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In an unscientific era when maps were rarities, how did ancient Romans envisage their far flung empire? This was done by various means for certain, including with the aid of an ingenious type of portable sundial that has barely attracted notice. As the Romans understood before the first century BCE, to track the passage of the sun across the sky hour-by-hour one needed to know one's latitude and the time of year, and that, furthermore, sundials did not have to be fixed objects. These portable instruments, crafted in bronze, were adjustable for the changes of latitude to be expected on long journeys-say, for instance, from Britain to Spain, or from Alexandria to Rome, or even on a Mediterranean tour. For convenient reference, these sundials incorporated lists of twenty to thirty names of cities or regions, each with its specific latitude. One of the insights of Roman Portable Sundials is that the choice of locations offers unique clues to the mental world-map and self-identity of individuals able to visualize Rome's vast empire latitudinally. The sixteen such sundials known to date share common features but designers also vied to create enhancements. Comparison with modern calculations shows that often the latitudes listed are incorrect, in which case the sundial may not perform at its best. But then the nature of Romans' time-consciousness (or lack of it) must be taken into consideration. Richard Talbert suspects that owners might prize these sundials not so much for practical use but rather as prestige objects attesting to scientific awareness as well as imperial mastery of time and space. In retrospect, they may be seen as Roman precursors to comparable Islamic and European instruments from the Middle Ages onwards, and even to today's luxury watches which display eye-catching proof of their purchasers' wealth, sophistication, and cosmopolitanism. Richly enhanced with detailed photographs, line drawings, maps, a gazetteer, and a table of latitudes and locations, Roman Portable Sundials brings these overlooked gadgets out of the shadows at last to reveal their hitherto untapped layers of meaning.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit am Institut fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universitat Stuttgart (IAT) und am Fraunhofer-Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO). Die Anregung zur wissenschaftlichen Erarbeitung des Themas geht zuruck auf ein IAO-internes Projekt zur Realisierung eines Montageintranets. Meinem Hauptberichter, Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. H.-I. Bullinger, geschaftsfuhrender Direktor des Instituts fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universitat Stuttgart (lAT) und Leiter des Fraunhofer-Instituts fur Arbeitswirtschaft und Organisation (lAO), gilt mein besonderer Dank fur die wissenschaftliche Unterstutzung und wohlwollende Foerderung der Arbeit. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. E. Westkamper, Leiter des Instituts fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart (lFF) und des Fraunhofer-Instituts fur Produktionstechnik und Automatisierung (lPA), danke ich fur die UEbernahme des Mitbetichts. Herrn Dr. Fahnrich danke ich fur die Betreuung und Foerderung des Themas. Frau Dr. Weisbecker und Henn Dipl.-Infolm. Goersch danke ich fur die eingehende Durchsicht sowie fur wertvolle Hinweise zur Arbeit. Meinen Kollegen Dipl.-Ing. S. Wilhelm und Dipl.-Infonn. E. Schuster danke ich fur die Mitarbeit bei der Realisierung des Infonnationssystems sowie fur wertvolle Diskussionen in einem produktiven Arbeitsumfeld. Ennutigung und Verstandnis erhielt ich wahrend der schwierigen Phasen in der Erstellung der Arbeit durch meine Lebensgefahrtin Evelyn Hahn.

