Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
4 Arbeitsvorbereitung4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
- InhalteInhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung- Prozessplanung- Operationsplanung
Planungssysteme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung- MontageplanungMontageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
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Institut fürWerkzeugmaschinenund FabrikbetriebProf. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Einordnung der Arbeitsplanung in das betrieblicheEinordnung der Arbeitsplanung in das betriebliche Umfeld
System Fabrik
P d kt t i kl A b it b it F ti
Produkt-planung
Produkt-konstruktion
Produktentwicklung
Arbeits-planung
Arbeits-steuerung
Arbeitsvorbereitung
Teile-fertigung
Montage
Fertigung
Organisation Qualität Personal Service
Recycling / Kreislaufwirtschaft / Demontage
Quelle: in Anlehnung an Eversheim
Produktionstechnik 1 Produktionstechnik 2
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Aufgaben der ArbeitsplanungAufgaben der Arbeitsplanung
Methodenplanung Investitionsplanung Materialplanung
- Fertigungsmethoden
- Planungsmethoden
- Fertigungsmittel
- Anlagen
- Lagersortenplanung
- Lagerortplanung
Kostenplanung Planungsvorbereitung Qualitätssicherung
- Vorkalkulation
- Wirtschaftlichkeits-
- Aufbereitung der Konstruktionsergebnisse - Prüfplanung
fgab
en
- Wirtschaftlichkeits-rechnung - Auswahl der
Planungsunterlagen- Qualitätsplanung
Fertigungsplan- Betriebsmittel- NC-Planung Stücklisten-Plan
ungs
auf
erstellung
- Prozess- undOperationsplanung
planungC a u g
verarbeitung
- Bedarfsermittlung
- Einsatzplanung
- NC-Programm-erstellung
CNC Funktions
- Montagestücklisten
- FertigungsstücklistenKur
zfris
tige
P
Quelle: nach Eversheim
- PrüfplanungEinsatzplanung - CNC-Funktions-
integrationFertigungsstücklistenK
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Zusammenarbeit von Konstruktion undZusammenarbeit von Konstruktion und Arbeitsvorbereitung
Konstruktion AV • Gerichtete Informationsweitergabe• Konstruktionsberatung nur bei Bedarf
(problemorientiert)• starre Abteilungsgrenzen
Konstruktion AV
FrüherProblem
• Regelmäßige Abstimmung und Beratung• starre Abteilungsgrenzen
Konstruktion AV
Heute
• Projekt-/produktbezogene Teambildung• interdiziplinäre Besetzung• Zugehörigkeit zur Fachabteilung bleibt erhalten
Konstruktion Entwicklung AVHeute
Produktentwicklungsteam
• dauerhafte Teambildung• interdisziplinäre Besetzung• multifunktionale Qualifikation
Integrierte Produkt- und ProzessgestaltungZukünftig
Quelle: Eversheim
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ArbeitsablaufplanungArbeitsablaufplanungitt f)
Planung von Fertigung und Montageng
sfor
tsch
ric
her A
blau
f
atio
nPlanungsvorbereitung
Stü kli t b it
lanu
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Plan
u(z
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g / K
alku
la Stücklistenverarbeitung
rüfm
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pd
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richt
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nung
Montageplanung
Prozessplanung
anun
g
s-un
d Pr
erkz
euge
un
Kos
ten
Operationsplanung
Prüf
pla
Fert
igun
gs(S
onde
rwe
NC- / RC-Programmierung F
Legende: = Informationsaustausch und Abstimmung Quelle: Eversheim
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4 Arbeitsvorbereitung4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
- InhalteInhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung- Prozessplanung- Operationsplanung
Planungssysteme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung- MontageplanungMontageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Planungsvorbereitung - ArbeitsinhaltePlanungsvorbereitung Arbeitsinhalte
konstruktionsorientierte A f b bi t
arbeitsplanungsorientierte A f b bi tAufgabengebiete Aufgabengebiete
• Bereitstellen der erforderlichen direkte MaßnahmenEingangsinformationen
