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Exemplarische Produktentwicklung nach VDI 2221: Konstruktion einer Flaschenöffnungsmaschine

Projektarbeit 2009 59 Seiten

BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenstellung

2 Anforderungsliste

3 Funktionsliste
3.1 Hauptfunktion
3.2 Teilfunktionen
3.3 Lösungsmatrix der Teilfunktionen (Morphologischer Kasten)

4 Ermittlung von Bewertungskriterien
4.1 Systematisierungskriterien

5 Gewichtung von Bewertungskriterien (binärer Vergleich)

6 Ermittlung von Lösungen

7 Beurteilung und Auswahl von Teillösungen
7.1 subjektive Lösungsbewertung
7.2 subjektive Lösungsbewertung anhand der Wartungsfreundlichkeit
7.3 subjektive Lösungsbewertung anhand der Zuverlässigkeit
7.4 subjektive Lösungsbewertung anhand der Ressourcen/ Energieorientierung
7.5 subjektive Lösungsbewertung anhand der Hygiene/Reinigungskriterien
7.6 subjektive Lösungsbewertung anhand der Kosten
7.7 subjektive Lösungsbewertung anhand der Geschwindigkeit
7.8 subjektive Lösungsbewertung anhand der Bedienerfreundlichkeit
7.9 subjektive Lösungsbewertung anhand der Optik
7.10 subjektive Lösungsbewertung anhand der Flexibilität
7.11 subjektive Lösungsbewertung anhand der Betriebssicherheit
7.12 subjektive Lösungsbewertung anhand der Größe

8 Wertungsmatrix
8.1 Wertungsmatrix für Teilfunktion Kiste Bereitstellen
8.2 Wertungsmatrix für Teilfunktion Flasche erkennen Projekt Flaschenöffner
8.3 Wertungsmatrix für Teilfunktion Flasche öffnen
8.4 Wertungsmatrix für Teilfunktion Verschluss entsorgen
8.5 Wertungsmatrix für Teilfunktion Kiste ausfördern

9 Die Black Box
9.1 Die Black Box des Gesamtsystems
9.2 Aufteilung in Teilsysteme
9.2.1 Blackbox des Teilsystems Kiste bereitstellen
9.2.2 Blackbox des Teilsystems Verschluss erkennen
9.2.3 Blackbox des Teilsystems Flasche öffnen
9.2.4 Blackbox des Teilsystems Verschluss entsorgen
9.2.5 Blackbox des Teilsystems Kiste ausgeben
9.3 Aufgabenverteilung
9.3.1 Feineinteilung

10 Kombination der Teillösungen

10.1 Entwurfsskizze
11 Funktionsbeschreibung
11.1 Initialisierungsschritt
11.2 Öffnungsalgorithmus
11.2.1 Deckel entsorgen
11.3 Ausschleusung
11.4 Sicherheitsrelevante Maßnahmen

Abbildungsverzeichnis

1 Aufgabenstellung

Im Verlauf des Moduls Konstruktionssystematik, im Sommersemester 2010, der Fachhochschule Südwestfalen Standort Soest, ist folgende Aufgabenstellung zu bearbeiten.

Es gilt eine Maschine zu planen, zu entwerfen und zu konstruieren, welche das automatisierte Öffnen von Getränkeflaschen unterschiedlicher Formate ausführt. Bei den Gebinden handelt es sich um so genannte Rahmenkästen, welche in unterschiedlichsten Formaten bereitgestellt werden. Die Verschlüsse der Flaschen differenzieren sich in Kronkorken und Schraubverschlüsse. Die Getränkekiste wird vom Bediener bereitgestellt und soll automatisch geöffnet, sowie die entfernten Deckel entsorgt werden. Anschließend ist die geöffnete Getränkekiste in Griffhöhe bereit zu stellen.

Weiterhin ist gefordert, dass die Maschine eine Kiste pro Minute bearbeitet. Zusätzlich sollen sich in der Ausgabestation zu jedem Zeitpunkt zwei geöffnete Kisten befinden. Aus dieser Beschreibung ergibt sich die im folgenden Abschnitt aufgeführte Anforderungsliste. Aus dieser Anforderungsliste resultieren die geforderten Funktionen der Maschine.

2 Anforderungsliste

Festanforderungen:

- Material: V2A
- Kronkorken nach DIN öffnen
- Schraubverschlüsse nach DIN öffnen
- Flaschenkopf (Eng Hals, Weit Hals) nach DIN
- Verschiedenen Kistenformate
- Kisten geöffnet in Griffhöhe bereitstellen
- Selbstständige Verschlusserkennung
- Deckel unsortiert auffangen

Minimal, Maximalanforderungen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wünsche:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Maschinenplanung ist gemäß diesen Anforderungen durchzuführen, respektive zu gestalten. Die Anforderungen wurden in der Veranstaltung Konstruktionssystematik am 14.04.2010, in Kooperation mit Herrn Prof. Dr. Ing. Spörer.

3 Funktionsliste

In den nachfolgenden Schritten wird die Hauptfunktion festgelegt, sowie die Teilfunktionen, welche zum Erreichen der Hauptfunktion benötigt werden bestimmt.