Managing Engineering, Procurement, Construction, and Commissioning Projects An invaluable real-world guide to managing large-scale and complex Engineering, Procurement, Construction and Commissioning (EPCC) projects Engineering, Procurement, Construction and Commissioning (EPCC) infrastructure projects require engineers from several disciplines to adhere to strict budgetary, scheduling, and performance parameters. Chemical engineers involved in EPCC projects are involved primarily in ensuring that the process plant is designed correctly and safely--interacting with the client, contributing to feasibility studies, selecting specific technologies, developing process flow diagrams, and other key tasks. Managing Engineering, Procurement, Construction, and Commissioning Projects: A Chemical Engineer's Guide clearly defines the role of a chemical engineer in the EPCC industry and provides detailed and systematic coverage of each phase of an EPCC project. Drawing from their extensive experience in process design, optimization, and analysis, the author identifies and discuss each key task and consideration from a chemical engineer's perspective. Topics include scope and process planning, construction support, operator training, safety and viability evaluation, and detail engineering. Provides a structured overview of the various challenges chemical engineers face in each project phase Introduces the essential aspects of the Engineering, Procurement, Construction and Commissioning industry Describes the roles of chemical process engineers in each phase of EPCC projects and in different EPCC industry positions Discusses the interaction of process engineers with other disciplines and clients Managing Engineering, Procurement, Construction, and Commissioning Projects: A Chemical Engineer's Guide is a must-have resource for chemists in industry, process engineers, chemical Engineers, engineering consultants, and project managers and planners working on EPCC projects across the chemical Industry.

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Tatigkeit als Doktorand am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Uni- versitat Stuttgart (ISW) unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. DrAng. A. Storr in Zusammenarbeit mit der Verfahrensentwicklung der Mercedes-Benz AG. Ihm danke ich fur die gute Betreuung, die vielen, hilfreichen Anregungen und die wertvollen fachli- chen Diskussionen. Bei Herrn Prof. DrAng. Dr. h. c. U. Heise! moechte ich mich rur sein entgegengebrachtes Interesse an dieser Arbeit und die UEbernahme des Mitberichts bedanken. Herrn Dipl.-Ing. R. Kluth und Herrn Dipl.-Ing. D. Schutzenauer moechte ich rur die freundliche Aufnahme in der Abteilung Mess, - Pruf- und Automatisierungstechnik der Verfahrensentwicklung der Mercedes-Benz AG danken. Besonders bedanken moechte ich mich bei Herrn DrAng. C. Siegel, Projektleiter des Pro- jekts "Neue Produktionssysteme", der die Anregung zu dieser Arbeit gab mit seinem Rat und seiner Erfahrung in vielen konstruktiven Gesprachen den erfolgreichen Abschluss dieser Arbeit erst moeglich machte. Auch den Herren Dipl.-Ing. U. Spahn, Dipl.-Ing. P. StadtIer, Dipl.-Ing. E. Dobler, Dipl.- lng. M. Schoenenberg, Dipl.-Ing. D. Ruoffund Dipl.-Ing. T. Brandl gilt mein besonde- rer Dank fur die sehr gute und fruchtbare Zusammenarbeit sowie die zahlreichen fachli- chen Diskussionen. Alle anderen nicht namentlich genannten Mitarbeitern des ISW sowie der Verfahrens- entwicklung der Mercedes-Benz AG danke ich fur ihr stets kollegiales Verhalten und ih- re Aufgeschlossenheit.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Herrn Prof. Dr. -Ing. Dr. h. c. Dr. Ing. E. h. Joachim Milberg und Herrn Prof. DrAng. Gunther Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Foerderung und grosszugige Unterstutzung meiner Arbeit. