​​Product Lifecycle Management beim Spritzgiessen durch OPTx – Teil 1 & 2

An der OST und speziell im Studiengang Maschinentechnik | Innovation nimmt das Thema Product-Lifecycle-Management PLM einen hohen Stellenwert ein, da es die Basis jeder Produktentwicklung ist. In der Theorie werden Im PLM wichtige produktbezogene Stammdaten, die im Lebenszyklus eines Produktes anfallen, erfasst. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass insbesondere bei der Entwicklung von Kunststoffbauteilen, welche z.B. im Spritzgiessverfahren realisiert werden, nur ein Bruchteil der relevanten Daten aus der prozessspezifischen Vorentwicklung (Prozessauslegung, Bild 1) sowie der späteren Produktion darin erfasst werden können.  

Bild1: Ablauf bei der Entwicklung von Spritgiessbauteilen [IWK] 

Dieser Datenbruch erschwert bzw. verunmöglicht eine übergeordnete Optimierung der prozesstechnischen Aufgaben, wie diese im Sinne einer Smart-Factory heutzutage propagiert werden. Als Folge dieser heterogenen Datenlage, beginnt die Prozessauslegung sowie die spätere Optimierung bei jedem Kunststoffbauteil immer wieder von neuem, was sich unter anderem in Zahlreichen zeit- und kostenintensiven Korrekturschlaufen auswirkt. 

Um diese Lücke schliessen zu können und damit gleichzeitig die kunststoffverarbeitende (und auch andere) Industrie «smarter» zu machen, soll zu Demonstrationszwecken der sich damit offenbarenden Möglichkeiten eine Software entwickelt werden. Diese wird modular aufgebaut und soll die Datendurch-gängigkeit von der Prozessauslegung (Fachzahlkalkulation, Prozessparameterbestimmung, Werkzeugauslegung), der Werkzeugrealisierung (Abmasse), der Werkzeugbemusterung (Prozesseinstell-ungen, Messdaten) bis hin zur späteren Produktion (Einstelldatenveränderungen, Werkzeugwartungen) abbilden. 

Damit kann das Datenmanagement mit einem neuen Baustein (OPTx in Bild 2) ergänzt werden, welcher das PLM, CAX und MES auf Datenebene verheiratet. Wie Roman Hänggi (Leiter Smart-Factory) und Felix Nyfenegger (Leiter PLM) bestätigen können, stellt dies gleichzeitig eine äusserst wertvolle und zielführende Erweiterung der bestehenden Smart-Factory dar und dient in der Lehre als Vorzeigeobjekt, was die Datendurchgängigkeit anbelangt.

 Bild2: OPTx neuer Baustein in der Produkt- und Prozessdatenlandschaft

Detaillierte Beschreibung von Inhalt und Ablauf 

Vorstellung der Grundlagen und Zusammenhänge anhand der PowerPoint Präsentation: KT1_KoMiKu1_PLMandCostanalysis.pptx. 

Lektion 1: 

  • Bis und mit Folie 22 
  • Thema: Datenzusammenhang bei der Entwicklung von Spritzgiessformteilen  
  • Inhalte mit Studierenden zusammen entwickeln 

Lektion 2: 

  • Rest ab Folie 23 
  • Thema: Kostenrechnung und -analyse 
  • Inhalte mit Studierenden zusammen entwickeln 
  • Szenarien diskutieren und neue anhand der vorliegenden Excel-Datei erstellen  
Metadaten
Version 1
Bloomsche Taxonomy
  • K1 - kennen
  • K2 - verstehen
  • K3 - anwenden
Sprache
  • Deutsch
Anzahl Lektionen 2
Art des Unterrichts
  • Vorlesung
Voraussetzungen

Abschluss der Lerneinheiten:

  • Innovation 1-4
  • Kunststofftechnik 1 

Grundlagen in:

  • PLM
  • Digitalisierung
  • Datendurchgängigkeit
  • Kunststoffverarbeitung
  • Spritzgiessen
  • Innovation 
Vorbereitungen, Bedingungen

Vorlesungsmaterialien:

  • PowerPoint Präsentation: KT1_KoMiKu1_PLMandCostanalysis.pptx. 

Zusatzmaterialien:

  • Excel-Datei für die selbständige Erarbeitung von Kostenszenarien:
    KT1_KoMiKu1_costanalysis.xlsx 

Prüfungsmaterialien:

  • Prüfungsfragen:
    Pruefungsfragen_Lerneinheit_PLM_beim_Spritzgiessen.docx 
Lernziele
1  Bedeutung der Datendurchgängigkeit bei der Entwicklung von Spritzgiessbauteilen kennen  K1 Wissen 
2  Kenntnis der bei der Entwicklung von Spritzgiessbauteilen relevanten Daten und deren Zusammenhänge  K1 Wissen 
3  Verständnis der Zusammenhänge und Wechselwirkungen der einzelnen Prozessschritte   K2 Verstehen 
4  Verständnis des Nutzens von OPTx in Zusammenhang mit der Entwicklung von Spritzgiessbauteilen  K2 Verstehen 
5  Wichtigste Einflussgrössen auf die Herstellkosten kennen  K1 Wissen 
6  Kostenrechnung für einzelnen Szenarien nachvollziehen und für neue Szenarien anwenden können  K3 Anwenden 
Autor Studer Mario
Co-Autor:innen
Original-Studiengang Wirtschaftingenieurwesen Maschinentechnik
4. Semester
Dateien
Zip-Datei 1251 (Typ: application/zip)

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