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Hans Barthelmes

Handbuch Industrial Engineering

Vom Markt zum Produkt



Hans Barthelmes

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Handbuch Industrial Engineering

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Hans Barthelmes

Handbuch Industrial Engineering

Vom Markt zum Produkt

 11  Der Autor Hans Barthelmes verfügt über langjährige Erfahrungen im Industrial Engineering, in der Produktion und in der Unternehmensberatung. Seine Beratungs-, Dienst- und Unterstützungsleistungen sind im Schwerpunkt die Gestaltung ganzheitlich ausgerichteter effizienter Unternehmensprozesse.

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www.batechma.de

Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

ISBN 978-3-446-42780-8 E-Book-ISBN 978-3-446-42926-0

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Alle in diesem Buch enthaltenen Verfahren bzw. Daten wurden nach bestem Wissen dargestellt. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die in diesem Buch enthaltenen Darstellungen und Daten mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Darstellungen oder Daten oder Teilen davon entsteht. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Einwilligung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung – mit Ausnahme der in den §§ 53, 54 URG genannten Sonderfälle –, reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

© 2013 Carl Hanser Verlag München Wien www.hanser.de Lektorat: Dipl.-Ing.Volker Herzberg Gestaltung, Seitenlayout und Herstellung: Der Buchmacher, Arthur Lenner, München Coverconcept: Marc Müller-Bremer, Rebranding, München, Germany Titelillustration: Atelier Frank Wohlgemuth, Bremen Coverrealisierung: Stephan Roenigk Druck und Bindung: Firmengruppe Appl, aprinta druck, Wemding Printed in Germany

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Vorwort

Alle Unternehmen der Wirtschaft, ob in der Industrie, im Handwerk oder in der Dienstleistung sind auf eine Planung ihres Unternehmens sowohl in Technik, in der zu erbringenden Dienstleistung in der Organisation, in den Prozessen und in den Prozessfolgen und in der kommerziellen Entwicklung angewiesen. Nur eine gesamtheitliche Strategie aller Faktoren eines Unternehmens wird einen nachhaltigen Gesamterfolg bewirken. Diese gesamtheitliche Planung erfordert nicht nur eine hohe Flexibilität in der Verwirklichung der Unternehmensidee, sondern auch ein systematisches Vorgehen und Denken. Gleichzeitig unterliegen alle Unternehmen einem stetigen Wandel und einer damit einher gehenden Anpassung der strategischen Ausrichtung. In 8 Kapiteln (M-ACHT) – werden die Grundbedingungen eines Unternehmens beschrieben, die für den Erfolg eine entscheidende Rolle spielen: Kapitel I – Mensch Die Bedürfnisse der Menschen und die daraus entstehenden Antriebskräfte durch Motivationen aber auch durch Ängste bedeuten Belastungen, Beanspruchungen und Stress. Durch die der Situation angepassten Handlungen erfüllt der Mensch sich selbst, seine Bedürfnisse. Kapitel II – Markt Der Markt ist der „Ort“ auf oder in dem die Produkte von Menschen angefordert und angeboten werden. Hierzu bedarf es der Entwicklung und Vermarktung von Produkten oder auch Ideen. Kapitel III – Mitwelt Unsere Mitwelt bestimmt die Rahmenbedingungen unter denen die Bedürfnisse der Menschen erfüllt werden können. Ressourcen sind hierbei von der Mitwelt nur geliehen und Nachhaltigkeit im Umgang mit der Natur, die uns Leben lässt, ist erforderlich.

Kapitel IV – Material Nachhaltigkeit ist bei dem Umgang mit Materialien ebenso angesagt wie ein effizienter Einsatz der Materialien in den hergestellten Produkten. Materialien sind einer der größten Kostenfaktoren im Produktentstehungsprozess. Kapitel V – Maschine Maschinen, Werkzeuge und Fertigungsverfahren sind unabdingbar für die Verwirklichung der Produktideen. Der Mensch hat Fertigungsverfahren aus seinen stetig wachsenden Bedürfnissen und seinem Willen nach „Einfachheit“ heraus entwickelt. Das Kapitel gibt einen Überblick über alle in der DIN aufgeführten Fertigungsverfahren. Kapitel VI – Methode Methoden als „Werkzeuge“ zur Erledigung der selbst gestellten Aufgaben der Menschen unterstützen die Realisierungen der Ideen und helfen bei deren Umsetzung. Die vorgestellten Methoden sind eine Auswahl wichtiger Methoden im Engineering. Kapitel VII – Management Management oder auch organisieren, vorleben, vorangehen, Kompetenzen entwickeln, Entscheidungen verantwortungsvoll treffen sind Fähigkeiten die ein Zusammenwirken der Menschen ermöglichen. Kapitel VIII – Miteinander Im Miteinander liegt das Geheimnis der erfolgreichen Durchführung von Aufgaben oder im erfolgreichen Erreichen von Zielen der Menschen. Kommunikation in all ihren Facetten sind die Grundlage einer Kultur, die den Menschen, aus den Erfahrungen der Vergangenheit das Jetzt bestimmt und die Zukunft des Menschen unabdingbar beeinflussen und begleiten wird. Miteinander ist die Weisheit des Erfolges. Die Idee zu diesem Buch beruht auf mehrfacher Anregung von Studenten und Berufsanfängern sowie auf dem oft geäußerten Interesse meiner Kunden und Schulungsteilnehmer, einen ganzheitlichen Überblick über das Industrial V

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Engineering eines Unternehmens – über die strategischen und technischen Planungsaufgaben – zu erhalten. Wie plane ich die wertschöpfenden Prozesse, was ist hierbei wichtig und wie ist die Vorgehensweise? Dieses Buch versucht einen Überblick zu geben, um den verantwortlichen Menschen im Unternehmen ein Nachschlagewerk an die Hand zu geben. Erstmals wird anhand realer Planungsdokumente gezeigt, wie detailliert in der Praxis dabei vorzugehen ist. Nicht nur die Beherrschung einzelner Fertigungsverfahren oder Methoden ist der Schlüssel zum Erfolg, sondern die wohlüberlegte Abfolge der einzelnen Schritte im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Gesamtprozess. Der entscheidende Faktor bleibt aber immer der Mensch mit seiner Motivation, mit seinem Können, aber auch mit seinen Unwägbarkeiten. Dieses Buch widmet deshalb einem guten Teil seines Umfangs dem Menschen innerhalb des Industrial Engineerings. Man kann diesen Aspekt nicht genug hervorheben, scheitern doch die meisten Unternehmen nicht an der Technik, sondern an der falschen Besetzung von Schlüsselpositionen, an mangelnder Kommunikation, fehlender Information, die Liste ließe sich beliebig verlängern.

Mephistopheles Ich wünschte nicht, Euch irre zu führen. Was diese Wissenschaft betrifft, Es ist so schwer, den falschen Weg zu meiden, Es liegt in ihr so viel verborgnes Gift, Und von der Arzenei ist‘s kaum zu unterscheiden. Am besten ist‘s auch hier, wenn Ihr nur einen hört, Und auf des Meisters Worte schwört. Im Ganzen – haltet Euch an Worte! Dann geht Ihr durch die sichre Pforte Zum Tempel der Gewissheit ein.

