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In dieser Diplomarbeit wird die Entwicklung einer Miniaturkutsche behandelt. Die Kutsche soll der klassischen Viktoria-Pferdekutsche nachempfunden werden, daher wird auch auf das stilechte Erscheinungsbild Wert gelegt. Bis zu vier Personen sollen durch die urwüchsigen Naturkräfte von zwei Ponys mit einem Stockmaß unter 1,1 m befördert werden. Ausstattung und Baugruppen der Miniaturkutsche werden schrittweise thematisiert und unter Berücksichtigung von Funktionalität, Festigkeit und Ästhetik konstruiert. Die Berechnung der Fahrgestellkomponenten erfolgt auf Missbrauch und/oder Dauerfestigkeit. Die dazu benötigten dynamischen Kenngrößen konnten aus Messwerten bereits vorhandener wissenschaftlicher Arbeiten entnommen werden. Ziel der Arbeit ist das Konzept für den Bau dieser Miniaturkutsche. Dabei soll das konstruktive Ergebnis eine Vorstellung über den Fertigungsaufwand und die entstehenden Kosten bei Produktion der Miniaturkutsche vor Ort bzw. im Inland vermitteln.

Die Technologie des digitalen Zwillings hat ihr Potenzial zur Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit eine Vielfalt von industriellen und nicht-industriellen Anwendungen unter Beweis gestellt. Dabei wird ein virtuelles Abbild eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems erstellt, das sein Verhalten, seine Leistung und seine Umgebung in Echtzeit in der digitalen Welt genau nachbildet. Diese Technologie kombiniert fortschrittliche Sensoren, Datenanalyse und Modellierungstechniken, um einen digitalen Zwilling zu schaffen, der die Leistung seines physischen Gegenstücks überwachen, vorhersagen und optimieren kann. In dieser Arbeit wurden drei an einer Demonstrationsmaschinen vorgestellt. Diese Maschinen sind für die Bearbeitung, die Verteilung bzw. die Trennung zuständig und formen eine Produktionslinie. Die virtuellen Modelle von den drei Maschinen wurden aus CAD-Dateien mittels Onshape und MATLAB realisiert. Die virtuellen Modelle wurden dann verwendet, um mit MATLAB SPS-Code für Siemens S7 zu generieren. Der generierte Code wurde dann mittels TIA V16 und PLCSIM getestet, um sicherzustellen, dass das virtuelle Modell die physikalischen Maschine wirklich nachbilden kann.

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Digitalisierung der auftragsorientierten Bedarfsermittlung für die Profile von Bordwänden. Um wettbewerbsfähig zu bleiben und effizienter zu arbeiten nimmt die Digitalisierung in der heutigen Arbeitswelt einen zunehmend höheren Stellenwert ein. Insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen wie Fahrzeugbau KEMPF GmbH, deren Bedarfsermittlung in der Bordwandfertigung bisher per Hand durchgeführt wird, ist es notwendig die Prozesse effizienter zu gestalten. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Excel-Tool zu entwickeln, welches die Bedarfsermittlung übersichtlicher und effizienter gestalten soll. Die Anforderungen und der Aufbau werden in Zusammenarbeit mit dem zuständigen Mitarbeiter herausgearbeitet. Die Entwicklung des Excel-Tools teilt sich in drei Phasen auf, bis alle Funktionen vollständig umgesetzt sind. Nach jeder Phase wird die jeweilige Entwicklungsstufe von diesem Mitarbeiter getestet, um Fehler zu identifizieren und Verbesserungen sowie Erweiterungen für die nächste Entwicklungsphase herauszuarbeiten. Des Weiteren wird ein Nachweis der Effizienzsteigerung anhand von Zeitstudien und Rückmeldungen des Mitarbeiters erbracht. Abschließend werden die Ergebnisse in einer Diskussion ausgewertet und im Ausblick eine mögliche Weiterentwicklung des Excel-Tools aufgezeigt.

