Professur Konstruktionslehre. Professur Konstruktionslehre. Professur Konstruktionslehre

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1 Technische Universität t Chemnitz Fakultät t für f r Maschinenbau Institut f für r Konstruktions- und Antriebstechnik Prof. Dr.-Ing. Erhard Leidich Technische Universität Chemnitz Reichenhainer Straße 70 Raum A Chemnitz Tel: Fax: Folie 0; Stand Rechnergestützte Konstruktion und Simulation Das Vorhaben "" wird durch das sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst und den Europäischen Fond für regionale Enwicklung (EFRE) gefördert.

2 Gliederung Profil Bedarf der Industrie IPE-Labor: Leistungen Nutzenaspekte Terminplan von 22

3 Fachprofil Konstuktionslehre Konstruktionslehre Prof. Leidich Gestaltfestigkeit Betriebsfestigkeit Reibdauerfestigkeit Tribologie Integrierte Produktentwicklung Nichtlineare FE-Berechnungen Experimentelle Untersuchungen von WNV Verzahnungsfestigkeit Rissuntersuchungen Festigkeitshypothesen Schwingungsverschleiß Beschichtung im Reibkontakt Hydrodynamische Gleitlager Produktentstehungs- Prozess (PEP) Kostenmanagement im Konstruktionsprozess Berechnung und Gestaltung Virtuelle Produktentwicklung Recyclingverfahren von 22

4 Bedarf Informationsflussgestaltung Nicht optimale Informationsflüsse innerhalb des Unternehmens Entwicklung Konstruktion Einkauf Fertigung Vertrieb von 22

5 Bedarf Entwicklungsbegleitendes Kostenmanagement in der Konstruktion werden ca. 70% der Selbstkosten und ca. 90% der Lebenszykluskosten festgelegt [1] Kostenfestlegung und Kostenentstehung (n. Ehrlenspiel, Kiewert, Lindemann,) [1] Schweitzer, M./ Küpper, H.-U.: Systeme der Kosten- und Erlösrechnung, 9. Aufl., München von 22

6 Bedarf Entwicklungsbegleitendes Kostenmanagement in der Konstruktion werden ca. 70% der Selbstkosten und ca. 90% der Lebenszykluskosten festgelegt [1] Konstruktion muss detailliert über die Kosten und/oder Kostenentstehung informiert sein Kompetenzen des IPE-Labors: durchgängiger Informationsfluss von betriebswirtschaftlichen Daten realisieren Produktkostenkalkulation in der Entwicklungsphase Berechnung von Lebenszykluskosten Aufdecken von Kostenoptimierungspotenzialen Betriebswirtschaftliche Bewertung von Konzeptvarianten und Prozessoptimierungsmaßnahmen [1] Schweitzer, M./ Küpper, H.-U.: Systeme der Kosten- und Erlösrechnung, 9. Aufl., München von 22

7 Bedarf Teilemanagement Zu hoher und/oder zu schnell wachsender Teilebestand von 22

8 Entstehung von Teilevielfalt Unkontrollierte Verwendung von Teilemerkmalen Beispiel: Form Innensechskant Für Handwerkzeug Für Maschinenwerkzeug Zylinderschraube mit Innensechskant ISO 4762 M12x80 Schraubenlänge Gewindenenndurchmesser Gewindelänge Gewindesteigung Gewindetyp Festigkeitsklasse Material Oberflächenbeschichtung Gewindetyp Lieferant von 22

9 Entstehung von Variantenvielfalt Angebot von unwirtschaftlichen Varianten Beispiel: Instrumententafel eines PKW 25 ausgeführte Varianten: 5 Varianten = 87,96% der Nachfrage 20 Varianten = 12,04% der Nachfrage 1 x 2 x 2 x 2 x 3 x 2 = 48 mögliche Varianten Quelle: Rosenberg, O von 22

10 Bedarf Informationsschnittstellen Nicht optimal vernetzte IT-Komponenten Kundenprojekt Technische Informationen Informationen Betriebswirtschaftliche Informationen Geometrie Funktionen Qualität Kalkulationen Kunden Lieferanten CAD Stücklisten Fertigungstechnik PDM Maschinendaten/ Kapazitäten Vertriebsdaten QM-Festlegungen Kosten/ Preise Einkaufsdaten von 22 Inkonsistente und redundante Datenhaltung Kein durchgängiger Informationsfluss Informationsverluste durch Schnittstellenproblematik Bidirektionale Verknüpfungen (Schnittstellen)

11 Beispiel unnötige Lagerbestände Analyse eines Firmenteilestammes: Zahl der in den letzten 24 Monaten verbauten Teile aus dem Teilestamm der Firma Artikelanzahl verbaute Stückzahl pro Artikel Teilestammgröße : Artikel Sachgebiet: Verbindungselemente: Artikel Datensätze ohne Angabe der Verbauungsmengen: 154 Artikel Lieferantenzahl: 74 Lieferanten 56 1 mehr als von 22