Die anstrengende und teilweise sehr schwierige Projektdauer von fast fünf Jahren für dieses Buch konnte ich nur mit der sehr verständnisvollen Unterstützung meiner Frau Gudrun motiviert durchhalten. Hierfür meinen ganz besonderen lieben Dank. Bedanken möchte ich mich auch bei Herrn Dipl.- Ing. Volker Herzberg für die stetige aufmunternde Unterstützung zum Weitermachen und den kompetentem Beistand in Fragen der Konzeption und Gestaltung des Buches.

Johann Wolfgang von Goethe, FAUST

Hainburg, April 2013

Hans Barthelmes

Schüler Doch ein Begriff muss bei dem Worte sein. Mephistopheles Schon gut! Nur muss man sich nicht allzu ängstlich quälen, Denn eben wo Begriffe fehlen, Da stellt ein Wort zur rechten Zeit sich ein. Mit Worten lässt sich trefflich streiten, Mit Worten ein System bereiten, An Worte lässt sich trefflich glauben, Von einem Wort lässt sich kein Jota rauben.

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So nutzen wir dieses Buch

Industrial Engineering ist ein Sammelbegriff für alle Planungstätigkeiten in Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes. Die Planung der Produktion, der Fertigung, der Arbeitsabläufe, der Methoden, die Arbeitsvorbereitung und die stetigen Prozessverbesserungen sind die im Industrial Engineering integrierten Aufgaben. Hierbei spielt das Miteinander aller im Unternehmen vorhandenen Bereiche und Funktionen eine sehr große Rolle. Im weiteren Sinne sind auch die strategische Ausrichtung der Unternehmensziele und die hierzu notwendigen Planungstätigkeiten, die Umsetzung der Strategie von der Planung zur praktischen Realisierung und die Wechselwirkung der Unternehmensprozesse unter dem Begriff Industrial Engineering zusammengefasst. Der aus der englischen Sprache übernommene Begriff „Industrial Engineering“ kann im übertragenen Sinn in das Deutsche übersetzt werden als „industrielle Technologie“ oder „industrielle technische Planung“. Das

Miteinander in einem Unternehmen ist, wie

schon oben angedeutet, der wichtigste Baustein für eine erfolgreiche Produktentstehung oder eine Dienstleistung. Der

Mensch mit seinen Bedürfnissen erhält ein Angebot auf einem Markt unter den Bedingungen der Mitwelt. Mit einem effizient ausgewählten

Material wird auf

einer optimal genutzten Maschine ein Produkt hergestellt. Die innovativste Methode wird zur Herstellung der Produkte verwendet. Das Management ist der verantwortungsvolle Organisator aller gesamtheitlich ablaufenden Unternehmensprozesse.

Das Ziel ist, einen dauerhaften, effizienten und nachhaltigen Erfolg für das Unternehmen und die hierbei mitwirkenden Menschen zu gewährleisten. Diese M-ACHT-(8)Module sind die zentralen Aufgaben, die im Industrial Engineering berücksichtigt werden müssen. Sie sollen als Leitfaden durch das Buch begleiten und das Verständnis der Zusammenhänge und des Mit­ einanders immer wieder darstellen. In diesem Buch werden die kompletten Entstehungsprozesse, Planungsprozesse und die Umsetzungsprozesse in einer erfolgreichen Serienproduktion beschrieben. Einfache theoretische Betrachtungsweisen der kompletten Prozesskette werden mit einem stets begleitenden Praxisbeispiel verständlich gemacht. Das Buch soll für „Lernende“ auch ein Leitfaden in Bezug auf ganzheitliche Produktbetrachtungen und Entscheidungen sein. Das Buch hat keinen Anspruch auf die Beschreibung und Darstellung aller sich bietenden technologischen Möglichkeiten, sondern es hat den Anspruch eines realen Leit­ fadens einer Produktanwendung, ausgehend vom Markt bis zur Anwendung in der täglichen Praxis. Diese M-ACHT (8) sind die Module oder Bausteine, die uns durch alle Kapitel dieses Buches begleiten. Mit M-ACHT wird das Miteinander in den Fokus des Unternehmens gestellt. Dieses Miteinander bestimmt den Erfolg des Unternehmens dauerhaft! Es ist dabei selbstverständlich und logisch, dass alle anderen Module einen wichtigen Anteil an diesem Erfolg bewirken. In produzierenden Unternehmen der Industrie, im Handel, im Handwerk und in der Dienstleitung sind im Alltagsgeschäft ständig neue Herausforderungen zu lösen. Zukunftsaspekte und Innovationen stehen im stetigen Wechsel mit dem aktuellen Tagesgeschäft. Das Vergangene steht mehr im Vordergrund der Aktivitäten als das Zukünftige – das Neue! Rechtfertigungen, Schuldzuweisungen, Ängste und letztendlich das Streben nach Macht sind keine effektiven zielführenden Tätigkeiten im Alltag.

VII

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11 So So nutzen nutzen wirwir dieses dieses Buch Buch

©

Somit kommt es, fast schon selbstverständlich, immer wieder eher zu einer „Nichtkommunikation“ als zu einem Miteinander. Das Nichtkommunizieren ist eine nicht mögliche Verhaltensweise (Zitat: „Man kann nicht nicht kommunizieren“ nach Wazlawik). Es wird dann alternativ unzureichend, ungeeignet oder einfach nur schlecht miteinander kommuniziert. Der gemeinsamme Erfolg wird M-ACHT Modul

dadurch stark gefährdet. Ca. 80 % aller vorhandenen Probleme in Unternehmen liegen leider an einer mangelhaften, zielorientierten, unsachlichen und ängstlich neidvollen Kommunikation. In dem Verantwortungsbereich Industrial Engineering ist, bedingt durch die Funktionalität der Zusammenarbeit mit allen Bereichen eines Unternehmens, die erfolgrei-

Ziel: ganzheitlich, effizient und erfolgreich Unternehmen managen

Die Industrial Engineering Unterstützung unter anderem:

Mensch Bedürfnis

Den Menschen in seinen Bedürfnissen kennen! Gegenseitige Akzeptanz und Achtung; Wollen, Können und Dürfen; Wertschöpfung effizient durch Wissen erreichen

Mentoring: sich selbst kennenlernen; Weiterentwicklung des und der Menschen

Markt

Das Marktangebot der Produkte erfolgreich sicherstellen! Marketing; Vertrieb, Produktentwicklung; Anforderungen; Produkterfolg

Produktentwicklungen: Machbarkeit; Kalkulation; Investition; Konstruktionen; Marketingstrategien

Mitwelt Bedingung

Die Mitwelt-Bedingungen akzeptieren! Gesetze und Vorschriften; Arbeits-, Umwelt-, Gesundheitsschutz; Rahmenbedingungen

Unterstützung in Arbeitssicherheit; Umwelt- und Gesundheitsschutzsystemen

Material

Das Material effizient auswählen, gestalten und verwenden! Materialwirtschaft; effizienter Materialeinsatz; Stoffstromanalysen

Materialeffizienzprojekte; Stoffstromanalysen; Werkstoffe optimal verwenden

Maschine Nutzung

Die Maschinen optimal nutzen! Effiziente Anlagen und Maschinen; Nutzung; Auslastung; Produktion; Qualität

