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Handbuch Industrial Engineering

Vom Markt zum Produkt

AutorHans Barthelmes
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2013
Seitenanzahl608 Seiten
ISBN9783446429260
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis149,99 EUR
Dieses Handbuch beschreibt das Zusammenwirken von Menschen im Produktentstehungsprozess - das Industrial Engineering. Dargestellt wird die komplette Prozesskette, angefangen von der Analyse der Marktanforderungen bis zur Serienproduktion. In Bezug auf Produktgestaltung, Technologieeinsatz und wirtschaftliche Rahmenbedingungen sind auf diesem Weg viele Entscheidungen zu treffen. Das Buch zeigt auf, welche Kriterien wichtig sind und wie sich diese auf Entwicklung, Planung und Produktion auswirken. Alle Darstellungen werden in jeder Produkt- /Projektphase anhand eines durchgängigen Praxisbeispiels erläutert. Dadurch werden erstmals Zusammenhänge deutlich, die in der Praxis fundamentale Bedeutung haben, wie die Abstimmung zwischen der Entwicklungsabteilung und der Produktion.
In jedem Kapitel werden dem Leser eine allgemein gültige fachliche Erläuterung, Hinweise zur unumgänglichen Kommunikation zwischen den Beteiligten und ein Praxisbeispiel gegeben.
Die hohe Gewichtung von Verständigungsaspekten gegenüber rein technischen Fakten rührt aus der Erkenntnis, dass die größten Probleme in der Praxis wegen mangelnder Kommunikation entstehen.
Das Handbuch enthält zahlreiche nützliche Arbeithilfen für die Planung, Checklisten für die Entscheidungsfindung und Mustervorlagen für die Erstellung von Arbeitsunterlagen, auch auf CD-ROM.

Der Autor ist seit 2000 Unternehmensberater für Engineering in der Automibilzulieferindustrie (Gelenkwellen, Antriebswellen).

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Leseprobe
1. Markt
2. Konstruktion und Entwicklung
3. Planung
4. Produktion
Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
So nutzen wir dieses Buch8
Inhaltsverzeichnis14
TEIL I – Mensch28
1 Mensch und Menschen32
1.1?Menschen im Alltag34
1.2?Menschen: miteinander kommunizieren36
1.3?Menschen inWirtschaftseinheiten36
1.4?Menschen und das Ich37
2 Der Mensch und das38
3 Menschliches Verhalten –Ursachen und Wirkungen40
3.1?Wir haben immer einen Grund40
3.2?Unser Bild vonMenschen40
3.3?Erkenntnisse über unsere Antriebskräfte41
4 Der Mensch als Eisberg42
4.1?Unterbewusstsein und Unbewusstes42
4.2?Bilder werden magisch43
5 Bedürfnisse der Menschen46
5.1?Motivation47
5.2?Stress undBeanspruchung49
5.3?Belastung51
5.4?Ängste51
5.5?Stressvermeidung52
6 Anforderungen an Menschen54
6.1?Führungskompetenz56
6.2?Verhaltens-/soziale Kompetenz56
6.3?Fachkompetenz56
6.4?Methodenkompetenz56
7 Der Mensch im Unternehmen58
8 Mensch – Zusammenfassung60
9 Anhang Liste62
TEIL II – Markt70
1 Markt74
1.1?Der Markt als universeller Ort des Austauschs75
1.1.1?Marktarten und Marktformen76
1.1.2?Die Nachfrage, die Bedürfnisse und das Angebot77
1.1.3?Marktforschung78
1.1.4?Der Markt und die Preisbildung79
1.1.5?Der Wirtschaftskreislauf82
1.1.5.1?Das Marketing82
1.2?Vertrieb85
1.3?Die Produktentwicklung87
1.3.1?Komplexität88
1.3.2?Produktentwicklungsphasen90
1.3.3?Entwicklungsmethoden90
1.3.4?Product Lifecycle Management91
1.3.5?Werkzeuge der Produktentwicklung92
1.3.5.1?CAD-Systeme (Computer Aided Design)92
1.3.5.2?Collaborative Engineering – miteinander!93
1.3.5.3?Rapid Prototyping94
1.3.5.4?Berechnung und Simulation96
2 Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle98
