -stauchung werden durch empirisch ermittelte Koeffizienten im Spanbildungsmodell berücksichtigt. Das Modell befähigt den Anwender den Abrollvorgang der gebildeten Späne näher zu analysieren. So können beispielsweise Berührungen des Spans mit der Werkstückflanke identifiziert werden, welche in Spanaufschweißungen resultieren können. 42 | Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018

Auf Basis der theoretischen Betrachtungen mittels des Spanverformungsmodells und der empirischen Versuchsdurchführung unter Industrie- und Laborbedingungen konnten als Ursachen für Spanaufschweißungen beim Trockenwälzfräsen drei dominante Einflussgrößen besser verstanden und geeignete Gegenmaßnahmen abgeleitet werden: 1. Spanablauf: Hat einen großen Einfluss. Dieser wird hauptsächlich durch die Werkzeug-Werkstück-Kombination beeinflusst. Eine Optimierung des Spanablaufes kann durch die Anpassung der Werkzeugauslegung vorgenommen werden. 2. Diffusion bzw. Verklammerung während des Zerspanvorgangs: Hat einen großen EInfluss. Eine Abhilfe kann durch die entsprechende Substratwahl (Diffusionsneigung) oder durch Anpassung der Schnittparameter (Temperatureintrag) geschaffen werden. 3. Maschinenraum: Hat einen untergeordneten Einfluss. Lediglich bei starker Behinderung des Spanabflusses (z.B. durch einen sehr engen Arbeitsraum bei fehlender Spanabsaugung) nimmt die Effektstärke des Maschinenraums deutlich zu. Kontakt Nico Troß, M.Eng. Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28285 E-Mail: n.tross@wzl.rwth-aachen.de

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schungsbereichs Transregio 188 »Schädigungskontrollierte Umformprozesse« die Entwicklung und Kontrolle von Schädigung während Walz-, Massiv- und Blechumformprozessen. Neben der Betrachtung der Fertigungsprozesse stehen dabei die Untersuchung des makround mikroskopischen Materialverhaltens sowie die Entwicklung numerischer Beschreibungsmodelle für die Schädigungsentwicklung im Fokus der Forschungsaktivitäten.

Damage is not failure – Schädigungskontrollierte Umformprozesse Schädigung von metallischen Werkstücken in Form von Poren, Lunkern, Ausscheidungen und Einschlüssen ist ein bestimmender Faktor beim Versagen im Betrieb. Um Umformprozesse so auslegen zu können, dass das Potential des Werkstoffs unter Berücksichtigung der Schädigung bestmöglich ausgenutzt wird, untersuchen die TU Dortmund, die BTU Cottbus-Senftenberg, das Max-Planck-Institut für Eisenforschung sowie fertigungs- und werkstofftechnische Institute der RWTH Aachen University im Rahmen des Sonderfor-

Ziel der gemeinsamen Aktivitäten ist die definierte Modifikation von Lastpfaden, durch welche die Schädigungsentwicklung während des Umformprozesses kontrolliert und an besonders belasteten Stellen im Betrieb soweit wie möglich vermieden wird. Eine geringere Vorschädigung durch einen entsprechend ausgelegten Fertigungsprozess erlaubt geringere Sicherheitszugaben, so dass Material eingespart und damit die Gesamtmasse verringert werden können. Am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen wird im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Schädigungsentwicklung bei Tiefziehprozessen untersucht. Neben Grundversuchen an Nakajima-Proben wurden 2018 rotationssymmetrische Näpfe tief-gezogen. Die numerische Simulation der Prozesse erlaubt die Verbindung zwischen den sich einstellenden Lastpfaden und der Schädigungsentwicklung während der Umformung. Im November 2018 fand das erste Industriekolloquium des Sonderforschungsbereichs in den Westfalenhallen in Dortmund statt. Neben der Vorstellung bisheriger eigener Ergebnisse trugen Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und von der Mines ParisTech sowie Industrievertreter von Daimler und thyssenkrupp Highlights ihrer Untersuchungen zu Schädigung in Umformprozessen vor. Das Industriekolloquium stieß innerhalb der wissenschaftlichen Community auf große Resonanz. Das WZL beabsichtigt, im Rahmen der zweiten Förderphase 2021 bis 2024 neben dem Tiefziehen einen weiteren Umformprozess zu betrachten. Die Vorarbeiten hierzu beginnen 2019.

Kontakt Matthias Nick, M. Sc. RWTH Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-24978 E-Mail: m.nick@wzl.rwth-aachen.de

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Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Einsatz von Zementbeton als eigenständiger Werkstoff Stahl und Gusseisen sind auch heutzutage die vorwiegend verwendeten Werkstoffe für Strukturbauteile in Werkzeugmaschinen. Dennoch gibt es Bestrebungen für den Einsatz alternativer Materialien, um die Kosten von Bauteilen zu reduzieren und das dynamische Verhalten der Gesamtmaschine zu verbessern. Zementbeton bietet aufgrund geringer Materialkosten und hoher Materialdämpfung eine interessante Perspektive. Vor diesem Hintergrund wird am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen des WZL in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH seit 2013 ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertes Forschungsprojekt durchgeführt. Ziel des Projektes ist einerseits die tiefergehende Untersuchung der Werkstoffeigenschaften verschiedener Zementbetone bezogen auf einen Einsatz in Werkzeugmaschinen. Andererseits wird die detaillierte Analyse unterschiedlicher Konstruktionsvarianten von Strukturbauteilen aus Zementbeton einer Demonstratormaschine fokussiert. Insbesondere die Dauerfestigkeit bei dynamischer Belastung wird genauer betrachtet.

Um die aus der ersten Förderphase gewonnenen Erkenntnisse fortzuführen und weiter zu vertiefen, wurde die Förderung einer zweiten Projektphase beantragt und durch die DFG bewilligt (BR2905/53-2). In dieser Phase werden die Untersuchungen der Werkstoffeigenschaften statistisch abgesichert und zielgerichtete Nachbehandlungsstrategien erarbeitet. Zudem werden die Einflüsse unterschiedlicher Konstruktionsvarianten von Strukturbauteilen und entsprechender Schalungen der Demonstratormaschine analysiert, gefertigt und messtechnisch bewertet. Die in der zweiten Projektphase vertieften Erkenntnisse werden schließlich verallgemeinert und bilden die Grundlage für einen Transfer in die wirtschaftliche Praxis.

Kontakt Caroline Kiesewetter, M.Sc. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-27729 E-Mail: c.kiesewetter@wzl.rwth-aachen.de

In der ersten Förderphase (09/2013 bis 02/2017 – BR2905/531) wurden erste Grundlagenuntersuchungen durchgeführt. Unter anderem wurde ein Prüfstand entwickelt und umgesetzt, der auf dem Prinzip des Resonanzeffekts beruht. Mit diesem Prüfstand wurden in Zusammenarbeit mit dem ibac eine Vielzahl an Versuchen unterschiedlicher Betonmischungen im hochfrequenten Wechsellastbereich durchgeführt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass auch im hochfrequenten Zugbereich eine Dauerfestigkeit im Belastungsbereich von 40% der statischen Zugfestigkeit für Betone existiert. Das zusätzlich ermittelte Dämpfungsmaß der Betonmischungen lag hierbei um 10- bis 30-fach höher als bei Stahl. Auch die Untersuchungen zur Reduktion der Schwindung, thermischen Eigenschaften und chemischer Beständigkeit von Beton lieferten vielversprechende Ergebnisse für einen Einsatz im Werkzeugmaschinenbau. Daneben wurden auch die Eigenschaften von Koppelstellen zwischen Stahl und Beton untersucht. Auch eine erste praktische Umsetzung der bisherigen Erkenntnisse durch Konstruktion und Herstellung von Teilen einer Demonstratormaschine aus Beton wurde durchgeführt, die das Potential von positiven Effekten auf das dynamische Verhalten beim Einsatz von Zementbeton bestätigten.

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vität und Genauigkeit einer Vorschubachse maßgeblich. In diesem Forschungsprojekt wird deshalb ein Ansatz verfolgt, moderne Regelungskonzepte – wie beispielsweise robuste oder modellprädiktive Regler – auf die Anwendung in Werkzeugmaschinen zu übertragen. Damit einhergehend soll die Auslegung der Regler anforderungsspezifisch ermöglicht werden, wobei die Reglerauslegung »maßgeschneidert« für die jeweilige Werkzeugmaschine unter Beachtung der jeweiligen produktionstechnischen Anforderungen und anlagenbedingten Gegebenheiten erfolgt.

Robuste und modellprädiktive Regelung von Vorschubantrieben in Werkzeugmaschinen Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit müssen Unternehmen immer produktiver arbeiten, weshalb Produktions- und Werkzeugmaschinen ebenfalls zunehmende Anforderungen an Produktivität und Genauigkeit erfüllen müssen. Die als dynamisches System zu betrachtende Maschinenstruktur begrenzt durch ihre Mechanik die erreichbare Produktionsgeschwindigkeit. Als Abhilfe lassen sich einerseits die mechanischen Komponenten durch höherwertigere, aber teurere Varianten ersetzen. Andererseits können steuerungstechnische Maßnahmen ergriffen werden, welche die Schwingungsneigung bei erhöhten Verfahrgeschwindigkeiten gezielt berücksichtigen und ggf. reduzieren. Dabei sind die Parameter der Regelung von Vorschubantrieben für den einzugehenden Kompromiss zwischen Produkti-

Während der Inbetriebnahme der Regelkreise sind sowohl Anforderungen aus dem Zeitbereich (z. B. ein minimaler Schleppfehler) als auch aus dem Frequenzbereich (z. B. eine hohe Resonanzfrequenz) zu beachten. Moderne Regelungskonzepte basieren oft auf einer Herleitung im Frequenzbereich, wobei Anforderungen im Zeitbereich meist nicht direkt in die Reglerauslegung einbezogen werden können. Als Beispiel hierfür können robuste Regler nach den Prinzipien der H_∞ Regelung und des H_∞ Loop shapings genannt werden. Neben robusten Reglern halten modellprädiktive Regler – also Regler, die modellbasiert optimale Stellgrößen für das zukünftige Maschinenverhalten bestimmen – zunehmend Einzug in Fertigungsanlagen. Modellprädiktive Regler sind meist im Zeitbereich ausgelegt und beziehen Anforderungen im Frequenzbereich meist nur indirekt in die Reglerauslegung ein. Um sowohl robuste als auch modellprädiktive Regler für den Einsatz in Werkzeugmaschinen auszulegen, wird in diesem Forschungsprojekt eine Möglichkeit geschaffen Anforderungen sowohl aus dem Zeit- als auch aus dem Frequenzbereich durch eine geeignete Parameteroptimierung zu erfüllen. Zur Reglerauslegung wird im Forschungsprojekt eine automatisierte Entwicklungskette, beginnend mit der Identifikation des Maschinenverhaltens bis hin zur softwareseitigen Erweiterung der Maschinensteuerung, entwickelt. Hierbei soll das jeweilige Verhalten der Vorschubachsen mittels eigens entwickelter Algorithmen identifiziert und danach die Reglerparameter mittels genetischem Algorithmus optimiert werden. Die Integration der Regler in kommerzielle NC-Steuerungen wird mittels einer modellgetriebenen Softwareentwicklung zur Generierung von NC-Kernerweiterungen realisiert. Das Forschungsprojekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Förderzeitraum von Januar 2018 bis September 2019 gefördert. Kontakt Thomas Berners, M.Sc. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-20608 E-Mail: t.berners@wzl.rwth-aachen.de

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Industrie 4.0 – Konzepte in die Forstwirtschaft übertragen Die Bedeutung des Branchenclusters Wald und Holz in Nordrhein-Westfalen ist beachtlich und wird häufig unterschätzt. NRW ist zu mehr als einem Viertel mit Wald bedeckt, die Forst- und Holzwirtschaft ist mit rund 18.000 Unternehmen, 38 Mrd. € Umsatz, 165.000 Beschäftigten, 7% des Umsatzes bzw. 9% der Beschäftigung im produzierenden Gewerbe und 152.000 privaten Waldbesitzern eine beträchtliche volkswirtschaftliche Größe. Die Vielfalt und die Anzahl der beteiligten Akteure/Stakeholder, die Komplexität der Strukturen und Prozesse sowie die vielfältigen und häufig konträren Anforderungen an die Waldbewirtschaftung sind mit den jetzigen (informations-)technischen und betriebswirtschaftlichen Ansätzen nur ungenügend beherrschbar. In der produzierenden Industrie heißt die Antwort auf die steigende Komplexität von Produkten und Produktionssystemen Industrie 4.0. Expertenworkshops und darauf aufbauende konzeptionelle Vorarbeiten zeigen, dass Industrie 4.0-Konzepte dringend benötigte neue Ansätze liefern, um den Cluster Wald und Holz durch Optimierung bestehender Prozesse, aber auch mit neuen Geschäftsmodellen in die Zukunft zu führen. Die Überführung der Wald und Holz 4.0-Vision in die Praxis können einzelne Hersteller von Maschinen und Software nicht leisten. Vielmehr müssen in einem übergreifenden Ansatz vorhandene Kompetenzen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung gebündelt werden. Genau dies soll das Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0 leisten. Das wesentliche Ziel dieses Projekts ist deshalb die Schaffung der Voraussetzungen für die initiale Einrichtung eines Kompetenzzentrums Wald und Holz 4.0 sowie dessen Etablierung im Cluster Wald und Holz. Im Rahmen des Projekts sollen dazu die notwendigen Organisations- und Infrastrukturen geschaffen, die notwendige kritische Masse an Know-how aufgebaut und in konkreten Wald und Holz 4.0-Komponenten in neuen Smart Forest Labs umgesetzt werden.

Die Ergebnisse, die aus der Weiterentwicklung der Konzepte für den Einsatz in der Forstwirtschaft entstehen, bieten wiederum neue Potentiale für die Produktionstechnik. Eine besondere Herausforderung in der Forstwirtschaft stellen beispielsweise dynamische Wertschöpfungsketten dar, die auch in der Industrie steigende Relevanz besitzen. Durch die Beteiligung an dem Projekt »Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0« kann der Lehrstuhl Synergien nutzen und seine Kompetenzen weiter ausbauen. Kontakt Christian Fimmers, M. Sc. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-28232 E-Mail: c.fimmers@wzl.rwth-aachen.de

Seit April 2018 erarbeitet der Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen gemeinsam mit dem Institut für Mensch-Maschine Interaktion und dem Institut für Arbeitswissenschaften (beide RWTH), dem RIF Institut für Forschung und Transfer e.V. sowie dem forstlichen Bildungszentrum für Waldarbeit und Forsttechnik des Landes NRW die grundlegenden Konzepte und demonstriert diese verschiedenen Anwendern. Der Schwerpunkt des WZL liegt hierbei zum einen auf dem Transfer der Industrie 4.0 Konzepte und Methoden auf den Cluster Wald und Holz. Dies sind beispielsweise die Definition einer Wald und Holz 4.0-Komponente, die Anwendung digitaler Zwillinge im Wald oder die Fragestellung, wie ein Baum als lebendes Objekt im Referenzarchitekturmodell 4.0 eingeordnet werden kann. Zum anderen wird am WZL eine Kommunikationsinfrastruktur für die Anwendung im Cluster Wald und Holz entwickelt. Im Wald steht häufig kein Mobilfunknetz zur Verfügung und Umwelteinflüsse, wie z.B. das Wetter, beeinflussen mögliche funkbasierte Kommunikation. Diese ist jedoch unerlässlich für eine sichere und produktive Arbeit im Wald. Demzufolge müssen neue Konzepte entwickelt werden, um die Akteure im Wald miteinander zu vernetzen und einen Datenaustausch zu ermöglichen.

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Fertigungsbedingte Grenzschichten Ein Ansatz zur Steigerung der Ressourceneffizienz von Zahnradgetrieben liegt in der Optimierung der tribologischen Oberflächeneigenschaften der Zahnflanken. Sowohl die Reibung im tribologischen Kontakt als auch der Kurzzeit- und Langzeitverschleiß der Zahnflankenoberflächen lassen sich durch selbstregenerative, tribologische Grenzschichten optimieren. Die für den Verschleiß und die Reibung relevanten Eigenschaften der Bauteilgrenzschicht werden maßgeblich während der Fertigung und während des Einlaufs beeinflusst. Zusammenhängende Untersuchungen zur Grenzschichtausbildung, deren Analyse durch die Schleifbearbeitung und deren Einfluss auf die Bauteillebensdauer bestanden für Zahnräder bislang nicht. Das Ziel des Forschungsvorhabens war deshalb, ein Beschreibungsmodell und eine Gestaltungsrichtlinie für die Zahnradendbearbeitung zur zielgerichteten Einstellung fertigungsbedingter Grenzschichten zu entwickeln. Die Prozessparameter der Endbearbeitung wurden dahingehend optimiert, dass die resultierenden thermischen, mechanischen und chemischen Energieeinträge die Grenzschichtbildung begünstigen. Eine zielgerichtete Endbearbeitung erlaubt einen geringeren Ressourceneinsatz im Betrieb durch die Minimierung von Reibung und Verschleiß. Zur Erreichung des Ziels wurden Prüfstandsversuche an unterschiedlich endbearbeiteten Zahnrädern durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die zielgerichtete Einstellung funktionaler Grenzschichten Lebensdauersteigerungen im Zeitfestigkeitsbereich von bis zu 30% bewirken kann. Zudem liegen qualitative Erklärungsansätze für die Entstehung und Wirkung von Grenzschichten vor, die auf die Bedeutung der Interaktion des Kühlschmierstoffs mit dem Getriebeöl eingehen. Die mit der Erreichung des Projektziels verbundene Verringerung der Verlustleistung sowie Erhöhung der Lebensdauer von Zahnrädern erlauben es, Antriebsstränge nachhaltiger und wirtschaftlicher auslegen zu können. Kontakt René Greschert, M.Sc. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-23620 E-Mail: r.greschert@wzl.rwth-aachen.de

Veröffentlichungen Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen publiziert jedes Jahr ca. 400 wissenschaftliche Veröffentlichungen. Hier finden Sie einen kleinen Auszug aus dem Jahr 2018. Eine vollständige Liste aller Veröffentlichungen, sortiert nach Lehrstuhl, finden Sie auf unserer Homepage unter: www.wzl.rwth-aachen.de/veroeffentlichungen

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Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement

Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren

Schmitt, R., Heine, I., Jiang, R., Giedziella, F., Basse, F., Voet, H., Lu, S. On the future of ramp-up management in: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 23, 217-225.