Technologie- und Verfahrensvergleiche; TPM; Benchmarking

Methode Innovation

Die innovativsten Methoden verwenden! Innovation; Planung; Benchmarking; Prozessketten; Layout; Risiko-/Fehler- Analysen (FMEA); Qualitätssicherung

Innovationstrategie; Layouts; Prozessfolgen; FMEAs; Arbeitssysteme; Vergütungssystem

Management Vertrauen

Das Management des Vertrauens vorleben! Strategie; Transparenz; Effizienz; Konsequenz; Controlling; KVP; Mitarbeiterführung; Entscheidungen; Organisation; Administration,

Investitionsstrategie; KVP-Prozesse; Budgetplanungen; Organisationsentwicklung; Coaching

Miteinander Kommunikation

Das Miteinander richtig kommunizieren! Kommunikation; Offenheit; Teamarbeit; Partner einbinden; Disziplin, Unternehmenskultur

Team- und Projektmanagement; Kommunikationstraining; Grundlagen der Teamarbeit

Angebot

Auswahl

Abb. 2 M-ACHT-Module Detailbeschreibung

VIII

Abb. 1 Mit M-ACHT-Modulen ganzheitlich, effizient und erfolgreich Unternehmen managen

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Der IE Praxis Kommentar

che, kompromissbereite, ergebnisorientierte, aber auch „menschlich“ zufriedenstellende Kommunikation ein ganz bedeutender Erfolgsfaktor. Das Industrial Engineering bietet in all diesen Modulen entsprechende Unterstützung für den gesamtheiltichen und effizienten Unternehmenserfolg an (siehe folgende Abbildung „M-ACHT-Module Detailbeschreibung“). Hier werden die Hauptfunktionen des Industrial Engineerings in Zusammenhang mit den Zielen und den Modulen des M-ACHT erklärt. Dieses Buch will den Leser nicht nur informieren, sondern auch mit dem Beispiel von der Produktentwicklung über die Produktionsplanung und Produktion bis zur Anwendung in der alltäglichen Praxis faszinieren. In diesem Handbuch werden Sie als Leser in jedem Kapitel und Abschnitt von jeweils drei Sichtweisen begleitet:

■■ Die Auswahl der Prozessketten ist in verschiedenen Alternativen möglich. ■■ Die dargestellten Praxisbezüge sind alle auf dem Markt real umgesetzt. ■■ Die empfohlenen Handlungshilfen sind einfach und erfolgreich bzw. können real nachvollzogen werden. ■■ Die ausgewählten Produkte werden in der Automobilindustrie direkt (OE = Original Equipment) oder in der Automobilzulieferindustrie (OES = Original Equipment Supplier) hergestellt. ■■ Das Produkt „Antriebsgelenkwelle“ ist in jedem Fahrzeug eingebaut. Es muss die Antriebsleistung des Motors auf die Räder des Fahrzeuges übertragen, soll ein Kfz-Leben ohne Wartung überstehen und soll logischerweise einen wirtschaftlich Erfolg für Lieferanten und Kunden ermöglichen. Die detaillierten Beschreibungen des Produktes sind in den folgenden Kapiteln enthalten. ■■ Die Produkte des Massivumformens stellen ein Marktsegment mit den Verfahrensmöglichkeiten dar.

Der allgemeine Bereich Der allgemeine Bereich beschreibt und erläutert Historie, Grundsätzliches und Theorien. Er beinhaltet die prinzipiellen Themen der jeweiligen Kapitel und erläutert das Thema im Überblick.

Der IE Praxis Kommentar IE Praxis Kommentar

Das Praxisbeispiel Die Praxisbeispiele in diesem „Handbuch Industrial Engineering“ sollen auf Basis einer konkreten Anwendung Anregungen und Hilfestellung in der alltäglichen Arbeit des Industrial Engineerings geben bzw. aufzeichnen. Die Prozesskettenbetrachtung beginnt in unseren Beispielen bei der Marktanalyse und endet bei der erfolgreichen Einführung der Serienproduktion. Der komplette Prozess kann somit nachvollzogen werden. Als Beispiele wurden praxisnahe Produkte ausgewählt. Eine Nachvollziehbarkeit der Herstellung ist einfach und logisch gegeben. Die Produktbeispiele haben im alltäglichen Benutzen und bei der Anwendung eine wichtige Aufgabe. ■■ Es sind technologisch hochwertige Produkte. ■■ Die Komplexität ist überschaubar, die Prozesse sollen „nachvollziehbar“ sein. ■■ Es werden die Wege von der Idee zur Serienproduktion aufgezeigt.

Besondere Bemerkungen und Hinweise

Er erläutert Besonderheiten, gibt besondere Tipps und Hinweise mit den entsprechenden M-ACHT-Modulen (s. Spalte rechts). Der IE Praxis Kommentar soll eine zusätzliche Aufmerksamkeit in diesem Teilbereich des Kapitels erzeugen.

IX

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Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle

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Das Praxisbeispiel soll die Aufgaben sowie die Vorgehensweisen des Industrial Engineerings aufzeigen. Im Beispiel werden eine „Grüne Wiese“-Planung, die dazugehörigen Randbedingungen und das Verstehen des Projektablaufes mit eingebunden.

Somit wird das Praxisprojekt mit den M-ACHT-Modulen beschrieben und erläutert. Es beginnt bei dem Menschen und endet im Management. Das Miteinander ist das zen­ trale Modul in allen Bereichen. Das ausgewählte Produkt Antriebsgelenkwelle oder auch Gleichlaufgelenkwelle wird in der Automobilindustrie direkt (OE = Original Equipment) oder in der Automobilzulieferindustrie (OES = Original Equipment Supplier) hergestellt. Zur Erläuterung des Produktes nachfolgende grundsätz­ liche Informationen:

Antriebsgelenkwelle: Längs- oder Kardanwellen

Antriebsgelenkwelle: Seitenwellen mit Gleichlaufgelenken am Hinterradantrieb

Gleichlaufgelenke Antriebsgelenkwelle: Seitenwellen mit Gleichlaufgelenken am Vorderradantriebe

Abb. 3 Fahrzeug mit Antriebsgelenkwellen und Gleichlaufgelenken (Quelle Bild: Porsche)

Antriebsgelenkwelle: Seitenwellen mit Gleichlaufgelenken am Vorderradantrieb Antriebsgelenkwelle: Kardan- oder Längswelle

Antriebsgelenkwelle: Seitenwellen mit Gleichlaufgelenken am Hinterradantrieb

X

Abb. 4 Antriebsgelenkwellen in einem allradgetriebenen Fahrzeug (Quelle Bild: Porsche)

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Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle

Das Produkt Antriebsgelenkwelle wird in einem modernen Fahrzeug mindestens zweimal verwendet. Es ist eine linke und eine rechte Seitenwelle, entweder bei einem vorderradangetriebenen oder bei einem hinterrad­ angetriebenen Fahrzeug. Bei einem hinterradangetriebenen Fahrzeug wird zusätzlich noch eine Längs- oder Kardanwelle verwendet. Bei allradangetriebenen Fahrzeugen werden alle Antriebsgelenkwellen verwendet. In die Antriebsgelenkwellen werden Gleichlaufgelenke eingebaut. Die Anforderungen der Kunden (also der Verbraucher!) an die Antriebsgelenkwellen sind im Wesentlichen: ■■ Das Produkt soll die Antriebsleistung des Motors auf die Räder des Fahrzeuges übertragen.