2.1?Der Markt der Antriebsgelenkwellen98
2.2?Produktentwicklungen der Antriebsgelenkwellen103
2.3?Berechnung von Antriebsgelenkwellen104
2.4?Die Konstruktion der Antriebsgelenkwelle115
2.5?Versuche und Tests120
2.6?PPAP123
3 Praxisbeispiel Massivumformung124
3.1?Der Markt desMassivumformens124
3.2?Produktentwicklung Massivumformen130
4 Markt – Zusammenfassung134
TEIL III – Mitwelt138
1 Mitwelt142
1.1?Die Mitwelt alsFabrikstandort143
1.1.1?Standortauswahl144
1.1.2?Bebauungsplan147
1.2?Gesetze und Rahmen­bedingungen148
1.2.1?Arbeitsschutz und Gesundheitsschutz149
1.2.1.1?Belastung und Beanspruchung151
1.2.1.2?Gefährdungsermittlung und -beurteilung154
1.2.2?Umweltschutz157
1.2.3?Umweltrecht160
1.3?Effiziente Nutzung der Ressourcen161
1.4?Nachhaltigkeit161
1.5?GesellschaftlicheVerantwortung162
2 Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle164
2.1?Blickwinkel des herzustellenden Produktes164
2.2?Blickwinkel derProduktionsstätte164
2.3?Planung und Planungsphasen des Layouts164
2.4?Simulation168
3 Mitwelt – Zusammenfassung170
TEIL IV – Materialien172
1 Material176
1.1?Die Material- oder Werkstoffentwicklung177
1.2?Die Material- oder Werkstoffentscheidungs­findung182
1.3?Material- oder Werkstoffkunde183
1.4?Material- oderWerkstoffeigenschaften184
2 Materialien: Metalle190
2.1?Werkstoff Eisen und Stahl191
2.1.1?Einteilung nach Legierungsbestandteilen191
2.1.2?Einteilung nach Anwendungsgebieten191
2.1.3?Verfahren zur Stahlerzeugung192
2.1.4?Werkstoff Grauguss195
2.2?Werkstoff Aluminium195
2.3?Metallschäume196
2.4?Kunststoffe197
2.5?Neue Materialien und Werkstoffe199
3 Materialien – Praxisbeispiel202
3.1?PraxisbeispielAntriebsgelenkwellen202
3.2?Praxisbeispiel Massiv­umformen – Schmiedbare Materialien und Werkstoffe204
4 Material – Zusammenfassung206
TEIL V – Maschinen (und Fertigungsverfahren)208
1 Maschinen, Fertigungsverfahren und Industrial Engineering214
1.1?Produktionstechnik214
2 Maschinen im Unternehmen218
2.1?Fertigungsverfahren218
2.2?Werkzeugmaschinenallgemein218
2.3?Maschinenbewegungen – Achsen220
2.4?Schnittgeschwindigkeit220
2.5?Vorschub221
2.6?Spannmittel221
2.7?Werkzeuge223
2.8?Fertigungsverfahren der Umformung224
2.9?Maschinen der spanenden Bearbeitung224
2.10?Messtechnologie225
3 Fertigungsverfahren nach228
3.1?Urformen230
3.1.1.1?Schwerkraftgießen231
3.1.1.2 Druckgießen233
3.1.1.3?Niederdruckgießen234
3.1.1.4?Schleudergießen236
3.1.1.5?Stranggießen237
3.1.1.6?Schäumen238
3.1.1.7?Tauchformen239
3.1.1.8?Urformen von faserverstärkten Kunststoffen240
3.1.1.9?Züchten von Kristallen241
3.1.2?Urformen aus dem plastischen Zustand242
3.1.2.1?Pressformen242
3.1.2.2?Spritzgießen244
3.1.2.3?Spritzpressen245
3.1.2.4?Strangpressen246
3.1.2.5?Ziehformen247
3.1.2.6?Kalandrieren248
3.1.2.7?Blasformen248
3.1.2.8?Modellieren249
3.1.3?Urformen aus dem breiigen Zustand249
3.1.3.1?Gießen von Beton und Gips249
3.1.3.2?Gießen von Porzellan und Keramik249
3.1.4?Urformen aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand250
3.1.4.1?Pressen250
3.1.4.2?Sandformen251
3.1.4.3?Urformen durch thermisches Spritzen252
3.1.4.4?Rapid Prototyping253
3.1.5?Urformen aus span- oder faserförmigem Zustand255
3.1.5.1?Herstellung von Spanplatten255
3.1.5.2?Herstellung von Faserplatten255
3.1.5.3?Herstellung von Papier und Pappe256
3.1.6 Urformen aus dem gas- oder dampfförmigem Zustand258
3.1.6.1 Abscheiden aus der Dampfphase in eine Form258
3.1.7?Punkt entfällt258
3.1.8?Punkt entfällt258
3.1.9?Urformen aus ionisiertem Zustand durch elektrolytisches Abscheiden259