M. Seimann, B. Peng, A. Fischersworring-Bunk et. al. Model-based analysis in finish broaching of Inconel 718 in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Volume 97, Issue 9-12, Pages 3751-3760, ISSN 1433-3015, https://doi.org/10.1007/s00170-018-2221-5

R. Schmitt, K. Briele, P. Schlegel Autonomous Data-Driven Quality Control in Self-learning Production Systems in: Advances in Production Research – Proceedings of the 8th Congress of the German Academic Association for Production Technology (WGP), Aachen, November 19-20, 2018

Mannens, R.; Trauth, D.; Falker, J.; Brecher, C.; Klocke, F. Analysis of spindle bearing load with regard to the false brinelling effect caused by machine hammer peening in: The International Journal of Advanced manufacturing Technology Vol. 95, 2018, pp. 3969-3976 IF 2,601

Dahlem, P.; Montavon, B.; Peterek, M.; Schmitt, R. Enhancing laser step diagonal measurement by multiple sensors for fast machine tool calibration in: Journal of Machine Engineering 18 (2018), 2, ISSN 1895-7595 ; 2391-8071 (Online), S. 64 - 73

Holsten, M.; Koshy, P.; Klink, A.; Schwedt, A. Anomalous influence of polarity in sink EDM of titanium alloys in: CIRP Annals – Manufacturing Technology 67 (2018), 1, ISSN 0007-8506, S. 221-224

Nicksch, C.; Storm, C.; Bertelsmeier, F.; Schmitt, R. Predictive Control for Robot-Assisted Assembly in Motion within Free Float Flawless Assembly in: Tagungsband des 3. Kongresses Montage Handhabung Industrieroboter, Hrsg.: Schüppstuhl, T.; Tracht, K.; Franke, J., Computer Science and Engineering, Springer Vieweg Aachen 2018, ISBN 978-3-662-56713-5, S. 231-239

Bergs, T. Cutting force model for gear honing in: CIRP Annals 67 (2018), S. 53-56

Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Lehrstuhl für Produktionssystematik Schuh, G.,Prote, J.,Fränken, B.,Dany, S.,Gützlaff, A. Reduction of decision complexity as an enabler for continuous production network design in: Advances in Production Management Systems. Production Management for Data-Driven, Intelligent, Collaborative, and Sustainable Manufacturing APMS 2018, Proceedings, Part I, IFIP Advances in Information and Communication Technology 535, Springer International Publishing Cham, Switzerland 2018, S. 246-253 Schuh, G., Doelle, C., Kantelberg, J., Menges, A. Identification of Agile Mechanisms of Action As Basis for Agile Product Development Procedia CIRP, Volume 70, 2018, S. 19-24 Schuh, G.; Boos, W.; Kelzenberg, C.; de Lange, J.; Stracke, F.; Helbig, J.; Boshof, J.; Ebbecke, C. Industrie 4.0 – Implement it! Ein Leitaden zur erfolgreichen Implementierung von Industrie 4.0-Lösungen Burggräf, P.; Wagner. J.; Dannapfel, M.; Vierschilling, S.P. Simulating the benefit of disruption prevention in assembly in: Journal of Modelling in Management, DOI: https://doi.org/10.1108/JM2-02-2018-0016

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Berners, T.; Epple, A.; Brecher, C. Model predictive controller for machine tool feed drives in: 4th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR), Auckland, 2018, S. 136-140 Brecher, C.; Eßer, B.; Falker, J.; Kneer, F.; Fey, M. Modelling of ball screw drives rolling element contact characteristics, Ball screw; Machine tool; Modelling in: CIRP Annals – Manufacturing Technology 67 (2018), 1, ISSN 0007-8506, S. 409-412 Herfs, W.; Hoffmann, N.; Pallasch, C. et al. A 5G Architecture for the Factory of the Future in: 2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Electronic ISBN: 978-1-5386-7108-5 Kasten, M.; Brecher, C.; Löpenhaus, C. Einfluss einer gezielt aufgeprägten Mikrogeometriestreuung auf das Anregungsverhalten von Kegelradverzahnungen in: Forschung im Ingenieurwesen 82 (2018), 4, S. 1-15

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Köhler, Markus Kansei Engineering zur Strukturierung objektiv erfasster Informationen über die visuelle Wahrnehmung für die kundenorientierte Produktgestaltung Ziel und Ergebnis dieser Arbeit ist ein Lösungsansatz entlang des allgemeinen Vorgehens des Kansei Engineerings, um objektiv erfasste Informationen über die visuelle Wahrnehmung zu strukturieren und um diese in frühe Phasen der Produktentwicklung zu integrieren. Das Vorgehen unterstützt dabei, (1) den Raum technischer Eigenschaften aus Kundensicht zu beschreiben, (2) den Zusammenhang zwischen semantischer Dimension und Qualitätsmerkmalen abzubilden und (3) die Validierung dieser Zusammenhänge zu untersuchen. Getragen durch die objektive Erfassung von Parametern der Blickregistrierung sowie durch die Quantifizierung mittels ausgewählter statistischer Analyseverfahren liegen somit Ansätze vor, um die Entscheidungsfindung in der Produktentwicklung und Produktgestaltung aus Kundensicht zu unterstützen. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-559-3

Dissertationen Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Buratti, Andrea Model-based Optimization of Setup Parameters for Dimensional Measurements on Monomaterial and Multimaterial Workpieces in Industrial Computed Tomography This manuscript presents a systematic methodology for determining optimal CT setup parameters for dimensional measurements on monomaterial and multimaterial workpieces. The methodology is based on the hypothesis that the contribution of setup parameters to measurement uncertainty is minimized when five conditions on scan quality are achieved: maximized image contrast, maximized image signal, minimized image noise, minimized blurring, and minimized CT artifacts. Based on this hypothesis, a set of models for optimizing workpiece placement, imaging and the number of projections was developed. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-643-9

Kosse, Philipp Modellierung der Messunsicherheit der dreidimensionalen Erfassung von Faserverbundkunststoff-Preforms Robotergeführte Machine-Vision-Systeme versprechen die Faserorientierung dreidimensionaler Preforms messen zu können. Dabei unterliegt der Messprozess aber einer Vielzahl unterschiedlicher Einflussfaktoren. Die vorliegende Arbeit adressiert daher das Defizit, die erreichbare Messunsicherheit robotergeführter Machine-Vision-Systeme zur Messung der 3D-Faserorientierung von Faserverbundkunststoff-Preforms bestimmen und vorhersagen zu können. Es wird ein bestehender Systemansatz des robotergeführten Machine-VisionSystems systematisch analysiert, um alle Einflussfaktoren auf die Messunsicherheit der 3D-Faserorientierung zu identifizieren. Nach einer initialen Bewertung folgt die Überführung der relevanten Einflussfaktoren in ein funktionales Erklärungsmodell, indem zur Modellierung dem physikalischen und algorithmischen Signalweg, von der Preform-Oberfläche über die Bildaufnahme bis zur fusionierten 3D-Faserorientierung, gefolgt wird. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-653-8

Linder, Alexander Langfristige Nutzung produktorientierter Beschwerdeinformationen Fuhrmann, Marco Qualitätsorientierte modellbasierte Prozessparameteroptimierung für das Fused Deposition Modeling Gegenstand der Arbeit ist die qualitätsorientierte modellbasierte Prozessparameteroptimierung für das Fused Deposition Modeling. Die situationsabhängige und flexible optimale Auslegung der Prozessparameter ist eine zentrale Aufgabe zur Realisierung qualitätsoptimierter Produktionssysteme. Kernidee der hier vorgestellten Lösung ist für das Fused Deposition Modeling eine anwendungsfallspezifische Kombination von Black Box und White Box Modellen zu einem neuen Grey Box Ansatz für mehrere Zielgrößen zu realisieren, die die optimale Parameterauslegung erlauben und sich an veränderte Bedingungen, wie neue Bauteilgeometrien, anpassen. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-633-0

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Gegenstand der Arbeit ist das qualitätsorientierte Beschwerdemanagement in produzierenden Unternehmen. Das Ziel ist die Bereitstellung eines fundierten Entscheidungsmodells für die langfristige Nutzung von produktorientierten Beschwerdeinformationen in produzierenden Unternehmen. Ergebnis der Arbeit ist zum einen ein Grobmodell für die langfristige Nutzung von Beschwerdeinformationen und zum anderen ein Entscheidungsmodell, welches es Unternehmen erlaubt, das Grobmodell durch die Wahl einer Strategie auszugestalten. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-658-3

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Quinders, Stefan Virtueller Prototyp zur Optimierung und Absicherung der Konfiguration messtechnisch gestützter und roboterbasierter Montagesysteme Das Ergebnis dieser Arbeit ist die Erweiterung eines etablierten Simulationstools zur Offline-Programmierung von Robotern, um einen virtuellen Prototypen zur Beschreibung eines messtechnisch gestützten und roboterbasierten Montagesystems zu realisieren. Dies ermöglicht die Auslegung und Optimierung des Montageprozesses und -systems unter Berücksichtigung der Messunsicherheit für den dynamisierten Prozessablauf. Die Konfiguration des Messsystems innerhalb des Prozessablaufs wird anhand eines Modells zur Beschreibung der Messunsicherheit des iGPS qualitativ bewertet, optimiert und abgesichert. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-569-2

Schönberg, Alexander Steigerung der Prozessfähigkeit gewandelter Montagezellen durch Selbstreferenz Die Arbeit untersucht einen selbstreferenzierenden Lösungsansatz für die automatisierte Steigerung der Prozessfähigkeit gewandelter Montagezellen. Wandeln wird als Änderung aufgrund unvorhersehbarer und nicht in die Flexibilität einbezogener Einflüsse verstanden. Es wird ein ausführbarer nicht prozessfähiger Montageprozess auf Basis einer idealisierten Planung angenommen. Dieser ist Zielwert der Selbstreferenz, bestehend aus Kommunikation, Perzeption und Kompensation. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-588-3

Lehrstuhl für Produktionssystematik Barg, Sebastian Kontextbezogene Auslegung von Produktbaukästen Das Ziel der Arbeit besteht darin, eine Methodik zu entwickeln, welche eine Steigerung der Zielkonformität durch kontextbezogene Auslegung eines Produktbaukastens in der frühen Phase ermöglicht. Die entwickelte Methodik besteht aus fünf Teilmodellen und ermöglicht es Unternehmen, modulare Produktbaukästen systematisch auf den individuellen Anwendungsfall auszulegen. Die Methodik liefert einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Zielkonformität eines Produktbaukastens, indem bereits in der frühen strategischen Phase eine konzeptionelle Auslegung unter Berücksichtigung der Ausgangssituation des anwendenden Unternehmens ermöglicht wird. Die Methodik dient somit als Unterstützung für die Entwicklungs- und Projektleitung im Rahmen der Baukastengestaltung. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-607-1

Begovic, Advan Datenbasiertes Wissensmanagement für Smart Services im Werkzeugbau In der Arbeit wird ein Modell zur Gestaltung des Datenbasierten Wissensmanagements für Smart Services im Werkzeugbau entwickelt. Im Mittelpunkt des Modells stehen Smart Services, welche die strategische Neupositionierung der einzelnen Werkzeugbaubetriebe maßgeblich prägen. Die Entwicklung von Smart Services erfordert Ressourcen sowie Fähigkeiten und Prozesse zur Leistungserstellung, die in den Gestaltungsfeldern der Smart Data und der Flexiblen Wertschöpfungsvernetzung abgebildet werden. Die Voraussetzungen zur Umsetzung der Gestaltungsfelder stellen die Digitale Infrastruktur sowie der Digital Footprint dar. Den befähigenden Rahmen des Gestaltungsmodells bilden die Gestaltungsmodellelemente des Agilen Kundenmanagements und der Lernenden Organisation. Diese unterstützen die Umsetzung des Datenbasierten Wissensmanagements durch die Flexibilisierung der Prozesse und der Organisationsstruktur. Mittels des Gestaltungsmodells wurden fünf unterschiedliche Geschäftsmodelle abgeleitet, welche erfolgreich koexistieren können. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-604-0

Diels, Frederic Indikatoren für die Ermittlung agil zu entwickelnder Produktumfänge Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer Methodik zur Identifikation agil zu entwickelnder Produktumfänge. Durch den Einsatz von Indikatoren soll bereits in der frühen Phase eines Projekts trotz vorherrschender Unsicherheiten eine Aussage darüber getroffen werden können, ob einzelne Umfänge agil oder plangetrieben zu entwickeln sind. Die Methodik setzt sich aus vier wesentlichen Schritten zusammen. Im ersten Schritt gilt es unvollständig vorliegende Anforderungen zu identifizieren, um aus ihnen Fragestellungen ableiten zu können, die als Steuerungsgröße im Projekt dienen. Darauf aufbauend können im zweiten Schritt durch die Verknüpfung von Fragestellungen mit den physischen Produktkomponenten einzelne Produktumfänge gebildet werden. Diese gilt es im dritten Schritt einzeln hinsichtlich ihrer Eignung zum Einsatz agiler Methoden mithilfe von Indikatoren zu bewerten. Im abschließenden vierten Schritt müssen die vorher einzeln betrachteten Produktumfänge auf ihre gegenseitige Wechselwirkung untersucht werden, um eine für das Gesamtprojekt optimale Auswahl an agilen Produktumfängen treffen zu können. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-586-9

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Dölle, Christian Projektsteuerung in der Produktentwicklung mittels Predictive Analytics

Mattern, Christian Steigerung der Kollaborationsproduktivität in der interdisziplinären Produktentwicklung

Im Rahmen der Arbeit wurde eine Methodik entwickelt, welche durch die Anwendung eines Predictive AnalyticsModells die Implementierung von präventiven Steuerungsmaßnahmen zur Einhaltung der gesetzten Ziele unterstützt. Um dies zu ermöglichen, werden die Abweichungen in den genannten Zieldimensionen auf Aktivitätenebene mithilfe von Neuronalen Netzen antizipiert. Hierfür werden im ersten Schritt die notwendigen Daten zum Aufbau eines Predictive Analytics-Modells identifiziert. Im Anschluss werden im zweiten Schritt Neuronale Netze trainiert, welche der Antizipation von Abweichungen dienen. In diesem Zusammenhang erfolgen eine Vorbereitung der Daten sowie die Festlegung der Netzarchitektur. Nach dem Trainieren der Neuronalen Netze wird im dritten Schritt erläutert, wie diese im Rahmen eines Entwicklungsprojektes angewandt werden können, sodass eine entsprechende Antizipation von Abweichungen erfolgen kann. Abschließend wird im vierten Schritt auf die Bewertung einer antizipierten Abweichung im Hinblick auf deren Auswirkung auf die übergeordneten Projektziele eingegangen. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-585-2

Das Ziel der Arbeit liegt darin, die Gestaltung der Kollaboration in der Produktentwicklung zur Steigerung der Kollaborationsproduktivität methodisch zu unterstützen. Dabei werden Einflüsse durch Informations- und Kommunikationstechnologien der Industrie 4.0 im Hinblick auf die Steigerung der Kollaborationsproduktivität einbezogen. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-678-1

Kantelberg, Jan Gestaltung agiler Entwicklungsprozesse technischer Produkte Das Ziel der Arbeit besteht in der Steigerung sowohl der Effizienz als auch der Effektivität in der Entwicklung technischer Produkte durch systematische Gestaltung agiler Produktentwicklungsprozesse. Anstelle einer direkten Übertragung der bestehenden Methoden der agilen Softwareentwicklung liegt der Fokus darauf, die den Methoden zugrundeliegenden Wirkungen in Form von Wirkungsweisen zu identifizieren und diese als Grundlage für die Übertragung zu verwenden. Die Methodik besteht aus vier Partialmodellen. Initial gilt es, ein einheitliches Verständnis von Produktentwicklungsprozessen als Grundlage für die spätere Gestaltung zu schaffen. Im zweiten Partialmodell werden Wirkungsweisen der agilen Softwareentwicklung identifiziert. Neben der Definition einer einheitlichen Beschreibungsform von Wirkungsweisen wird zudem eine Methodik zur schrittweisen Dekomposition von agilen Methoden sowie zur Übersetzung der dekomponierten Elemente in Wirkungsweisen vorgestellt. Im Rahmen des dritten Teilmodells gilt es, den Einfluss identifizierter Wirkungsweisen auf Entwicklungsprozesse technischer Produkte zu bestimmen und prozessuale Widersprüche zu identifizieren, welche die Grundlage für die exemplarische Gestaltung agiler Produktentwicklungsprozesse in Partialmodell vier bilden. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-670-5

Luckert, Melanie Potenzial der Fertigungssegmentierung zur Erhöhung der produktionslogistischen Leistungsfähigkeit Im Rahmen der Arbeit wurde eine vierschrittige Methodik zur Bestimmung des Potenzials der Fertigungssegmentierung zur Erhöhung der produktionslogistischen Leistungsfähigkeit entwickelt. Aufbauend auf den Schritten der Bildung, Bewertung und Visualisierung von Fertigungsstrukturen wird im vierten Schritt der Methodik die Zusammenführung der ersten drei Schritte in eine Software zur Potenzialbewertung der Fertigungssegmentierung dargelegt. Abschließend wird die Methodik bei einem Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus validiert und somit die industrielle Anwendbarkeit der Methodik nachgewiesen. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-671-2

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Prote, Jan-Philipp Verursachergerechte Bewertung von Standortalternativen in Produktionsnetzwerken Das übergeordnete Ziel der Arbeit besteht darin, Standortentscheidungen in Produktionsnetzwerken valider zu gestalten. Hierzu wird eine Methodik zur aufwands- und verursachungsgerechten Kostenbewertung von alternativen Produktionsstandorten entwickelt, mit der die entscheidungsrelevanten Einflussgrößen identifiziert und aggregiert sowie die operativen Kosten, die Einmalkosten und die Remanenzkosten einer Entscheidungsalternative modelliert und prognostiziert werden können. Die anwendungsorientierte Methodik fußt auf drei Lösungshypothesen: Eine iterative Aggregationsmethode ermöglicht die Identifikation und aufwandsgerechte Abbildung der entscheidungsrelevanten Modellierungsgrößen. Die Adaption der ressourcenorientierten Prozesskostenrechnung stellt eine verursachungsgerechte Kostenmodellierung sicher und die Quantifizierung von Remanenzeffekten ermöglicht Transparenz über die negativen Auswirkungen auf Residualstandorte. Die verschiedenen Bausteine werden in ein Entscheidungsmodell integriert, welches die Vorteilhaftigkeit einer Standortalternative sowie die potenzielle Schwächung der Residualstandorte bewertet. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-598-2

Schmitz, Torben Kalibrierte Kostenmodellierung von Produktallokationen in Produktionsnetzwerken unter Berücksichtigung externer Unsicherheiten In dieser Arbeit wird das Ziel verfolgt, eine Methodik zur kalibrierten Kostenmodellierung von Produktallokationen in Produktionsnetzwerken zu entwickeln, welche eine verursachungsgerechte, transparente und valide Kostenbewertung unter Berücksichtigung externer Unsicherheiten ermöglicht. Hierzu wird ein Vorgehen in den Phasen Definition, Modellierung und Bewertung vorgestellt. Ein wesentliches Element der Modellierungsphase ist ein flexibles, ressourcenorientiertes Kostenmodell, mit dem eine verursachungsgerechte Kostenmodellierung von Produktallokationen möglich wird. Darüber hinaus wird in der Modellierungsphase eine Methode zur Kalibrierung und Justierung des ressourcenorientierten Kostenmodells implementiert, welche die Validität der Kostenaussage erhöht. Ebenfalls werden externe Unsicherheiten erfasst und die Kostenwirkung mithilfe geeigneter Maße beschrieben. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-625-5

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Schrey, Elisabeth Lebenszyklusübergreifende Informationsstrukturierung für Produktbaukästen

Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren

Die Zielsetzung der Arbeit besteht in der Entwicklung einer Methodik zur lebenszyklusübergreifenden Strukturierung von baukastenspezifischen Produktinformationen. Konzipiert ist die Methodik in vier Teilmodelle. Im ersten Schritt identifiziert ein Beschreibungsmodell baukastenspezifische Informationen über den Lebenszyklus. Mittels eines Prozessmodells wird dazu auf Aktivitätenebene der baukastenspezifische Informationsfluss abgeleitet. Im zweiten Schritt dient ein Erklärungsmodell zur Ermittlung rollenspezifischer Informationsprofile. Dazu wird der Zusammenhang zwischen Rollen als Tätigkeitsprofilen und Aktivitäten im Prozessmodell erklärt. Anschließend werden die Informationsprofile in Form einer Matrix aus Quelle und Senke sowie Input und Output erstellt. Im dritten Schritt dient ein Erklärungsmodell zur Charakterisierung der baukastenspezifischen Informationen. Dazu werden Informationsprofile interagierender Rollen verglichen und auf dieser Basis Parameter zur Charakterisierung erklärt, welche die Anforderungen an die Strukturierung bilden. Beim vierten Schritt wird ein Gestaltungsmodell zum Aufbau und zur Gliederung der Informationsstruktur entworfen. Abschließend werden rollenspezifische Teilstrukturen abgeleitet und auf Basis der charakterisierenden Parameter ausgestaltet. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-578-4

Auerbach, Thomas Automatisierte, datenbasierte Wissensgenerierung beim Fräsen Um den Transfer von Modellen in fertigungstechnische Systemanwendungen zu beschleunigen und damit verbunden die Verfügbarkeit von Wissen zu erhöhen, wurde in dieser Arbeit ein Automatisierungssystem entwickelt. Dieses übernimmt zunächst die Anwenderunterstützung bei der systematischen Planung und Organisation von Fräsuntersuchungen. Hierzu wurden Methoden aus dem Bereich der statistischen Versuchsplanung und dem Bin Packing erarbeitet, untersucht und integriert. Auf dieser Grundlage wurde das System befähigt, ausgehend von einem definierten Parameterraum eine technologisch ausführbare, kollisionsfreie Operationsabfolge zu bestimmen. Im Weiteren agiert das Automatisierungssystem als übergeordnete Steuerungseinheit und führt die Operationen in Kommunikation zur Werkzeugmaschine aus. Parallel zur systematischen Durchführung der Fräsuntersuchungen erfasst das System Daten von Sensoren, extrahiert prozessspezifische Kennwerte und dokumentiert diese nachhaltig als Prozessinformationen. Unter Verwendung der erzeugten Informationsbasis erfolgt die systemseitige Unterstützung bei der Wissensgenerierung. In einer Modelldatenbank hinterlegte parametrische Funktionen zur Beschreibung des untersuchten Zusammenhangs werden automatisiert angepasst und ein adäquates Prozessmodell für den jeweiligen Anwendungsfall vorgeschlagen. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-646-0