■■ Die Produktlebensdauer soll der des Fahrzeuges – sowie der Garantieleistungen der Fahrzeughersteller – entsprechen. ■■ Das Produkt soll den vom Fahrzeug zu erwartenden Komfort erfüllen (z. B. minimalste Geräusche und Vibrationen im Fahrzeug auslösen). ■■ Das Produkt soll wirtschaftlich effizient für den Lieferanten, den Kunden und den Verbraucher hergestellt werden. Nachfolgende Tabelle zeigt als Beispiel verschiedene Prinzipien von Gleichlaufantriebswellen oder auch Antriebsgelenkwellen. Es gibt viel mehr Varianten in der Anbindung an die Rad- oder Getriebeseite, die aber nicht aufgeführt werden. Sie bestehen aus der „Mischung“ der aufgeführten Varianten.

Tabelle 1 Antriebsgelenkwellen

Beispiel für eine Antriebs­ gelenkwelle mit einem radseitigen Festgelenk mit Zapfen und einem getriebeseitigen Verschiebe- oder Losgelenk als Kugelgelenk in Scheibenausführung zum Anschrauben an den Getriebeflansch Anwendung: Schwerpunkt im Vorderrad­ antrieb oder Allradantrieb, aber auch (selten) im Hinterradantrieb

Beispiel für eine Antriebs­ gelenkwelle mit einem rad­ seitigen Festgelenk mit Zapfen und einem getriebeseitigen Verschiebe- oder Losgelenk als Kugelgelenk in einer sogenannten „Stecklösung“ mit Zapfen zum Einstecken in das Getriebe Anwendung: Schwerpunkt im Vorderrad­ antrieb oder Allradantrieb, aber auch (selten) im Hinterradantrieb

XI

11 So So nutzen nutzen wirwir dieses dieses Buch Buch Tabelle 1 Antriebsgelenkwellen Fortsetzung

Beispiel für eine Antriebs­ gelenkwelle mit einem rad­ seitigen und einem getriebeseitigen Verschiebe- oder Losgelenk als Kugelgelenk zum Anschrauben an Radund Getriebeflansch

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Anwendung: Hinterradantrieb, Allradantrieb

Beispiel für eine Kardan- oder Längswelle mit drei Gleichlaufgelenken. Gelenke als Kugel­gelenke. Das mittlere Gelenk ist ein Festgelenk (nur Beugung), die beiden Gelenke an den Wellenenden sind Verschiebegelenke. Anwendung: Hinterradantrieb, Allradantrieb

Praxisbeispiel Massivumformen Das Praxisbeispiel zeigt die Märkte und die Möglichkeiten in der Welt des Umformens auf. Vom Schmieden bis hin zum Kaltumformen sind die verschiedenen Methoden beschrieben. Sie sollen die verschiedenen Möglichkeiten einer Branche darstellen. Das Beispiel ist stellvertretend für alle Fertigungsverfahren. Bei jeder Fertigungsplanung innerhalb des IE werden die im Beispiel erläuterten Aspekte mehr oder weniger herangezogen und bei der Zusammenstellung des Fertigungsprozesses berücksichtigt. Alle Praxisbeispiele zur Gelenkwelle sollen helfen, eine ganzheitliche Vorstellung vom Produktentstehungsprozess XII

zu vermitteln. Weder ist vorherbestimmt, welche Fertigungsverfahren am besten geeignet sind, noch in welcher Reihenfolge sie am effizientesten eingesetzt werden. Der endgültige Fertigungsprozess ist immer eine Summe vieler Einzelentscheidungen und Kompromisse. Anmerkung: Alle Unterlagen des Praxisbeispiels Massiv­ umformen wurden zur Verfügung gestellt vom Industrieverband Massivumformung e. V., Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, Deutschland.

Die mit www gekennzeichneten Grafiken und Tabellen stehen als Power-Point-Datei, Originalgrafik oder als ExcelDatei im Internet unter http://hanser-fachbuch.de zur Verfügung. Im Suchfeld angeben: Barthelmes. Dann > Mehr > Reiter Extras.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort..................................................................................................................................................................................................V So nutzen wir dieses Buch...........................................................................................................................................................VII Der allgemeine Bereich.................................................................................................................................................................... IX Das Praxisbeispiel............................................................................................................................................................................. IX Der IE Praxis Kommentar............................................................................................................................................................... IX Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle...............................................................................................................................................X Praxisbeispiel Massivumformen..................................................................................................................................................XII

Teil I – Mensch........................................................................................................................................................ 1 1

Mensch und Menschen........................................................................................................................................................ 5

1.1 Menschen im Alltag............................................................................................................................................................... 7 1.2 Menschen: miteinander kommunizieren........................................................................................................................ 9 1.3 Menschen in Wirtschaftseinheiten................................................................................................................................... 9 1.4 Menschen und das Ich........................................................................................................................................................10

2

Der Mensch und das Industrial Engineering..............................................................................................................11

3

Menschliches Verhalten – Ursachen und Wirkungen.............................................................................................13

3.1 Wir haben immer einen Grund........................................................................................................................................13

XIII

11 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

3.2 Unser Bild von Menschen...................................................................................................................................................13 3.3 Erkenntnisse über unsere Antriebskräfte.....................................................................................................................14

4

Der Mensch als Eisberg.....................................................................................................................................................15

4.1 Unterbewusstsein und Unbewusstes..............................................................................................................................16

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4.2 Bilder werden magisch........................................................................................................................................................16

5

Bedürfnisse der Menschen..............................................................................................................................................19

5.1 Motivation...............................................................................................................................................................................20 5.2 Stress und Beanspruchung................................................................................................................................................22 5.3 Belastung.................................................................................................................................................................................24 5.4 Ängste......................................................................................................................................................................................24 5.5 Stressvermeidung.................................................................................................................................................................25

6

Anforderungen an Menschen..........................................................................................................................................27

6.1 Führungskompetenz............................................................................................................................................................29 6.2 Verhaltens-/soziale Kompetenz....................................................................................................................... 29 6.3 Fachkompetenz......................................................................................................................................................................29 6.4 Methodenkompetenz............................................................................................................................................................29

7

Der Mensch im Unternehmen.........................................................................................................................................31

8

Mensch – Zusammenfassung..........................................................................................................................................33

9

Anhang Liste Charaktereigenschaften.........................................................................................................................35

Teil II – Markt...........................................................................................................................................................43 1 Markt........................................................................................................................................................................................47 1.1 Der Markt als universeller Ort des Austauschs...........................................................................................................48 XIV

PraxisbeispielInhaltsverzeichnis Massivumformen

1.1.1 Marktarten und Marktformen.............................................................................................................................49 1.1.2 Die Nachfrage, die Bedürfnisse und das Angebot............................................................................................50 1.1.3 Marktforschung......................................................................................................................................................51 1.1.4 Der Markt und die Preisbildung..........................................................................................................................52 1.1.5 Der Wirtschaftskreislauf.......................................................................................................................................55 1.1.5.1 Das Marketing.........................................................................................................................................................55