• Suche nach ähnlichen Teilen und Wiederholteilen
t Pl täti k it i
• Kontrolle der Konstruktionsergebnisse
• Anstoßen konstruktiver • erste Planungstätigkeiten, wie Auswahl des Rohmaterials
• Auslösung der Betriebsmittel-konstruktion und planung
Anstoßen konstruktiver Änderungen
präventive Maßnahmen konstruktion und -planung• grundlegende Entscheidungen
p
• Konstruktionsberatung• Ausarbeitung von
KonstruktionsempfehlungenKonstruktionsempfehlungen
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StücklistenverarbeitungStücklistenverarbeitungMENGENSTÜCKLISTE
Erzeugnis SLPos Ident Nr Menge
BAUKASTENSTÜCKLISTEErzeugnis SL
Pos Ident Nr Menge AVPos. Ident-Nr. Menge1 1 82 2 13 3 114 4 5
Pos. Ident-Nr. Menge AV1 A 1 *2 1 83 B 1 *
STRUKTURSTÜCKLISTE
5 5 36 6 1 Baugruppe A
Pos. Ident-Nr. Menge AV1 C 2 *2 2 1
Erzeugnis SLPos. Ebene Ident-Nr. Menge1 1 A 12 .2 C 2
2 2 1
Baugruppe B2 .2 C 23 ..3 3 24 ..3 5 15 .2 2 16 1 1 87 1 B 1
Pos. Ident-Nr. Menge AV1 D 1 *2 3 53 4 5
Quelle: Eversheim/Schuh
7 1 B 18 .2 D 19 ..3 C 110 ...4 3 2
Pos. PositionIdent-Nr. Ident-NummerAV Auflösungsverweis
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Erzeugnisstruktur nach DispositionsstufenErzeugnisstruktur nach DispositionsstufenDispositionsstufe
P1 P2P1
BA
0
1
P2
A E6BA
1 D 3
1
2
A
1 3
E6
F 11
CC55
3
5 3
1
C55
3 F 1
2 42422 4 2 42
Enderzeugnis Baugruppe Einzelteil
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4 Arbeitsvorbereitung
- Inhalte
4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
Inhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung
- Einleitung und Definitionen- Ziele und Vorgehen- Beispiele
- Prozessplanung- Operationsplanung
Plan ngss steme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung
Montageplanung- Montageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
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DefinitionenDefinitionen
Werkstückklassifizierungg
Klassifizierung / KlassifikationWerkstückeKlassifikation [lat. classis >Abteilung<]
die systematische Einordnung in Klassen
sind Einzelteile technischer Gebilde, die durch Werkzeuge verändert werden. Diese Ver-
Klasse Gruppe von Dingen mit gemeinsamen Merkmalen
änderung geschieht unmittelbar oder über Wirkmedien oder durch Übertragung von Wirkenergien.
Quelle: Brockhaus-Enzyklopädie 19. AuflageQuelle: DIN 8580
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Definitionen
Teil, Einzelteil, ist ein Gegenstand der nicht zerstörungsfrei
Definitionen
Teil, Einzelteil, ist ein Gegenstand, der nicht zerstörungsfrei zerlegt werden kann.
Bauteil bestehend aus Materialteilchen mit gleichemBauteil bestehend aus Materialteilchen mit gleichem Urformprozess in Form, Maß und Werkstoff durch Zeichnungen b ti tbestimmt
Gruppe, ist ein aus zwei oder mehr Teilen und/oder Baugruppe Gruppen niedrigerer Ordnung bestehender
Gegenstand.
Quelle: DIN 199, Teil 2
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Klassifizierung von Bauteilen
Bauteile
Klassifizierung von Bauteilennach ihrem Fertigungszustand - Rohteile,- Halbfertigteile und
Fertigteile nach dem fertigungs-technischen Verfahren- Gussteilenach ihrer nach ihrer
- Fertigteile
Gussteile,- Sinterteile,- Massivteile,
BlechteileRotationsteile
räumlichen Gestalt
Größe- Großteile,
Mittelteile - Blechteile,- Bearbeitungsteile,- Fügeteile,
B hi ht t il d
- Rotationsteile,- Prismateile,- Flachteile,
St t il d
- Mittelteile,- Kleinteile,- Feinteile und
Mik t il
Quelle: in Anlehnung an Spur, G.: Die Genauigkeit von Werkzeugmaschinen
- Beschichtungsteile und - Wärmebehandlungsteile
- Stangenteile und - Komplexteile
- Mikroteile
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Klassifizierung von Bauteilen nach ihremKlassifizierung von Bauteilen nach ihrem Fertigungszustand
Fertigen ist das schrittweise Verändern der Form und/oder der Stoffeigen-schaften eines Körpers oder Stoffes, so dass dieser von einem Rohzustand ineinen Fertigzustand überführt wird. Die einzelnen Schritte zum Fertigzustand werden als Arbeitsvorgang bzw. Fertigungsschritt bezeichnet.
