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Integriertes Werkstückinformationsmodell zur Ausprägung werkstückindividueller Fertigungszustände

Picard, André Charles Roger:
Integriertes Werkstückinformationsmodell zur Ausprägung werkstückindividueller Fertigungszustände.
[Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5154]
Forschungsberichte aus dem Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion, 53. Shaker Verlag, Aachen ISBN 978-3-8440-4042-5
[Buch], (2015)

Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5154

Kurzbeschreibung (Abstract)

Durch die Digitalisierung und die Vernetzung der Fertigung werden Werkstücke zu Informationsträgern. In der Vision der werkstückgetriebenen Fertigung steuern sie eigenständig ihre individuelle Herstellung. Das durchgängige Engineering dieser Werkstücke erfordert die Entwicklung leistungsfähiger Methoden und Werkzeuge. Insbesondere die durchgängige Informationsverarbeitung in den CAx-Prozessketten von der Produktentwicklung bis in die Fertigung wird derzeit nicht ausreichend sichergestellt. Ein durchgängig nutzbares, digitales Informationsmodell zur Ausprägung von werkstückindividuellen Fertigungszuständen in der Fertigung existiert bislang nicht.

Das entwickelte Konzept stellt eine Vorgehensweise vor, um diese Lücke in der CAx-Prozesskette zu schließen. Es spezifiziert dazu die digitale Repräsentation des integrierten Werkstückinformationsmodells, welches die geplanten mit den realisierten Fertigungszuständen über webbasierte Ansätze verknüpft. Merkmale und Verhalten werden dazu in der digitalen Repräsentation des 3D-Produktmodells durch semantische Annotationen gekennzeichnet und im Ablaufarbeitsplan zu definierten Fertigungszuständen abgeleitet. Die daraus entstehende Werkstückschablone bildet die informationstechnischen Vorgaben für die Ausprägung werkstückindividueller Fertigungszustände. Während der Fertigung werden dann die Informationen zum realisierten, individuellen Fertigungszustand eines einzelnen Werkstücks in der Werkstückschablone erfasst und webbasiert mit den Produktdaten abgeglichen. Die Auswertung der Werkstückschablone stellt dem Werker in der Fertigung eine Entscheidungsgrundlage bereit, um die Herstellungsprozesse werkstückindividuell im Sinne der werkstückgetriebenen Fertigung zu steuern.

Die Tragfähigkeit des Konzepts wurde anhand eines repräsentativen Anwendungsbeispiels erfolgreich nachgewiesen. Das dazu prototypisch implementierte Assistenzsystem APIZ vernetzt über REST-konforme Webdienste Werkstücke als Informationsträger mit dem 3D-CAD-Autorensystem NX.

Typ des Eintrags: Buch
Erschienen: 2015
Autor(en): Picard, André Charles Roger
Titel: Integriertes Werkstückinformationsmodell zur Ausprägung werkstückindividueller Fertigungszustände
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Durch die Digitalisierung und die Vernetzung der Fertigung werden Werkstücke zu Informationsträgern. In der Vision der werkstückgetriebenen Fertigung steuern sie eigenständig ihre individuelle Herstellung. Das durchgängige Engineering dieser Werkstücke erfordert die Entwicklung leistungsfähiger Methoden und Werkzeuge. Insbesondere die durchgängige Informationsverarbeitung in den CAx-Prozessketten von der Produktentwicklung bis in die Fertigung wird derzeit nicht ausreichend sichergestellt. Ein durchgängig nutzbares, digitales Informationsmodell zur Ausprägung von werkstückindividuellen Fertigungszuständen in der Fertigung existiert bislang nicht.

Das entwickelte Konzept stellt eine Vorgehensweise vor, um diese Lücke in der CAx-Prozesskette zu schließen. Es spezifiziert dazu die digitale Repräsentation des integrierten Werkstückinformationsmodells, welches die geplanten mit den realisierten Fertigungszuständen über webbasierte Ansätze verknüpft. Merkmale und Verhalten werden dazu in der digitalen Repräsentation des 3D-Produktmodells durch semantische Annotationen gekennzeichnet und im Ablaufarbeitsplan zu definierten Fertigungszuständen abgeleitet. Die daraus entstehende Werkstückschablone bildet die informationstechnischen Vorgaben für die Ausprägung werkstückindividueller Fertigungszustände. Während der Fertigung werden dann die Informationen zum realisierten, individuellen Fertigungszustand eines einzelnen Werkstücks in der Werkstückschablone erfasst und webbasiert mit den Produktdaten abgeglichen. Die Auswertung der Werkstückschablone stellt dem Werker in der Fertigung eine Entscheidungsgrundlage bereit, um die Herstellungsprozesse werkstückindividuell im Sinne der werkstückgetriebenen Fertigung zu steuern.

Die Tragfähigkeit des Konzepts wurde anhand eines repräsentativen Anwendungsbeispiels erfolgreich nachgewiesen. Das dazu prototypisch implementierte Assistenzsystem APIZ vernetzt über REST-konforme Webdienste Werkstücke als Informationsträger mit dem 3D-CAD-Autorensystem NX.

Reihe: Forschungsberichte aus dem Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion
Band: 53
Ort: Aachen
Verlag: Shaker Verlag
Freie Schlagworte: Werkstückinformationsmodell, Virtuelle Produktentstehung, Produktentwicklung, Fertigungsplanung, Prozesskette, CAx, Industrie 4.0
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK)
Hinterlegungsdatum: 13 Dez 2015 20:55
Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/5154
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-51549
Zusätzliche Informationen:

Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2015

Gutachter / Prüfer: Anderl, Prof. Reiner ; Abele, Prof. Eberhard
Datum der Begutachtung bzw. der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 6 Oktober 2015
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Schlagworte in weiteren Sprachen:
Einzelne SchlagworteSprache
component information model, virtual product development, product development, production planning, process chain, CAx, Industrie 4.0Englisch
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
With the digitalization of manufacturing components become information carriers. In future component-driven manufacturing these components become able to control their individual manufacturing processes as cyber-physical systems. Engineering of these components requires innovative methods and tools for virtual product development. In particular the integrated, uninterrupted flow of information from product development to manufacturing is currently not assured. An integrated, digital information model for the instantiation of individual component states is required, but does currently not exist. Within this dissertation IT methods and tools are developed to close the presented gap in the CAx process chains. The demonstrated concept describes an approach for the integrated, computer aided modelling of individual component models. This approach is based on the semantic representation of the integrated component information model. It integrates planed product states with individual component states being realized or to be realized during manufacturing. In the presented approach attributes and behaviour are identified within the semantic representation of the 3D product model and transferred to planned product states within route sheets. A component template is created which serves as an initial information base for the instantiation of the individual component states. During manufacturing, information to describe the specific component states is aggregated and stored in the component template. This information is referenced to the existing product states using web-based approaches. Information-carrying components analyse the component template to derive information for the control of their individual manufacturing processes. The concept has been evaluated using a representative use case. For that purpose the concept has been transferred to a prototypical implementation, called APIZ. APIZ links components as information carriers with the 3D-CAD system NX using REST-based web services.Englisch
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