3.1.9.1?Elektrolytisches Abscheiden in eine Form259
3.2?Umformen260
3.2.1?Druckumformen262
3.2.1.1?Walzen262
3.2.1.2?Freiformen263
3.2.1.3?Gesenkformen265
3.2.1.4?Eindrücken266
3.2.1.5?Durchdrücken267
3.2.1.6Umformstrahlen267
3.2.1.7?Oberflächenveredlungsstrahlen267
3.2.2?Zugdruckumformen268
3.2.2.1?Durchziehen268
3.2.2.2?Tiefziehen269
3.2.2.3?Drücken270
3.2.2.4?Kragenziehen271
3.2.2.5?Knickbauchen271
3.2.2.6?Innendruck-Weitstauchen272
3.2.3?Zugumformen272
3.2.3.1?Längen272
3.2.3.2?Weiten273
3.2.3.3?Tiefen273
3.2.4?Biegeumformen274
3.2.4.1?Biegeumformung mit geradliniger Werkzeugbewegung274
3.2.4.2?Biegeumformung mit drehender Werkzeugbewegung275
3.2.5?Schubumformen275
3.2.5.1?Verschieben (Schubumformen) mit geradliniger Werkzeugbewegung275
3.2.5.2?Verschieben (Schubumformen) mit drehender Werkzeugbewegung276
3.3?Trennen277
3.3.1?Zerteilen278
3.3.1.1?Scherschneiden278
3.3.1.2?Messerschneiden279
3.3.1.3?Beißschneiden280
3.3.1.4?Spalten281
3.3.1.5?Reißen281
3.3.1.6?Brechen281
3.3.2?Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden282
3.3.2.1?Drehen283
3.3.2.2?Bohren, Senken, Reiben290
3.3.2.3?Fräsen292
3.3.2.4?Hobeln, Stoßen297
3.3.2.5?Räumen298
3.3.2.6?Sägen299
3.3.2.7?Feilen, Raspeln300
3.3.2.8?Bürstenspanen301
3.3.2.9?Schaben, Meißeln302
3.3.3?Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden303
3.3.3.1?Schleifen mit rotierendem Werkzeug303
3.3.3.2?Bandschleifen305
3.3.3.3?Hubschleifen306
3.3.3.4?Honen307
3.3.3.5?Läppen308
3.3.3.6?Strahlspanen309
3.3.3.7?Gleitspanen/Gleitschleifen310
3.3.4?Abtragen311
3.3.4.1?Thermisches Abtragen311
3.3.4.2?Chemisches Abtragen311
3.3.4.3?Elektrochemisches Abtragen312
3.3.5?Zerlegen313
3.3.5.1?Auseinandernehmen313
3.3.5.2?Entleeren313
3.3.5.3?Lösen kraftschlüssiger Verbindungen313
3.3.5.4?Zerlegen von durch Urformen gefügten Teilen314
3.3.5.5?Zerlegen von durch Umformen gefügten Teilen314
3.3.5.6?Punkt entfällt314
3.3.5.7?Ablöten314
3.3.5.8?Lösen von Klebeverbindungen314
3.3.5.9?Zerlegen textiler Verbindungen314
3.3.6?Reinigen315
3.3.6.1?Reinigungsstrahlen315
3.3.6.2?Mechanisches Reinigen315
3.3.6.3?Strömungstechnisches Reinigen316
3.3.6.4?Lösungsmittelreinigen317
3.3.6.5?Chemisches Reinigen317
3.3.6.6?Thermisches Reinigen320
3.4?Fügen321
3.4.1?Zusammensetzen322
3.4.2?Füllen322
3.4.3?An- und Einpressen322
3.4.4?Fügen durch Urformen322
3.4.5?Fügen durch Umformen322
3.4.6?Fügen durch Schweißen323
3.4.7?Fügen durch Löten325
3.4.8?Kleben326
3.4.9?Textiles Fügen326
3.5?Beschichten327
3.5.1?Beschichten aus dem flüssigen Zustand328
3.5.1.1?Schmelztauchen328
3.5.1.2?Anstreichen, Lackieren328
3.5.1.3?Färben329
3.5.1.4?Emaillieren, Glasieren329
3.5.1.5?Beschichten durch Gießen329
3.5.1.6?Drucken, Bedrucken330
3.5.1.7?Beschriften330
3.5.2?Beschichten aus dem plastischen Zustand330
3.5.2.1?Spachteln330
3.5.3?Beschichten aus dem breiigen Zustand331
3.5.3.1?Putzen, Verputzen331
3.5.4?Beschichten aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand331
3.5.4.1?Wirbelsintern331
3.5.4.2?Elektrostatisches Beschichten333
3.5.4.3?Beschichten durch thermisches Spritzen334
3.5.5?Punkt entfällt337
3.5.6?Beschichten durch Schweißen337
3.5.6.1?Schmelzauftragsschweißen337
3.5.7?Beschichten durch Löten338
3.5.7.1?Auftragsweichlöten338
3.5.7.2?Auftragshartlöten338
3.5.8?Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand339
3.5.8.1?Vakuumbedampfen339
3.5.8.2?Vakuumbestäuben340
3.5.9?Beschichten aus dem ionisierten Zustand341
3.5.9.1?Galvanisches Beschichten341
3.5.9.2?Chemisches Beschichten342
3.6?Stoffeigenschaften ändern343