Ausgangs-zustand
Zwischen-zustand 1
Zwischen-zustand 2
Zwischen-zustand n
End-zustand
F ti F ti F ti F ti
R h il H lbf i il F i il
Fertigungs-
schritt
Fertigungs-
schritt
Fertigungs-
schritt
Fertigungs-
schritt
Quelle: DIN 8580
Rohteil Halbfertigteil Fertigteil
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Klassifizierung von Bauteilen nach ihrer GrößeKlassifizierung von Bauteilen nach ihrer Größe Großteil Kleinteile
FeinteileFeinteile
item GmbHFoto Volster / Industriefotografie
GSR Ventiltechnik GmbH & Co KG
Mittelteil MikroteilIWF / TU-Berlin IWF / TU-Berlin
200 µm
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Klassifizierung von Bauteilen nach ihrer räumlichenKlassifizierung von Bauteilen nach ihrer räumlichen Gestalt RotationsteilPrismateil
item GmbHHorst Witte Gerätebau
Flachteil Stangenteil Komplexteilitem GmbHHorst Witte Gerätebau
item GmbH DaimlerChrysler AGitem GmbHTechnischeUniversitätBerlin
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Erzeugbare Flächengeometriendurch ein-fache Grund-
durch ein-fache Grund-
durch ein-fache Grund-
durch einen Wälzvorgang
durch Ab-bildung des
durch ebeneoder räum-
Erzeugbare Flächengeometrien
erzeugteFläche
kinematikerzeugte
kinematikerzeugte
kinematikmit Profilwerk-zeug erzeugte
erzeugte Werkzeug-profils bei einfacherGrundkine-
liche Steue-rung derVorschub-bzw.Schnitt-
matikerzeugte
bewegungerzeugte
ebene Fläche kreiszy-lindrischeFläche
Schraub-oder Wendelfläche
Wälzfläche Profilfläche Freiform-fläche
Verfahrens-benennung
Plan... Rund... Schraub... Wälz... Profil... Form...
ON(vierte
x.x.x.1 x.x.x.2 x.x.x.3 x.x.x.4 x.x.x.5 x.x.x.6(vierte Stelle)
ON = Ordnungsnummer
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Erzeugbare Flächengeometrien am Beispiel FräsenErzeugbare Flächengeometrien am Beispiel Fräsen
Planfräsen Rundfräsen Schraubfräsen
Wälzfräsen Profilfräsen FormfräsenQuelle: DIN 8589, Teil 3
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Arten von Flächen an einem WerkstückArten von Flächen an einem Werkstück
Ein Werkstück wird durch seine Hüllflächen umschrieben, welche als Funktionsflächen Hilfsflächen und freie Flächen ausgebildet werdenFunktionsflächen, Hilfsflächen und freie Flächen ausgebildet werden.
Funktionsflächen sind erforderlich damit das einzelne
Hilfsfläche
Funktionsflächen sind erforderlich damit das einzelne Teil seine Funktion erfüllen kann.
Hilfsflächen dienen zur Bearbeitung oder Prüfung,
Freie Fläche
z. B. Spann- bzw. Messflächen.
Freie Flächen sind die übrigen Körperflächen eines EinzelteilesEinzelteiles.
Funktions-und Hilfs-fläche
Quelle: Hütte, Grundlagen der Ingenieurswissenschaften
Funktionsfläche
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Klassifizierung von Bauteilen nach demKlassifizierung von Bauteilen nach dem fertigungstechnischen Verfahren
Gussteil MassivteilSinterteil
Georgs-i hüttIWF
Blechteil Bearbeitungsteil FügeteilHeger Guss GmbH marienhütte
GmbHIWF TU-Berlin
Beschichtungs- Wärme-
IWF / TU-BerlinEKO Stahl AG DaimlerChrysler AG
Beschichtungsteil behand-
lungsteilFAG Kugelfischer Georg Schäfer AG Allgemeine AG
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Klassifizierung von Bauteilen nach Umfang und Art derKlassifizierung von Bauteilen nach Umfang und Art der vorhandenen Fertigungsunterlagen
Ähnlichkeits- sind Teile, für welche auf der Grundlage einer teile geometrischen und technologischen Ähnlichkeit
verwendbare Fertigungsunterlagen vorhanden sindverwendbare Fertigungsunterlagen vorhanden sind.
Wiederholteile sind Teile, deren Herstellung auf der Grundlage vollständig vorhandener Konstruktions undvollständig vorhandener Konstruktions- und Fertigungsunterlagen möglich ist.
N t il i d T il l h d h l N dNormteile sind Teile, welche durch zugelassene Normen und Richtlinien in Form, Maß und Werkstoff bestimmt sind.