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. Joachim Heinzl, dem Leiter des Lehrstuhls fur Feingeratebau und Mikrotechnik der Technischen Universitat Munchen, moechte ich mich fur die UEbernahme des Koreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit sehr herzlich bedanken. Daruberhinaus bedanke ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich. Munchen, im Marz 1998 Thomas Loeffler Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1. 1 Ausgangssituation 1 1. 2 Einordnung und Zielsetzung der Arbeit 4 1. 3 Vorgehen im Rahmen der Arbeit 5 2 Stand der Erkenntnisse 7 2. 1 Begriffsbestimmung 7 2. 2 Verfahren der Qualitatslenkung 8 2. 3 Verfahren der Prozesslenkung 14 2. 3. 1 Einfuhrung 14 2. 3. 2 Prozessprufung in der Teilefertigung 17 2. 3. 3 Prozessprufung in der Montage 19 2. 4 Akustische Prufsysteme 23 24 2. 5 Zusammenfassung 3 Grundlagen der Akustik und der akustischen 25 Messtechnik 3. 1 Begriffsbestimmung 25 3. 2 Schallentstehung 28 3. 2. 1 Schallentstehung durch makroskopische Verformung 28 3. 2. 2 SChallentstehung durch mikroskopische Verformung 30 3. 2. 3 Schallentstehung durch Stroemungen 32 3.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow danke ich sehr herzlich fur seine wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung meiner Arbeiten sowie fur die UEbernahme des Hauptberichts. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c E. Westkamper danke ich sehr herzlich fur die Bereitschaft zur UEbernahme des Mitberichts. Herrn Dr.-Ing. F. KrauB gilt mein besonderer Dank fur die grundliche Durchsicht des Manuskripts und seine wertvollen Anregungen. Die kollegiale Zusammenarbeit am Institut und den regen fachlichen Austausch habe ich sehr geschatzt. Dies gilt insbesonders fur meine "alten" Kollegen aus der Gruppe von K.-H. Wurst: Arrnin Horn, Bemd Renz, Roland Wagner, Wemer Schmid und Hans Gronbach sowie fur meine, jungen" Kollegen aus der Sensorgruppe: Peter Demei, Stephen McCorrnac und Karsten Haug. Zu Dank verpflichtet bin ich auch den vielen Studienarbeitern und Hiwis, allen voran Konstantin Baxivanelis, Tang Long Tran und Martin Schreck. Mein Dank geht nicht zuletzt auch an meine Ehefrau Birgit fur ihre Begleitung und moralische Unterstutzung.

Der Erfolg eines Unternehmens hangt im wesentlichen von der Fahigkeit ab, innovative Produkte, die in Qualitat und Preis dem Kundenbedarf entspre- chen, schnell auf den Markt zu bringen 1111. Produktlebenszeiten und Pro- duktentwicklungszeiten haben sich in den letzten Jahren stark verkurzt. Die durchschnittliche Produktentwicklungszeit wird sich, laut einer 1996 durchge- fuhrten Studie, an der Unternehmen der Branchen Elektrotechnik und Ma- schinenbau sowie Kfz-Zulieferer teilnahmen, um ca. 30 % in den nachsten 5 Jahren vermindern. Bei einem Betrachtungszeitraum von 1990 bis 2000 ent- spricht dies, laut der Studie, einer Reduzierung von ca. 50 % /25/. Ein Schlusselfaktor fur die Optimierung von Zeit, Kosten und Qualitat ist die enge Zusammenarbeit von Produktentwicklung/-konstruktion, Montagepla- nung und Produktion bereits wahrend der Produktentwicklungsphase. Hierbei ist es erforderlich, die Produktentwicklung im Sinne des Concurrent und Si- multaneous Engineering soweit als moeglich parallel durchzufuhren 126/, 11151 um fruhzeitig alle erfolgskritischen Belange zu uberprufen. Um die Produktentwicklung zu beschleunigen und die Arbeitsvorbereitung schneller und wirtschaftlicher durchfuhren zu koennen, sind neue, innovative Planungswerkzeuge erforderlich. Die Aufgabe der Forschung liegt vor allem in der Bereitstellung des Wissens und der Werkzeuge, mit denen die Prozess- kette von der Idee bis zum produktionsreifen Produkt wirksam unterstutzt werden kann 1116/.