3.6.1?Verfestigung durch Umformen344
3.6.1.1?Verfestigungsstrahlen344
3.6.1.2?Verfestigen durch Walzen345
3.6.1.3?Verfestigen durch Ziehen346
3.6.1.4?Verfestigen durch Schmieden346
3.6.2?Wärmebehandeln346
3.6.2.1?Glühen346
3.6.2.2?Härten347
3.6.2.3?Isothermisches Umwandeln348
3.6.2.4?Anlassen, Auslagern348
3.6.2.5?Vergüten349
3.6.2.6?Tiefkühlen349
3.6.2.7?Thermochemisches Behandeln350
3.6.2.8?Aushärten350
3.6.3?Thermomechanisches Behandeln350
3.6.3.1?Austenitformhärten350
3.6.3.2?Heißisostatisches Nachverdichten351
3.6.4?Sintern, Brennen351
3.6.5?Magnetisieren352
3.6.6?Bestrahlen352
3.6.7?Photochemische Verfahren352
3.6.7.1?Belichten352
4 Maschinen und Fertigungs­verfahren –354
5 Maschinen und Fertigungsverfahren –358
TEIL VI – Methoden360
1 Methoden366
1.1?IMS – Integrierte Managementsysteme366
1.2 SWOT-Analyse377
1.3 Effizienzanalyse377
1.4 Risikoanalyse379
1.5 Kundenzufriedenheitsanalyse382
1.6 Machbarkeitsanalyse383
1.7 Investitionsstudie/-analyse384
1.8 FTA (Ursache-Wirkung)384
1.9 Prozess- und Schnittstellenanalyse385
1.10 Kernkompetenz- undWertkettenanalyse386
1.11 Brainstorming386
1.12 Audit387
1.13 CAx-Anwendung mitSimulation388
1.14 Benchmarkanalyse391
1.15 Projektmanagement392
1.16 FMEA392
1.17 KVP-Management393
1.18 Balanced Scorecard393
1.19 Stakeholderanalyse394
1.20 Lebenszyklusanalyse395
1.21 ABC-Analyse undPareto-Diagramm397
1.22 TPM398
1.23 SPC – MFU/PFU403
1.24 Poka Yoke404
1.25 Weitere Methoden404
1.25.1?Methoden der Entscheidung404
1.25.2?Entgeltsysteme404
1.25.3?Systemanalyse405
1.25.4?Lastenheft und Pflichtenheft405
1.25.5?Bestellung405
1.25.6?Maschinenabnahme406
1.25.7?Innovationsmanagement406
2 Methoden – Praxisbeispiel408
2.1?Praxisbeispiel Antriebsgelenkwelle408
2.1.1?Methodenmöglichkeiten408
2.1.2 Arbeitsvorbereitung –Prozessschritte und Prozesse415
2.1.3 Kalkulation436
2.1.4 Lastenheft448
2.1.5 Angebots-, Verfahrens- undKostenvergleiche460
2.1.6 Verfahrensvergleiche463
2.1.7 Detailplanung Maschinen463
2.1.8 Detailplanung Spannsysteme464
2.1.9 Detailplanung Werkzeuge472
2.1.10 Operations- und Pru?fpläne479
2.1.11 Arbeitssysteme479
2.1.12 Produktion479
2.2?Planungsliste einer Investitionsstudie480
2.2.1?Zusammenfassung (Seite 1)481
2.2.2?Überblick Phase 1 und 2 – Produktion und Produktionsumfeld (Seite 2)482
2.2.3?Überblick Phase 3 und 4 – Produktion und Produktionsumfeld (Seite 3)483
2.2.4?Überblick Phase 1 und 2 –Kosten Industrial Engineering und Entwicklung (Seite 4)484
2.2.5?Überblick Phase 3 und 4 –Kosten Industrial Engineering und Entwicklung (Seite 5)485
2.2.6?Detailplanung Phase 1 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 6)486
2.2.7?Detailplanung Phase 2 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 7)487
2.2.8?Detailplanung Phase 3 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 8)488
2.2.9?Detailplanung Phase 4 Festgelenk Gelenkaußenteil (Seite 9)489
2.2.10?Detailplanung Phase 1 Festgelenk Kugelnabe (Seite 10)490
2.2.11?Detailplanung Phase 2 Festgelenk Kugelnabe (Seite 11)491
2.2.12?Detailplanung Phase 3 Festgelenk Kugelnabe (Seite 12)492
2.2.13?Detailplanung Phase 4 Festgelenk Kugelnabe (Seite 13)493
2.2.14?Detailplanung Phase 1 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 14)494
2.2.15?Detailplanung Phase 2 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 15)495
2.2.16?Detailplanung Phase 3 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 16)496
2.2.17?Detailplanung Phase 4 Festgelenk Kugelkäfig (Seite 17)497
2.2.18?Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 18)498