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1.2 Vertrieb....................................................................................................................................................................................58 1.3 Produktentwicklung......................................................................................................................................... 60 1.3.1 Komplexität.............................................................................................................................................................61 1.3.2 Produktentwicklungsphasen................................................................................................................................63 1.3.3 Entwicklungsmethoden........................................................................................................................................63 1.3.4 Product Lifecycle Management............................................................................................................................64 1.3.5 Werkzeuge der Produktentwicklung..................................................................................................................65 1.3.5.1 CAD-Systeme (Computer Aided Design)............................................................................................................65 1.3.5.2 Collaborative Engineering – miteinander!.........................................................................................................66 1.3.5.3 Rapid Prototyping..................................................................................................................................................67 1.3.5.4 Berechnung und Simulation.................................................................................................................................69

2

Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle..............................................................................................................................71

2.1 Der Markt der Antriebsgelenkwellen.............................................................................................................................71 2.2 Produktentwicklungen der Antriebsgelenkwellen.....................................................................................................76 2.3 Berechnung von Antriebsgelenkwellen.........................................................................................................................77 2.4 Die Konstruktion der Antriebsgelenkwelle..................................................................................................................88 2.5 Versuche und Tests..............................................................................................................................................................93 2.6 PPAP.........................................................................................................................................................................................96

3

Praxisbeispiel Massivumformung.................................................................................................................................97

3.1 Der Markt des Massivumformens....................................................................................................................................97 3.2 Produktentwicklung Massivumformen...................................................................................................................... 103

4

Markt – Zusammenfassung........................................................................................................................................... 107

XV

11 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

Teil III – Mitwelt.............................................................................................................................................. 111 1 Mitwelt................................................................................................................................................................................. 115

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1.1 Die Mitwelt als Fabrikstandort...................................................................................................................................... 116 1.1.1 Standortauswahl.................................................................................................................................................. 117 1.1.2 Bebauungsplan.................................................................................................................................................... 120 1.2 Gesetze und Rahmen­bedingungen............................................................................................................................... 121 1.2.1 Arbeitsschutz und Gesundheitsschutz............................................................................................................ 122 1.2.1.1 Belastung und Beanspruchung......................................................................................................................... 124 1.2.1.2 Gefährdungsermittlung und -beurteilung...................................................................................................... 127 1.2.2 Umweltschutz...................................................................................................................................................... 130 1.2.3 Umweltrecht......................................................................................................................................................... 133 1.3 Effiziente Nutzung der Ressourcen.............................................................................................................................. 134 1.4 Nachhaltigkeit..................................................................................................................................................................... 134 1.5 Gesellschaftliche Verantwortung.................................................................................................................................. 135

2

Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle........................................................................................................................... 137

2.1 Blickwinkel des herzustellenden Produktes.............................................................................................................. 137 2.2 Blickwinkel der Produktionsstätte............................................................................................................................... 137 2.3 Planung und Planungsphasen des Layouts................................................................................................................ 137 2.4 Simulation........................................................................................................................................................................... 141

3

Mitwelt – Zusammenfassung....................................................................................................................................... 143

Teil IV – Materialien............................................................................................................................... 145 1 Material................................................................................................................................................................................ 149 1.1 Die Material- oder Werkstoffentwicklung................................................................................................................... 150 1.2 Die Material- oder Werkstoffentscheidungs­findung................................................................................................ 155 1.3 Material- oder Werkstoffkunde...................................................................................................................................... 156 1.4 Material- oder Werkstoffeigenschaften....................................................................................................................... 157

XVI

PraxisbeispielInhaltsverzeichnis Massivumformen

2

Materialien: Metalle......................................................................................................................................................... 163

2.1 Werkstoff Eisen und Stahl............................................................................................................................................... 164 2.1.1 Einteilung nach Legierungsbestandteilen...................................................................................................... 164 2.1.2 Einteilung nach Anwendungsgebieten............................................................................................................ 164 2.1.3 Verfahren zur Stahlerzeugung.......................................................................................................................... 165 2.1.4 Werkstoff Grauguss............................................................................................................................................ 168 2.2 Werkstoff Aluminium....................................................................................................................................................... 168

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2.3 Metallschäume................................................................................................................................................................... 169 2.4 Kunststoffe........................................................................................................................................................................... 170 2.5 Neue Materialien und Werkstoffe................................................................................................................................. 172

3

Materialien – Praxisbeispiel.......................................................................................................................................... 175

3.1 Praxisbeispiel Antriebsgelenkwellen.......................................................................................................................... 175 3.2 Praxisbeispiel Massiv­umformen – Schmiedbare Materialien und Werkstoffe............................................... 177

4

Material – Zusammenfassung...................................................................................................................................... 179

Teil V – Maschinen (und Fertigungsverfahren)......................... 181 1

Maschinen, Fertigungsverfahren und Industrial Engineering.......................................................................... 187

1.1 Produktionstechnik allgemein....................................................................................................................................... 187

2

Maschinen im Unternehmen........................................................................................................................................ 191

2.1 Fertigungsverfahren......................................................................................................................................................... 191 2.2 Werkzeugmaschinen allgemein..................................................................................................................................... 191 2.3 Maschinenbewegungen – Achsen................................................................................................................................. 193 2.4 Schnittgeschwindigkeit................................................................................................................................................... 193 2.5 Vorschub............................................................................................................................................................................... 194 2.6 Spannmittel......................................................................................................................................................................... 194 2.7 Werkzeuge............................................................................................................................................................................ 196

XVII

11 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

2.8 Fertigungsverfahren der Umformung.......................................................................................................................... 197 2.9 Maschinen der spanenden Bearbeitung...................................................................................................................... 197 2.10 Messtechnologie................................................................................................................................................................. 198

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3

Fertigungsverfahren nach DIN 8580......................................................................................................................... 201

3.1 Urformen.............................................................................................................................................................................. 203 3.1.1.1 Schwerkraftgießen.............................................................................................................................................. 204 3.1.1 Urformen aus dem flüssigen Zustand............................................................................................................. 204 3.1.1.2 Druckgießen......................................................................................................................................................... 206 3.1.1.3 Niederdruckgießen............................................................................................................................................. 207 3.1.1.4 Schleudergießen.................................................................................................................................................. 209 3.1.1.5 Stranggießen........................................................................................................................................................ 210 3.1.1.6 Schäumen............................................................................................................................................................. 211 3.1.1.7 Tauchformen........................................................................................................................................................ 212 3.1.1.8 Urformen von faserverstärkten Kunststoffen................................................................................................. 213 3.1.1.9 Züchten von Kristallen....................................................................................................................................... 214 3.1.2 Urformen aus dem plastischen Zustand......................................................................................................... 215 3.1.2.1 Pressformen......................................................................................................................................................... 215 3.1.2.2 Spritzgießen......................................................................................................................................................... 217 3.1.2.3 Spritzpressen....................................................................................................................................................... 218 3.1.2.4 Strangpressen...................................................................................................................................................... 219 3.1.2.5 Ziehformen........................................................................................................................................................... 220 3.1.2.6 Kalandrieren........................................................................................................................................................ 221 3.1.2.7 Blasformen........................................................................................................................................................... 221 3.1.2.8 Modellieren.......................................................................................................................................................... 222 3.1.3 Urformen aus dem breiigen Zustand............................................................................................................... 222 3.1.3.1 Gießen von Beton und Gips............................................................................................................................... 222 3.1.3.2 Gießen von Porzellan und Keramik................................................................................................................. 222 3.1.4 Urformen aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand........................................................................ 223 3.1.4.1 Pressen ................................................................................................................................................................ 223 3.1.4.2 Sandformen.......................................................................................................................................................... 224 3.1.4.3 Urformen durch thermisches Spritzen........................................................................................................... 225 3.1.4.4 Rapid Prototyping............................................................................................................................................... 226 3.1.5 Urformen aus span- oder faserförmigem Zustand........................................................................................ 228 3.1.5.1 Herstellung von Spanplatten............................................................................................................................. 228 3.1.5.2 Herstellung von Faserplatten............................................................................................................................ 228 3.1.5.3 Herstellung von Papier und Pappe................................................................................................................... 229 3.1.7 Punkt entfällt....................................................................................................................................................... 231 3.1.8 Punkt entfällt....................................................................................................................................................... 231 3.1.6 Urformen aus dem gas- oder dampfförmigem Zustand................................................................................ 231 3.1.6.1 Abscheiden aus der Dampfphase in eine Form............................................................................................. 231 3.1.9 Urformen aus ionisiertem Zustand durch elektrolytisches Abscheiden................................................... 232 3.1.9.1 Elektrolytisches Abscheiden in eine Form..................................................................................................... 232 3.2 Umformen............................................................................................................................................................................ 233 3.2.1 Druckumformen.................................................................................................................................................. 235 3.2.1.1 Walzen................................................................................................................................................................... 235 3.2.1.2 Freiformen............................................................................................................................................................ 236 3.2.1.3 Gesenkformen..................................................................................................................................................... 238 XVIII