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. E. Westkamper, der mir die erfolgreiche Durchfuhrung dieser Arbeit an seinem Institut ermoeglicht hat. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. U. Heisel danke ich fur die UEbernahme des Mitberichts und die eingehende Durchsicht der Arbeit. Mein Dank gilt auch Herrn Dr.-Ing. J. Troeger fur die wertvollen Hinweise, die sich bei der Durchsicht der Arbeit und der anschliessenden Diskussion ergaben. Aus dem grossen Kreis der Kollegen am Institut, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstutzt haben, moechte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. R. D. Schraft, Herrn Dr.-Ing. M. Schweizer, Herrn Dr.-Ing. H. Dreher, Herrn Dipl.-Ing. J. C. Spingier, Herrn Dipl.-Ing. F. Visel und Herrn Dipl.-Ing. W. Haase erwahnen. Ihnen allen sowie den Studenten, die am Gelingen meiner Arbeit beteiligt waren, gilt mein herzlicher Dank. Ganz besonders danke ich meiner Frau Jutta und meiner Tochter Julia Isabel, die mit viel Verstandnis und mancherlei Verzicht zum Gelingen dieser Arbeit wesentlich beigetragen haben. Dieses Buch widme ich in grosser Dankbarkeit meinem verstorbenen Vater, der meinen Werdegang gepragt und mir diesen ermoeglicht hat.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wisenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT) und am Fraunhofer-Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart in Kooperation mit dem Betriebswirtschaftlichen Institut der Universitat Stuttgart (Abteilung IV: Lehrstuhl fur Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Betriebs wirtschaftliche Planung). Herrn Prof. Dr. Erich Zahn danke ich sehr fur die wissenschaftliche Unterstutzung und wohlwollende Foerderung der Arbeit. Herrn Prof. Dr. -Ing. habil. Dr. h. c. Prof. E. h. H. -J. Bullinger danke ich fur seine eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden konstruktiven Hinweise. Weiterhin danke ich meiner Famile fur ihre Geduld und Unterstutzung sowie den Arbeitskollegen am IAO, die stets fur ein kritische fachliche Diskussion zur Verfugung standen. Goeppingen, im Marz 1998 Alexander Roos Inhaltsverzeichnis 1 AUSGANGSSITUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 DER BEZUGSRAHMEN FUER DIE GESTALTUNGSAUFGABE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3. 1 BEGRIFFSBESTIMMUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3. 1. 1 Geschaftsprozesse . . . . 26 3. 1. 2 Dienstleistungsunternehmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3. 1. 3 Konfigurationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ 3. 2 DIENSTLEISTUNGSSPEZIFISCHE VERFAHRENSANFORDERUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3. 3 ENTWICKLUNGSSTAND THEORETISCHER ERKENNTNISSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3. 3. 1 Relevante Erkenntnisfelder fur die organisatorische Gestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3. 3. 2 Formen des Wandels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . w 3. 3. 3 Basiskonfigurationen fur die Durchfuhrung von Reorganisationsvorhaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3. 3. 4 Management of Change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3. 4 EMPIRISCH GEPRAEGTE MANAGEMENTANSAETZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3. 4. 1 Business Reengineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3. 4. 1. 1 Der Ansatz des Business Reengineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3. 4. 1. 2 Varianten des Business Reengineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3. 4. 1. 3 Unterschiede beim Reengineering: Ein statistischer Befund . . . .

