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Die Entwicklung von Leichtbaukonzepten für Karosseriebauteile ist Grundbestandteil in der Produktentstehung von Fahrzeugen. Dabei liegen zur Verwirklichung mehrdimensionaler Zielstellungen die Entwicklungen von Werkstoffen sowie der Fortschritt von Fertigungsverfahren im Fokus der Fahrzeughersteller. An Priorität hat dabei die Zielstellung der Nachhaltigkeit von Produkt und Produktionsprozess gewonnen. Diesbezüglich hat der Werkzeugbau eine Schlüsselposition zur Realisierung der Karosseriebauteile unter Beachtung aller Zielstellungen im Produktentstehungsprozess. In der vorliegenden Diplomarbeit werden deshalb Markt-, Werkstoff- sowie Verfahrensanalysen für die strategische und technologische Ausrichtung der Porsche Werkzeugbau GmbH aufgestellt. Um den aktuellen Stand im Karosseriebau diesbezüglich darzustellen, wird nach der Ausführung technischer und organisatorischer Grundlagen eine umfangreiche Recherche durchgeführt. Die Ergebnisse der Recherche werden strategisch eingeordnet sowie Werkstoffe und Fertigungsverfahren hinsichtlich Leichtbau und Nachhaltigkeit eingegrenzt. Aus der Diskussion mit den Stakeholdern und der Betrachtung standortbezogener Voraussetzungen wird ein strategisches Konzept für die zukünftige Weiterentwicklung geschlussfolgert sowie Handlungsempfehlungen benannt.

Die Autoren bringen langjährige Erfahrung in verschiedenen Industriebranchen und der akademischen Ausbildung im Lean- und Project and Process Management mit sich. Im Rahmen der beruflichen Tätigkeit und der akademischen Arbeit hat sich immer wieder die Frage gestellt, wie die Philosophie des Lean Management mit den Aufgaben des Projekt Management Office interagieren können. Viele Ansätze des Lean Management, vor allem organisatorische Methoden zeigen eine breite Anwendungsmöglichkeit und sollten somit auch dem Projekt Management Office (PMO) hilfreich sein. Vor einiger Zeit hat sich schon der Begriff des Lean Office [YDF01] etabliert, der aber sowohl in der Büroorganisation als auch der Dokumentenpflege Ansatz findet. Im Rahmen des PMO soll dieser Lean Office auf die bereitzustellenden Prozesse und deren Integration ins Enterprise Ressource Planning Anwendung finden. Je schlanker und effizienter die Projekt- und Programmprozesse einer Organisation aufgestellt werden, desto leichter können diese abgebildet und in die Enterprise Ressource Planning (ERP)-Datenlandschaft übertragen werden. Somit wird ein solider Grundstein über den gesamten Produktprozess gelegt - von der Entwicklung, über die Herstellung bis hin zur schlussendlichen Verwertung schlank, effizient, automatisiert und digitalisiert abgebildet zu sein.

Im Zuge des Bestrebens Fertigungen an das Konzept der Industrie 4.0 anzupassen, wird es immer wichtiger für Unternehmen Betriebsdaten zu sammeln und gegebenenfalls auszuwerten. Die Arbeit mit dem Titel : „Konzeptentwicklung zur Standzeitüberwachung von Werkzeugen der spanenden Fertigung“, taucht in dieses Konzept ein. Im Fokus steht die Gewinnung von Stückzahl- und Standzeitdaten. Dies wird durch mehrere Methoden getestet. Desweiteren soll im kooperierenden Unternehmen Flender Industriegetriebe GmbH in Penig aus diesen Daten ein Konzept für eine Standzeitüberwachung erstellt werden. Das beinhaltet den Aufbau einer digitalen sowie einer physischen Infrastruktur. Auf dieser werden die Daten im Prozess gesteuert, verwaltet und transportiert. Außerdem werden in dieser Arbeit, der Prozess und die anknüpfenden Arbeitsschritte definiert und beschrieben. Die Abfolge der einzelnen Arbeitschritte wurde so dimensioniert, dass eine hohe Sicherheit des Prozess gegeben ist. Dafür wurde anfangs eine gründliche Analyse aller Ziele, aktuellen Herausforderungen und Optimierungsmöglichkeiten durchgeführt. Während der Prozessdefinition wurden Möglichkeiten der Gewinnung von Standzeit- und Stückzahldaten, unter festgelegten Kriterien verglichen. Mittels einer Nutzwertanalyse wurde das optimale Verfahren für das Unternehmen Flender gefunden. Durch zahlreiche Tests konnte der Zyklus in der Praxis getestet werden. Daraufhin wurden Vorschläge zur Verwendung der Standzeitdaten für einzelne Anwendungsbereiche formuliert. Zuletzt schließt sich eine kritische Betrachtung dieser Arbeit an.