Quelle: Spur, G.: Die Genauigkeit von Werkzeugmaschinen
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Teilevielfalt in technischen ProduktenTeilevielfalt in technischen ProduktenTeilevielfalt in einer Werkzeugmaschine
Zusammenhang über Kompliziertheit und g p
Wiederverwendbarkeit von Werkstücken
Quelle: Simon, R.: Einsatz des Klassifizierungssystems im Konstruktions- und Normungsbereich
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Ziele und Effekte der WerkstückklassifizierungZiele und Effekte der Werkstückklassifizierung- Förderung von Wiederhol- und Ähnlichkeitsteilen,
- Standarisierung von FormelementenStandarisierung von Formelementen,
- rechnerunterstützte Maschinen- und Werkzeugzuordnung der Werkstücke,
- effektive Betriebsmittel-, Material- und Kostenplanung durch rechnerunterstützte Werkstückstatistik,
- Erleichterung der Normungsarbeit,
- Reduzierung der Werkzeug- und VorrichtungsvielfaltReduzierung der Werkzeug und Vorrichtungsvielfalt,
- Verminderung von Zeichnungszahlen,
- Förderung von Standardarbeitsplänen/Familienarbeitspläne,
- Entwicklung von parametrisierten Familien-NC-Programmen,
- verbesserte Auslastung der Werkzeugmaschinen durch Teilefamilienfertigung,
Ei Rü i d
Quelle: Spur, G.
- Einsparung von Rüstzeiten und
- Verminderung der Ausschussgefahr.
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Förderung von Wiederholteil- und Ähnlichkeitsteilen/Förderung von Wiederholteil und Ähnlichkeitsteilen/ Komplexteil
Beispiel einer Teilevariation
Die Grundelemente sind
Z li d- Zylinder,- Konus und- Gewinde.
Quelle: Simon, R.: Einsatz des Klassifizierungssystems im Konstruktions- und Normungsbereich
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Wiederholteil- und ÄhnlichkeitsteileWiederholteil und Ähnlichkeitsteile
FormähnlichkeitFormähnlichkeit
Bei konsequenter Beachtung der Ähnlichkeit ist die Zunahme d N t il i i lder Neuteile minimal.
Fertigungsähnlichkeit
Bei konsequenter Beachtung der Ähnlichkeit verringert sich der Anstieg der Anzahl neuer Fertigungspläne.
Quelle: Pukatzki, D.: Gruppentechnologie – Der Schlüssel zur integrierten rechnerunterstützten Entwicklung und Fertigung
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Förderung von Wiederholteil- undFörderung von Wiederholteil und Ähnlichkeitsteilen / Zeiteinsparungen bei der Teilefamilienfertigung
Zielsetzung:
- Bessere Maschinen-auslastung und
- Senkung der Rüstzeiten durch Vergrößerung der LosgrößenLosgrößen
Quelle: Dill, P.: Produktionsplanung und Teilefamilienfertigung
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Standarisierung von FormelementenStandarisierung von Formelementen Beispiel: Gewindeausführungen
Zielsetzung:
Innerbetriebliche Normung bei
- Reduzierung der Formenvielfalt undFormenvielfalt und
- Reduzierung der Größenvielfalt
Quelle: Eversheim, W.: Werkstücksystematik. In: Handbuch der Fertigungsteechnik, Band 3/1
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Rechnerunterstützte Maschinen- und Werkzeug-Rechnerunterstützte Maschinen und Werkzeugzuordnung
Bearbeitungs-profil
(Sollprofil)
Maschinen-profil
(Ist-Profil)(Sollprofil) (Ist Profil)
Quelle: Eversheim, W.: Werkstücksystematik. In:
Handbuch der Fertigungstechnik, Band 3/1
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Werkstückstatistik Beispiel: Auswertung desWerkstückstatistik Beispiel: Auswertung des Werkstückspektrums verschiedener Unternehmen
a) Erste Firma (Drehmaschinen)b) Zweite Firma (Transferstraßen)c) Dritte Firma (Pressen,
Drehmaschinen)Rechnerunter- Drehmaschinen)d) Vierte Firma (Großdrehmaschinen)
Rechnerunterstützte Werkstück-klassifizierung bildet Grundlage für betrieb-liche Planungs-liche Planungsaufgaben:
- Betriebsmittelplanung,Angebotsabgabe- Angebotsabgabe,
- Investitionsplanung,- Kostenplanung,- Materialplanung.