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PraxisbeispielInhaltsverzeichnis Massivumformen

3.2.1.4 Eindrücken........................................................................................................................................................... 239 3.2.1.5 Durchdrücken...................................................................................................................................................... 240 3.2.1.6 Umformstrahlen.................................................................................................................................................. 240 3.2.1.7 Oberflächenveredlungsstrahlen........................................................................................................................ 240 3.2.2 Zugdruckumformen............................................................................................................................................ 241 3.2.2.1 Durchziehen......................................................................................................................................................... 241 3.2.2.2 Tiefziehen............................................................................................................................................................. 242 3.2.2.3 Drücken................................................................................................................................................................. 243 3.2.2.4 Kragenziehen....................................................................................................................................................... 244 3.2.2.5 Knickbauchen...................................................................................................................................................... 244 3.2.2.6 Innendruck-Weitstauchen.................................................................................................................................. 245 3.2.3 Zugumformen...................................................................................................................................................... 245 3.2.3.1 Längen................................................................................................................................................................... 245 3.2.3.2 Weiten................................................................................................................................................................... 246 3.2.3.3 Tiefen..................................................................................................................................................................... 246 3.2.4 Biegeumformen................................................................................................................................................... 247 3.2.4.1 Biegeumformung mit geradliniger Werkzeugbewegung.............................................................................. 247 3.2.4.2 Biegeumformung mit drehender Werkzeugbewegung................................................................................. 248 3.2.5 Schubumformen.................................................................................................................................................. 248 3.2.5.1 Verschieben (Schubumformen) mit geradliniger Werkzeugbewegung..................................................... 248 3.2.5.2 Verschieben (Schubumformen) mit drehender Werkzeugbewegung......................................................... 249 3.3 Trennen................................................................................................................................................................................ 250 3.3.1 Zerteilen................................................................................................................................................................ 251 3.3.1.1 Scherschneiden................................................................................................................................................... 251 3.3.1.2 Messerschneiden................................................................................................................................................. 252 3.3.1.3 Beißschneiden...................................................................................................................................................... 253 3.3.1.4 Spalten.................................................................................................................................................................. 254 3.3.1.5 Reißen................................................................................................................................................................... 254 3.3.1.6 Brechen................................................................................................................................................................. 254 3.3.2 Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden.......................................................................................... 255 3.3.2.1 Drehen................................................................................................................................................................... 256 3.3.2.2 Bohren, Senken, Reiben..................................................................................................................................... 263 3.3.2.3 Fräsen.................................................................................................................................................................... 265 3.3.2.4 Hobeln, Stoßen..................................................................................................................................................... 270 3.3.2.5 Räumen................................................................................................................................................................. 271 3.3.2.6 Sägen..................................................................................................................................................................... 272 3.3.2.7 Feilen, Raspeln.................................................................................................................................................... 273 3.3.2.8 Bürstenspanen..................................................................................................................................................... 274 3.3.2.9 Schaben, Meißeln................................................................................................................................................ 275 3.3.3 Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden...................................................................................... 276 3.3.3.1 Schleifen mit rotierendem Werkzeug.............................................................................................................. 276 3.3.3.2 Bandschleifen....................................................................................................................................................... 278 3.3.3.3 Hubschleifen........................................................................................................................................................ 279 3.3.3.4 Honen.................................................................................................................................................................... 280 3.3.3.5 Läppen................................................................................................................................................................... 281 3.3.3.6 Strahlspanen........................................................................................................................................................ 282 3.3.3.7 Gleitspanen/Gleitschleifen................................................................................................................................ 283 3.3.4 Abtragen............................................................................................................................................................... 284 3.3.4.1 Thermisches Abtragen....................................................................................................................................... 284 3.3.4.2 Chemisches Abtragen......................................................................................................................................... 284 3.3.4.3 Elektrochemisches Abtragen............................................................................................................................ 285 3.3.5 Zerlegen................................................................................................................................................................ 286 XIX

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11 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis

3.3.5.1 Auseinandernehmen.......................................................................................................................................... 286 3.3.5.2 Entleeren.............................................................................................................................................................. 286 3.3.5.3 Lösen kraftschlüssiger Verbindungen............................................................................................................. 286 3.3.5.4 Zerlegen von durch Urformen gefügten Teilen.............................................................................................. 287 3.3.5.5 Zerlegen von durch Umformen gefügten Teilen............................................................................................ 287 3.3.5.6 Punkt entfällt....................................................................................................................................................... 287 3.3.5.7 Ablöten.................................................................................................................................................................. 287 3.3.5.8 Lösen von Klebeverbindungen.......................................................................................................................... 287 3.3.5.9 Zerlegen textiler Verbindungen........................................................................................................................ 287 3.3.6 Reinigen................................................................................................................................................................ 288 3.3.6.1 Reinigungsstrahlen............................................................................................................................................. 288 3.3.6.2 Mechanisches Reinigen...................................................................................................................................... 288 3.3.6.3 Strömungstechnisches Reinigen....................................................................................................................... 289 3.3.6.4 Lösungsmittelreinigen....................................................................................................................................... 290 3.3.6.5 Chemisches Reinigen......................................................................................................................................... 290 3.3.6.6 Thermisches Reinigen........................................................................................................................................ 293 3.4 Fügen..................................................................................................................................................................................... 294 3.4.1 Zusammensetzen................................................................................................................................................ 295 3.4.2 Füllen.................................................................................................................................................................... 295 3.4.3 An- und Einpressen............................................................................................................................................ 295 3.4.4 Fügen durch Urformen....................................................................................................................................... 295 3.4.5 Fügen durch Umformen..................................................................................................................................... 295 3.4.6 Fügen durch Schweißen..................................................................................................................................... 296 3.4.7 Fügen durch Löten.............................................................................................................................................. 298 3.4.8 Kleben................................................................................................................................................................... 299 3.4.9 Textiles Fügen...................................................................................................................................................... 299 3.5 Beschichten......................................................................................................................................................................... 300 3.5.1 Beschichten aus dem flüssigen Zustand......................................................................................................... 301 3.5.1.1 Schmelztauchen.................................................................................................................................................. 301 3.5.1.2 Anstreichen, Lackieren...................................................................................................................................... 301 3.5.1.3 Färben................................................................................................................................................................... 302 3.5.1.4 Emaillieren, Glasieren........................................................................................................................................ 302 3.5.1.5 Beschichten durch Gießen................................................................................................................................. 302 3.5.1.6 Drucken, Bedrucken........................................................................................................................................... 303 3.5.1.7 Beschriften........................................................................................................................................................... 303 3.5.2 Beschichten aus dem plastischen Zustand..................................................................................................... 303 3.5.2.1 Spachteln.............................................................................................................................................................. 303 3.5.3 Beschichten aus dem breiigen Zustand........................................................................................................... 304 3.5.3.1 Putzen, Verputzen............................................................................................................................................... 304 3.5.4 Beschichten aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand................................................................... 304 3.5.4.1 Wirbelsintern....................................................................................................................................................... 304 3.5.4.2 Elektrostatisches Beschichten........................................................................................................................... 306 3.5.4.3 Beschichten durch thermisches Spritzen....................................................................................................... 307 3.5.5 Punkt entfällt....................................................................................................................................................... 310 3.5.6 Beschichten durch Schweißen.......................................................................................................................... 310 3.5.6.1 Schmelzauftragsschweißen............................................................................................................................... 310 3.5.7 Beschichten durch Löten.................................................................................................................................... 311 3.5.7.1 Auftragsweichlöten............................................................................................................................................. 311 3.5.7.2 Auftragshartlöten................................................................................................................................................ 311 3.5.8 Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand............................................................................. 312 3.5.8.1 Vakuumbedampfen............................................................................................................................................. 312 XX

Inhaltsverzeichnis

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3.5.8.2 Vakuumbestäuben.............................................................................................................................................. 313 3.5.9 Beschichten aus dem ionisierten Zustand...................................................................................................... 314 3.5.9.1 Galvanisches Beschichten.................................................................................................................................. 314 3.5.9.2 Chemisches Beschichten.................................................................................................................................... 315 3.6 Stoffeigenschaften ändern.............................................................................................................................................. 316 3.6.1 Verfestigung durch Umformen......................................................................................................................... 317 3.6.1.1 Verfestigungsstrahlen........................................................................................................................................ 317 3.6.1.2 Verfestigen durch Walzen.................................................................................................................................. 318 3.6.1.3 Verfestigen durch Ziehen................................................................................................................................... 319 3.6.1.4 Verfestigen durch Schmieden........................................................................................................................... 319 3.6.2 Wärmebehandeln................................................................................................................................................ 319 3.6.2.1 Glühen................................................................................................................................................................... 319 3.6.2.2 Härten................................................................................................................................................................... 320 3.6.2.3 Isothermisches Umwandeln.............................................................................................................................. 321 3.6.2.4 Anlassen, Auslagern........................................................................................................................................... 321 3.6.2.5 Vergüten............................................................................................................................................................... 322 3.6.2.6 Tiefkühlen............................................................................................................................................................ 322 3.6.2.7 Thermochemisches Behandeln......................................................................................................................... 323 3.6.2.8 Aushärten............................................................................................................................................................. 323 3.6.3 Thermomechanisches Behandeln..................................................................................................................... 323 3.6.3.1 Austenitformhärten............................................................................................................................................ 323 3.6.3.2 Heißisostatisches Nachverdichten.................................................................................................................... 324 3.6.4 Sintern, Brennen................................................................................................................................................. 324 3.6.5 Magnetisieren...................................................................................................................................................... 325 3.6.6 Bestrahlen............................................................................................................................................................ 325 3.6.7 Photochemische Verfahren................................................................................................................................ 325 3.6.7.1 Belichten............................................................................................................................................................... 325

4

Maschinen und Fertigungs­verfahren – Praxisbeispiel........................................................................................ 327

5

Maschinen und Fertigungsverfahren – Zusammenfassung.............................................................................. 331

Teil VI – Methoden.................................................................................................................................... 333 1 Methoden............................................................................................................................................................................. 339 1.1 IMS – Integrierte Managementsysteme...................................................................................................................... 339 1.2 SWOT-Analyse..................................................................................................................................................................... 350 1.3 Effizienzanalyse................................................................................................................................................................. 350 1.4 Risikoanalyse...................................................................................................................................................................... 352 1.5 Kundenzufriedenheitsanalyse....................................................................................................................................... 355

XXI

Inhaltsverzeichnis

1.6 Machbarkeitsanalyse........................................................................................................................................................ 356 1.7 Investitionsstudie/-analyse............................................................................................................................................. 357 1.8 FTA (Ursache-Wirkung)................................................................................................................................................... 357 1.9 Prozess- und Schnittstellenanalyse.............................................................................................................................. 358 1.10 Kernkompetenz- und Wertkettenanalyse.................................................................................................................... 359

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1.11 Brainstorming..................................................................................................................................................................... 359 1.12 Audit...................................................................................................................................................................................... 360 1.13 CAx-Anwendung mit Simulation................................................................................................................................... 361 1.14 Benchmarkanalyse............................................................................................................................................................ 364 1.15 Projektmanagement.......................................................................................................................................................... 365 1.16 FMEA..................................................................................................................................................................................... 365 1.17 KVP-Management.............................................................................................................................................................. 366 1.18 Balanced Scorecard........................................................................................................................................................... 366 1.19 Stakeholderanalyse........................................................................................................................................................... 367 1.20 Lebenszyklusanalyse........................................................................................................................................................ 368 1.21 ABC-Analyse und Pareto-Diagramm............................................................................................................................. 370 1.22 TPM........................................................................................................................................................................................ 371 1.23 SPC – MFU/PFU................................................................................................................................................................. 376 1.24 Poka Yoke............................................................................................................................................................................. 377 1.25 Weitere Methoden.............................................................................................................................................................. 377 1.25.1 Methoden der Entscheidung............................................................................................................................. 377 1.25.2 Entgeltsysteme.................................................................................................................................................... 377 1.25.3 Systemanalyse..................................................................................................................................................... 378 1.25.4 Lastenheft und Pflichtenheft............................................................................................................................. 378 1.25.5 Bestellung............................................................................................................................................................. 378 1.25.6 Maschinenabnahme............................................................................................................................................ 379 1.25.7 Innovationsmanagement................................................................................................................................... 379

2

Methoden – Praxisbeispiel............................................................................................................................................ 381

2.1 Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle............................................................................................................................. 381 2.1.1 Methodenmöglichkeiten.................................................................................................................................... 381 2.1.2 Arbeitsvorbereitung – Prozessschritte und Prozesse................................................................................... 388 XXII