Im Jahr 2022 hat die Warema Renkhoff SE entschieden den Energieträger Wasserstoff (H2) als eine Erdgasalternative für die Beheizung der Pulverlacköfen im Rahmen von zwei Abschluss- arbeiten untersuchen zu lassen. Eine andere Arbeit befasste sich mit den unterschiedlichen Möglichkeiten der Versorgung mit H2. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die unterschied- lichen Aspekte für den Einsatz des neuen Energieträgers in der Fertigung betrachtet. Recherchen zu einem möglichen H2-System zeigten, dass alle Komponenten bereits heute verfügbar sind. Manche, wie z.B. ein 100%-H2 Brenner, befinden sich aber noch im Proto- typenstadium. Zurzeit existieren noch keine Regelwerke für die Installation und Betrieb von H2-Sytemen, die den Stand der Technik abbilden. Die Erarbeitung solcher Regelwerke wurde in 2023 begonnen und wird einige Zeit in Anspruch nehmen. Um unterschiedliche Konfigurationen von H2-Systemen untereinander und mit dem existie- renden Erdgassystem vergleichen zu können, wurde in dieser Arbeit ein Tool entwickelt. Dieses Bewertungs- und Entscheidungstool erlaubt es das System zu konfigurieren und nach Kosten, Risiken und CO2-Emissionen zu bewerten. Die Bewertung erfolgt nach dem Prinzip einer um- gekehrten Nutzwertanalyse. Im Tool wurde beispielhaft die Pulverbeschichtungsanlage 1 am Standort Marktheidenfeld abgebildet. Wasserstoff gilt aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften als besonders schwierig in der Handhabung und gefährlicher als z.B. Erdgas. Die Risikobewertung bildet auch deshalb den Hauptteil des Tools. Die Risikobewertung wurde so gestaltet, dass sie wissenschaftlich fundiert und dennoch einfach anzuwenden ist. Im fertigen Tool wurden einige Konfigurationen miteinader verglichen. Es zeigt sich, dass das derzeitige Erdgassystem sowohl bei den Kosten als auch bei den Risiken von keinem H2- System erreicht werden kann. Ohne zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen bzw. -maßnahmen beim H2-System ist das Risiko bei manchen Risikoszenarien zu hoch. Ein großes Risiko beim H2-System geht aber auch von der fehlenden Erfahrung und Komponenten, welche sich noch in Entwicklung befinden, aus. Zum Abschluss wurde die Rentabilität eines H2-Systems betrachtet. Dazu wurden die im Tool ermittelten Investitionskosten für ein H2-System verwendet. Für unterschiedliche Erdgas- preise und Amortisationszeiträume wurde der H2 Preis berechnet, ab dem sich die Investition amortisiert. Zum Beispiel müsste der H2 Preis unter 5 €/kg liegen (heute ca. 10 €/kg), damit sich das System beim heutigen Erdgaspreis von 0,15 €/kWh nach 5 Jahren amortisieren kann. Aus dieser Arbeit können direkte Handlungsempfehlungen für Warema abgeleitet werden. So scheint es aus mehreren Gründen sinnvoll mit der Installation eines H2-Systems noch 2–3 Jahre zu warten. In dieser Zeit werden z.B. die Normen für H2-Installationen fertiggestellt. Wenn ein H2-System installiert wird, sollte man zuerst nur einen Brenner auf H2 umstellen. So fallen die Anfangsinvestitionen deutlich niedriger aus und die Reduktion der CO2-Emissionen ist dennoch beträchtlich (bis zu 50%!). Gleichzeitig kann Erfahrung mit H2 im Unternehmen gesammelt werden.

Zur Herstellung von Mikro- und Submikrostrukturen werden im lithografischen Prozess fotosensitive Polymerlacke verwendet. Im i-line-Bereich wird mit einer Belichtungswellenlänge von 365 nm gearbeitet, wofür typische Lacke auf der Basis von Novolak mit Dicken zwischen 1 und 6 µm zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Anspruch an diese Fotolacke ist deren sehr gute Haftung auf unterschiedlichen Substraten, wie beispielsweise thermische- oder CVD-Oxide auch während sich anschließender Prozesse, wie der Implantation. Bei Dicken von ca. 5-6 µm können diese Lacke Probleme im Haftungsverhalten zeigen, was zur Delamination von strukturierten Lackgebieten führen kann. Gegenstand der Arbeit ist es, das mechanische Verhalten von klassischem Novolak-Lack mit einem chemisch verstärkten i-line-Lack bei Infineon in Dresden zu vergleichen. Dafür wurde zuerst eine Fotomaske mit unterschiedlichen Teststrukturen entworfen. Danach wurden die unterschiedlichen Geometrien dieser Testmaske in Kombination mit unterschiedlichen Untergründen mit Hilfe von Defektdichteuntersuchungen hinsichtlich ihrer Haftung bewertet. Dann am Ende wurden die mechanischen und viskoelastischen Materialeigenschaften der Polymere nach der Implantation untersucht.