Quelle: Eversheim, W.: Werkstücksystematik. In: Handbuch der Fertigungstechnik, Band 3/1 TechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Vorgehensweise bei der WerkstückverschlüsselungVorgehensweise bei der Werkstückverschlüsselung
Beispiel:
VDW Kl ifi iVDW-Klassifizierungs-system
Quelle: Gräßler, D.: Aufbau und Systematik des VDW-WerkstückklassifizierungssystemsTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Aufbau von KlassifizierungssystemenAufbau von Klassifizierungssystemen
Verknüpfungsmöglichkeit der Merkmale von KlassifizierungssystemenKlassifizierungssystemen
a) hierarchisches System
b) koordiniertes SystemSystem
c) kombiniertes System (Mischsystem)( y )
Quelle: Pahl, G./Beitz, W.: KonstruktionslehreTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Aufbau von KlassifizierungssystemenAufbau von Klassifizierungssystemen
Gegenüberstellung von Parallelnummern- und VerbundnummernsystemVerbundnummernsystem
Die Bildung einer Teile-Sachnummer kann sowohl als Parallelnummer als auch als Verbundnummer erfolgen.
Quelle: Pahl, G./Beitz, W.: Konstruktionslehre
als Parallelnummer als auch als Verbundnummer erfolgen.
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Ordnung der KlassifizierungssystemeOrdnung der Klassifizierungssysteme
Ordnungskriterien:Werkstückklassifizierungs-
systemeOrdnungskriterien:
- Beschränkung der Technologie mit
Beschränkungohne
Beschränkung- funktions-,
geomertie- oder fertigungsorientiert
Beschränkung der Technologie
Beschränkung der Technologie
fertigungsorientiert
- mit oder ohne Beschränkung des T il kt
spanendeBearbeit.
umformendeBearbeit.
urformendeBearbeit.
alleBearbeit.
Teilespektrums
Beschränkung aufTeilespektrum eines
Beschränkung aufTeilespektrum einer
ohne Beschränkung des
Quelle: Spur, G.
Teilespektrum einesBetriebes
Teilespektrum einerBranche
desTeilespektrums
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p
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Aufbau des werkstückbeschreibenden VDW-Aufbau des werkstückbeschreibenden VDWKlassifizierungssystems nach OPITZ
Quelle: Opitz, H.: Werkstückbeschreibendes Klassifizierungssystem
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Formenordnung nach SPIESFormenordnung nach SPIESFormenordnung für Gesenkschmiedestücke
Quelle: Spies, K.: Formenordnung für Gesenkschmiedestücke
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Allgemeine FormenordnungAllgemeine Formenordnungnach ZIMMERMANN
Quelle: Zimmermann, D.: ZAFO – Die allgemeine Formenordnung für Werkstücke
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4 Arbeitsvorbereitung4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
- InhalteInhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung- Prozessplanung- Operationsplanung
Planungssysteme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung- MontageplanungMontageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
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Prozessplanung - Aufgaben der ArbeitsplanerstellungProzessplanung Aufgaben der Arbeitsplanerstellung
Rohteil-bestimmung 1
Fertigungs-verfahren- 2auswahl
2
Legende:KS: Kostenstelle
Prozess-f l Maschinen-
Auswahlvon Vorrich- Vorgabe-
it
KS: KostenstelleMG: MaschinengruppeFH: Fertigungshilfsmittel/
VorrichtungLG: Lohngruppe
3 4 5 6
folge-ermittlung
asc eauswahl
o o ctungen undWerkzeugen
zeit-ermittlung
LG: Lohngruppetr: Rüstzeitte: Stückzeit
Quelle: EversheimTechnischeUniversitätBerlin
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Rohteilbestimmungtechnologische Kriterien
• WerkstoffZ sammenset ng
wirtschaftliche Kriterien• Beschaffungskosten
Material
zeitliche Kriterien• Beschaffungszeit
Material
Rohteilbestimmung
- Zusammensetzung- Gefüge-
• Gestalt- Form
- Material- Vorrichtungen-
• Bearbeitungskosten- Maschine u. Lohn
- Material- Vorrichtungen- Herstellung- …
- Dimension-
• Oberfläche- Rauhtiefe- Porösität
- …
Porösität- …
Halbzeug• Stange rund• Stange rechteckig• Rohr
Gussrohling• Kokillenguss• Formmaskenguss• Feinguss
Schmiederohling• Gesenkschmieden• Freiformschmieden• Stauchen
Sonstige• Sinterrohling• Schweißgruppe• …Rohr
• Blech• Profil• …
Feinguss• Druckguss• Schleuderguss• …
Stauchen• …
…