2.2.19?Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 19)499
2.2.20?Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 20)500
2.2.21?Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Gelenkaußenteil (Seite 21)501
2.2.22?Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 22)502
2.2.23?Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 23)503
2.2.24?Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 24)504
2.2.25?Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Kugelnabe (Seite 25)505
2.2.26?Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 26)506
2.2.27?Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 27)507
2.2.28?Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 28)508
2.2.29?Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Kugelkäfig (Seite 29)509
2.2.30?Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 30)510
2.2.31?Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 31)511
2.2.32?Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 32)512
2.2.33?Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 33)513
2.2.34?Detailplanung Phase 1 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 34)514
2.2.35?Detailplanung Phase 2 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 35)515
2.2.36?Detailplanung Phase 3 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 36)516
2.2.37?Detailplanung Phase 4 Verschiebegelenk Tripode Gelenkaußenteil (Seite 37)517
2.2.38?Detailplanung Phase 1 Zwischenwelle (Seite 38)518
2.2.39?Detailplanung Phase 2 Zwischenwelle (Seite 39)519
2.2.40?Detailplanung Phase 3 Zwischenwelle (Seite 40)520
2.2.41?Detailplanung Phase 4 Zwischenwelle (Seite 41)521
2.2.42?Detailplanung Phase 1 Montage (Seite 42)522
2.2.43?Detailplanung Phase 2 Montage (Seite 43)523
2.2.44?Detailplanung Phase 3 Montage (Seite 44)524
2.2.45?Detailplanung Phase 4 Montage (Seite 45)525
2.2.46?Detailplanung Phase 1 Sonstige Kosten (Seite 46)526
2.2.47?Detailplanung Phase 2 Sonstige Kosten (Seite 47)527
2.2.48?Detailplanung Phase 3 Sonstige Kosten (Seite 48)528
2.2.49?Detailplanung Phase 4 Sonstige Kosten (Seite 49)529
2.2.50?Detailplanung Phase 1 Sonstige Kosten (Seite 50)530
2.2.51?Detailplanung Phase 2 Sonstige Kosten (Seite 51)531
2.2.52?Detailplanung Phase 3 Sonstige Kosten (Seite 52)532
2.2.53?Detailplanung Phase 4 Sonstige Kosten (Seite 53)533
3 Methoden – Zusammenfassung534
TEIL VII – Management536
1 Management allgemein540
2 Kompetenzen im Management542
3 Management ist schwierig546
4 Projektmanagement550
4.1?Projektablauf550
4.2?Projektinteressen551
4.3?Projektarbeit552
5 Management und Industrial Engineering554
5.1?Das IndustrialEngineering allgemein und die Planung554
5.2?Aufgaben des Industrial Engineerings – Ziele554
5.3?Planungsverfahren556
6 Managementsysteme558
7 Management – Praxisbeispiel560
8 Management – Zusammenfassung562
TEIL VIII – Miteinander564
1 Das Miteinander568
2 Teamarbeit574
3 Regeln für eine offene580
4 Selbstmanagement582
4.1?Selbstmanagement im Beruf583
5 Grundlagen der Moderation – Phasen584
6 Problem oder Aufgabe lösen586
7 Industrial Engineering590
7.1?Die Bedeutung des Industrial Engineerings590
7.1.1?Funktionen des Industrial Engineers590
7.1.2?Organisationsmöglichkeit des Industrial Engineers591
7.2?Industrial Engineering und die Entwicklung593
7.3?Industrial Engineering und Controlling594
7.4?Industrial Engineering und Joint Ventures595
8 Miteinander – Praxisbeispiele596
9 Miteinander – Zusammenfassung600
Sachverzeichnis602

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