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fiir Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) und am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IP A), Stuttgart. Zum Dank fur den Ruckhalt wahrend des Entstehens der Arbeit widme ich das Buch meiner Familie. Fur ihre Unterstutzung und ihr Verstandnis danke ich ganz besonders meiner Frau Nicola. Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. E. Westkamper fur die grosszugige Unterstutzung und Foerderung meiner Arbeit sowie Herrn Prof. Dr. rer. nat. R. Gadow fiir die UEbernahme des Koreferates und die konstruktive Durchsicht der Arbeit. Daruber hinaus danke ich allen Mitarbeitern des Instituts, die mich in zahlreichen Diskussionen mit Anregungen und Kritik sowie durch ihre Mitarbeit unterstutzt haben. Mein besonderer Dank gilt den Herren Dr. K. Melchior, Dr. G. Kampschulte, Dipl.-Ing. (FH) T. Bolch, Dr.-Ing. D. Mann, Dipl.-lng. P. Markschlager, Dipl.-lng. T. Lux, Dipl.-Phys. M. Ecke!, Dipl.-lng. A. Scheibe und Dipl.-lng. J. Stadlbauer. Des weiteren danke ich Herrn Dr.-Ing. W. OEsterle von der Bundesanstalt fur Materialforschung und -Prufung (BAM) in Berlin fur die Durchfuhrung der TEM- und SAD-Untersuchungen sowie Herrn Dipl.-Ing. D. Scherer vom Institut fur Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (IFKB) der Universitat Stuttgart fur die Durchfuhrung der Rauheitsuntersuchungen. Ebenso danke ich Herrn Dipl.-Phys. R. Reiche vom Institut fur Festkoerperanalytik und Strukturforschung (IFS) des IFW Dresden fur die Durchfuhrung der WDX-Untersuchungen.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-lnstitut fur Produktionstechnik und Automatisierung (I PA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr.-lng. h.c. mult. H.-J. Warnecke, Prasident der Fraunhofer Gesellschaft, fur seine grosszugige Unterstutzung und Foerderung, die zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Arbeit beigetragen hat. Herrn Prof. Dr.-lng. K. Langenbeck danke ich fur die UEbernahme des Mitberichts und die eingehende Durchsicht der Arbeit. Bedanken moechte ich mich bei Herrn Prof. Dr.-lng. Dr. h.c. R. D. Schratt und Herrn Dr.-lng. M. Schweizer, bei allen Kolleginnen und Kollegen sowie Studenten, die mich am Institut durch ihre konstruktive Mitarbeit unterstutzt haben. Vor allem die Zusammenarbeit mit Herrn Dr.-lng. T. Weisener, Herrn Dr.-lng. U. Zeile, Herrn Dr.-lng. M. Kahmeyer und Herrn Dr.-lng. W.-D. Schneider hat mir viel bedeutet. Meinen Eitern danke ich fur die stete Foerderung und dafur, dass sie die Voraus- setzungen fur meinen Werdegang geschaffen haben.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissen- schaftliche Mitarbeiterin am Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbe- trieb in Stuttgart. Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. multo H.-J. Warnecke fUr die groB- ziigige Unterstiitzung und Forderung, die zum Erfolg meiner Arbeit beitrugen. Herrn Prof. Dr. rer. nat. A. Goldschmidt danke ich fUr die wohlwollende Unter- stiitzung als Koreferent und die eingehende ziigige Durchsicht der Disserta- tion. Hervorheben mochte ich meinen Dank an Herrn Dr. rer. nat. U. Zorll fiir die sorgfaltige Durchsicht der Arbeit und die damit verbundenen wertvollen fachli- chen Hinweise und Anregungen. Dariiber hinaus danke ich allen Mitarbeitern und Studenten des Institutes, die mich durch ihre anregende Kritik und Hilfsbereitschaft unterstiitzt und zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen haben. Besonderer Dank gilt den Herren Dipl.-Ing. P. Svejda, Dr.-Ing. O. Baumgartner, Dr.-Ing. D. Mann, T. Weische- del, Dipl.-Ing. K. Schiitz, M. Wolf sowie den Damen Dipl.-Ing. R. Straub (FH), Dipl.-Ing. M. Svejda (FH), Dipl.-Ing. T. Erhardt (FH), D. Albecker, Dipl.-Des. K. Heide-Schafer sowie Herrn Dipl.-Ing. S. Klein und Herrn Dipl.-Ing. M. Cudazzo (FR). AbschlieBend danke ich Herrn Prof. Dr. G. Meichsner von der Fachhochschule fUr Druck, Stuttgart, fiir die Durchfiihrung von Haftfestigkeitspriifungen sowie Frau A. GuBmann fUr die sprachliche und grammatikalische Korrektur der Ar- beit.