Cayli, Tolga Surface Anomalies in Turning of Difficult-to-Cut Materials with High-Pressure Coolant Supply In the field of machining difficult-to-cut materials, the high-pressure coolant supply represents a promising technology for increasing productivity and process stability. The distinctive characteristic is the targeted supply of the coolant at elevated pressure (> 80 bar) into the wedge between the chip bottom and the tool rake face. The high-dynamic impact of the chips on the surface significantly affects the surface quality and may reduce the lifetime of the final component. Hence, the technological and scientific motivation of the thesis was to analyse the underlying mechanisms for the occurrence of surface anomalies. In a first step, a literature research of theories and hypothesis with regard to the working principle and the acting mechanisms of high-pressure coolant supply was conducted. Initially, relevant process parameters were identified in a screening approach. Then, the causeand-effect relationships between the relevant process parameters and the occurrence of surface anomalies were investigated. Based on the approach of ‘process signature‘ an explanation model was proposed which contained the cause-and-effect relationships between the relevant process parameters and the surface anomalies. Finally, an innovative approach of pulsating high-pressure coolant supply was presented in order to prevent the surface anomaly occurrence. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-577-7

Kampka, Marco Lokal aufgelöste Zerspankraft beim Verzahnungshonen In dieser Arbeit wird ein Modell entwickelt, mit dem die Prozesskräfte örtlich und zeitlich aufgelöst vorhergesagt werden können. Zunächst wird eine Automobilverzahnung ausgewählt und eine Kraftmessvorrichtung konstruiert. Mithilfe dieses Versuchsaufbaus werden die Prozesskräfte beim Verzahnungshonen aufgezeichnet und die Haupteffekte auf die Prozesskräfte, aufgeteilt in die drei Raumrichtungen des Maschinenkoordinatensystems, ermittelt. Anschließend wird der Verzahnungshonprozess auf einen Analogieprozess übertragen. Dazu werden die geometrischen und kinematischen Kontaktbedingungen im Verzahnungshonprozess abgeleitet und auf den Analogieprozess überführt. Die Übertragung der kinematischen Kontaktbedingungen wird anschließend validiert. Die geome-

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trische und kinematische Ähnlichkeit zwischen dem Analogieprozess und dem Innenrundschleifen wird genutzt, um ein empirisch-analytisches Kraftmodell abzuleiten. Auf Basis dieses Kraftmodells und einer Zurückführung der Zerspankraft auf kleinste Volumenelemente in einer Durchdringungsrechnung wird über Proportionalitätsfaktoren ein kennfeldbasiertes Kraftmodell erstellt. Dieses Kraftmodell wird anschließend mit der Durchdringungsrechnung für das Verzahnungshonen kombiniert. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-576-0

Müller, Johannes Integrative Gestaltung von Fertigungsprozess- und Prüffolgen für sicherheitskritische Bauteile IIn dieser Arbeit wird eine Methodik zur integrativen und multikriteriell optimierten Gestaltung von Fertigungsprozess- und Prüffolgen entwickelt, die sich aus zwei Teilmethodiken zusammensetzt. Während die erste Teilmethodik die Generierung von alternativen Fertigungsprozess- und Prüffolgen adressiert, erfolgt in der zweiten Teilmethodik eine multikriterielle Bewertung der Alternativen unter Verwendung eines integrativen Kostenmodells. Als Ausgangspunkt für die Generierung alternativer Fertigungsprozess- und Prüffolgen wird zunächst ein Vorgehen zur Entwicklung eines Zielsystems erarbeitet, anhand dessen die im Laufe des Planungsprozesses erarbeiteten Alternativen evaluiert und priorisiert werden können. Aufbauend auf einer featurebasierten Beschreibung des Bauteils wird ein Vorgehen zur Identifikation alternativer Fertigungs- und Prüfverfahren vorgestellt. Zur Bewertung der Alternativen wird ein integratives Kostenmodell für Fertigungsprozess- und Prüffolgen vorgestellt. Um neben der Wirtschaftlichkeit auch die Berücksichtigung weiterer Kriterien zu ermöglichen, wird anschließend ein multikriterielles Bewertungsmodell entwickelt. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-589-0

Müller, Sebastian Material Removal Mechanisms during Grinding of Fiber-Reinforced Ceramics with Porous Matrix Gegenstand dieser Arbeit ist eine systematische Erforschung des Zerspanverhaltens von faserverstärkten Keramiken mit unbeschichteten Fasern in einer porösen Aluminiumoxid-Matrix bei der Schleifbearbeitung in Abhängigkeit von der Faserorientierung bezogen auf die Schleifrichtung, dem Matrixtyp, dem Fasertyp und ausgewählten Schleifprozessparametern. Durch experimentelle Untersuchungen wurden das Gefüge und die mechanischen Eigenschaften von faserverstärkte Keramiken mit unbeschichteten Fasern in einer porösen Matrix (WHIPOXKeramiken) analysiert. Zur Analyse des Zerspanverhaltens wurden Einkornritzversuche an WHIPOX-Keramiken durchgeführt. Basierend auf den identifizierten Oberflächenphänomenen, welche in einem deskriptiven Modell zusammengefasst wurden, wurden die Zerspanmechanismen abgeleitet. Auf Basis dessen wurde ein heuristisches Modell entwickelt, das die Zerspanmechanismen auf Basis der Struktur von WHIPOX-Keramiken erklärt. Abschließend wurde die Übertragbarkeit der Ergebnisse aus den Einkornritzversuchen auf einen Flachschleifprozess überprüft und validiert. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-632-3

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Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Epple, Alexander Prozessstabilität von parallelen Drehprozessen Diese Arbeit diskutiert die dynamische Prozessstabilität von parallelen Drehprozessen. Im Rahmen der Arbeit werden Modellierungen von parallelen Drehprozessen im Zeit- und Frequenzbereich aufgebaut. Für unterschiedliche Varianten paralleler Drehprozesse werden die Einflussparameter auf die Prozessstabilität sowie mögliche Modellvereinfachungen diskutiert. Anschließend werden die Erkenntnisse auf zwei Anwendungsbeispiele übertragen. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-574-6

Ingeli, Jan Erweiterung der FE-basierten Zahnkontaktanalyse zur normkonformen Grübchentragfähigkeitsberechnung symmetrischer und asymmetrischer Verzahnungen In der Arbeit werden methodenbezogene Grenzen der FE-basierten Zahnkontaktanalyse aufgelöst, um die Berechnungsgüte zu verbessern. Darüber hinaus werden die bestehenden Abweichungen quantifiziert. Zur Validierung der Methode wird zuerst an symmetrischen Verzahnungen gezeigt, dass unter Verwendung einer minimal notwendigen Vernetzungsdichte eine gute Korrelation mit der analytischen Beanspruchungsberechnung nach Norm erreicht wird. Anschließend durchgeführte, vergleichende Untersuchungen zwischen der Normberechnung und der neuen FE-basierten Methode zeigen, dass die Vorhersagegenauigkeit der FE-basierten Methode besser als die Normberechnung für die verwendeten Beispiele ist. Hieraus folgt eine Empfehlung zur Weiterentwicklung der Normberechnung. Zur weiteren Validierung der Methode wird anschließend an asymmetrischen Verzahnungen gezeigt, dass die Eingriffssteifigkeit für asymmetrische Verzahnungen berechnet werden kann. Abschließend wird anhand von Grübchenversuchen auf einem Verspannungsprüfstand gezeigt, dass die berechneten Beanspruchungen das auf die Laufzeit bezogene und erwartete Materialermüdungsverhalten wiedergeben. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-647-7

Konowalczyk, Philip Grübchen- und Zahnflankenbruchtragfähigkeit großmoduliger Stirnräder Das Ziel der Arbeit ist die Kenntnis des Einflusses des Werkstoffreinheitsgrads, des Härtetiefenverlaufs und des Eigenspannungstiefenverlaufs auf die Grübchen- und Zahnflankenbruchtragfähigkeit großmoduliger Stirnräder. Zur Erreichung dieser Zielsetzung wurde ein fehlstellenbasierter Ansatz zur Berechnung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit entwickelt, welcher auf der Basis der allgemeinen Finite-Elemente-Methoden einen dreidimensionalen Dehnungszustand berücksichtigt. Zur Validierung des Berechnungsansatzes wurden Verzahnungen mit unterschiedlichen Härtetiefenprofilen experimentell hinsichtlich der resultierenden Tragfähigkeit und des kritischen Schadensmechanismus untersucht. Abschließend wurde auf der Basis einer separierten Beanspruchungsanalyse ein Konzept eines Analogieversuchs zur von anderen Schadensarten losgelösten Untersuchung der Zahnflankenbruchtragfähigkeit abgeleitet. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-628-6

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Obdenbusch, Markus Referenzarchitektur für cloudbasiertes Condition Monitoring am Beispiel von Verpackungsmaschinen Die Arbeit verfolgt den Ansatz, Querschnittstechnologien aus der IKT in die Produktionstechnik zu überführen. Dazu wird ein Cloud-Konzept in Form einer Referenzarchitektur und die Integration von Methoden des Machine Learnings vorgestellt. Die Referenzarchitektur besteht zunächst aus einem konzeptionellen Schichtenmodell. Der konzeptionelle Ansatz wird im zweiten Schritt um eine technische Systemarchitektur zur Konkretisierung einzusetzender Technologien ergänzt. In einem weiteren Schwerpunkt wird die Verwendung von Algorithmen des Machine Learnings zur automatisierten Modellbildung diskutiert. Dazu wurden etablierte Algorithmen in Hinblick auf eine produktionstechnische Anwendung mit Vor- und Nachteilen differenziert analysiert und bewertet. Das Gesamtkonzept wird abschließend in einer Referenzimplementierung und Erarbeitung eines Anwendungsfalls in einer Verpackungsmaschine evaluiert. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-573-9

Wagner, Petra Werkzeugschnittstellen für Drehmaschinen Die Arbeit beschäftigt sich zunächst mit der Ermittlung und Quantifizierung der Eigenschaften aktueller Werkzeugschnittstellen für Drehmaschinen anhand objektiver Simulations- und Versuchsmethoden. Abgeleitet aus einem Vergleich dieser Leistungsparameter mit den Anforderungen an heutige Systeme wird der Bedarf nach einer neuen Schnittstelle motiviert und eine neue Schnittstelle entwickelt. Diese wird abschließend anhand von Prüfstandsund ersten Zerspanversuchen getestet. Ergebnisse aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3863595678

Wennemer, Matthias Methode zur messtechnischen Analyse und Charakterisierung volumetrischer thermo-elastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen Aktuelle Methoden zur messtechnischen Analyse thermo-elastischer Verlagerungen und deren Korrektur bzw. Kompensation beschränken sich derzeit vorwiegend auf einige wenige punktuelle Verlagerungsmessungen im Arbeitsraum. Ziel dieser Arbeit ist die Bereitstellung einer Methode zur messtechnischen Analyse und Charakterisierung volumetrischer thermo-elastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen. Hierzu wird zunächst ein indirektes Verfahren zur messtechnischen Erfassung volumetrischer thermo-elastischer Verlagerungen erarbeitet. Die für indirekte Messverfahren üblicherweise angewendeten Starrkörpermodelle können dabei befähigt werden, thermo-elastische Verlagerungen über der Zeit zu berücksichtigen. Physikalische Zusammenhänge werden zunächst jedoch nicht abgebildet, um den Lösungsraum offen zu halten. Die Beschreibung und Korrektur des thermo-elastischen Verhaltens bewerkstelligen daher eine separate Beschreibungsmethode auf Basis steuerungsinterner Daten und einfache Verzögerungsglieder. Beide Methoden, Mess- wie Beschreibungsmethode, können gekoppelt werden. Die Messunsicherheit lässt sich mittels einer Monte-Carlo-Simulation abschätzen. Berichte aus der Produktionstechnik, Hrsg.: Brecher, C.; Klocke, F.; Schmitt, R.; Schuh, G., Apprimus Verlag Aachen 2018, ISBN 978-3-86359-592-0

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Kalendarium

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Januar Wissensaustausch zwischen Aachen und Foshan In einer von dem renommierten Wirtschaftsmagazin CAIJING in Foshan veranstalteten Konferenz zum Fortschritt in der Agenda »Made in China 2025« diskutierte Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt in einer Paneldiskussion mit Wirtschaftsexperten und Unternehmern über die deutschen Erkenntnisse aus der »Industrie 4.0«-Initiative. Automatisierung und AI (Artificial Intelligence – künstliche Intelligenz) werden in China als wichtige Bausteine gegen die Abwanderung der produzierenden Industrie von dort in Niedriglohnländer und gegen den erkennbaren Arbeitskräftemangel gesehen. Dies belegt die hohe internationale Relevanz des vom Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University getriebenen Exzellenzclusters »Internet of Production«. Foshan selbst ist mit rund sieben Millionen Einwohnern eine chinesische Mittelstadt. Sie verfügt über zahlreiche produzierende Industrie der Automobil-, Haushalts- und Bauindustrie. Das bekannteste Unternehmen MIDEA verspricht sich mit dem erfolgten Erwerb der Beteiligung am Roboterhersteller KUKA Zugang zu weiterem industriellen Know-How, um den Wandel zu einem Technologieunternehmen voranzutreiben.

Hackathon: Industrial Internet of Things Der erste Industrial Internet of Things Hackathon wurde veranstaltet von dem Cybernetics Lab IMA/ZLW & IfU und dem Freundeskreis des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen University. Unter dem Motto »GET YOUR #BITS TOGETHER!« stellten 58 Studierende, Auszubildende und Young Professionals der RWTH ihre Fähigkeiten auf dem Gebiet des Machine Learning in der Produktionstechnik unter Beweis. Den ersten Platz in der Kategorie Survival-of-the-fittest belegte das Team »bits please«, den zweiten Platz in der Kategorie belegte das Team »Skynet!« und der dritte Platz ging an die »digitalPriests«. Darüber hinaus konnte sich das Team »InCES« über den Innovationspreis freuen, der für den kreativsten und außergewöhnlichsten Lösungsansatz vergeben wurde. Der VDI Bezirksverein Aachen vergab außerdem einige Nachwuchsförderpreise. Bei der Durchführung des Hackathons unterstützen sowohl der Profilbereich Production Engineering und der Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer sowie das Institut für Bildsame Formgebung IBF und das Institut für Eisenhüttenkunde IEHK der RWTH Aachen University. Aufbauend auf den entwickelten Konzepten erarbeiten die Forscher am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University und IMA nun interdisziplinäre und aktuelle Themenstellungen, die in Form von studentischen Abschluss- und Seminararbeiten an die Studierenden zurückgegeben werden können.

Der Sieger des ersten Industrial Internet of Things Hackathon in der Kategorie Survival-of-the-fittest ist das Team »bits please«

Fabrik der Zukunft: Kooperation mit der Universität Siegen Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt (rechts) mit dem Parteisekretär des Bezirks Shunde in Foshan, Guo Wenhai, bei einem Treffen in Foshan

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Die Universität Siegen und das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University forschen zukünftig gemeinsam an der Fabrik der Zukunft. Hierbei steht die Weiterentwicklung und Optimierung der Fabriken mit Hilfe der Digitalisierung im Vordergrund. Durch die Kooperation sollen Unternehmen in Südwestfalen im Bereich Fabrikplanung und Produktionsmanagement die Industrie 4.0 in ihren Unternehmen festigen können. Auf der anderen Seite bietet die Zusammenarbeit dem WZL Zugang zum südwestfälischen Mittelstand als einer starken Industrieregion. Zur Unterstützung der Forschung soll in Siegen eine Demofabrik aufgebaut werden, die sich mit der Demofabrik (DFA) des Clusters Smart Logistik auf dem RWTH Aachen Campus vernetzen soll.

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 69

März Fachkongress Fabrik des Jahres Die Kolleginnen und Kollegen der Abteilung Produktionsmanagement des Lehrstuhls für Produktionssystematik sprachen mit Besucherinnen und Besucher über die Gestaltung einer agilen Produktion auf dem Kongress Fabrik des Jahres. Möglichkeiten in die Appeinbindung in der Produktion sowie die Nutzen des Productions Systems 4.0 waren Kernthemen bei der Diskussion. Außerdem stellten sie das Konsortial-Benchmarking »Produktionsplanung der Zukunft« vor. Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh hielt zum Thema »Internet of Production: Unikate in Serie« die Keynote Speech in Ulm.

Schleifer auf der GrindTec2018 Prof. Dr.-Ing. Peter Burggräf (ehemals WZL, jetzt Uni Siegen), Johannes Wagner (Uni Siegen), Prof. Dr. Holger Burckhart (Rektor Uni Siegen), Axel Barten (Uni Siegen), Prof. Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg (ehemals Rektor RWTH) (v.l.)

Februar

Die Kolleginnen und Kollegen der Fachabteilung Schleiftechnik des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren nahmen an der Internationalen Fachmesse für Schleiftechnik GrindTec in Augsburg teil. An ihrem Stand waren die Themen Forschung und Entwicklung zentral. Die Besucherinnen und Besucher konnten hier mehr über die stetige Entwicklung neuer Werkstoffe, das Etablieren der Numerischen Simulation auf dem Gebiet der Schleiftechnik oder das Modellbasierte Prozessdesign am WZL erfahren.

Software-Tool Volusoft auf der METAV Auf der Internationalen Messe für Technologien der Metallverarbeitung (METAV) in Düsseldorf sprach Benjamin Montavon vom Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement zum Thema »VoluSoft – Volumetrische Kompensation integriert in Ihre CADCAM-Kette«. VoluSoft ist ein neues Software-Tool, das Maschinenperformance greifbar macht. Es wertet Kalibriermessungen von Werkzeugmaschinen in 3D am CAD-Modell des Bauteils aus. Besucher*innen der METAV konnten das vorgestellte Software-Tool am WZLStand aktiv austesten.

Schleifer-Team auf der GrindTec in Augsburg: Sebastian Barth, Maximillian Lachennaier, Jannik Röttger, Henric Breuer (v.l.n.r.)

Benjamin Montavon stellt das Software-Tool »VoluSoft« vor

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April Horst Schauer verabschiedet sich in den Ruhestand Horst Schauer wurde am 01.04.2018 nach 33 Jahren am WZL in die Rente verabschiedet. Er war seit 1985 als Mitarbeiter der Elektronikwerkstatt am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen am WZL tätig. Wir bedanken uns ganz herzlich für den langjährigen Einsatz.

Dem gemeinsamen Entwicklungsteam steht eines der zurzeit attraktivsten Labs zur Entwicklung digitaler, vernetzter Produkte zur Verfügung. grandcentrix unterstützt das freie IOTA Netzwerk selbst mit einigen der leistungsstärksten IOTA Knoten und hat über ihr Engagement im Vorstand der IOTA Stiftung direkten Kontakt zu den IOTA Core Entwicklern.

Mit Edge Computing auf die Hannover Messe 2018

Horst Schauer, Dr.-Ing. Reinhard Freudenberg und Thomas Jansen, (v.r.n.l.)

Sonderpreis der Fakultät für Maschinenwesen

Unsere Kolleginnen und Kollegen zeigten auf der Hannover Messe 2018 den Demonstrator des Gemeinschaftsprojekts ICECAT – Industrial Control by Edge Computing for Automation Technologies. Das Projekt in Kooperation mit BCG Digital Ventures, Amazon Web Services und KUKA Robotics zeigt Potenzial für eine widerstandsfähige und selbstoptimierende Produktion. Mit Hilfe von Cloud-Technologien und der selbstoptimierenden Produktion kann zum Beispiel die Steigerung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) erreicht werden.

Prof. Dr.-Ing. Fritz Klocke erhält für seine langjährigen Verdienste in der Lehre den Sonderpreis der der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen University.

Reale Industrieanwendung mit IOTA Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University erforscht aktuell das »Internet of Production« (IoP) – das Kernstück des Industrial Internet of Things (IoT), welches den Weg in eine künftige Ära der Produktion ebnet. In diesem Zusammenhang werden aktuelle Technologien auf ihre Eignung hin bewertet, die Vision des IoP in die industrielle Praxis zu überführen und zu implementieren. Das WZL setzt künftig auf eine Kooperation mit der grandcentrix GmbH, einem der modernsten Systemhäuser für IoT-Produktionen und Smart Products aus der Region. Diese Zusammenarbeit ermöglicht es, die Vision des »Internet of Production« mit dem KnowHow und den Methoden eines erfolgreichen IT-Unternehmens umzusetzen. grandcentrix bringt technisches Coaching, Architektur und die Erfahrung aus zahlreichen IoT-Großprojekten sowie Best Practices in industrieller, agiler Produktentwicklung ein. Mit dem Demonstrator des Gemeinschaftsprojekts ICECAT zeigen unsere Kolleginnen und Kollegen, wie Anlagen mit der Cloud verbunden und aus ihr heraus gesteuert werden können

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RWTH Campuslauf Auch das WZL startete beim diesjährigen RWTH Campuslauf. Das Laufevent fand zum zweiten Mal und erneut auf dem Campus Melaten statt. In Reichweite des Werkzeugmaschinenlabors konnten die Läufer zwischen dem FunRun (4,6km), dem Staffellauf (4 x 2,3km) und FitnessRun (9,0 km) wählen.

Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement richtete unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt das Aachener Machine Learning Meetup 2018 aus. Das Machine Learning Meetup ist eine Veranstaltungsreihe, in dessen Rahmen der aktuelle Stand der Forschung sowie Anwendungsbeispiele des Machine Learnings im Qualitätsmanagement präsentiert und diskutiert werden. Es wurden vielseitige Vorträge zum Thema »Predictive Quality« in der Produktion, aber auch zur Anwendung von Machine Learning im Bereich der wahrgenommenen Qualität »Perceived Quality« gezeigt und diskutiert. Im Mittelpunkt des Meetups stand wie immer der persönliche Austausch von Erfahrungen zwischen Referenten, Teilnehmenden und Wissenschaftlern.

Best Tutorial Award auf der ASME Turbo Expo in Oslo Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Döbbeler, Abteilungsleiter Zerspantechnologie des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren, sprach auf der ASME (American Society of Mechanical Engineers) Turbo Expo 2018 in Norwegen über die neuesten Forschungsschwerpunkte zum Thema Fertigung für die Turbomaschinenindustrie. Außerdem fand eine Paper-Session zum Thema »Advanced Manufacturing for Turbomachine Industry« statt. An der ASME Turbo Expo 2018 nahm ein hochkarätiges Publikum aus über 3.500 internationalen Experten der Luftfahrt-, Energie- und Automobilbranche teil. Unsere Kollegen Dr.-Ing. Sascha Gierlings (Fraunhofer IPT) und Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Döbbeler (WZL) gewannen außerdem im Rahmen der ASME Turbo Expo 2018 den »Best Tutorial Award«.

Das WZL-Team vor dem Start des RWTH Campuslaufs

Juni Machine Learning – Predictive Quality in Production

Dr.-Ing. Sascha Gierlings (zweiter v.l.) und Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Benjamin Döbbeler (rechts)

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Best Junior Engineer Award 2018 Der Freundeskreis des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen University verlieh 2018 im Rahmen der Jahrestagung erneut die Auszeichnung »Best Junior Engineer Award« an vier junge Nachwuchsingenieurinnen und -ingenieure.

WZL Ausgründung grindaix GmbH ist Top-Innovator 2018 Die grindaix GmbH, mit heutigem Sitz in Kerpen, wurde aus insgesamt 471 Unternehmen zu einem der 100 innovativsten Mittelständler Deutschlands auserkoren. Die Kühlschmierstoffsystemspezialisten gründeten sich aus der Ingenieurs-Kaderschmiede, dem Werkzeugmaschinenlabor WZL, der RWTH Aachen University. TV-Moderator und Wissenschaftsjournalist Ranga Yogeshwar übergab den Preis als Mentor des Top-100 Innovator Wettbewerbs im Rahmen des 5. Deutschen Mittelstand-Summits. Das Unternehmen überzeugte laut Jury vor allem im Bereich »Innovationserfolg«. Top-100 ist ein Benchmarking für Innovationsmanagement, welches seine Preise an mittelständische Unternehmen mit überdurchschnittlichen Erfolgen vergibt.

Patricia Helena de Oliveira Teixeira, M.Sc. (TF), Melanie Buchsbaum, M.Sc. (WM) und Aline Kluge-Wilkes, M.Sc. (MQ) (v.l.n.r.)

Die diesjährigen Preisträgerinnen und Preisträger Aline Kluge-Wilkes, Christoph Wilhelm Ebbecke, Patricia Helena de Oliveira Teixeira sowie Melanie Buchsbaum zeichnen sich sowohl durch eine unterdurchschnittliche Studiendauer als auch durch ihre herausragenden Studienleistungen aus. Alle Preisträgerinnen und Preisträger arbeiten künftig als wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University.

Eva Friedrich, Rangar Yogeshwar und grindaix GmbH Geschäftsführer Dr.-Ing. Dirk Friedrich (v.l.n.r.)

Juli Christoph Wilhem Ebbecke, M.Sc. (PS)

Timo Schönenberg erhält Preis »FAMOS für Familie« für familiengerechte Personalführung Der Leiter der WZL Ausbildungswerkstatt Timo Schönenberg wurde mit dem Preis »FAMOS für Familie« ausgezeichnet. Mit dem Preis ehrt die RWTH Aachen University Führungskräfte und Teams für familiengerechte Personalführung. Alle Mitarbeiter*innen der Aachener Hochschule können Vorschläge für die Preisvergabe einreichen, die jetzt zum elften Mal stattfand. Die Ausgewählten zeigen ein hohes Maß an Familienfreundlichkeit und machen deutlich, dass sie die Vereinbarkeit von Familie, Pflege und Beruf an der RWTH fördern.

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Neue Gruppe »Digitale Fabrikplanung« am Lehrstuhl für Produktionssystematik Industrie 4.0 verändert die Fabriken, wie wir sie kennen, zu smarten Technologiezentren der Zukunft. Die neue Gruppe Digitale Fabrikplanung konzipiert und entwickelt daher aus bisherigen Einzellösungen und Randanwendungen zur Unterstützung von Planenden umgreifende Konzepte und Softwaretools zur Erweiterung der Reichweite und Nutzungstiefe von Planungsdaten. Dafür baut die neue Gruppe auf das langjährige Erfahrungswissen der beiden bestehenden Gruppen Werksstruktur- und Montageplanung sowie auf die bestehenden Kompetenzen zur Konzipierung von anwendernahen Softwarewerkzeugen auf. Zudem arbeiten die Kolleginnen und Kollegen an neuen Methoden zur Auswahl und Unterstützung bei der Einführung geeigneter digitaler Software- und Hardwaretechnologien.

Timo Schönenberg (letzte Reihe hinten links) zusammen mit weiteren Preisträgerinnen und Preisträgern des »FAMOS für Familie«-Preises der RWTH Aachen University

Robby Mannens und Marvin Hardt erhalten CIRP Best Paper Award Auf der vierten CIRP Conference on Surface Integrity in China gewannen Robby Mannens und Marvin Hardt vom Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren den Best Paper Award. Robby Mannens, Gruppenleiter Umformende Fertigungsverfahren, erhielt den Preis für seine Veröffentlichung »Influence of Impact Force, Impact Angle, and Stroke Length in Machine Hammer Peening on the Surface Integrity of the Stainless Steel X3CrNiMo 13-4«. Marvin Hardt, der in der Gruppe Modellierung und Bewertung von Zerspanprozessen tätig ist, erhielt die Auszeichnung für seine Veröffentlichung »Experimental study on surface integrity of cryogenically machined TI-6AI-4V alloy for biomedical devices«. Sebastian Patrick Vierschilling, Florian Becker und Sebastian Bertram (v.l.n.r.) der neuen Gruppe »Digitale Fabrikplanung«

August Dienstjubiläum: 25 Jahre Das WZL gratuliert Guido Koch-Theisen ganz herzlich. Der Mitarbeiter der Gruppe Schleiftechnik vom Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren feiert sein 25-jähriges Dienstjubiläum am WZL. Auch Thomas Fischer – Leiter des Messraums am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement feiert sein 25-jähriges Dienstjubiläum am WZL. Wir gratulieren sehr herzlich und danken für die tolle Zusammenarbeit.

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Ausbildungsstart 2018 Wir begrüßen ganz herzlich unsere neuen Auszubildenden 15 neue Azubis haben am 27.08. bzw. 03.09.2018 ihre Ausbildung am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University begonnen. Etienne Bauens, Henrik Blum, Karima Ben Fradj, Jonathan Lutz Dominique Hüsing, Nico Lange, Zita Langenberg, Bastian Scheibner, Sebastian Schmitz sowie Moritz Wintrich lernen in den verschiedenen Fachabteilungen des WZL den Beruf zum/zur mathematisch-technischen Softwareentwickler/in. Benedikt Luca Brammertz, Marius Lehnhoff, Riko Mahlmann und Jonas Waber lernen unter Timo Schönenberg in der Lehrwerkstatt den Beruf des Industriemechanikers (EG Feingerätebau). Anna-Sophia Otto lernt in der Finanzabteilung bei Frau Hartmeyer den Beruf der Kauffrau für Büromanagement. Thomas König beginnt seine Ausbildung zum Elektroniker bei Thomas Jansen. Wir freuen uns, dass die nächste Generation König seine WZL-Karriere beginnt. Stellvertretend für alle neuen Azubis ist hier das Team 2018 aus der Lehrwerkstatt abgebildet. Im Namen der Institutsleitung wünschen wir Euch einen guten Start, viel Freude und vor allem Erfolg!

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F.W. Taylor-Medaille 2018 für Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Markus Zeis Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Markus Zeis erhielt die »F.W. Taylor-Medaille« der Internationalen Akademie für Produktionstechnik CIRP auf der Generalversammlung in Tokio. Die »F.W. Taylor-Medaille des CIRP« ist eine Auszeichnung für junge, herausragende Forscher, die wissenschaftliche Arbeiten zu Themen aus dem Bereich der CIRP verfassen. Dr.-Ing. rer. nat. Markus Zeis erhält diese Auszeichnung für seine im Jahr 2017 in Lugano vorgetragene CIRP Veröffentlichung »Deformation of thin graphite electrodes with high aspect ratio during sinking electrical discharge machining«. Hier beschreibt er erstmals Ansätze zur Aufstellung einer Prozesssignatur für die Funkenerosion, ein Fertigungsverfahren mit thermisch, chemischen Wirkungen auf das Werkstück. Die Betreuung seiner wissenschaftlichen Arbeiten erfolgte durch den ehemaligen Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Fritz Klocke.

Timo Schönenberg, Leiter der Ausbildungswerkstatt, mit vier der insgesamt 15 neuen Auszubildenden des WZL

WZL Fußballteam gewinnt WGP-Turnier in Bochum Das WZL-Fußballteam gewann im August 2018 das WGP-Turnier in Bochum. Im Finale konnte sich unser Team mit einem durchschlagenden 3:0 gegen die TU München durchsetzen! Insgesamt nahmen 19 Institute aus ganz Deutschland am Turnier teil. Wir gratulieren der Mannschaft ganz herzlich.

Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Markus Zeis bei der Generalversammlung in Tokio der Internationalen Akademie für Produktionstechnik CIRP in Tokio

September Hans-Josef Pohl wird in die wohlverdiente Rente verabschiedet v.l.n.r. oben: Jan Ole Hansen, David Goertz, Tobias Seelbach, Jan Rey und Ansgar Hollah v.l.n.r. unten: Alexander Beckers, Dominik Emonts, Annika Becker und Jens Helbig, liegend Lukas Heidemanns

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Hans-Josef Pohl wurde zum 01.09.2018 in die Rente verabschiedet. Er war bereits seit 1974 am WZL in der Buchhaltung beschäftigt. Wir danken ihm ganz herzlich für die jahrelange tolle Zusammenarbeit und wünschen ihm alles Gute für seine Zukunft.

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Dienstjubiläum: 25 und 40 Jahre

Professor Schuh erhält IHK Ehrenplakette in Gold

Das WZL gratuliert Lydia Clermont-Kuckartz ganz herzlich zu ihrem Jubiläum. Die Mitarbeiterin der Abteilung Automatisierungstechnik vom Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen feiert ihr 40-jähriges Dienstjubiläum am WZL. Auch Hartmut Niederhagen gratulieren wir ganz herzlich zu seinem Jubiläum. Der Mitarbeiter der EDV vom Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen feiert sein 25-jähriges Dienstjubiläum am WZL. Wir danken beiden für die tolle Zusammenarbeit.

Die Industrie- und Handelskammer (IHK) Aachen hat Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh ihre höchste Auszeichnung verliehen. Er erhält den erst zum vierten Mal vergebenen Preis für seinen unternehmerischen Weitblick, seine Verdienste in Wirtschaft sowie Wissenschaft und für seinen Einsatz für die Zukunftsfähigkeit der Region Aachen. In der Laudatio des ehemaligen Bundesforschungsministers Dr. Jürgen Rüttgers wurde Prof. Schuh ebenfalls für die rekordschnelle Entwicklung des Elektroautos »e.Go Life« und für seinen für die Wirtschaft beispielhaften Ehrgeiz gelobt.

WZL Auszubildende unter den IHK Besten Christoph Martin Kuchenbuch, Ausbildung zum mathematisch-technischen Softwareentwickler am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, Daniel Weissert, Ausbildung zum Industriemechaniker am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren und Jessica Wiezorek, mathematisch-technische Softwareentwicklerin am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, haben Ihre Ausbildung im Sommer mit der Note »SEHR GUT« abgeschlossen. Weiterhin schloss Marvin Rudisch seine sehr gute Ausbildung ab und ist nun neues Teammitglied im CNC-Kompetenzzentrum unter der Leitung von Christoph Koleczek.

v.l.n.r.: Ex-Bundesforschungsminister Dr. Jürgen Rüttgers, IHK-Hauptgeschäftsführer Michael F. Bayer, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh und IHK-Präsident Wolfgang Mainz

oben:

WZL Exkursion entlang der Nordroute

Christoph Martin Kuchenbuch (Matse) rechts: Marvin Rudisch (links) und Daniel Weissert (rechts)

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Bei der alljährlichen WZL-Exkursion besuchten 38 Studierende des WZL und IPT 2018 Unternehmen entlang der Nordroute. Unter anderem begleitet von Prof. Dr.-Ing. Bergs, Prof. Dr.-Ing. Brecher, Prof. Dr.-Ing. Boos, Dr.-Ing. Herfs sowie Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Guido Hüttemann ging es zu verschiedenen Stationen. Insgesamt acht Firmen – Class, Miele, Viessmann, Sick, Metroplan, Windmöller & Hölscher, Nestlé und Flamm – luden dazu ein, exklusive Einblicke in die Produktion zu erhalten.

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Oktober

November

Hans-Dinger-Preis 2018 der FVV an Fabian Goergen

Christoph Voigtmann gewinnt Walter-Masing-Preis

Der Gewinner des Hans-Dinger-Preises 2018 der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e. V. (FVV) ist Fabian Goergen, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Getriebetechnik am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen am WZL, mit seiner Masterarbeit an der RWTH Aachen University, die er der »Experimentellen und rechnerischen Analyse von Zahnflankenermüdungsschäden konventioneller und neuartigen Werkstoffsysteme« widmete.

Die Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) vergab den Walter-Masing-Preis für Bestleistungen im Qualitätsmanagement 2018 an Christoph Voigtmann vom Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University . Er teilt sich den Preis mit Dr. Benjamin Häfner vom wbk Institut für Produktionstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Zusätzlich wurde eine Würdigung an Dr. phil. Ina Heine, Oberingenieurin am WZL, für ihre Arbeit zur »Qualitätsorientierung im mittleren Management – Entwicklung und Validierung eines Situational Judgement Test« ausgesprochen.

Gemeinsames Abteilungsblutspenden Unsere Kolleginnen und Kollegen der Abteilung Schleifen, Umformen und Technologieplanung vom Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren nahmen gemeinsam am Blutspenden in der Uniklinik RWTH Aachen teil. v.l.n.r.: DGQ-Präsident Udo Hansen, Dr. phil. Ina Heine, Oberingenieurin am WZL, Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt, Vorstandsmitglied der DGQ und Leiter des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am WZL, Christoph Voigtmann vom WZL, Dr. Benjamin Häfner, Oberingenieur am wbk Institut für Produktionstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Angelika Müller, Vorstandsmitglied der DGQ und Vorsitzende des Preiskuratoriums des WalterMasing-Preises

Professor Günther Schuh feiert seinen 60. Geburtstag Das WZL gratuliert Prof. Günther Schuh, Lehrstuhlinhaber für Produktionssystematik, zu seinem 60. Geburtstag.

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18. Internationales Kolloquium »Werkzeugbau der Zukunft«

Prof. Dr.-Ing Robert Schmitt feiert sein 25-jähriges Dienstjubiläum am WZL Dr.-Ing. Robert Schmitt, einer unserer vier Direktoren am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT, feierte im November sein 25-jähriges Dienstjubiläum. Technologien zur Erhebung von Daten und deren Rückführung zur qualitätsorientierten Produkt- und Prozessgestaltung in der Produktionstechnik sind Prof. Schmitts Arbeitsschwerpunkte, die Führungspositionen bei MAN Nutzfahrzeugen in München und Steyr mit einem Schwerpunkt in der Montagetechnik entwickelt. Zu den Highlights hier in Aachen gehörte für ihn seine Amtszeit als Dekan der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen University von 2012 bis 2014. Bereits 1983 arbeitete er als studentische Hilfskraft am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement und wurde später wissenschaftlicher Mitarbeiter, bevor er im Jahr 2000 seine Dissertation verfasste und 2004 zum Professor der RWTH Aachen University berufen wurde.

Phoenix Contact GmbH & Co. KG ist Gesamtsieger im Wettbewerb »Excellence in Production« und damit »Werkzeugbau des Jahres«

Das 18. Internationale Kolloquium »Werkzeugbau mit Zukunft« und der Wettbewerb »Excellence in Production« sind seit Jahren feste Größen in der Branche des Werkzeug- und Formenbaus. Das Kolloquium gilt als der zentrale Branchentreffpunkt. Die besten Unternehmen des Wettbewerbs erhalten hier die Chance, ihre Erfolgsstrategien zu präsentieren. Auf kompakte Art und Weise bietet die Veranstaltung praktische Handlungsempfehlungen, damit Unternehmen im Wettbewerb langfristig erfolgreich bestehen können. Die Vorträge des Kolloquiums halten Expertinnen und Experten der besten Unternehmen aus dem Werkzeug- und Formenbau und aus unseren Forschungseinrichtungen. Das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University und das FraunhoferInstitut für Produktionstechnologie IPT präsentieren Methoden, Systeme und Technologien als praxisrelevante Forschungsergebnisse. Außerhalb der Vorträge eröffnen sich zahlreiche Möglichkeiten zum persönlichen Ideen- und Erfahrungsaustausch. Sieger des diesjährigen Werkzeugbaus des Jahres ist wie im letzten Jahr Phoenix Contact GmbH & Co. KG.

Prof. Dr. rer. nat. Ulrich Rüdiger, Rektor der RWTH Aachen University, (rechts) überreicht Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt (links) seine Urkunde zum 25-jährigen Dienstjubiläum

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In stillem Gedenken Wir trauern um unsere lieben Kollegen und Mitarbeiter

Manfred Faymonville * 01.05.1952 † 05.02.2018 Mitarbeiter in der Dokumentation am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen

Joachim Kühnast * 28.01.1976 † 15.10.2018 Mitarbeiter in der Abteilung Fabrikplanung am Lehrstuhl für Produktionssystematik

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RWTH Zertifikatskurs Feinschneiden 27.02.2018 bis 02.03.2018 Das Feinschneiden ist aufgrund der hohen Qualität der Schnittkante und der damit einhergehenden Energie- und Ressourceneffizienz für die Produktionstechnik von hoher Bedeutung. Wirtschaftlichkeit und Präzision sind die zwei wesentlichen Merkmale dieser Technik. Um diesen Vorsprung gegenüber alternativen Technologien auszubauen, müssen Feinschneidbetriebe aktuelle Trends bedienen: Dazu zählen höherfeste Blechwerkstoffe genauso wie die Digitalisierung der Wertschöpfungskette. Im Rahmen des Zertifikatskurses Feinschneiden werden den Teilnehmern die Prozesstechnik, die Anwendung von numerischen Methoden (FEM) sowie die Industrie 4.0-unterstütze Prozessführung in Fachvorträgen vermittelt und diese in Kleingruppenübungen vertieft. Die Teilnehmer werden dadurch befähigt, das Wechselspiel aus Prozess, Werkzeug, Presse, Anlagenperipherie sowie Tribologie zu verstehen und Prozessanomalien rechtzeitig mithilfe von statistischen Analysen (Six Sigma) oder von numerischen Methoden zu identifizieren. Ein Schwerpunkt des Zertifikatskurses Feinschneiden ist der Praxisteil an der Feinschneidanlage XFT 2500 speed, wo die Teilnehmenden unter Anleitung die vermittelten Kenntnisse direkt anwenden können. Der Zertifikatskurs Feinschneiden umfasst vier Präsenztage inklusive Fachvorträgen, Praxisteil und Klausur.

Methodenseminar Agile Entwicklung mechatronischer Produkte 12.03.2018 bis 13.03.2018 Das Seminar zeigt die Rolle des agilen Gedankens im Kontext produzierender Unternehmen, indem anhand eines realen Cases die Werkzeuge und Methoden der Agilen Produktentwicklung angewendet werden. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit agiler Methoden im mechatronischen Umfeld untermauert. Das Seminar befähigt Sie zur Umsetzung der im Seminar vorgestellten Methoden im Arbeitsalltag. Hierfür wird anhand eines realen Cases das Arbeiten in einem agilen Entwicklungsprojekt mit sämtlichen Tools und Werkzeugen simuliert.