Eine Wertung erfolgt im dritten Abschnitt dieser Projektmappe.

3.1 Hauptfunktion

Öffnen von Weit Hals und Eng Hals Getränkeflaschen nach DIN, welche mit Kronkorken oder Schraubverschlüssen verschlossen sind. Die Flaschen befinden sich in verschieden formatigen Rahmenkisten.

3.2 Teilfunktionen

1. Teilfunktion: Kiste bereitstellen
2. Teilfunktion: Kistenformat und Verschlussart, sowie Flaschenposition erkennen
3. Teilfunktion: Flasche öffnen
4. Teilfunktion: Deckel entsorgen
5. Teilfunktion: Kiste in Griffhöhe bereitstellen

3.3 Lösungsmatrix der Teilfunktionen (Morphologischer Kasten)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 - morphologischer Kasten eigene Darstellung

4 Ermittlung von Bewertungskriterien

In diesem Abschnitt wird eine Bewertung der Teillösungen aus dem morphologischen Kasten durchgeführt. Diese Bewertung orientiert sich zum einem an den Auswahlkriterien laut VDI 2220 ff., für die objektive Teillösungsbewertung und zum anderen an einer Bewertungsmatrix. Diese Bewertungsmatrix resultiert aus Bewertungskriterien, welche anhand eines Brainstormings, im Verlauf der Veranstaltung Konstruktionssystematik, vom 28.04.2010, ermittelt wurden. Diese Bewertungskriterien werden mit Hilfe eines Binärvergleichs bewertet und relativiert. Es ergaben sich aus dem oben genannten Brainstorming elf Systematisierungskriterien welche im Abschnitt 4.1 erläutert werden.

4.1 Systematisierungskriterien

Wie im Abschnitt 4 beschrieben (Ermittlung von Bewertungskriterien) kristallisieren sich folgende Bewertungskriterien heraus:

- Wartungsfreundlichkeit: K1
- Zuverlässigkeit: K2
- Ressourcen-, Energieorientiert: K3
- Hygiene, Reinigung: K4
- Kostenoptimal: K5
- Geschwindigkeitsoptimal: K6
- Bedienerfreundlichkeit: K7
- Optisch ansprechend: K8
- Flexibel: K9
- Betriebssicher laut UVV: K10
- Baugröße und Aufstellfläche: K11

Diese Systematisierungskriterien werden anschließend in einer Auswahlmatrix durch einen binären Vergleich verglichen und mit einem Zahlenwert relativiert.

5 Gewichtung von Bewertungskriterien (binärer Vergleich)

Die Systematisierungskriterien aus Abschnitt 4.1 (Systematisierungskriterien), welche sich durch das Brainstorming ermittelt haben, werden nun in einer Auswahlmatrix binär verglichen und mit einem Zahlenwert relativiert. Dieses Vorgehen ermöglicht einen relativen Vergleich der Lösungen der Teilfunktionen mit den Bewertungskriterien.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2 - binärer Vergleich eigene Darstellung

6 Ermittlung von Lösungen

Im folgenden Abschnitt werden die Teillösungen mit Hilfe des morphologischen Kastens ermittelt und im Folgenden bewertet. Für die entsprechende Aufgabenstellung wurden folgende Lösungen ermittelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

eigene Darstellung

7 Beurteilung und Auswahl von Teillösungen

Die Bewertungsmatrix stellt einen objektiven Vergleich der Lösungsvarianten der Teilfunktionen dar. Dieses Teilfunktionen, bzw. Teillösungsvarianten resultieren aus dem morphologischen Kasten, der in der Tabelle 1 dargestellt wurde.

7.1 subjektive Lösungsbewertung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3 - subjektiv bewerteter morphologischer Kasten eigene Darstellungen

Die Bewertung gliedert sich in folgende Zahlenwerte von 0 bis 4, wobei die Null die schlechteste Lösung darstellt. Aufgrund der Tatsache, dass in diesem Fall lediglich 4 Lösungen angeboten werden, reduziert sich die Zahlenwerte auf vier Elemente von 0 bis 3

7.2 subjektive Lösungsbewertung anhand der Wartungsfreundlichkeit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 4 - bewerteter morphologischer Kasten anhand der Wartungsfreundlichkeit eigene Darstellung

7.3 subjektive Lösungsbewertung anhand der Zuverlässigkeit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 5 - bewerteter morphologischer Kasten anhand der Zuverlässigkeit eigene Darstellung

7.4 subjektive Lösungsbewertung anhand der Ressourcen/ Energieorientierung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 6 - bewerteter morphologischer Kasten anhand der Ressourcen/Energieorientierung eigene Darstellung

7.5 subjektive Lösungsbewertung anhand der Hygiene/Reinigungskriterien

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 7- bewerteter morphologischer Kasten anhand der Hygiene/Reinigungskriterien eigene Darstellung

[...]

Details

Seiten
59
Jahr
2009
ISBN (eBook)
9783656945970
ISBN (Buch)
9783656945987
Dateigröße
2.8 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v296237
Institution / Hochschule
Fachhochschule Südwestfalen; Abteilung Soest – Maschinenbau und Automatisierungstechnik
Note
1,3
Schlagworte
exemplarische produktentwicklung beispielhafte

Autor

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