Die vorliegende Arbeit entstand wah rend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar- beiter am Fraunhofer-Institut fOr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Zum Dank fOr den ROckhalt wah rend des Entstehens der Arbeit widme ich das Buch meinen Eltem Friedrich und Frieda Nolte. Herm Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Engelbert Westkamper, dem Leiter des IPA und des Insti- tuts fOr Industrielie Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universitat Suttgart, danke ich besonders fOr seine wohlwoliende UnterstOtzung und Forderung, die zur DurchfOhrung und zum Erfolg dieser Arbeit beigetragen haben. Herm Prof. Dr. A. Goldschmidt danke ich fOr die Bereitschaft zur eingehenden Durch- sicht der Arbeit und die wertvolien Hinweise, die sich daraus ergaben sowie fOr die Ubemahme des Mitberichts. DarOber hinaus danke ich alien Mitarbeitem des Instituts, die mich durch ihre anre- gende und konstruktive Kritik, Diskussions- und Hilfsbereitschft zum Gelingen der Arbeit unterstOtzt haben. Mein besonderer Dank gilt den Herren Dr. K. Melchior, Dr.- Ing. Otto Baumgartner, Dr.-Ing. Pavel Svejda sowie Frau Dr.-Ing. Sabine Plischki und den Mitarbeitem der Abteilung Lackiertechnik.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwh) der Technischen Universitat Munchen. Herrn Prof. Dr. -Ing. Dr. h. c. Joachim Milberg und Herrn Prof. Dr. -Ing. Gunther Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Foerderung und grosszugige Unterstutzung meiner Arbeit. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. H. Hoffmann, dem Leiter des Lehrstuhls fur Umformtechnik und Giessereiwesen der TU Munchen der Technischen Universitat Munchen, moechte ich mich fur die UEbernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit sehr herzlich bedanken. Daruberhinaus bedanke ich mich bei allen Mitarbclterinnen und Mitarbcitern des Instituts sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich. Munchen, im Dczembcr 1998 Lothar Bauer Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 1 Einleitung 2 Ausgangssituation und Grundlagen 3 2. 1 Prozesskette zur Fertigung von Bauteilen 3 4 2. 1. 1 Konstruktion 2. 1. 2 Arbeitsvorbereitung 5 8 2. 1. 3 Fertigung 2. 2 Anlagen 9 2. 2. 1 Handhabungsgerate 9 2. 2. 2 Steuerung ll 2. 2. 3 Laseranordnung 12 14 2. 2. 4 Sensorik! Aktorik 2. 3 Randbedingungen fur die Programmierung und Bearbeitung 15 15 2. 3. 1 Einflussgroessen auf die Bearbeitung 2. 3. 2 Restriktionen und Freiraume 17 2. 3. 3 Bearbeitungsstrategien 18 2. 3. 3. 1 Anschnitt 19 2. 3. 3. 2 Bearbeitung von Ecken 19 2. 3. 3. 3 Anstellen des Bearbeitungskopfes an kritischen Konturelementen 20 2. 3. 3.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mit- arbeiter am Institiut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungs- einrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem Direktor des Instituts, Herrn Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow gilt mein besonderer Dank fur seine Unterstutzung und Foerderung der zu Grunde liegenden Forschungsarbeiten sowie fur die UEbernahme des Hauptberichts. Fur die Erstellung des Mitberichts danke ich sehr herzlich Herrn Professor Dr.-Ing. habil. H. Hugel. Herrn Dr.-Ing. K.-H. Wurst danke ich in besonderem Masse fur die sorgfliltige Durch- sicht der Arbeit und seine wertvollen Vorschlaile. Das kollegiale Umfeld am Institut und die Vielzahl von Diskussionen mit meinen Kolleginnen, Kollegen und Studenten haben wesentlich zum Gelingen dieser Arbeit bei- getragen. Hierfur moechte ich mich bei allen, insbesondere den Kollegen aus der Abtei- lung 4, sehr herzlich bedanken. Ich machte mich an dieser Stelle auch bei den Mitarbeitern der mechanischen und der elektrischen Werstatt fur die gute Zusammenarbeit bedanken. Dieser Dank gilt ebenso den Damen im Sekretariat, in der Bibliothek und im technischen Buro. Mein ganz besonderer Dank gebuhrt meiner Frau Birgit, die mir wahrend der Entstehung dieser Arbeit den notwendigen Ruckhalt gegeben hat.