Innovationen rund ums Kegelrad 14.03.2018 bis 15.03.2018

Weiterbildung Neben zahlreichen etablierten Weiterbildungsveranstaltungen, die wir seit langem mit großem Erfolg durchführen, finden Sie auch immer wieder neu entwickelte Programme, die aktuelle Entwicklungen aufgreifen und Lösungen diskutieren. Wir bieten Ihnen unterschiedliche Formate an, vom Intensivseminar mit geringer Teilnehmerzahl und konzentrierter Lern-Atmosphäre bis hin zu großen Kongressveranstaltungen mit integrierten Ausstellungen, verschiedenen Vertiefungsrichtungen und interessanten Plenardiskussionen.

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Entwickler und Hersteller von Kegelradgetrieben reagieren auf die zunehmend höheren Kundenanforderungen hinsichtlich Beanspruchungs- und Einsatzverhalten von Kegelradgetrieben mit innovativer Produkt- und Produktionstechnologie. Leistungsfähige Auslegungsstrategien, innovative Fertigungsverfahren sowie präzise Simulationsprogramme und eine weiterentwickelte Mess- und Prüftechnik sind dabei die Erfolgsfaktoren, um sich gegenüber der Konkurrenz hervorzuheben und den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Daher stehen im Mittelpunkt dieser Veranstaltung anwendungsorientierte Beiträge zu Themen der Auslegung und Berechnung, Fertigung, Qualitätssicherung und dem Betriebsverhalten von Kegelrädern. Sie geben einen Einblick in den Stand der Technik sowie in aktuelle Fragestellungen und zeigen zukünftige Entwicklungstendenzen rund ums Kegelrad auf. Die Veranstaltung wird in enger Zusammenarbeit mit namhaften Partnern aus den Bereichen Getriebe- und Antriebstechnik ausgerichtet. Das Veranstaltungskonzept räumt praxisnahen Beiträgen aus der Industrie einen breiten Raum ein und bietet Platz zum Erfahrungsaustausch sowie zur Diskussion.

Basisseminar Zerspantechnik 20.03.2018 bis 21.03.2018 In vielen Unternehmensbereichen ist häufig ein Mangel an theoretischen Kenntnissen und praktischen Erfahrungen zu den Bearbeitungsverfahren der Zerspanung mit bestimmter Schneide vorhanden. Aus diesem Grund bieten wir bereits seit mehreren Jahren ein Basisseminar im Bereich der Zerspantechnik an, bei dem theoretische Zusammenhänge aufgezeigt und an praktischen Beispielen verdeutlicht werden. Das Seminar richtet sich an Anwender der Zerspantechnik, Maschinenbediener, Meister sowie Werkstatt- und Abteilungsleiter aus den Bereichen Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Service und Vertrieb. Die hierbei erworbenen Erkenntnisse sollen die Seminarteilnehmer

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bei ihrer täglichen Arbeit unterstützen. Den Seminarteilnehmenden werden Grundlagenkenntnisse zu Prozessen, Werkzeugen, Kühlschmierstoffeinsatz und Messmitteln vermittelt, um im industriellen Arbeitsalltag Problemstellungen der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide lösen sowie deren Ursachen besser verstehen zu können. Anhand praktischer Demonstrationen an Maschinen und Werkzeugen soll das vermittelte Grundlagenwissen vertieft werden.

Grundlagenseminar Zahnrad- und Getriebetechnik 21.03.2018 bis 22.03.2018 Zahnräder unterliegen hinsichtlich ihrer Auslegung in Bezug auf Tragfähigkeit und Laufverhalten hohen Ansprüchen und stehen daher im besonderen Fokus des Konstruktionsprozesses von Antriebssträngen. Gültige Berechnungsverfahren des allgemeinen Maschinenbaus sind nur bedingt für die Anwendung in der Zahnradtechnik geeignet, weshalb sich für die Handhabung dieser Baugruppe eigenständige Berechnungsstandards etabliert haben. Zudem unterliegt die Herstellung eines Zahnrades aufgrund der spezifischen geometrischen Gestaltung einer vergleichsweise aufwendigen, gekoppelten Maschinenkinematik. Zur wirtschaftlichen Fertigung unterschiedlicher Losgrößen haben sich daher diverse Herstellungsverfahren mit verschiedenartigen Eigenheiten bezüglich des Herstellungsprozesses sowie der resultierenden Zahnkontur und Oberflächenfeinstruktur etabliert. Anwender im Bereich der Zahnradtechnik haben demzufolge die Aufgabe, unter unterschiedlichen Varianten der Zahnradherstellung bzw. geometrischen Gestaltung des Zahnrades eine Auswahl zu treffen. Zugleich sollen die Zahnräder den Anforderungen an Tragfähigkeit und Geräuschverhalten genügen sowie dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit entsprechen. Hierzu ist eine genaue Kenntnis von Herstellungsverfahren und Einsatzeigenschaften von Zahnrädern notwendig. Im Seminar werden grundlegende Eigenschaften des Maschinenelements Zahnrad, Zahnradherstellungs- und Qualitätsprüfungsverfahren sowie Untersuchungs- und Bewertungsansätze hinsichtlich Tragfähigkeit und Laufverhalten aufgezeigt. Weiterhin werden Herausforderungen und Möglichkeiten unterschiedlicher Auslegungsstrategien präsentiert und diskutiert. Das Veranstaltungskonzept legt zudem einen Schwerpunkt auf Methoden der Interpretation, Analyse und Lösung von Problematiken in Fertigung und Einsatz von Zahnrädern. Daher werden mögliche Komplikationen anhand von Praxisübungen gemeinsam diskutiert und gelöst.

Basisseminar Elektromotorenproduktion 11.04.2018 Elektromotoren werden bereits seit über einem Jahrhundert in Deutschland produziert. Dennoch wurden insbesondere in den letzten zehn Jahren erhebliche Fortschritte in der Motorentechnologie – insbesondere getrieben durch das Streben nach höheren Leistungsdichten und Energieeffizienz – erzielt. Unter dem Druck des sich wandelnden Mobilitätssektors hin zu hybriden und vollelektrischen Antrieben wurden die Produktionstechnologien für elektrische Motoren höherer Leistungsklassen in Richtung größerer Serien weiterentwickelt. Die hier gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auch auf die Produktion klassischer Elektromotoren übertragen und somit entsprechende wirtschaftliche und technologische Verbesserungen realisieren. Schwerpunkt der Veranstaltung ist es, neben aktuellen Erkenntnissen aus Wissenschaft und Praxis, Lösungsansätze für die Produktion von Elektromotoren zu vermitteln. Dabei werden Schlüsseltechnologien näher beleuchtet und Ansätze zur integrierten Produkt- und Prozessentwicklung vorgestellt. Zwei Vorträge von Referenten aus der industriellen Praxis erlauben einen Einblick in die Herausforderungen und Lösungen der Branche.

Basisseminar Batterieproduktion 12.04.2018 Eine der wichtigsten Herausforderungen für die zukünftige Elektromobilproduktion ist die Bereitstellung von leistungsstarken Lithium-Ionen-Batterien. Die Hauptanforderungen sind dabei die Steigerung der Reichweite und die Senkung der Herstellungskosten. Aus diesem Grund arbeiten Automobilhersteller, Maschinen- und Anlagenbauer sowie Batteriehersteller und Energieversorger an der Verbesserung auf Produkt- und Prozessseite. Am PEM der RWTH Aachen befindet sich das Elektromobilitätslabor eLab im Aufbau, in dem die vollständige Produktionstechnik für die Fertigung von Hochvoltspeichern zur Verfügung steht. Das Seminar Batterieproduktion vermittelt den Teilnehmern einen umfassenden Einblick in die Grundlagen der einzelnen Fertigungsprozesse einer Batterie und die besonderen Anforderungen für den Einsatz in Elektrofahrzeugen. Dazu werden sowohl die Produktionsprozesse der Batteriezelle als auch des Batteriemoduls und -packs detailliert vorgestellt und durch praktische Erfahrungen ergänzt. Es werden dabei auch die Ansätze einer stärkeren Industrialisierung von Lithium-Ionen-Batterien in Deutschland diskutiert. Neben den Herausforderungen der Produktionsprozesse wird insbesondere der Bereich der kosteneffizienten Qualitätssicherung in der Batterieproduktion erarbeitet.

Basisseminar Umformtechnik 18.04.2018 bis 19.04.2018 Das Basisseminar Umformtechnik bietet grundlegende Einblicke in die Fertigungsverfahren der Umformtechnik. In Vorträgen werden theoretische Inhalte von Grundlagen bis hin zu spezifischen Themen der Umformtechnik nähergebracht. Diese werden zusätzlich durch praktische Teile vertieft. Neben den Grundlagen der Umformtechnik, werden die drei Bereiche Massiv- und Blechumformung sowie Blechtrennung adressiert, um ein Verständnis für die Fertigungsverfahren der Umformtechnik aufzubauen. Es werden Einblicke in die Anwendung der Finite-ElementeMethode in der Umformtechnik gegeben und der potenzielle Nutzen für die Umformtechnik aufgezeigt. Des Weiteren erfolgt die anwendungsspezifische Darstellung von Werkstoffen, Werkzeugen und Maschinen, die für die Umformprozesse von Bedeutung sind. Das Weiterbildungsseminar wird vervollständigt durch die Themenfelder Tribologie und Oberflächenmodifikationen in der Umformtechnik.

Basisseminar Schleiftechnik 25.04.2018 bis 26.04.2018 Das Basisseminar Schleiftechnik ermöglicht die theoretische und praktische Schulung für Anwender der Schleiftechnik, Maschinenbediener, Meister sowie Werkstatt- und Abteilungsleiter aus den Bereichen Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Service und Vertrieb. Den Seminarteilnehmern werden Grundlagenkenntnisse zu Verfahren, Werkzeugen, Kühlschmierstoffeinsatz, Sensorik und Messmitteln vermittelt, um im industriellen Arbeitsalltag Problemstellungen des Schleifens sowie deren Ursachen besser verstehen und lösen zu können. Anhand der praktischen Demonstrationen an Maschinen und Werkzeugen wird das vermittelte Grundlagenwissen vertieft.

Zertifikatkurs Additive Implementer 18.06.2018 bis 19.06.2018 Welchen Herausforderungen sind Unternehmen bei der Implementierung und Anwendung der Additiven Fertigung in Entwicklung, Konstruktion und Produktion ausgesetzt und wo liegen die Unterschiede zu konventionellen Fertigungstechnologien? Antworten auf diese Fragen gibt es im Zertifikatkurs »Additive Implementer« des ACAM Aachen Center for Additive Manufacturing. Im Rahmen des Kurses werden in der Additiven Fertigung gängige Verfahren, Werkstoffe sowie entsprechende Anlagentechnik und Software erläutert. Darüber hinaus werden Standards

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 93

und qualitätssichernde Maßnahmen entlang der gesamten Prozesskette der Additiven Fertigung beleuchtet. Erweitern Sie Ihren fachlichen Horizont und tauschen Sie sich im Zertifikatkurs »Additive Implementer« an fünf Tagen im Rahmen von Impuls- und Fachvorträgen, Übungen sowie Laborführungen mit unseren Experten und anderen Teilnehmenden des Kurses aus und ermöglichen Ihrem Unternehmen somit einen reibungslosen Einstieg in die Welt der Additiven Fertigung! Optional sind Einzelbuchungen zum Juni- oder Septembertermin möglich. Der Erhalt des Zertifikats ist nur bei Buchung des gesamten Kurses möglich.

Methodenseminar Agile Entwicklung mechatronischer Produkte 03.07.2018 bis 04.07.2018 Das Seminar zeigt die Rolle des agilen Gedankens im Kontext produzierender Unternehmen, indem anhand eines realen Cases die Werkzeuge und Methoden der Agilen Produktentwicklung angewendet werden. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit agiler Methoden im mechatronischen Umfeld untermauert. Das Seminar befähigt Sie zur Umsetzung der im Seminar vorgestellten Methoden im Arbeitsalltag. Hierfür wird anhand eines realen Cases das Arbeiten in einem agilen Entwicklungsprojekt mit sämtlichen Tools und Werkzeugen simuliert.

Grundlagenseminar Schnelldrehende Wellenlagersysteme 23.06.2018 bis 26.06.2018 Wälzlager sind ein essenzieller Bestandteil von schnelldrehenden Wellenlagersystemen und bestimmen maßgeblich die Leistungsfähigkeit der Anwendung. Aufgrund der hohen Drehzahlen werden besondere Anforderungen an die Lagerung und deren Auslegung gestellt. Die Lagerauswahl, die Vorspannung, die Lageranordnung sowie die Schmierung und Abdichtung sind Fragestellungen, mit denen Entwickler und Konstrukteure konfrontiert werden. Das Seminar bietet eine Einführung in die grundlegenden Lagertechniken sowie die Auslegung und Berechnung von Wälzlagern für den Einsatz in schnelldrehenden Wellenlagersystemen. Neben den Ausführungen zu den Lageranordnungen und dem thermischen Verhalten der Lager, wird auch das statische und dynamische Verhalten der Lager betrachtet. Abgerundet wird das Seminar durch praxisnahe Berechnungen exemplarischer Wellenlagersysteme im Hochdrehzahlbereich sowie der Betrachtung der Lagerlebensdauer. Ziel des Seminars ist es, den Teilnehmenden praktisch anwendbares Wissen für die den anforderungsgerechten Einsatz von Wälzlagern in schnelldrehenden Wellenlagersystemen zu vermitteln.

Basisseminar Fabrikplanung 26.06.2018 Fabrikplanung ist heute keine Aufgabe mehr, mit der sich Unternehmen nur alle 30 Jahre als Einmalaufgabe beschäftigen. Neben der Planung neuer Fabriken »auf der grünen Wiese« geht es heute vor allem um Anpassungen und Optimierung häufig über lange Zeit gewachsener Fabrikstrukturen. Zeitgemäße Fabrikplanung bezieht die Gestaltungsfelder der Produktion, also Prozesse, Logistik, Layout, Kapazität, Ressourcen und Personal in ein ganzheitliches Konzept ein. Neben aktuellen Trends und Lösungen aus der Praxis vermittelt das Seminar Methoden und Hilfsmittel, mit denen heute die Produktion gestaltet wird.

Wertstromorientierte Produktionsorganisation: Die Produktion effizient gestalten 27.06.2018 Das Seminar adressiert organisatorische Herausforderungen produzierender Unternehmen. Es werden die maßgeblichen Handlungsdimensionen einer Produktionsorganisation in der diskreten Fertigung abgeleitet und erläutert. Konkrete Handlungsmaßnahmen werden eingeführt und nach Nutzen und Umsetzungsaufwand klassifiziert, sodass hieraus eine Priorisierung für Ihre persönliche Umsetzungs-Roadmap getroffen werden kann. Anhand von Beispielen werden Problemstellungen und Lösungsansätze veranschaulicht. Mit Abschluss des Seminars haben Sie einen ganzheitlichen Einblick in die Handlungsfelder und Gestaltungsmöglichkeiten der Produktionsorganisation erhalten sowie Werkzeuge zur Identifikation von Potenzialen in Ihrem Unternehmen erlernt. Darüber hinaus haben Sie Anregungen zur konkreten Umsetzung einer wertstromorientierten Produktionsorganisation für Ihr eigenes Unternehmen erarbeitet.

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Vertiefungsseminar Spitzenlosschleifen 04.07.2018 bis 05.07.2018 Das Vertiefungsseminar Spitzenlosschleifen richtet sich an Maschinenbediener, Meister und Werkstattleiter sowie Abteilungsleiter aus den Bereichen Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Service und Vertrieb und bietet eine umfangreiche theoretische und praktische Schulung des Fertigungsverfahrens Spitzenlosschleifen. Den Seminarteilnehmenden werden, aufbauend auf erworbenen Grundlagenkenntnissen, die theoretischen und praktischen Zusammenhänge zu den Verfahrensarten spitzenloses Einstech- und Durchlaufschleifen vertiefend vermittelt.

RWTH Zertifikatkurs Fabrikplanung 03.09.2018 bis 07.09.2018 Sind Sie auch neugierig wie die Industrie 4.0 Referenzfabrik für die e.GO Mobile AG, das junge ElektromobilStartup aus dem Engineering Valley in Aachen, geplant und realisiert wurde? Wir haben am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen die Fabrikplanung von der Standortplanung bis zur Realisierung begleitet und dabei wissenschaftliche Methoden mit dem neuesten Stand der Technik kombiniert. Unsere hierbei gesammelten Erfahrungen möchten wir mit Ihnen teilen. Für produzierende Unternehmen wird die Fabrikplanung in immer schneller agierenden Märkten unter kontinuierlichem Veränderungsdruck zunehmend zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Der Zertifikatkurs »Fabrikplanung« bietet aus diesem Grund ein Executive-Programm an, welches die entscheidenden Fähigkeiten zur Bewältigung der Herausforderungen adressiert. Im Zertifikatkurs »Fabrikplanung« werden methodisches Wissen und validierte Konzepte im Themenfeld Fabrikplanung vermittelt. Durch interessante Vorträge aus Industrie und Forschung wird das Themenfeld von verschiedenen Seiten beleuchtet, indem wissenschaftliche sowie praktische Trends aufgezeigt werden. Durch konkrete Fallbeispiele und Workshops werden die vermittelten theoretischen Inhalte des Kurses dabei ebenfalls praktisch erprobt. Die e.GO Fabrik ist dabei eines von zahlreichen erfolgreich durchgeführten Fabrikplanungsprojekten am WZL der RWTH Aachen. Das Aachener Fabrikplanungsvorgehen wird anhand von Use Cases aus der Planung der ersten Serienfabrik der e.GO Mobile AG veranschaulicht. Zusätzlich können über den Austausch mit Referenten und unter den Teilnehmenden weitere Anregungen für die betriebliche Praxis gesammelt werden, sodass der Kurs auf die industriellen Herausforderungen in den entscheidenden Themenfeldern vorbereitet. Abgeschlossen wird der Kurs mit einer Prüfung zum »Fabrikplaner« und der Verleihung des RWTH Aachen Campus Zertifikats. Um einen exklusiven sowie intensiven Erfahrungsaustausch zu garantieren, ist die Teilnehmerzahl limitiert.

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 95

Exzellente Prozesse gestalten: Prozessaufnahme und -optimierung 18.09.2018

Expertenforum Globale Produktion 04.10.2018

Produzierende Unternehmen sind traditionell funktional organisiert. In der Auftragswicklung kommt es daher insbesondere an Schnittstellen zwischen Unternehmensbereichen und Abteilungen zu Abstimmungsschwierigkeiten und unnötigen Rückfragen. Im Rahmen des Seminars wird anhand von Kurzvorträgen aufgezeigt, welche Optimierungspotenziale durch Prozessmanagement gehoben werden können. Zudem wird die am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen entwickelte Methodik zur Prozessmodellierung »aixperanto« anhand eines durchgängigen Praxis Cases erläutert. Das Seminar befähigt Sie so zur eigenständigen Moderation von Workshops zur Aufnahme und Optimierung Ihrer Prozesse. Anhand von praktischen Übungen werden dabei die Prozessaufnahme in partizipativen Workshops, die Digitalisierung und Aufbereitung der Prozesse sowie die ganzheitliche Optimierung geschult. Am Ende des Seminars erfolgt ein Ausblick auf die strukturelle Verankerung der Prozessorientierung im Unternehmen und die hierzu notwendigen organisatorischen und kulturellen Elemente.

Wie können Produktionsnetzwerke in einem dynamischen Marktumfeld exzellent geführt, gestaltet und gesteuert werden? Die Veranstaltung richtet sich an Führungskräfte, die für die Planung und Gestaltung von Produktionsnetzwerken verantwortlich sind. Durch Impulsvorträge führender Forschungsinstitutionen sowie hochrangiger Industrievertreter werden aktuelle Trends, Erfolgsfaktoren und Methoden aufgezeigt. Thematisch werden alle drei Ebenen eines Produktionsnetzwerks - von der strategischen Ausrichtung über die Gestaltung bis zur operativen Steuerung - beleuchtet.

Globale Produktion: Gestaltung exzellenter Produktionsnetzwerke 19.09.2018 Sie haben oder planen einen Produktionsstandort im Ausland? Sie möchten Ihre Wertschöpfungsumfänge neu verteilen? Sie wollen Transparenz schaffen und klare (Standort-) Rollen definieren? Das Seminar richtet sich an Fach- und Führungskräfte, die für die Planung und Gestaltung von standortübergreifender Produktion verantwortlich sind. In Kurzvorträgen werden aktuelle Trends sowie entscheidende Methoden zur Gestaltung globaler Produktion vorgestellt, wie Standortkontrollkonzepte, Netzwerkplanung, Standortauswahl oder Best Practice Sharing. Anhand aktueller Fallbeispiele aus der Industrie wird gezeigt, wie systematisch Standort- und Produktionsnetzwerkentscheidungen vorbereitet und getroffen werden können. Hierfür relevante Planungs- und Entscheidungshilfsmittel werden anhand von Praxisbeispielen vorgestellt.