Quelle: Eversheim, Massberg, Pritschow, TönshoffTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Auswahl der Fertigungsverfahren / Prozessfolge-Werkstückdaten, Rohteildaten
Auftragsdaten, verfügbare Fertigungsverfahren
Auswahl der Fertigungsverfahren / Prozessfolgeermittlung
Prozess 01: Sägen Sägezentrum:Ausgangsmaterial: Rundmaterial mit Aufmaß zum Planen
Prozess 02: NC-Drehen NC-Drehmaschine:Plan-, Längsdrehen, Nut einstechen, Vorbedingung zum Fräsen, Härten
Prozess 02: Fräsen NC-Fräsmaschine mit Teilapparat:Sechskant anfräsenVorbedingung zum Härten
Prozess 02: Härten
Vorbedingung zum Härten
Härteofen:Bauteil härten
ProzessfolgeTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Einflussgrößen bei der Maschinenauswahl
Maschinendaten
integrierte Bearbeitungs
Einflussgrößen bei der Maschinenauswahl
Werkstückdaten
Gestalt • integrierte Bearbeitungs-prozesse
• Abmessungen des Arbeits-raumesLeistung
• Gestalt• max. Abmessungen• Werkstoff• geforderte Oberflächen• Toleranzen
Maschinenauswahl- wirtschaftliche
• Leistung• Maschinenfähigkeit• verfügbare Zusatz-einrichtungen
• Toleranzen
- wirtschaftlicheAuswahlkriterien
- technische Aus-wahlkriterien
Auftragsdaten
• Losgröße
Aktuelle Prozessfolge
• Vorgänger-/ g• Optimierungskriterium(Kosten, Zeit, ...)
g gNachfolgerprozess
• technologische Zwangsfolge
Quelle: EversheimTechnischeUniversitätBerlin
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Vorgabezeitermittlung - Analytische Zeiterfassung
Rüstgrundzeit trg
Begriffsinhalteder Vorgabezeiten
Vorgehensweisezur Vorgabezeitermittlung
Vorbereitung der Betriebsmittel,z B Werkzeugbeschaffung Auf-
Maschinenspezifische Tabellen
Vorgabezeitermittlung Analytische Zeiterfassung
Rüstverteilzeit trvRüsterholzeit trer
Rüstzeit tr
+
+
=
z.B. Werkzeugbeschaffung, Aufund Abrüsten von Vorrichtungen Zuschlag (ca. 5-15%) zur
Rüstgrundzeit (Verteilzeitstudie)
Zeit für die Erholung des MenschenZuschlag, abhängig von Höhe
und Dauer der Beanspruchung
Unregelmäßig auftretende Zeiten,z.B. Anlaufzeit der Maschinen
Nebenzeit tnVerteilzeit tv
Hauptzeit th Grund-zeit tg+
+
g
Zeit mit unmittelbarem Fortschritt imSinne des FertigungsauftragesRegelmäßige, nur mittelbar zum Arbeitsfortschritt beitragende Zeit
Berechnen (Richtwerte für Zer-spanungsdaten), Messen,
VergleichenMaschinenspezifische Tabellen
Erholungszeit ter
Zeit je Einheit te
Zeit je Einheit t
+
=
be s o sc be age de eUnregelmäßig auftretende Zeit, z.B. Vorbereiten bei Schichtbeginn
Zuschlag (ca. 5-15%) zurGrundzeit (Verteilzeitstudie)
Zuschlag, abhängig von Höheund Dauer der Beanspruchung
Zeit für die Erholung des MenschenZeit je Einheit teStückzahl m
Ausführungszeit ta
A füh it t
•
=
Ausführungszeit taRüstzeit tr
Auftragszeit T
+
=
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4 Arbeitsvorbereitung4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
- InhalteInhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung- Prozessplanung- Operationsplanung
Planungssysteme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung- MontageplanungMontageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Aufgaben der Operationsplanung bei Zerspanungs-Aufgaben der Operationsplanung bei Zerspanungsaufgaben
OperationsOperations-planung
VerschleißHauptzeit
Spanbildung
Quelle: EversheimTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Beispiel: Schnittwertermittlung undBeispiel: Schnittwertermittlung und Schnittstrategiebestimmung
Schnittaufteilung Schnitttiefeeh
en
• Achsparallel • Konstante Schnitttiefe
Dre
• Konturparallel • Maximale Schnitttiefe
An- bzw. Wegfahrstrategie Frässtrategie
• Lineare Verlängerung der ersten bzw. letzten Schnittbewegung
• Überstand
Fräs
en
letzten Schnittbewegung
• zirkulares Eintauchen und Abheben
• lineares Eintauchen und Abheben
• Überdeckungsgrad
• Bahnverlaufmeanderförmig parallel äquidistant• lineares Eintauchen und Abheben meanderförmig parallel äquidistant
Quelle: EversheimTechnischeUniversitätBerlin
Institut fürWerkzeugmaschinenund FabrikbetriebProf. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
PrüfplanungPrüfplanung
Die Prüfplanung schafft die technischen und organisatori-
Prüfplan
tec sc e u d o ga satoschen Voraussetzungen, um Qualitätsprüfungen wirkungsvoll ausführen zu können.
