Simulation in CIM

Gesicherte Aussagen k|nnen in der Planungsphase von CIM-Projekten nur noch mit Hilfe von Rechnersystemen ermittelt werden, in denen der gesamte Produktionsablauf simuliert werden kann. Sinn und Zweck der Simulation ist es daher, den jeweiligen unternehmensspezifischen Ablauf im geplanten System m|glichst real abzubilden, so da~ in Abh{ngigkeit ablaufspezifischer Einfl}sse gesicherte Aussagen }ber das reale Verhalten des Gesamtsystems gewonnen werden k|nnen. Neben den theoretischen Grundlagen der Simulationstechnik zeigt das Buch Vorgehensweisen zum Aufbau von Simulationsmodellen und erl{utert diese anhand von Praxisbeispielen aus dem Bereich Proze~simulation mit Blechumformung, Massivumformung, NC- und Roboter-Programmierung, Simulation in der Anlagenplanung mit Fabrikplanung, Planung und Betrieb von flexiblen Fertigungssystemen sowie Simulation in der Produktionssteuerung mit Produktionsprogrammplanung und Produktionsfeinplanung.

1 Grundlagen der Simulation in CIM.- 1.1 Einführung und Einsatzgebiete der Simulation.- 1.1.1 Einleitung.- 1.1.2 Simulation in CIM.- 1.1.3 CIM-Konzepte.- 1.1.3.1 Simulation in der CIM-Kette “Produkt”.- 1.1.3.2 Simulation in der CIM-Kette “Produktion”.- 1.1.3.3 Simulation in der CIM-Kette “Produktionsplanung”.- 1.1.4 Aufwand- und Nutzenaspekte des Einsatzes der Simulationstechnik.- 1.1.4.1 Kostenverteilung bei Simulationsstudien.- 1.1.4.2 Maßnahmen zur Kostenreduzierung.- 1.1.5 Zusammenfassung.- 1.2 Modellierung technischer Systeme.- 1.2.1 Simulationsmodelle.- 1.2.1.1 Vorgehen bei der Modellbildung.- 1.2.1.2 Schritte der Systemanalyse.- 1.2.1.3 Einteilung der Simulationsmodelle in Modellklassen.- 1.2.1.4 Codierung des Modells.- 1.2.1.5 Simulationssoftware ― Pakete und Sprachen.- 1.2.1.6 Simulationssoftware ― Sprachebenen.- 1.2.2 Datenerhebung.- 1.2.2.1 Anforderungen an relevante Daten.- 1.2.2.2 Festlegung von Datenarten.- 1.2.2.3 Verfahren der Datenerhebung.- 1.2.2.4 Datenverdichtung - Methoden und Hilfsmittel.- 1.3 Problemneutrale Simulation mit Hilfe von Petri-Netzen.- 1.3.1 Einführung in die Theorie der Petri-Netze.- 1.3.2 Definitionen.- 1.3.3 Modellentwicklung mit Petri-Netzen.- 1.3.4 Rechnerunterstützte Anwendungen der Petri-Netze.- 1.3.5 Bewertung der Einsatzmöglichkeiten von Petri-Netzen.- 2 Simulation in der Anlagenplanung.- 2.1 Simulation in der Fabrikplanung.- 2.1.1 Bedeutung der Simulation in der Fabrikplanung.- 2.1.2 Ablauf einer Simulation in der Fabrikplanung.- 2.1.3 Simulation von Material- und Informationsfluß.- 2.1.3.1 Materialflußplanung.- 2.1.3.2 Optimierung von Produktionsanlagen.- 2.1.3.2.1 Fertigung.- 2.1.3.2.2 Zwischenlager.- 2.1.3.2.3 Störungen.- 2.1.3.2.4 Kommunikationsanalyse und Informationsbeziehungen.- 2.1.4 Anwendungsbeispiel für die Simulation in der Anlagenplanung.- 2.1.5 Zusammenfassung.- 2.2 Simulation bei der Planung von flexiblen Fertigungssystemen.- 2.2.1 Simulation bei der Auslegung von flexiblen Fertigungssystemen.- 2.2.2 Simulation beim Betrieb von flexiblen Fertigungssystemen.- 2.2.3 Simulationssysteme für Planung und Betrieb von flexiblen Fertigungssystemen.- 2.2.3.1 Systematik zur Durchführung von Planungsaufgaben mit Simulationsunterstützung.