PraxisbeispielInhaltsverzeichnis Massivumformen

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2.1.3 Kalkulation........................................................................................................................................................... 409 2.1.4 Lastenheft............................................................................................................................................................. 421 2.1.5 Angebots-, Verfahrens- und Kostenvergleiche............................................................................................... 433 2.1.6 Verfahrensvergleiche.......................................................................................................................................... 436 2.1.7 Detailplanung Maschinen.................................................................................................................................. 436 2.1.8 Detailplanung Spannsysteme............................................................................................................................ 437 2.1.9 Detailplanung Werkzeuge.................................................................................................................................. 445 2.1.10 Operations- und Prüfpläne................................................................................................................................ 452 2.1.11 Arbeitssysteme.................................................................................................................................................... 452 2.1.12 Produktion............................................................................................................................................................ 452 2.2 Planungsliste einer Investitionsstudie........................................................................................................................ 453 2.2.1 Zusammenfassung (Seite 1).............................................................................................................................. 454 2.2.2 Überblick Phase 1 und 2 – Produktion und Produktionsumfeld (Seite 2)................................................ 455 2.2.3 Überblick Phase 3 und 4 – Produktion und Produktionsumfeld (Seite 3)................................................ 456 2.2.4 Überblick Phase 1 und 2 – Kosten Industrial Engineering und Entwicklung (Seite 4).......................... 457 2.2.5 Überblick Phase 3 und 4 – Kosten Industrial Engineering und Entwicklung (Seite 5).......................... 458 2.2.6 Detailplanung Phase 1 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 6)..................................................................... 459 2.2.7 Detailplanung Phase 2 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 7)..................................................................... 460 2.2.8 Detailplanung Phase 3 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 8)..................................................................... 461 2.2.9 Detailplanung Phase 4 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 9)..................................................................... 462 2.2.10 Detailplanung Phase 1 Festgelenk Kugelnabe (Seite 10)............................................................................. 463 2.2.11 Detailplanung Phase 2 Festgelenk Kugelnabe (Seite 11)............................................................................. 464 2.2.12 Detailplanung Phase 3 Festgelenk Kugelnabe (Seite 12)............................................................................. 465 2.2.13 Detailplanung Phase 4 Festgelenk Kugelnabe (Seite 13)............................................................................. 466 2.2.14 Detailplanung Phase 1 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 14)............................................................................. 467 2.2.15 Detailplanung Phase 2 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 15)............................................................................. 468 2.2.16 Detailplanung Phase 3 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 16)............................................................................. 469 2.2.17 Detailplanung Phase 4 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 17)............................................................................. 470 2.2.18 Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 18)...................................................... 471 2.2.19 Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 19)...................................................... 472 2.2.20 Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 20)...................................................... 473 2.2.21 Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 21)...................................................... 474 2.2.22 Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 22)................................................................. 475 2.2.23 Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 23)................................................................. 476 2.2.24 Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 24)................................................................. 477 2.2.25 Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 25)................................................................. 478 2.2.26 Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 26)................................................................ 479 2.2.27 Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 27)................................................................ 480 2.2.28 Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 28)................................................................ 481 2.2.29 Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 29)................................................................ 482 2.2.30 Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 30)....................................... 483 2.2.31 Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 31)....................................... 484 2.2.32 Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 32)....................................... 485 2.2.33 Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 33)....................................... 486 2.2.34 Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 34)....................................... 487 2.2.35 Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 35)....................................... 488 2.2.36 Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 36)....................................... 489 2.2.37 Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 37)....................................... 490 2.2.38 Detailplanung Phase 1 Zwischenwelle (Seite 38).......................................................................................... 491 2.2.39 Detailplanung Phase 2 Zwischenwelle (Seite 39).......................................................................................... 492 2.2.40 Detailplanung Phase 3 Zwischenwelle (Seite 40).......................................................................................... 493 2.2.41 Detailplanung Phase 4 Zwischenwelle (Seite 41).......................................................................................... 494 XXIII

Inhaltsverzeichnis

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2.2.42 Detailplanung Phase 1 Montage (Seite 42)..................................................................................................... 495 2.2.43 Detailplanung Phase 2 Montage (Seite 43)..................................................................................................... 496 2.2.44 Detailplanung Phase 3 Montage (Seite 44)..................................................................................................... 497 2.2.45 Detailplanung Phase 4 Montage (Seite 45)..................................................................................................... 498 2.2.46 Detailplanung Phase 1 Sonstige Kosten (Seite 46)........................................................................................ 499 2.2.47 Detailplanung Phase 2 Sonstige Kosten (Seite 47)........................................................................................ 500 2.2.48 Detailplanung Phase 3 Sonstige Kosten (Seite 48)........................................................................................ 501 2.2.49 Detailplanung Phase 4 Sonstige Kosten (Seite 49)........................................................................................ 502 2.2.50 Detailplanung Phase 1 Sonstige Kosten (Seite 50)........................................................................................ 503 2.2.51 Detailplanung Phase 2 Sonstige Kosten (Seite 51)........................................................................................ 504 2.2.52 Detailplanung Phase 3 Sonstige Kosten (Seite 52)........................................................................................ 505 2.2.53 Detailplanung Phase 4 Sonstige Kosten (Seite 53)........................................................................................ 506

3

Methoden – Zusammenfassung.................................................................................................................................. 507

Teil VII – Management...................................................................................................................... 509 1

Management allgemein.................................................................................................................................................. 513

2

Kompetenzen im Management.................................................................................................................................... 515

3

Management ist schwierig............................................................................................................................................ 519

4 Projektmanagement........................................................................................................................................................ 523 4.1 Projektablauf...................................................................................................................................................................... 523 4.2 Projektinteressen............................................................................................................................................................... 524 4.3 Projektarbeit....................................................................................................................................................................... 525

5

Management und Industrial Engineering................................................................................................................. 527

5.1 Das Industrial Engineering allgemein und die Planung........................................................................................ 527 5.2 Aufgaben des Industrial Engineerings – Ziele.......................................................................................................... 527 5.3 Planungsverfahren............................................................................................................................................................ 529

6 Managementsysteme...................................................................................................................................................... 531 7 XXIV

Management – Praxisbeispiel...................................................................................................................................... 533

PraxisbeispielInhaltsverzeichnis Massivumformen

8

Management – Zusammenfassung............................................................................................................................ 535

Teil VIII – Miteinander....................................................................................................................... 509 1

Das Miteinander................................................................................................................................................................ 541

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2 Teamarbeit.......................................................................................................................................................................... 547 3

Regeln für eine offene Kommunikation.................................................................................................................... 553

4

Selbstmanagement.......................................................................................................................................................... 555

4.1 Selbstmanagement im Beruf.......................................................................................................................................... 556

5

Grundlagen der Moderation – Phasen....................................................................................................................... 557

6

Problem oder Aufgabe lösen........................................................................................................................................ 559

7

Industrial Engineering..................................................................................................................................................... 563

7.1 Die Bedeutung des Industrial Engineerings.............................................................................................................. 563 7.1.1 Funktionen des Industrial Engineers.............................................................................................................. 563 7.1.2 Organisationsmöglichkeit des Industrial Engineers..................................................................................... 564 7.2 Industrial Engineering und die Entwicklung............................................................................................................ 566 7.3 Industrial Engineering und Controlling..................................................................................................................... 567 7.4 Industrial Engineering und Joint Ventures................................................................................................................ 568

8

Miteinander – Praxisbeispiele...................................................................................................................................... 569

9

Miteinander – Zusammenfassung.............................................................................................................................. 573

Sachverzeichnis............................................................................................................................................................................. 575

XXV