• Werkstück-b i h
Prüfplankopf• Prüfmerkmal-
b h ib
Prüfanweisung
D E b i d P üf lbezeichnung• Prozessplan-
bezeichnung• Ersteller
beschreibung• Prüfumfang• Prüfmittel• ...
Das Ergebnis der Prüfplanung ist der Prüfplan, der festlegt,
• welches Bauteil• ... • zu welchem Zeitpunkt mit
• welchem Prüfgerät
auf welche Weise zu prüfen ist• auf welche Weise zu prüfen ist.
TechnischeUniversitätBerlin
Institut fürWerkzeugmaschinenund FabrikbetriebProf. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
4 Arbeitsvorbereitung4 Arbeitsvorbereitung4.1 Produktionsprozessplanung und -gestaltung
- InhalteInhalte- Planungsvorbereitung;
Stücklistenverarbeitung- WerkstückklassifizierungWerkstückklassifizierung- Prozessplanung- Operationsplanung
Planungssysteme- Planungssysteme- Betriebsmittelplanung- NC – Programmierung- MontageplanungMontageplanung- Kostenplanung / Kalkulation
TechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Planungsmethoden zur ArbeitsplanerstellungMERKMALE Planungsanlass
Neuerstellen Ändern WiederholenAktivieren existierenderÄndern existierenderNeuanlegen eines
Planungsmethoden zur Arbeitsplanerstellungru
ngs-
zip
Basis:• parametrierte
Aktivieren existierenderArbeitspläne
Ändern existierenderArbeitspläne
Neuanlegen einesArbeitsplanes
zip
Gen
erie
rpr
inz Planungsregeln
• Berechnungs-funktionen
Neuplanung
anun
gspr
inz
Ähn
lichk
eits
-pr
inzi
p
Basis:• ähnliche
Arbeitspläne• Berechnungs-
funktionen
Ähnlichkeits-planung
Änderungs-
Wiederhol-planung
Pla
nten
-zi
pÄ funktionen
Basis:• Varianten-
kl
Änderungs-planung
Varianten-planung
Planungsmethode
Varia
npr
in klassen• Beschreibungs-
parameter
Quelle: EversheimTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Rationalisierung in der ArbeitsplanungRationalisierung in der Arbeitsplanung
Systematisierung Automatisierung
A b i l l
y g
Durch Planungs-
methoden mittel
g
Durch
rechnerunterstützte• Arbeitsplanverwaltung
• Arbeitsplanerstellung
• NC-Programmierung
-methoden
• Wiederholplanung
• Variantenplanung
-mittel
• Normen u. Vor-schriften
• Materialkataloge• Betriebsmittel-Konstruktion
• technische Investitionsrechnung
• Ähnlichkeits-planung
• Neuplanung
• Materialkataloge
• Betriebsmittel-kataloge
• Zeitwertkataloge• Zeitwertkataloge
• Zeitwertfunk-tionen
• Werkstückklassi• Werkstückklassi-fizierungssysteme
Quelle: TönshoffTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Ziele von rechnerunterstützten Arbeitsplanungs-
PLANUNGSDATEN PLANUNGSERGEBNIS
Ziele von rechnerunterstützten Arbeitsplanungssystemen
• Gewährleistung der Datenaktualität
• Sicherstellung der D t k i t
• Verbesserung der Planungsqualität
• Ermittlung reproduzier-b V b it
RECHNERUNTERSTÜTZTEARBEITSPLANUNG
Datenkonsistenz barer Vorgabezeiten
PLANUNGSTÄTIGKEITPLANUNGSTÄTIGKEIT
• Rationalisierung der Arbeits-planerstellung
• Verringerung der Durchlauf-g gzeiten in der AV
• Sicherung des Planungswissens• Erhöhung der Flexibilität
Quelle: TönshoffTechnischeUniversitätBerlin
Institut fürWerkzeugmaschinenund FabrikbetriebProf. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Kenngrößen zur Gestaltung von Arbeitsplanungs-
KenngrößenAusprägungen Ausprägungen
Kenngrößen zur Gestaltung von Arbeitsplanungssystemen
PlanungsmethodeWiederholplanung Variantenplanung Anpassungs-planng
Neuplanung
f Planungsfunktionen mehrere Planungsfunktioneneine Planungsfunktion
z.B. Zeitkalkulation
h B b it f hein Bearbeitungsverfahren B b it f h
Teilespektrumeine Werkstückgruppe z B Rotationsteile
alle Werkstückgruppen
mehrere Bearbeitungsverfahrenein Bearbeitungsverfahrenz.B. Drehen Bearbeitungsverfahren