12 Organisationsstruktur IPE-Labor TU Chemnitz, Konstruktionslehre Konstruktion, Berechnung, Simulation TU Chemnitz, BWL III Unternehmensrechnung und Controlling Optimieren der Kosten Fertigungstechnik Arbeitsplanung NC-Programmierung Bild: IMI, TH Karlsruhe Ing. Büro W. Grahl Normen Standards Konfigurationen von 22

13 Datenflussstruktur IPE-Labor Konstruktion, Berechnung Simulation CAD Berechnen Simulieren Updates Teileklassifizierung Daten integrieren Teilestamm Projekte Werksnormteile Katalogteile Fertigung Optimierung Kaufteile Warehouse- System Kalkulation ERP PDM Katalog- Software Vorzugsteilefilter Kalkulations- System Optimieren der Kosten Fertigung AV Arbeitsvorbereitung NC-Module CAD-neutraler SML- Modellierer Normen,Standards Konfigurationen Datenweg, Schnittstelle Datenstruktur Modul vorhanden Modul fehlend geplant von 22

14 Nutzungsziele des IPE-Labors Übungen Belege Projekte Studienarbeiten Bachelorarbeiten Diplomarbeiten Masterarbeiten Forschungsprojekte Lehrorganisation Industrieprojekte Fachkräfteschulungen Informationsveranstaltungen Transferworkshops Fakultative Lehrveranstaltungen für Studenten von 22

15 Prozessdemonstratoren Mit Hilfe von Prozessdemonstratoren sollen beispielhafte Lösungsstrategien aufgezeigt und simuliert werden Daten integrieren Konstruktion Berechnung Simulation Normen Standards Konfigurationen Teilemanagement Optimieren der Kosten von 22

16 Themen für Prozessdemonstratoren Entwicklung und Konstruktion (Prof. Konstruktionslehre, Ing. Büro Dr. Grahl) Teilemanagement eshop FMEA Änderungsmanagement Featuretechnik... Kosten (Prof. Konstruktionslehre, Prof. BWL III - Unternehmensrechnung u. Controlling, Prof. Götze) Life Cycle Cost (Prof. BWL III - Unternehmensrechnung u. Controlling, Prof. Götze) SAP (Prof. Wirtschaftsinformatik II, Prof. Gluchowski) von 22

17 Beispiel Prüfstandskonstruktion 3D Modell Zeichnung Produkt von 22

18 Beispiel Stirnpressverbindung FEM Analysen: Optimierung der Produktlebensdauer Simulation der Vorspannkraft Simulation der Querkraft von 22

19 Beispiel Teilestammbereinigung Nachbearbeiten Formales Ordnen der Artikel des Teilestammes aus abgeschlossenen Projekten Bereinigen Planen und Normen eines strategischen Teilestammes für neue Projekte Konsolidieren Nutzung beider Teilestammanteile mittels integrierter IT-Systeme bei der Bearbeitung neuer Projekte von 22

20 Beispiel Target Costing Marktorientiertes Zielkostenmanagement zur kostenorientierten Steuerung der produktbezogenen Unternehmensaktivitäten Verwendung der Zielkostenmethodik um marktkonforme Produktkosten zu erreichen Was darf mich das Produkt kosten? MaFo/Konzeptentw. Produktfunktionen Zielkosten Zielkostenspaltung Zielkostenerreichung Vergleich der Plankosten mit den Zielkosten Anforderungen Ist Soll? Ja Ziel erreicht! Senkung der Einzelkosten z.b. Materialauswahl, fertigungsgerechte Gestaltung, etc. Senkung der Gemeinkosten (Verwaltung & Vertrieb) z.b. über Teilebzw. Beschaffungsmanagement Nein Kostentreiber identifizieren Kostenoptimierung durchführen von 22

21 Nutzen durch geringeres Teilestammwachstum von 22

22 Nutzen durch Variantenreduzierung 100% Herstellkosten einer Baugruppe 15-20% Potenzial Variantenkosten Entwicklung und Konstruktion 15-25% 40-60% 10-20% 10-20% Material- und Lagerwirtschaft Fertigung und Montage Arbeitsvorbereitung Quelle: Caesar, C. Kostenorientierte Gestaltungsmethodik für variantenreiche Serienprodukte VDI-Verlag Düsseldorf 1991 (VDI Reihe 2, Nr. 218) von 22

23 Nutzen durch Teilereduzierung Getriebe mit hydraulischem Drehmomentwandler 1.Generation 2. Generation 3. Generation Einzelteile Kosten 100% 56% 33% Quelle: Ehrlenspiel, K.; Kiewert, A.; Lindemenn, U.: Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren Springer-Verlag Berlin Heidelberg von 22

24 Terminplan Projektlaufzeit: Aufbau der Labor-Infrastruktur: Q3/2009 und Q4/2009 Aufbau der Grunddatenbestände: ab Q3/ Labortag: Januar von 22

25 Technische Universität t Chemnitz Fakultät t für f r Maschinenbau Institut f für r Konstruktions- und Antriebstechnik Folie 24; Stand Rechnergestützte Konstruktion und Simulation

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