Für viele ältere geheingeschränkte Menschen sind Treppenstufen im privaten Umfeld ein Hinderungsgrund am öffentlichen Leben teilnehmen zu können. Viele dieser wohnen in Mehrfamilienhäuser, in denen z. B. die Größe des Treppenhauses oder auch andere Randbedingungen es nicht möglich machen, Treppenlifte einzubauen. Im Logistikbereich spielen autarke Transportsysteme eine immer größere Rolle. Die Idee besteht darin, ein vergleichbar autarkes System für den Transport von Personen zu entwickeln, welches in der Lage ist, Treppenstufen mit einer kontinuierlichen Bewegung zu überwinden. Die i. d. R. älteren Personen sollen in die Lage versetzt werden, ohne fremde Hilfe die Treppen zu bewältigen. Ziel dieser Arbeit ist es, ausgehend von einer Literatur- und Patentrecherche in einem ersten Schritt Anforderungen zusammenzutragen (z. B. typische Anordnung von Treppenstufen, erforderliche Beschleunigung, Geschwindigkeit, Traglast etc.). um anhand dieser Grundlage in einem zweiten Schritt mögliche Konzepte auszuarbeiten. Diese Konzepte sollen sowohl den mechanischen Aufbau als auch die Antriebsstruktur mit Energieversorgung (akkubetrieben) berücksichtigen.

Die Arbeit lässt sich in zwei große Themenkomplexe gliedern: Simulation und Berechnung von Prüfstandkennwerten und Eingabebasierte Steuerung des Gelenklagerprüfstands. Beide Hauptthemen beinhalten die Ermittlung von Prüfstandparametern und sind eng miteinander verknüpft. Die Simulationen der Kenngrößen Schwenkwinkel αs, Gleitgeschwindigkeit ω ⃗ und Gleitbeschleunigung α ⃗ erfolgen auf der Basis von Modellen. Neben einem realitätsnahen CAD-Modell kommen ein abstrahiertes Modell (Prüfstandmodell) sowie ein Balkenmodell zum Einsatz. Alle Modelle wurden in der Matlab-Simscape-Umgebung erstellt und unterscheiden sich ihn ihrem Abstraktionsgrad voneinander. Um die Modelle in Bezug auf ihre Realitätsnähe zu verifizieren, wurden die simulierten Ergebnisse der einzelnen Modellvarianten direkt miteinander verglichen. Die deckungsgleichen Verläufe der einzelnen Kenngrößen haben dabei die geometrische Korrektheit des jeweiligen Modells bestätigt. Ein zusätzlicher Vergleich wurde mit dem Vektorenmodell des Prüfstandantriebs angestellt. Hier waren die Simulationsergebnisse ebenfalls identisch. Die mit dem Prüfstandmodell simulierten Kenngrößen wurden abschließend mit den aufgezeichneten Messwerten eines realen Versuchs verglichen. Das Übereinstimmen beider Schwenkwinkel-Verläufe bestätigt die Realitätsnähe des Prüfstandmodells zusätzlich. Diese wertvollen Erkenntnisse zur Modellgestaltung erlauben die zukünftige Anwendung der Modelle für Simulationen und Berechnungen. Die simulierten Kenngrößen sind zugleich auch Eingabeparameter für das LabVIEW-Programm zur Prüfstandsteuerung. Daraus werden weitere Prüfstandparameter, wie beispielsweise die Motordrehzahl nMot, berechnet. Der so ermittelte Vorgabewert für die Motordrehzahl wird direkt über eine, im Rahmen der Arbeit entwickelte, Schnittstelle an die Motorsteuerung übergeben. Das LabVIEW-Programm dient nicht nur der Motorsteuerung, auch die im Versuch ermittelten Messwerte werden hier gesammelt, aufbereitet und in Form einer Log-Datei ausgegeben. Der Datenaustausch zur Messwerterfassung geschieht ebenfalls über eigens dafür entwickelte Schnittstellen, welche in der Arbeit beschrieben sind. Somit sind die Dokumentation und Weiterverarbeitung der Versuchsergebnisse gegeben.