Automatisierungsgrad
z.B. Rotationsteile
geringe Automatisierung,hoher Dialoganteil vollständige Automatisierung
Beschreibung derBearbeitungsaufgabekeine funktionsspezi-
fische AngabeBeschreibungs-
spracheÜbernahme
von CAD-DatenQuelle: Eversheim, Zons
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,
Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Informationsbedarf der rechnerunterstütztenInformationsbedarf der rechnerunterstützten Arbeitsplanung
Produktmodell Prozessmodell Betriebsmittel-Produktmodell Prozessmodellmodell
GestaltToleranzen
FertigungsverfahrenProzessauswahlregeln
FertigungssystemeFertigungszellen
OberflächengüteWerkstoffWärmebehandlungs-zustand
gSchnittwertformelArbeitsvorschriftenRichtwerteFertigungspläne
g gMaschinenWerkzeugeMesszeugeMessmaschinen
ProduktstrukturFeatures
g g pSpannmittel
Arbeitsplanungssystem
Quelle: KrauseTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Austausch der Geometrie in den PlanungsbereichenAustausch der Geometrie in den Planungsbereichen
Konstruktion Geometrisches Modellieren(Kurven Flächen Volumina)(Kurven, Flächen, Volumina)
Technische
Geometrische Schnittstelle(IGES, VDAFS)
TechnischeZeichnung
Geometriemodell
I t kti Ei b T h l iArbeitsplanung
NC-Programmierung
Interaktive Eingabe von Technologie
Interaktive NC-Programmierung
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Systemarchitektur eines Arbeitsplanungssystems
NC-Daten-generierung
Systemarchitektur eines Arbeitsplanungssystems
C Beratungsumgebung
Arbeitsplan-generierung
A
DKunden
Geo-metrie-
beschrei-
Werkzeug-konfigu-
Schnitt-wert-
u. Werkzeug-verwaltung WerkzeugKunden-
beraterbeschrei-
bung rationZeit-ermittlung
verwaltung Werkzeug-verwalter
Lokale Werkzeug u
Standard Query Language
Lokale Werkzeug- u.Schneidstoffbereitstellung
DatenbankWerkstücke - Arbeitspläne - NC-Daten - Werkzeuge - Schneidstoffe - Maschinen
Quelle: KrauseTechnischeUniversitätBerlin
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Systeme I: Auf Basis von EntscheidungstabellenSysteme I: Auf Basis von Entscheidungstabellen
Planungslogik kann vom Anwender auf der Basis von Entscheidungs-t b ll h i P i k t i f li t dtabellen ohne eigene Programmierkenntnisse formuliert werden
Vorteile: hohe Flexibilitätgroße Einsatzbreitegklarer Darstellungsformalismus
Nachteile: komplexe Planungslogik ist unübersichtlichAntwortzeitverhalten nicht optimalAntwortzeitverhalten nicht optimalWissensrepräsentation nicht mächtig genug
Regel 1 Regel 2 Regel 3 Regel 4
Dicke <3 >3 >=3 -
Breite <100 >=100 - -
Länge <=2500 <=2500 <=2500 >=2500
Quelle: Krause, Warnecke
Material Band Tafel Tafel nichtfertigbarMaschine 1601 1605 1318
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Systeme II: Wissensbasierte PlanungssystemeSysteme II: Wissensbasierte Planungssysteme
Benutzerschnittstelle
Anwendungsfunktionen
Basisfunktionen
Wissens-basis
TabellenFormeln
RohmaterialSchnittwerte
Repräsentationsmodell
RegelnDaten
ArbeitsgangtexteArbeitspläne
pAnwendungsmodell
SystemmodellQuelle: Krause
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Produktionstechnik I VL 6: Produktionsprozessplanung/-gestaltung I
Schnittstellen rechnerunterstützter Arbeitsplanungs-
Konstruktion Vertrieb
Schnittstellen rechnerunterstützter Arbeitsplanungssysteme
Konstruktion Vertrieb
Kostendaten
Produktdaten
Betriebsmitteldaten
CAP BetriebsmittelspezifikationNC-Korrekturvorgaben
A b it lä Fertigungs-Ist-DatenArbeitspläne
PPS FertigungAuftragsdaten
Quelle: KrauseTechnischeUniversitätBerlin
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