- 2.2.3.2 Beispiel für eine Simulationsuntersuchung mit dem Programmsystem GISA.- 3 Simulation von Produkteigenschaften.- 3.1 Einsatz der Finite-Elemente-Methode zur Simulation des mechanischen Bauteilverhaltens.- 3.2 Simulation in CIM mit der Finite-Elemente-Methode.- 3.2.1 Kopplung von CAD- und FEM-Systemen.- 3.2.2 Automatische Generierung von Finite-Elemente-Netzen.- 3.3 Anwendungsbeispiele.- 3.3.1 Simulation des statischen Verhaltens von Gestellbauteilen.- 3.3.2 Simulation des dynamischen Verhaltens eines Gegenschlaghammers.- 3.3.3 Thermikanalyse eines Spindelkastens.- 4 Simulation in der Produktionssteuerung.- 4.1 Simulation in der Produktionsprogrammplanung.- 4.1.1 Aufgaben und Funktionen.- 4.1.2 Simulation in der Angebotsplanung.- 4.1.3 Simulation in der Auftragsbearbeitung.- 4.1.4 Kritik an der PPS-Simulation.- 4.1.5 Neue Ansätze in der Produktionsprogrammplanung.- 4.1.6 Marktübersicht über PPS-Systeme mit Simulation.- 4.1.7 Zusammenfassung.- 4.2 Simulation in der Produktionsfeinplanung.- 4.2.1 Probleme in der Ablaufplanung.- 4.2.2 Teilautonome flexible Fertigungsstrukturen.- 4.2.3 Rechnerunterstützte Feinplanungshilfen.- 4.2.4 Informationsfluß zwischen zentraler und dezentraler Planung.- 4.2.5 Die Simulation als Feinplanungshilfsmittel.- 4.2.6 Entscheidungshilfen für die Maschinenbelegungsplanung.- 4.2.7 Feinplanungshilfsmittel auf dem Markt.- 4.2.8 Zusammenfassung.- 5 Simulation in der NC- und Roboterprogrammierung.- 5.1 NC-Programmsimulation.- 5.1.1 Einsatz und Möglichkeiten der Simulation.- 5.1.1.1 Nutzen der Simulation.- 5.1.1.2 Arten der Simulation.- 5.1.1.3 Ziele der Simulation.- 5.1.2 Simulation der Drehbearbeitung.- 5.1.3 Simulation der Fräsbearbeitung.- 5.1.4 Kollisionsschutzsysteme.- 5.1.4.1 Verfahren der Kollisionskontrolle.- 5.2 Roboter-Programmsimulation.- 5.2.1 Überblick über Systemfunktionen.- 5.2.2 Anwendungsbeispiele.- 5.2.2.1 Vorgehensweise zur Roboterprogrammentwicklung am Beispiel des Programmier- und Testsystems ROBEX ― GROSIM.- 5.2.2.2 CARo ― Verfahrenskette zur Planung und Programmierung von Montagesystemen.- 6 Simulation von Fertigungsprozessen.- 6.1 Simulation in der Blechumformung.- 6.1.1 Ziele der Prozeßsimulation in der Biechumformung.- 6.1.2 Methoden der Prozeßsimulation.- 6.1.3 Modelldaten und Randbedingungen.- 6.1.4 Prozeßsimulation als CIM-Baustein.- 6.1.5 Verfügbare Simulationsprogramme für die Blechumformung.- 6.1.6 Anwendungsbeispiele.- 6.1.6.1 Biegeumformung.- 6.1.6.2 Feinschneiden.- 6.2 Simulation in der Massivumformung.- 6.2.1 Zielsetzung.- 6.2.2 Prozeßsimulation in der CAD/CAP/CAM-Umgebung.- 6.2.3 Simulationsbeispiele.- 6.2.3.1 Simulation des Kaltmassivumformprozesses.- 6.2.3.2 Simulation des Warmmassivumformprozesses.- 6.3 Simulation spanender Prozesse.- 6.3.1 Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide.- 6.3.1.1 CIM-Simulation in der Zahnradfertigung.- 6.3.2 Verfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide.- 6.4 Simulation abtragender Prozesse.- 6.4.1 Einsatzmöglichkeiten von Technologiedatenbanken zur Prozeßauslegung.- 6.4.2 Geometrie- und Technologiedatenverarbeitung.- 6.4.3 Modellentwicklung für den Funkenerosionsprozeß.- 7 Schlußbemerkung.- 8 Literatur.