Grundlagen der Regelungs- und Antriebstechnik in Produktionsanlagen 19.09.2018 bis 20.09.2018 Vorschubantriebe üben durch ihre Dynamik, Zuverlässigkeit und Genauigkeit einen signifikanten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und Produktivität von Produktions- und Werkzeugmaschinen aus. Sie stellen somit einen Schlüsselfaktor für den wirtschaftlichen Fertigungs- und Produktionsbetrieb dar. Das Seminar vermittelt Fachkenntnisse zur Auslegung, Parametrierung, Inbetriebnahme und Optimierung von Antriebssystemen in Produktionssystemen. Der Fokus liegt dabei auf den erforderlichen Komponenten sowie der Regelungstechnik. Nach einer Einführung in die Technik und Funktionsweise von Motoren, Umrichtern und Steuerungen werden Grundlagen der Regelungstechnik mit engem Bezug zur Praxis behandelt. Anschließend werden Regelkreise und ihre geeignete Parametrierung adressiert. Im Anschluss thematisiert das Seminar Maßnahmen zur Systemoptimierung durch den Einsatz verschiedener Filter sowie ihre Wirkweise auf das Antriebsverhalten. Trace-Funktionalitäten der NC-Steuerung und Kreisformtests dienen zur Prüfung der erzielten Ergebnisse und werden mit den Teilnehmern an realen Antriebssystemen eingesetzt. Abgerundet wird das Seminar mit dem aktuellen Stand der Forschung im Bereich der Antriebstechnik. In verschiedenen Praxisteilen werden die zuvor theoretisch vermittelten Kenntnisse vertieft und an Steuerungssimulatoren und Maschinen schrittweise zur Anwendung gebracht.

Grundlagenseminar Zahnrad- und Getriebetechnik 09.10.2018 bis 10.10.2018 Zahnräder unterliegen hinsichtlich ihrer Auslegung in Bezug auf Tragfähigkeit und Laufverhalten hohen Ansprüchen und stehen daher im besonderen Fokus des Konstruktionsprozesses von Antriebssträngen. Gültige Berechnungsverfahren des allgemeinen Maschinenbaus sind nur bedingt für die Anwendung in der Zahnradtechnik geeignet, weshalb sich für die Handhabung dieser Baugruppe eigenständige Berechnungsstandards etabliert haben. Zudem unterliegt die Herstellung eines Zahnrades aufgrund der spezifischen geometrischen Gestaltung einer vergleichsweise aufwendigen, gekoppelten Maschinenkinematik. Zur wirtschaftlichen Fertigung unterschiedlicher Losgrößen haben sich daher diverse Herstellungsverfahren mit verschiedenartigen Eigenheiten bezüglich des Herstellungsprozesses sowie der resultierenden Zahnkontur und Oberflächenfeinstruktur etabliert. Anwender im Bereich der Zahnradtechnik haben demzufolge die Aufgabe, unter unterschiedlichen Varianten der Zahnradherstellung bzw. geometrischen Gestaltung des Zahnrades eine Auswahl zu treffen. Zugleich sollen die Zahnräder den Anforderungen an Tragfähigkeit und Geräuschverhalten genügen sowie dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit entsprechen. Hierzu ist eine genaue Kenntnis von Herstellungsverfahren und Einsatzeigenschaften von Zahnrädern notwendig. Im Seminar werden grundlegende Eigenschaften des Maschinenelements Zahnrad, Zahnradherstellungs- und Qualitätsprüfungsverfahren sowie Untersuchungs- und Bewertungsansätze hinsichtlich Tragfähigkeit und Laufverhalten aufgezeigt. Weiterhin werden Herausforderungen und Möglichkeiten unterschiedlicher Auslegungsstrategien präsentiert und diskutiert. Das Veranstaltungskonzept legt zudem einen Schwerpunkt auf Methoden der Interpretation, Analyse und Lösung von Problematiken in Fertigung und Einsatz von Zahnrädern. Daher werden mögliche Komplikationen anhand von Praxisübungen gemeinsam diskutiert und gelöst.

Additive Fertigung für den Werkzeugbau 11.10.2018 Die Additive Fertigung bietet große Potenziale für verschiedenste Bereich im und rund um den Werkzeugbau. Gerade für Ingenieure, Praktiker und Konstrukteure aus dem Werkzeugbau ist es daher ganz entscheidend ,die Möglichkeiten, Herausforderungen, Einschränkungen und zukünftigen Entwicklungen dieser Verfahren zu verstehen.

3rd 3D Metrology Conference (3DMC) 16.10.2018 bis 18.10.2018 3DMC ist eine Konferenz und Messeveranstaltung, die sich der Anwendung und Entwicklung von 3D Messtechnologien für Industrie, Wissenschaft und kulturelle Zwecke widmet. Nach der Entwicklung der »European Portable Metrology Conference«, welche jährlich im Vereinten Königreich stattfindet, trägt das 3DMC Komitee dieses Event nun schon zum zweiten Mal auf dem europäischen Festland aus. Das Event richtet sich an den Endnutzer von 3D Messtechniksystemen, an Zubehör- und Softwarelieferanten, Dienstleister, Wissenschaftler, Beschaffungs- und Qualitätsmanager.

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 97

6. Elektromobilproduktionstag 17.10.2018

Expertenseminar Elektromotorenproduktion 19.10.2018

Der Elektromobilität wird von Politik und Gesellschaft eine zentrale Rolle bei der Umsetzung der Energiewende zugesprochen. Elektrifizierte Kraftfahrzeuge wie auch elektrisch angetriebene Zweiräder tragen zur Erreichung dieser Vision bei. Es ist davon auszugehen, dass die Elektromobilität sich kurz- bis mittelfristig am Markt etabliert und ihren jetzigen Status als Nischenmarkt verlässt. Eine wirtschaftliche und effektiv umsetzbare Produktion von Elektromobilen ist dabei Grundvoraussetzung für die Umsetzung dieser Vision. Der 6. Elektromobilproduktionstag bringt Produkt- und Prozessverantwortliche aus Industrie und Forschung zusammen und beleuchtet die gesamte elektromobile Wertschöpfungskette. Dabei werden Einschätzungen bezüglich Trends und Lösungen zu aktuellen Fragestellungen der Elektromobilproduktion gegeben. Im Fokus des Elektromobilproduktionstags stehen vier zentrale Säulen: Potenziale innerhalb der Produktion von Traktionsbatterien, wettbewerbsfähige Produktion der Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs, Produktion von wirtschaftlichen Elektrofahrzeugen, Erfolgreiche Markteinführung alternativer Fahrzeugkonzepte und Geschäftsmodelle. Wir laden Sie herzlich ein, sich auf dem 6. Elektromobilproduktionstag über aktuelle Erfahrungen und Lösungen rund um die Elektromobilproduktion mit Vertretern aus Industrie, Forschung und Politik auszutauschen.

Der Wiedereinstieg der automobilen OEM in die Elektromotorenproduktion hat der Branche des Elektromaschinenbaus einen gewaltigen Innovationsschub gegeben. Nachdem in den letzten Jahrzehnten vor allem die inkrementelle Optimierung der etablierten Produktarchitekturen und Prozesstechnologien im Mittelpunkt der Entwicklungsarbeit stand, sind aktuell diverse Trends erkennbar, die die Elektromotorenproduktion maßgeblich verändern oder deutlich optimieren werden. Im Mittelpunkt stehen neben der Einführung neuartiger Motortopologien vor allem der Ersatz hochstochastischer Prozesse wie der Wickel- oder Isoliertechnologie mit deterministisch planbaren Technologien. Als Beispiel kann hier die Hairpin-Technologie sowie die Kunststoffnutisolation genannt werden. Darüber hinaus setzt die Weiterentwicklung von Datenverarbeitungs- und Datenanalysemöglichkeiten neue Impulse im Bereich der Qualitätsoptimierung. Prädiktive Qualitätssicherung und Instandhaltung sind nur einige Beispiele des Potentials des Machine Learnings in Produktionssystemen, welches in der Elektromotorenproduktion gewinnbringend eingesetzt werden kann. Das Expertenseminar Elektromotorenproduktion geht insbesondere detailliert auf hochrelevante innovative Produktionstechnologien sowie deren Eigenschaften und Anwendung ein. Zudem werden die Bereiche Qualitätssicherung/ Prüftechnologien, Data Analytics und Produktinnovationen in den Vorträgen der Experten des PEM der RWTH Aachen detailliert erläutert. Durch diesen Fokus richtet sich das Expertenseminar insbesondere an Produktentwickler und Produktionsplaner mit bestehenden Erfahrungen im Bereich des Elektromaschinenbaus sowie Innovationsmanager und Führungskräfte aus der Branche.

Expertenseminar Batteriesicherheit 18.10.2018 Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist ein fundamentaler Wandel in der Automobilbranche und stellt etablierte Unternehmen vor große Herausforderungen. Insbesondere durch den Einzug des Hochvoltspeichers als gänzlich neue Komponente im Fahrzeug werden grundlegende Fragen der Sicherheit aufgeworfen. Sicherheitsfragen stellen sich dabei entlang des gesamten Lebenszyklus des Hochvoltspeichers angefangen bei der Entwicklung und Zertifizierung, dem Betrieb im Fahrzeug über die Batteriezellproduktion und Batteriesystemmontage bis hin zur generellen Handhabung von Batterien (z.B. Lagerung, Transport oder Demontage). Den Teilnehmenden des Expertenseminars »Batteriesicherheit: vom Engineering bis zur Produktion« werden in Fachvorträgen bestehende Gefahren und entsprechende Maßnahmen aufgezeigt. Zudem werden die Inhalte im Rahmen von praktischen Demonstrationen anhand der Infrastruktur der RWTH Aachen verdeutlicht.

Basisseminar Elektromotorenproduktion 18.10.2018 Elektromotoren werden bereits seit über einem Jahrhundert in Deutschland produziert. Dennoch wurden insbesondere in den letzten zehn Jahren erhebliche Fortschritte in der Motorentechnologie – insbesondere getrieben durch das Streben nach höheren Leistungsdichten und Energieeffizienz – erzielt. Unter dem Druck des sich wandelnden Mobilitätssektors hin zu hybriden und vollelektrischen Antrieben wurden die Produktionstechnologien für elektrische Motoren höherer Leistungsklassen in Richtung größerer Serien weiterentwickelt. Die hier gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auch auf die Produktion klassischer Elektromotoren übertragen und somit entsprechende wirtschaftliche und technologische Verbesserungen realisieren. Schwerpunkt der Veranstaltung ist es, neben aktuellen Erkenntnissen aus Wissenschaft und Praxis, Lösungsansätze für die Produktion von Elektromotoren zu vermitteln. Dabei werden Schlüsseltechnologien näher beleuchtet und Ansätze zur integrierten Produkt- und Prozessentwicklung vorgestellt. Zwei Vorträge von Referenten aus der industriellen Praxis erlauben einen Einblick in die Herausforderungen und Lösungen der Branche.

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Methodenseminar Agile Entwicklung mechatronischer Produkte 23.10.2018 bis 24.10.2018 Das Seminar zeigt die Rolle des agilen Gedankens im Kontext produzierender Unternehmen, indem anhand eines realen Cases die Werkzeuge und Methoden der Agilen Produktentwicklung angewendet werden. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit agiler Methoden im mechatronischen Umfeld untermauert. Das Seminar befähigt Sie zur Umsetzung der im Seminar vorgestellten Methoden im Arbeitsalltag. Hierfür wird anhand eines realen Cases das Arbeiten in einem agilen Entwicklungsprojekt mit sämtlichen Tools und Werkzeugen simuliert.

7. Aachener High-Performance-Cutting [HPC] Konferenz 23.10.2018 bis 24.10.2018 Die fortschreitende Globalisierung ist durch einen zusammenwachsenden und dynamischen Weltmarkt gekennzeichnet. Der westeuropäische Wirtschaftsraum sieht sich dabei mit einer zunehmenden Konkurrenz, insbesondere aus osteuropäischen und asiatischen Ländern, konfrontiert. Das Lohnniveau in diesen Ländern ist deutlich geringer als in Westeuropa. Der daraus resultierende Leistungsdruck erfordert das stetige Bestreben, Fertigungsprozesse mit erhöhter Produktivität, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit zu entwickeln. Dieses Ziel kann durch innovative Produktionskonzepte und Hochleistungstechnologien erreicht werden. In diesem Zusammenhang steht die Technologie der Hochleistungsbearbeitung (HPC) für eine signifikante Reduzierung von Hauptzeiten und Durchlaufzeiten. Dies wird durch die Steigerung der Zeitspanvolumina, durch angepasste Werkzeug- und Maschinenkonzepte sowie durch die ganzheitliche Betrachtung und Optimierung der Prozesskette erreicht. Die Forderung nach Hochleistungsprozessen ist vor allem dann gegeben, wenn neue schwer zerspanbare Werkstoffe zum Einsatz kommen. Dies trifft in besonderem Maße auf die Automobil- und Luftfahrtindustrie zu. Aktuelle Forschungsschwerpunkte liegen auf der Hochleistungsbearbeitung von Titan- und Nickelbasislegierungen, hochfesten Stählen und Gusseisenwerkstoffen, bleifreien Stahl- und Kupferwerkstoffen sowie Verbundwerkstoffen. Im Rahmen der Konferenz berichten erfahrene Referenten aus Industrie und Forschung über Erkenntnisse und Erfahrungen im Bereich der Hochleistungszerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide. Die Tagung dient als Diskussionsforum und beinhaltet die Demonstration von aktuellen Forschungsergebnissen aus dem Bereich der Zerspanungstechnologie an zahlreichen Prüfständen.

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 99

Aktuelle Entwicklungen beim Vorverzahnen 07.11.2018 bis 08.11.2018

8. WGP Jahreskongress 19.11.2018 bis 20.11.2018

Die Wirtschaftlichkeit der heutigen Zahnradfertigung wird maßgeblich durch die Produktivität der einzelnen Fertigungstechnologien beeinflusst. Das Streben nach geringeren Stückkosten führt dazu, dass die Fertigungsprozesse immer näher an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit gebracht oder neue, produktivere Verfahren angewendet werden müssen. Die Einführung des Hochgeschwindigkeitswälzfräsens im Trockenschnitt stellt einen wichtigen Schritt in diese Richtung dar. Allerdings zeigt sich, dass eine wirtschaftliche und prozesssichere Trockenbearbeitung nur dann gewährleistet ist, wenn die hieraus resultierenden Anforderungen bekannt sind und Maßnahmen zu ihrer Umsetzung konsequent verfolgt werden. In unserem Seminar werden Ihnen aktuelle Entwicklungen hinsichtlich der Verfahren und Strategien zur Vorbearbeitung von Verzahnungen sowie deren Möglichkeiten und Grenzen nahegebracht. Fachleute namhafter Unternehmen aus den Bereichen Verzahnmaschinen, Werkzeuge und Antriebstechnik werden über ihre Erfahrungen, Meinungen und Visionen referieren. Das Veranstaltungskonzept legt den Schwerpunkt auf Beiträge der Industrie, die durch grundlagenorientierte Themen aus der Forschung ergänzt werden und bietet dabei viel Raum zum Erfahrungsaustausch und zur Diskussion.

Die wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) hat die Themen Fertigungsverfahren, Werkzeugmaschinen, Montage, Organisation, Industrie 4.0 in Produktion sowie Advanced Materials als ausschlaggebend für die nahe Zukunft identifiziert. Um die Forschung in diesen fünf Themengebieten voranzutreiben, findet vom 19. bis 20. November zum achten Mal der WGP-Jahreskongress statt. Der WGP-Jahreskongress soll rund 200 Wissenschaftlern als Plattform zum Wissens- und Erfahrungsaustausch dienen. In mehr als 40 Vorträgen werden die aktuellen Forschungsergebnisse der WGP-Institute vorgestellt und mit den Teilnehmern diskutiert. Weitere Möglichkeiten zur Diskussion, zum persönlichen Erfahrungsaustausch und zum Knüpfen neuer Kontakte wird es auf der Abendveranstaltung am 19. November 2018 geben. Alle wissenschaftlichen Mitarbeiter der WGP-Institute sind zur Einreichung eines Artikels über ihre Forschungsergebnisse zu den hier genannten Kongressthemen aufgerufen. Die Auswahl der Artikel erfolgt in einem zweistufigen Auswahlprozess. Neben der Vorstellung der Forschungsergebnisse auf dem WGP-Jahreskongress werden die Paper zusätzlich veröffentlicht.

7th Workshop Machine Hammer Peening 12.11. bis 13.11.2018 Machine Hammer Peening (MHP) bezeichnet ein innovatives Randzonenbearbeitungsverfahren, welches vorwiegend in der Automobilindustrie eingesetzt wird. Durch hochfrequente Schläge eines zumeist sphärischen Stößelkopfes wird die Randzone von metallischen Komponenten bearbeitet. Ziel des Verfahrens ist es, höhere Festigkeiten in eben diesen Randzonen zu erreichen und dadurch die Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit zu verbessern. Im Mittelpunkt des siebten MHP Workshops stegen der persönliche Austausch und die Diskussion zwischen Referenten, Teilnehmern und Wissenschaftlern über Forschungsergebnisse, Technologie-Entwicklungen sowie Anwendungserfolge. Als gemeinsames Projekt vierer Universitäten wechselt der Veranstaltungsort jährlich zwischen dem Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen PtU in Darmstadt, dem Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik IfT in Wien, dem wbK Institut für Produktionstechnik in Karlsruhe sowie dem Werkzeugmaschinenlabor WZL in Aachen.

Prozess- und Zustandsüberwachung 13.11.2018 bis 14.11.2018 Moderne Produktionsanlagen sehen sich steigenden Anforderungen an Produktivität und Wirtschaftlichkeit ausgesetzt. Gleichzeitig verlangen Hightech-Branchen immer höhere Produktqualitäten. Zur Erfüllung dieser gegensätzlichen Anforderungen ist es eine zwingende Voraussetzung, Produktionsmaschinen und -prozesse zu jeder Zeit in ihrem optimalen Arbeitspunkt zu betreiben. Um Maschinenausfälle und Produktionsausschuss zu vermeiden, geht der Trend zur kontinuierlichen Überwachung des Maschinenzustands und des Produktionsprozesses. Eine Überwachung des Produktionsprozesses trägt dazu bei, die Lebensdauer von Werkzeugen besser ausnutzen sowie Stillstandzeiten und Produktionsausschuss vermeiden zu können. Gleichzeitig können fertigungsbedingte Beschädigungen des Bauteils im Vorfeld erkannt und entsprechende Bauteile überarbeitet oder aussortiert werden. Ziel dieses Seminars ist es, einen Einblick in den aktuellen Stand der Prozess- und Maschinenzustandsüberwachung zu geben. Dabei wird den Teilnehmern ein Überblick über verfügbare Überwachungslösungen und -technologien vermittelt. Themengebiete des Seminars bilden neben modernen Zustandsüberwachungskonzepten die Prozessüberwachung und spezielle Herausforderungen. Die Themen werden von Vertreter aus Forschung und Industrie präsentiert.

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Grundlagenseminar Pulverbettbasiertes Laserstrahlschmelzen 21.11.2018 Additive Manufacturing (AM) gewinnt in der modernen industriellen Produktion zunehmendes Interesse. Pulverbettbasierte Technologien, wie das Selektive Laser Melting (SLM), werden vermehrt zur Herstellung funktioneller Metallteile angewendet. Um jedoch vom Mehrwert durch AM zu profitieren, sind profunde Kenntnisse über die Technologien nötig. Das Seminar für Einsteiger legt für dieses Verständnis den ersten Grundstein und wird von Experten der Aconity3D geführt.

Trends und Potenziale in der CAD-CAM-NC-Verfahrenskette 21.11.2018 bis 22.11.2018 Im Produktentstehungsprozess sind die Arbeitsvorbereitung und Fertigung von zentraler Bedeutung, da in diesem Schritt maßgeblich Einfluss auf die Herstellungskosten genommen wird. Dabei kommen unterschiedliche Softwareund Steuerungssysteme zum Einsatz, die die zur Produkt und Prozessplanung notwendigen Informationen generieren und verarbeiten. Um den aktuellen Herausforderungen in der industriellen Fertigung weiterhin bedarfsgerecht begegnen zu können, werden diese Lösungen konsequent weiterentwickelt und um innovative Bausteine ergänzt. Das Ziel dieses Seminars liegt darin, den aktuellen Stand der Technik in den Bereichen der Fertigungsplanung und Steuerungstechnik und hier insbesondere der Schnittstelle zwischen beiden Bereichen aus Sicht der industriellen Praxis und Forschung zu beleuchten sowie aktuelle Entwicklungstrends aufzuzeigen. Im Rahmen dieses Seminars werden die neuesten Entwicklungen aus den Bereichen CAD/CAM, NC-Programmierung und NC-Simulation vorgestellt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Integration von Ansätzen und Werkzeugen in Prozesse der Fertigungsauftragsabwicklung. Das Programm wird von aktuellen Forschungsarbeiten aus dem Bereich der CAD-CAM-NCVerfahrenskette abgerundet.

Grundlagenseminar Laserauftragschweißen 22.11.2018 Das Laserauftragschweißen (LA) erlaubt den Aufbau von dünnen Schichten sowie die Herstellung dreidimensionaler Geometrien. Typische Anwendungsfelder sind der Korrosionsschutz, Reparaturverfahren sowie die additive Fertigung. Der Prozess zeichnet sich durch einen geringen Energieeintrag und somit reduzierten thermischen Einfluss, z. B. auf ein zu reparierendes Bauteil, aus. Eine große Bandbreite an verwendbaren Materialien sowie weitere Möglichkeiten, wie z. B. die Herstellung gradierter Materialien, bieten einzigartige Vorteile. Das Laserauftragschweißen wird zurzeit erfolgreich in der Reparatur und Herstellung von Turbomaschinenkomponenten, dem Werkzeugbau sowie der Medizintechnik eingesetzt.

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 101

International Symposiums on Electrochemical Machining Technology – INSECT 27.11.2018 bis 28.11.2018

Montageorganisation 06.12.2018

Die elektrochemische Metallbearbeitung (ECM) erlaubt die Herstellung komplexer Geometrien mit besten Oberflächen bei gleichzeitig hoher Produktivität. Der metallische Werkstoff wird im Prozess bei hohen elektrischen Stromdichten unabhängig von den mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel der Werkstoffhärte, auf atomarer Ebene chemisch abgetragen. Dadurch wird eine thermische oder mechanische Veränderung der Bauteilrandzone vermieden. Zusätzlich ist der ECM-Prozess durch die mechanisch kontaktfreie Bearbeitung nahezu frei von Werkzeugverschleiß. Trotz dieser zahlreichen prozessinhärenten Vorteile sind die Barrieren für eine flächendeckende Marktdurchdringung aktuell noch zu hoch. Dies liegt unter anderem an der aufwendigen Werkzeugauslegung, die für jedes Bauteil und jeden Werkstoff neu durchgeführt werden muss. Diese kostenintensive und iterative Auslegung von Werkzeugsystemen macht den ECM-Prozess bis dato in den meisten Fällen nur in der Serienproduktion wirtschaftlich. Viele dieser Herausforderungen können mit der präzisen elektrochemischen Metallbearbeitung (PECM) teilweise kompensiert werden. Ein Ziel des »International Symposiums on Electrochemical Machining Technology – INSECT« ist es, die aktuellen Herausforderungen der elektrochemischen Metallbearbeitung zu diskutieren und neue Ansätze und Potenziale von der elektrochemischen Grundlage bis zur industriellen Anwendung aufzuzeigen. Die Konferenz blickt dabei auf eine knapp fünfzehnjährige Historie und bietet Forschern und industriellen Partnern die Möglichkeit des intensiven Erfahrungsaustauschs.

Für den Standort Deutschland ist die Montage als einer der mitarbeiterstärksten Beschäftigungsbereiche von hoher Bedeutung. Wie kein anderer Unternehmensbereich muss die Montage flexibel auf Marktveränderungen reagieren, um den Unternehmenserfolg zu sichern. Gleichzeitig müssen verdeckte Probleme aus vorgelagerten Bereichen in der Montage kompensiert werden. Produzierende Unternehmen müssen die Varianz in der Montage beherrschen sowie Montageprozesse gezielt planen, steuern und kontrollieren. Das Seminar vermittelt neben aktuellen Trends in der Montagegestaltung innovative Lösungen aus Wissenschaft und Praxis. Es werden Methoden und Werkzeuge vorgestellt, um sowohl Standplatz- als auch Fließmontagen effizient zu gestalten und zu steuern. Dabei werden ebenso angrenzende Prozesse wie z. B. Logistik und Materialbereitstellung mit einbezogen, um Lösungsansätze für eine ganzheitliche Optimierung der Montage aufzuzeigen.

Maschinenuntersuchung und –beurteilung 04.12.2018 bis 05.12.2018 Werkzeugmaschinenhersteller sind mit der Forderung einer Produktivitätssteigerung von Werkzeugmaschinen bei gleichzeitiger Verbesserung der Bearbeitungsgüte konfrontiert. In vielen Anwendungsfällen wird die Produktivität moderner Werkzeugmaschinen durch statische und dynamische Schwachstellen der Maschinenkonstruktion begrenzt. Im Seminar werden grundlegende Zusammenhänge zur Analyse und Optimierung des geometrischen, kinematischen, statischen, dynamischen und thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen vermittelt. Daneben gibt es eine praktische Einführung in industrieorientierte Messverfahren sowie die Sensorik und Aktorik für die Beurteilung der Maschineneigenschaften und es wird auf die Auswertung und Darstellung von Messergebnissen eingegangen. Es wird ein Verständnis der Zusammenhänge vermittelt, auf Basis dessen eine zielorientierte Optimierung neuer Baugruppen und Maschinen erfolgen kann. Maßnahmen zur Verbesserung bereits realisierter Maschinenkonstruktionen werden ebenfalls eingehend diskutiert.

DGM-Fachausschuss Mechanische Oberflächenbehandlung 11.12 bis 12.12.2018 Der DGM-Fachausschuss mechanische Oberflächenbehandlungen findet halbjährlich statt und beschäftigt sich mit wissenschaftlichen und industriellen Fragestellungen auf dem Gebiet der mechanischen Oberflächenbehandlung mit dem Schwerpunkt der Verbesserung von Bauteileigenschaften und Verfahrensweiterentwicklungen. Darüber hinaus befasst sich der Fachausschuss mit alternativen Verfahren wie dem Ultraschallstrahlen, Laserschockverfestigen oder kavitationsgestützte Varianten sowie deren Modifikation mittels Vorspannung bzw. thermischer Behandlungen. Neben der Erarbeitung eines wissenschaftlich fundierten Verständnisses der Zusammenhänge zwischen Prozessparametern der mechanischen Oberflächenbehandlung und resultierenden Bauteileigenschaften steht ebenfalls die Initiierung gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsvorhaben um Vordergrund. Am 12. Dezember 2018 begrüßte das WZL 30 Vertreter aus der Industrie und Forschung zum 61. Fachausschuss in Aachen. Abseits von spannenden Vorträgen zu den Themen, Festwalzen, Oberflächenhämmern und Eigenspannungsermittlung bestand für die Teilnehmenden die Möglichkeit zum Erfahrungsaustausch sowie Netzwerkbildung mit Fachkollegen.

Basisseminar Funkenerosive und Elektrochemische Bearbeitung 04.12.2018 bis 05.12.2018 Das Seminar umfasst die theoretische und praktische Schulung von Anwendern der beiden abtragenden Bearbeitungstechnologien aus den Bereichen Werkzeugbau, Triebwerkstechnik, Automobilbau, Werkzeugtechnik und Medizintechnik. Zielgruppe sind Maschinenbediener, Meister sowie Werkstatt- und Abteilungsleiter aus den Bereichen Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Service und Vertrieb. Den Seminarteilnehmenden werden Grundlagenkenntnisse zu verschiedenen Verfahrensvarianten, Werkzeugen, Dielektrika, Elektrolyten und Spannsystemen sowie zur Prozesssteuerung und Regelung vermittelt. So werden sie im industriellen Arbeitsalltag befähigt, Problemstellungen zu identifizieren, deren Ursachen zu verstehen und Problemlösungen systematisch zu erarbeiten. Anhand von praktischen Demonstrationen an Maschinen und Werkzeugen wird das vermittelte Grundlagenwissen vertieft.

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 103

Die RWTH Aachen entwickelt sich mit dem RWTH Aachen Campus zu einer der weltweit führenden technischen Universitäten. Mit 16 Forschungsclustern entsteht an der RWTH Aachen auf einer Fläche von 800.000 Quadratmetern eine der größten technologieorientierten Forschungslandschaften Europas

Unser Netzwerk Das Werkzeugmaschinenlabor WZL pflegt in allen Bereichen der Produktionstechnik zahlreiche nationale und internationale Kooperationen mit Partnern aus Forschung und Industrie. Wir fördern die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie mit dem Extrakt richtungsweisender Grundlagenforschung, angewandter Forschung sowie daraus resultierender Beratungsund Implementierungsprojekte. Mit jährlich 6000 Besuchertagen bei etwa 100 Seminaren, Kongressen und Basisworkshops hat sich das WZL zu einem Knotenpunkt des hochkarätigen industriellen Austausches entwickelt.

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 105

Exzellenzcluster »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« der RWTH Aachen University Meilenstein auf dem Weg zur Beherrschung der Produktion: Das »Internet of Production« Nicht nur für den Standort Aachen, sondern generell für die Zukunft der Produktionstechnik versprach der Herbst des Jahres 2018 spannend zu werden. Mit der Entscheidung über eine erneute Förderperiode der Aachener Produktionstechnik im Rahmen der nächsten Exzellenzinitiative stellte die Bundesregierung auch eine entscheidende Weiche für die produktionstechnische Forschung in Deutschland für die kommenden 14 Jahre. Bereits seit dem Jahr 2006 beschäftigt sich die RWTH Aachen erfolgreich mit dem Exzellenzcluster »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« mit der Schaffung von Lösungen, um die Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Gewerbes zu gewährleisten. Mehr als 30 Professorinnen und Professoren forschen hierzu im Rahmen der DFG-geförderten Initiative in dem Forschungsverbund mit rund 80 wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus den Disziplinen Maschinenbau, Materialwissenschaften, Mathematik, Betriebswirtschaftslehre und Psychologie in interdisziplinären Teams gemeinsam. Die Schwerpunkte der clusterinternen Forschungsprojekte liegen dabei in den Bereichen der Individualisierung, Virtualisierung sowie Integration und Selbstoptimierung von Produktionsprozessen, Maschinen und Produkten.

Kooperationen Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT wird, wie das WZL, von den vier Professoren des Werkzeugmaschinenlabors in Personalunion geführt. Analog zu den Lehrstühlen des WZL gliedert sich das Fraunhofer IPT daher intern in die vier Bereiche »Prozesstechnologie«, »Produktionsmaschinen«, »Produktionsqualität und Messtechnik« sowie »Technologiemanagement«. In seinen sechs Geschäftsfeldern »Werkzeugbau«, »Turbomaschinen«, »Optik«, »Leichtbau-Produktionstechnik«, »Life Sciences Engineering« und »Integrierte mechatronische Systeme« bündelt das Institut seine Kompetenzen zudem abteilungsübergreifend, um anwendungsbezogene Aufgaben aus einer interdisziplinären Perspektiver heraus zu lösen und die Ergebnisse zielgruppenadäquat nach außen zu tragen. Als Institut der Fraunhofer-Gesellschaft ist es vorrangig auf die anwendungsnahe Vertragsforschung ausgerichtet. Das Fraunhofer IPT ist durch einen Kooperationsvertrag mit der RWTH Aachen eng verbunden.

Als Basis des Transfers der Aachener Produktionstechnik in das Zeitalter der vierten industriellen Revolution stand nun für die Neuauflage der Exzellenzinitiative der nächste wichtige Meilenstein zur weiteren Schaffung anwendungsorientierter und innovativer Lösungen im Bereich der Produktionstechnik auf dem Programm. Die neue Aachener ExzellenzclusterPhase soll im Jahr 2019 unter dem Titel des »Internet of Production« starten. Das Internet of Production (IoP) bietet dabei die echtzeitfähige, sichere Informationsverfügbarkeit aller relevanten Daten zu jeder Zeit, an jedem Ort und gilt als das Kernstück der Industrie 4.0. Das IoP ebnet so den Weg in eine neue Ära der Produktion. Durch die Summe der generierten und aggregierten Daten – dem volumenstarken »Digitalen Schatten« der Produktion – entsteht Prognosefähigkeit mit dem Ziel einer beherrschten Produktion. Angefangen bei der gesamten Produktentwicklung, bis hin zur schnellen, fehlerfreien Umsetzung von erforderlichen Veränderungen in der Serienproduktion wird domänenübergreifendes Wissen generiert und genutzt. Dieser Ansatz der bedarfsgerechten Datenanalyse und der Anwendung von Algorithmen des maschinellen Lernens birgt großes Potenzial und wichtige Impulse für die gesamte Produktionstechnik. Das Exzellenzcluster legt zudem Wert auf den Transfer der wissenschaftlichen Ergebnisse in die Industrie. Durch das Netzwerk Produktionstechnik Aachen (PROTECA) werden hierfür die Kompetenzen der Forschungseinrichtungen effektiv gebündelt und in die regionale Wirtschaft getragen. Der Transfer von Wissenschaft in die Industrie, aber auch Dienstleistungen und Weiterbildungen im produktionstechnischen Kontext stehen dabei im Fokus.

www.fraunhofer.ipt.de www.production-research.de

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 107

Forschung auf dem RWTH Aachen Campus

Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) Auf nationaler Ebene arbeitet das Werkzeugmaschinenlabor WZL eng mit den Mitgliedsinstituten der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik WGP zusammen. Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik ist ein Zusammenschluss führender deutscher Professorinnen und Professoren der Produktionstechnik und vereinigt in der Bundesrepublik Deutschland rund 1300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Produktionstechnik. Sie versteht sich als Organ zur Vertretung der Belange von Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Produktionstechnik im wissenschaftlichen, gesellschaftlichen und politischen Raum der Bundesrepublik Deutschland. www.wgp.de

Das Campus-Projekt trägt dazu bei, die Forschungskompetenz der RWTH sichtbarer zu machen. Es schafft einen Verbund mit dem Ziel, Forschung zu definieren und relevante Themen voranzutreiben. Die entsprechenden langlebigen Themenbereiche werden durch die Cluster repräsentiert, die auch den Rahmen für die bauliche Entwicklung darstellen. In den Centern der Cluster arbeiten jeweils interdisziplinäre Wissenschaftlerteams und Industrie-Konsortien gemeinsam an relevanten Zukunftsfragen mit visionären Lösungsansätzen. Derzeit befinden sich sechs Cluster auf dem Campus Melaten in der Realisierung: Biomedizintechnik, Nachhaltige Energie, Photonik, Produktionstechnik, Schwerlastantriebe und Smart Logistik.

Internationale Forschungsgemeinschaft für Produktionstechnik (CIRP) Auf internationaler Ebene nehmen die Professoren des Werkzeugmaschinenlabors WZL als Mitglieder der Internationalen Forschungsgemeinschaft für Produktionstechnik (CIRP) seit den 50er Jahren Einfluss auf die Entwicklung der Produktionstechnik. Kooperationen und gemeinsame Projekte mit ausländischen Partnern aus Industrie und Wissenschaft sind seit Jahrzehnten gelebter Institutsalltag im Werkzeugmaschinenlabor WZL. www.cirp.net

Das Cluster Produktionstechnik, das direkt neben dem Werkzeugmaschinenlabor WZL liegt, wurde im Mai 2017 offiziell eröffnet. Forschungsschwerpunkt ist die digital integrierte Produktion. Mit über 150 immatrikulierten Industrieunternehmen werden die Möglichkeiten durch Industrie 4.0 und des Internet-of-Things (IoT) für den Produktentwicklungsprozess und die cyber-physisch integrierte Produktion experimentell erschlossen. Echtzeitnahe Simulation komplexer Produktionsketten mit Hilfe des Digitalen Schattens, lernende Fabriken durch Big Data Nutzung und Nutzungskonzepte für Cloud Technologien zur regelungstechnischen Beherrschung der Produktionssteuerung sind zentrale Fragen in der Zusammenarbeit der RWTH-Institute – darunter das Werkzeugmaschinenlabor WZL, das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components (PEM der RWTH), das Fraunhofer IPT – und die immatrikulierten Industrieunternehmen in den Produktbereichen Produktionsmaschinen, Straßen- und Schienenfahrzeuge, Elektroantriebe, Fluggeräte und komplexe Werkzeuge. Die Elektromobilitätsinitiative »StreetScooter« ist in diesem Cluster entstanden. Die StreetScooter GmbH wurde bereits an die Deutsche Post verkauft. Ein neues Elektromobil-Konzept »e.GO« entsteht bereits auf dem RWTH Aachen Campus. www.rwth-campus.com

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 109

Arbeitskreise

Kontakt: Dr.-Ing. Andreas Klink Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28242 E-Mail: a.klink@wzl.rwth-aachen.de

Elektroerosive Bearbeitung

Kühlschmierstofftechnik

Der Arbeitskreis Elektroerosive Bearbeitung (EAK) ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, die auf Basis spezieller Problemstellungen aus dem Bereich der funkenerosiven und elektrochemischen Bearbeitung (EDM-ECM) kooperieren. In diesem Firmenkonsortium arbeiten Unternehmen zusammen, die im Bereich der Entwicklung und Herstellung von Werkzeugmaschinen oder der eingesetzten Arbeitsmedien und Elektrodenwerkstoffen tätig sind. Des Weiteren sind zur anwenderorientierten Weiterentwicklung der beiden Fertigungsverfahren führende produzierende Endanwender beteiligt. Die Struktur des Arbeitskreises ermöglicht ein Zusammenführen von Wissen aus der Praxis und der Grundlagenforschung. Der Arbeitskreis wurde Mitte der 80er Jahre aus dem TAK ausgegründet und umfasste im Jahr 2017 insgesamt 15 Industriepartner.

Die Zielsetzung des Arbeitskreises Kühlschmierstofftechnik (IAK-KSS) besteht darin, seinen Mitgliedern ein integratives Gesamtkonzept zur signifikanten Reduzierung der kühlschmierstoffbezogenen Fertigungskosten bereitzustellen. Die Ausschöpfung der Kosteneinsparpotenziale durch effizienten Einsatz von Kühlschmierstoffen stellt gerade an Hochlohnstandorten einen wichtigen Hebel zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit dar. Es werden praktische Lösungsvorschläge für eine ressourceneffiziente Kühlschmierstoffversorgung von Werkzeugmaschinen durch die 22 Partnerunternehmen erarbeitet.

Feinschneiden Kontakt: Dr.-Ing. Andreas Feuerhack Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-27965 E-Mail: a.feuerhack@wzl.rwth-aachen.de

Der Arbeitskreis Feinschneiden (AKF) ist ein strategisches Forschungswerkzeug für innovative Unternehmen aus der Branche der Feinschneidtechnik, die mit dem WZL der RWTH Aachen kooperieren. Durch den Zusammenschluss von Experten auf dem Gebiet der Feinschneidtechnologie sowie der Expertise von Unternehmen aus den Branchen Werkzeugtechnik, Schmierstofftechnik, Werkstofftechnik, Besichtungs- und Anlagentechnik u.v.a. besteht eine exzellente Basis für anspruchsvolle Gemeinschaftsforschung. Mit der Gründung des Arbeitskreis Feinschneiden im Jahr 2016 ist eine neue Plattform entstanden, mit der technologische, wirtschaftliche und strategische Fragestellungen aus dem Bereich der Feinschneidtechnik systematisch angegangen werden. Die Arbeitskreismitglieder werden befähigt, aktuelle und zukünftige Trends effizient und frühzeitig in ihre Forschungsaktivitäten zu integrieren und neueste Erkenntnisse im eigenen Betrieb umzusetzen. Der Arbeitskreis umfasst derzeit 37 Mitgliedsfirmen.

Global Production Community Kontakt: Dr.-Ing. Jan-Philipp Prote Lehrstuhl für Produktionssystematik Telefon: + 49 241 80-28210 E-Mail: j.prote@wzl.rwth-aachen.de

Die Global Production Community (GPC) ist ein Arbeitskreis von mehreren Mittel- bis Großunternehmen verschiedener Branchen, der sich mit allen Themen rund um die »Globale Produktion« beschäftigt. Als Anschlussformat des Konsortial-Benchmarkings »Gestaltung von globalen Produktionsnetzwerken« fördert die Community sehr erfolgreich den strukturierten Erfahrungs- und Wissensaustausch von Unternehmen im Themenfeld der globalen Netzwerkgestaltung. Pro Jahr werden dazu mehrere Arbeitstreffen zu unterschiedlichen Themenschwerpunkte wie Netzwerkaufbau, Netzwerkstrategie oder Netzwerkkoordination abgehalten. In diesen fördern verschiedenen Vortrags- und Workshopkonzepte einen gezielten Austausch von Wissen in Form von Best Practices, gemachten Erfahrungen und neuen Konzepten. Im kommenden Jahr ist eine Überführung der Community in das Center »Global Production Excellence« geplant, um den Austausch weiter zu verstetigen.

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Kontakt: Dr.-Ing. Daniel Schraknepper Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28251 E-Mail: d.schraknepper@ wzl.rwth-aachen.de

Präzisionsfertigung von Großbauteilen Der Arbeitskreis Präzisionsfertigung von Großbauteilen beschäftigt sich seit 2012 mit der Entwicklung neuer Technologien und Strategien zur präzisen Fertigung und Prüfung von Großbauteilen zur Wahrung des Technologievorsprungs im internationalen Wettbewerb. In den letzten Jahren wurde das thermo-elastische Verhalten von Werkzeugmaschine und Werkstück fokussiert, da dieses wesentlich die erreichbare Fertigungsqualität bei der Großbauteilbearbeitung beeinflusst. Gegenwärtig wird eine systematische Vorgehensweise zur Qualifizierung von Werkzeugmaschinen zur geometrischen Prüfung der Werkstückgeometrie entwickelt (Rückgeführtes Messen auf einer Werkzeugmaschine). Der Arbeitskreis arbeitet in Kooperation mit 11 Unternehmen aus dem Bereich Großbauteilbearbeitung, Werkzeugmaschinenbau sowie Messtechnik zusammen.

Kontakt: Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Martin Peterek Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Telefon: +49 241 80-27112 E-Mail: m.peterek@wzl.rwth-aachen.de

Schleiftechnik Der Arbeitskreis Schleiftechnik (AKS) ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, die zur gemeinsamen Lösung technologischer Aufgabenstellungen rund um den Themenkomplex Schleifbearbeitung mit dem WZL der RWTH Aachen kooperieren. Die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung bewährt sich seit Gründung des Arbeitskreises im Jahr 2003. Die Idee ist, technologische, wirtschaftliche und strategische Fragestellungen produzierender Unternehmen aus dem Bereich der Schleiftechnik systematisch anzugehen. Diese kommen aus Branchen wie Korn- und Schleifscheibenherstellung, Schleifmaschinenherstellung, Kühlschmierstoffherstellung, Automobil- und Zulieferindustrie sowie Energie- und Luftfahrtindustrie. Der Arbeitskreis umfasst derzeit 26 Mitgliedsfirmen.

Kontakt: Dr.-Ing. Sebastian Barth Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28183 E-Mail: s.barth@wzl.rwth-aachen.de

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 111

Kontakt: Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens Falker Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-20223 E-Mail: j.falker@wzl.rwth-aachen.de

Kontakt: Dr.-Ing. Daniel Schraknepper Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28251 E-Mail: d.schraknepper@ wzl.rwth-aachen.de

Spindel-Lager-Systeme

Werkzeugschnittstellen

Der Arbeitskreis Spindel-Lager-Systeme steht seit 2011 in direkter Nachfolge des über viele Jahre bis 2009 durch die AiF, die FWF und den VDW getragenen Projekts »Entwicklung schnell laufender wälzgelagerter Hauptspindeln für Werkzeugmaschinen«. Gemeinsam mit 15 Unternehmen, die vom Wälzlager und dem Schmierstoff über die Hauptspindel bis hin zur Gesamtmaschine die komplette Lieferkette von Werkzeugmaschinen abdecken, werden hier vorwettbewerblich praxisrelevante Fragestellungen zur Zuverlässigkeits- und Leistungssteigerung von Werkzeugmaschinenhauptspindeln bearbeitet. Dazu zählen beispielsweise die Entwicklung und Erprobung von neuartigen und alternativen Lagergeometrien oder aber auch die Untersuchung von Schwingungsphänomenen am Gesamtsystem Motorspindel.

Im seit 2008 bestehenden Arbeitskreis Werkzeugschnittstellen wird die langjährige Forschungs- und Entwicklungstätigkeit des WZL im Bereich Werkzeugschnittstellen weitergeführt und in die Praxis übertragen. In Zusammenarbeit mit 16 Maschinen-, Werkzeugund Spanntechnikherstellern stehen die unabhängige und objektive Untersuchung und Beurteilung der Eigenschaften verschiedener Werkzeugschnittstellen für die Dreh- und Fräsbearbeitung im Vordergrund. Basierend auf Untersuchungen der statischen Torsionsund Biegeeigenschaften, werden auch der Einfluss der Rotation auf diese Eigenschaften sowie das Verhalten im Zerspanprozess untersucht. Die parallele Entwicklung von Simulationsmethoden dient der Vorhersage des Schnittstellenverhaltens zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses.

Technologie-Arbeitskreis

WZL-Getriebekreis

Der Technologie-Arbeitskreis (TAK) setzt sich zurzeit aus 35 Mitgliedsfirmen rund um das Thema Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide zusammen, die auf wissenschaftlicher Grundlage gemeinsame Lösungen vorwettbewerblicher technischer Aufgabenstellungen erarbeiten. Die Zusammenarbeit wird seit Gründung des Arbeitskreises im Jahre 1971 erfolgreich durchgeführt. Zur anwendungsorientierten Weiterentwicklung von Fertigungsverfahren kooperieren führende produzierende Unternehmen aus Branchen wie der Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Turbinen- und Motorentechnik, Werkzeugtechnik und Beschichtungstechnik.

Auf Initiative von Industriefirmen wurde 1956 der WZL-Getriebekreis mit dem Ziel gegründet, gemeinsam die Forschung auf dem Gebiet der Verzahnungs- und Getriebetechnologie voranzutreiben. Die Mitgliedsfirmen repräsentieren heute einen umfassenden Querschnitt aus führenden nationalen und internationalen Unternehmen der Bereiche Fahrzeug- und Industriegetriebe, Getriebekomponenten, Verzahnungs- und Verzahnungsmessmaschinen sowie Werkzeug- und Beschichtungstechnologien. Diese bereichsübergreifende Zusammensetzung ist Gewähr für die kontinuierliche Umsetzung innovativer und praxisrelevanter Ideen aus der Antriebstechnik. Der Arbeitskreis umfasst derzeit 76 Mitgliedsfirmen.

Kontakt: Christian Bergs, M.Sc. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-26293 E-Mail: c.bergs@wzl.rwth-aachen.de

Kontakt: Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christoph Löpenhaus Lehrstuhl für Technologie der Fertigungs-verfahren Telefon: +49 241 80-27416 E-Mail: c.loepenhaus@wzl.rwth-aachen.de

Vorschubachsen Kontakt: Dipl.-Ing. Bastian Eßer Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen Telefon: +49 241 80-26298 E-Mail: b.esser@wzl.rwth-aachen.de

Im Arbeitskreis Vorschubachsen wird seit 2013 gemeinsam mit 14 Komponenten- und Werkzeugmaschinenherstellern an aktuellen Fragestellungen aus dem Bereich Vorschubachskomponenten gearbeitet. Gegenwärtig stehen dabei insbesondere Themen aus den Bereichen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit im Vordergrund. Vor diesem Hintergrund werden Untersuchungen an Dichtungs- und Abstreifersystemen für Kugelgewindetriebe durchgeführt; es wird an einem besseren Verständnis und einer Weiterentwicklung der Lebensdauertheorie für Kugelgewindetriebe gearbeitet und Strategien zur Zustandsüberwachung von Linearführungen werden entwickelt und erprobt.

Werkzeugtechnik Kontakt: Dr.-Ing. Sebastian Barth Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Telefon: +49 241 80-28183 E-Mail: s.barth@wzl.rwth-aachen.de

Der Arbeitskreis Werkzeugtechnik (AKWT) ist ein Zusammenschluss von derzeit 15 Unternehmen, die auf vorwettbewerblicher Basis zur gemeinsamen Lösung technologischer Aufgabenstellungen rund um die Werkzeugtechnik kooperieren. Die Zusammenarbeit bewährt sich seit Gründung des Arbeitskreises im Jahr 2008. Die Idee ist es, alle Schritte der Prozesskette zur Herstellung von Werkzeugen der definierten Zerspanung, welche stark miteinander verzahnt sind und sich gegenseitig beeinflussen, zu berücksichtigen. In diesem Forschungsfeld bewegen sich die Mitglieder, wobei der Fokus immer auf der Praxisrelevanz, vorwiegend für die Automobil- sowie Luft- & Raumfahrtindustrie, liegt.

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 113

Ausgründungen Robotik für das Bauwesen Liebherr, KUKA und Autodesk forschen mit RWTH-Instituten im Center Construction Robotics an der Automatisierung des Bauens Liebherr mit der Sparte Turmdrehkrane, KUKA als Anbieter für Automatisierungslösungen, das Software-Unternehmen Autodesk und die RWTH Aachen University mit drei ihrer Lehrstühle (Individualisierte Bauproduktion, Metallleichtbau, Werkzeugmaschinenlabor WZL I Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement) gaben heute ihre Zusammenarbeit im Bereich Robotik für das Bauwesen bekannt. Das Industriekonsortium forscht gemeinsam mit dem interdisziplinären Wissenschaftlerteam in dem neu gegründeten Center Construction Robotics auf dem RWTH Aachen Campus. Das Center steht unter der wissenschaftlichen Leitung von Professorin Sigrid Brell-Cokcan (Lehrstuhl für Individualisierte Bauproduktion), Professor Robert Schmitt (Werkzeugmaschinenlabor WZL | Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement) und Professor Markus Kuhnhenne (Institut für Stahlbau | Lehrstuhl für Metallleichtbau). Das Bauwesen besitzt große Potenziale hinsichtlich roboterbasierter Automatisierung. Am Beispiel großformatiger und komplexer Fassadenelemente und deren Herstellung soll die bislang nicht vorhandene durchgängige digitale Kette von der Planung, über die Fertigung bis hin zur Montage dargelegt werden. Das Center Construction Robotics verfolgt das gemeinsame Ziel, die Baustelle der Zukunft mittels Digitalisierung von der Vorproduktion über die gesamte Wertschöpfungskette bis hin zur teilautomatisierten Baustelle zu entwickeln. »Im Center Construction Robotics identifizieren wir disruptive Prozesse und entwickeln in weiterer Folge auch neue Geschäftsmodelle. Hier arbeiten wir mit marktführenden Plattform- und Technologiebefähigern eng zusammen«, so Professorin Sigrid Brell-Cokcan, Lehrstuhl für Individualisierte Bauproduktion, RWTH Aachen.

Dominique Tasch, Geschäftsführer Technik & Entwicklung, Liebherr-Werk Biberach GmbH, über das Engagement seines Unternehmens in dem neu gegründeten Center auf dem RWTH Aachen Campus: »In Aachen und mit der Idee des Center Construction Robotics haben wir ein vielversprechendes Umfeld angetroffen, das es allen Beteiligten ermöglicht, eine gestaltende Rolle hin zur Digitalen Baustelle zu übernehmen«. Dank namhafter Partner sieht Liebherr eine gute Chance, die Vision einer Baustelle der Zukunft Wirklichkeit werden zu lassen.« KUKA und Autodesk blicken ebenfalls begeistert auf die Zusammenarbeit. »Ein neues Zeitalter ist angebrochen. Die fortschreitende Digitalisierung verändert die Arbeitswelt – auch auf den Baustellen. Die Produktivität ist auf dem Bau in den vergangenen zehn Jahren in Deutschland kaum gestiegen. Durch völlig neue Ansätze in der Konstruktion und Fertigung von Gebäuden besteht die Möglichkeit, mittels roboterbasierter Automatisierung eine leistungsfähige, flexible und digitale Fabrikation direkt auf die Baustelle zu bringen«, sagt Alois Buchstab, Vice President Advanced Robotic Applications, KUKA. Ralf Moser, Leader BIM Transformation, AEC Digital Expert Group, Autodesk GmbH, fügt hinzu: »Im Rahmen der konsortialen Forschung an der RWTH wollen wir BIM Anwendungsfälle für Baurobotik identifizieren und bieten mit Autodesk FORGE eine Technologieplattform, die die Integration von BIM und Robotics ermöglicht sowie gleichzeitig offen ist für alle digital wertschöpfenden Unternehmen in der Bauindustrie.«

IconPro GmbH Entwicklung und Anwendung von Process-Mining-Software zur Analyse und Korrelation von Produktionsprozess- und Qualitätsdaten durch Machine Learning Aus dem Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement von Prof. Dr.-Ing Robert H. Schmitt heraus ist ein neues Spin-Off des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen entstanden – die IconPro GmbH. Die Kunden von IconPro profitieren von gesteigerter Qualität und Produktivität durch die Erkennung und Nutzung von Optimierungspotenzialen und die Vermeidung von Engpässen in ihren Produktions- und Inspektionsprozessen. Dafür werden Produktionsprozessdaten aus ERP-, MES- oder SPC-Systemen extrahiert und durch maschinelle Lernalgorithmen analysiert und korreliert. Der gesamte Prozess kann vollständig automatisiert und in Form von Dashboards visualisiert werden. Daneben bietet die IconPro GmbH auch individuelle Beratungsprojekte und Workshops zu den Themen »Production Process Mining« und »Künstliche Intelligenz im Qualitätsmanagement« an. Ihr Geschäftssitz befindet sich am Kraftversorgungsturm 5 in Aachen Prof. Schmitt begleitet die Geschicke des neu entstandenen Unternehmens gemeinsam mit seinem geschäftsführenden Oberingenieur, Dr.-Ing. Martin Peterek, als wissenschaftlicher Beirat. www.iconpro-ai.com

WZL Forschungshalle des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, RWTH Aachen Copyright: Center Construction Robotics

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 115

Karrierepool WZL Aachen PS GmbH Coachen. Beraten. Vermitteln. Unsere Kernkompetenz liegt im Coaching, in der Beratung und in der Vermittlung von Fach- und Führungskräften aus dem Bereich der Produktionstechnik. Für Unternehmen sind wir branchenkompetenter Ansprechpartner für die Vermittlung von Ingenieuren, für das Personalmarketing sowie für die HRM-Beratung mit dem Schwerpunkt Recruiting von Ingenieuren. Einzelpersonen unterstützen wir vertraulich, systematisch und lösungsorientiert bei persönlichen Veränderungsprozessen, Führungskontexten und organisatorischen Fragestellungen. Unsere Arbeit setzt an der Schnittmenge von Mensch und Unternehmen an. Im Coaching und in der Beratung versuchen wir, alle inneren und äußeren Einflussgrößen auf eine berufliche Entscheidung in Betracht zu ziehen – mit dem Ziel, die individuelle Zukunft bestmöglich zu gestalten. Unternehmen profitieren davon, dass wir durch unsere Fokussierung auf Fach- und Führungskräfte aus dem produktionstechnischen Umfeld relevante Branchenkenntnis und Erfahrungswissen haben. Im Rahmen des Personalmarketings bieten wir Unternehmen verschiedene Möglichkeiten, ihre Bekanntheit als attraktiven Arbeitgeber bei Ingenieuren am RWTH Aachen Campus zu erhöhen. Wir haben gute Kenntnisse in den fachlichen Anforderungen und organisatorischen Rahmenbedingungen der produzierenden Industrie, vom erfolgreichen Mittelständler bis hin zum Großkonzern. So ergänzen wir unsere Beratungsmethodik im Coaching durch handfestes Erfahrungswissen und fachliches Einschätzungsvermögen und verstehen die Sprache unserer Klienten und Industriepartner. Zentrale Elemente unserer Arbeit sind unsere Neutralität, unsere individuelle, vertrauensbasierte Vorgehensweise sowie eine von uns angestrebte ganzheitliche Lösung. In der Vermittlung von Fach- und Führungskräften kommen diese Aspekte sowohl Kandidaten, als auch Unternehmen nachhaltig zu Gute.

Unsere Leistungen im Überblick: Vermittlung: Job Hunting und Placement ·· Vermittlung von Fach- und Führungskräften aus dem Bereich der Produktionstechnik, sowohl initiativ als auch auf konkrete Anfragen Personalmarketing ·· Erhöhung der Bekanntheit von Arbeitgebern bei Ingenieuren ·· Planung und Durchführung von Personalmarketingaktivitäten am RWTH Aachen Campus HRM-Beratung ·· Entwicklung und Durchführung von Personalauswahlprozessen/ Assessment Centern für Ingenieure ·· Optimierung von Personalgewinnungsprozessen im MINTBereich ·· Coaching ·· Systemische Prozessberatung und Coaching von Fach- und Führungskräften z.B. bei beruflichen Fragestellungen, bei persönlichen Lebensentscheidungen, zur Verbesserung der Konfliktfähigkeit, beim Wunsch nach Feedback Bewerbungsberatung ·· Ganzheitlich orientierte Einzelgespräche und operative Begleitung des gesamten Bewerbungsprozesses ·· Durchführung von Workshops in Kleingruppen zur Optimierung der Selbstdarstellung im beruflichen Alltag und in Bewerbungssituationen www.karrierepool-aachen.de

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WZLforum an der RWTH Aachen Weiterbildungsdienstleister am WZL und Fraunhofer IPT Seit über 20 Jahren bietet das WZLforum an der RWTH Aachen hochwertige Veranstaltungen im Bereich der ingenieurwissenschaftlichen Weiterbildung an und richtet seine Weiterbildungsveranstaltungen stets am Bedarf der Industrie aus.

Ergebnisse aus Forschung und Industrie immer aktuell aufbereitet Gemeinsam mit seinen Partnern Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie sorgt das WZLforum in einer Vielzahl der Veranstaltungen für den Transfer der aktuellen Erkenntnisse aus der Industrie und Ergebnisse aus der Forschung und garantiert so, dass das zugrunde liegende didaktische Konzept den Bedürfnissen des Marktes entspricht. Die unterschiedlichen Veranstaltungsformate sind auf die Zielgruppe und die Vermittlungsinhalte abgestimmt. Dazu zählen Workshops, Praktikertage und Intensivseminare mit geringer Teilnehmerzahl bei konzentrierter Lernatmosphäre, Zertifikatkurse sowie ein- oder mehrtägige Seminare für einen größeren Teilnehmerkreis und Tagungen und Kongresse mit mehreren hundert Teilnehmern. Hierzu werden Referenten aus Wissenschaft und Industrie sorgfältig ausgewählt.

Themenschwerpunkte Die Themenbereiche orientieren sich an den inhaltlichen Schwerpunkten der Partnerinstitute WZL und Fraunhofer IPT: ·· Fertigungstechnologie ·· Getriebetechnik ·· Werkzeugmaschinen ·· Montagetechnik ·· Elektromobilproduktion ·· Innovations- und Technologiemanagement ·· Werkzeug- und Formenbau ·· Additive Manufacturing ·· Lean Management ·· Dienstleistungsmanagement ·· Fertigungsmesstechnik ·· Qualitätsmanagement ·· Produktionsmanagement

Seit 2009 ist das WZLforum durchgängig als Weiterbildungsträger nach DIN ISO 9001 zertifiziert und weist damit ausgezeichnete Organisationsprozesse nach, die eine hervorragende Referentenauswahl und Teilnehmerbetreuung sicherstellen. www.wzlforum.rwth-aachen.de Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018 | 117

Impressum Herausgeber Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University Cluster Produktionstechnik Campus-Boulevard 30 52074 Aachen GERMANY www.wzl.rwth-aachen.de Verantwortlich Abteilung Marketing, Presse und Öffentlichkeitsarbeit Redaktion Viktoria Ingelmann und Dr.-Ing. Reinhard Freudenberg Konzeption und Gestaltung Dipl.-Des. Heike Iris Plath Fotos Agentur Ahrens und Steinbach (S. 16); Campus GmbH (Lachmann S. 12); Center Construction Robotics (S. 114); DGQ (S. 85); grindaix GmbH (S. 77); IHK (Lachmann S. 83); Dirk Lässig, FVV (S. 84); Karrierepool (S. 116) Heike Plath (S. 88); RWTH Aachen (S. 20, 78) RWTH Aachen Campus (Maren Richter S. 4/5, 6; Steindl S. 104; Peter Winandy S. 108) Universität Siegen (S. 70) WZL (S. 25, 34, 36/37, 40, 43, 48/49, 68, 69, 70 unten, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 79, 80, 81, 82, 84 unten, 87, 106, 117; Krentz S. 2, 14; PEM S. 30; S. Wein S. 50; Peter Winandy Titel, S. 38/39, 44/45, 46/47); WZL/Fraunhofer IPT (S. 86)

04.2019 | Aachen Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdrucks und der Vervielfältigung der Broschüre – oder Teilen daraus – vorbehalten. Kein Teil der Broschüre darf ohne schriftliche Genehmigung des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen in irgendeiner Form (Fotokopien, Mikrofilm, Digitalisierung oder anderer Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. 118 | Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen Jahresbericht 2018

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University Cluster Produktionstechnik Campus-Boulevard 30 52074 Aachen GERMANY www.wzl.rwth-aachen.de Telefon: +49 241 80-27400 Telefax: +49 241 80-22293 info@wzl.rwth-aachen.de www.wzl.rwth-aachen.de