Die Gestaltung der Arbeitsbedingungen in Industrie, Handwerk, Handel, Dienstlei- stung und Verwaltung ist eine Herausforderung, der sich die Industriegesellschaften in verstarktem MaBe annehmen. Steigende Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit, Flexibilitat, Qualitat und Innovation von Arbeit und Arbeitsergebnis kennzeichnen seit Jahren diese Entwicklung. Ihre ErfOllung ist eine wesentliche Voraussetzung fOr den anhaltenden Erfolg hochentwickelter Wirtschaftssysteme. Gesellschaftlich gleichrangig wird das Ziel anerkannt, die Arbeit menschengerecht zu gestalten und damit zur Gesunderhaltung des arbeitenden Menschen einen wesentlichen Beitrag zu leisten. Erfolgreicher Arbeits- und Gesundheitsschutz ist dabei zunehmend pra- ventiv ausgerichtet, damit durch prospektive Interventionen die Gesundheit der Be- schaftigten Ober die Gestaltung der Arbeit und der Arbeitsbedingungen erhalten und gefordert wird. Zur Gestaltung menschgerechter Arbeitsbedingungen sind geeignete Methoden und Werkzeuge zur Umsetzung von Erkenntnissen der Arbeitswissenschaft notwendig. Grundlegende Bedeutung bei der Arbeitsgestaltung kommt dabei der Ergonomie zu. Ein nach ergonomischen Knterien gestaltetes Arbeitssystem ist Voraussetzung fOr den humanen und wirtschaftlichen Einsatz der mensch lichen Arbeitskraft ILuczak 93, Bullinger 94aJ. Ergonomisch gestaltete Arbeitssysteme fordern das Wohlbefin- den des Menschen, steigern dessen Leistungsbereitschaft, verbessern seine Lei- stungsfahigkeit und erhalten seine Gesundheit. Gleichzeitig tragen sie zur Verbes- serung der Arbeitsergebnisse unter qualitativen und quantitativen Gesichtspunkten bei und dienen somit auch okonomischen Zielen.

1 Urn bei weitestgehend gesattigten Markten im internationalen 1 Konkurrenzkampf bestehen zu konnen, sind GroBserienfertiger mehr und mehr gezwungen, mit ihrem Produktprogramm dem Indivi- dualismus der Kunden Rechnung zu tragen. Dies fuhrte zu einem bislang noch nicht erreichten AusmaB an Produktdiversifizierung auf allen Produktebenen. Mit der zunehmenden Vielfalt an Pro- dukten ging eine Stuckzahlsplittung einher, so daB einst typi- sche GroBserienfertiger aus wirtschaftlichen Oberlegungen her- aus heute in vielen Fertigungsbereichen mit standig kleiner werdenden Losen bedarfsgerecht fertigen mussen. Urn moglichst viele Fertigungsstufen harmonisch, ohne Variantenkomplexitat betreiben zu konnen, gehen die Empfehlungen dahin, die Varian- ten moglichst weit hinten in der Wertschopfungskette entstehen zu lassen. In der Montage, tiblicherweise der letzten Fertigungsstufe in- nerhalb der Wertschopfungskette, wirkt sich dieser Sachverhalt besonders drastisch aus. Hier herrscht heute der Organisations- typ Mehrproduktlinienfertigung2 mit der LosgroBe eins vor. Die- 3 se hohe Variantenvielfalt, mit den an einem Montagearbeits- platz variantenabhangig stark schwankenden Arbeitsinhalten, 1 Die Serienfertigung kann nach (Dolezalek 81) als ununterbrochene Ferti- gung gleicher Erzeugnisse in der fUr ein Los (optimale LosgroBe) erfor- derlichen Menge definiert werden. Dabei kann das Los ein Teil einer Serie sein, die in mehrere Fertigungslose aufgeteilt wird. Wesentlich dabei ist, daB die gesamte StUckzahl des Loses an jedem Arbeitsplatz ohne Un- terbrechung durch Einrichtearbeit gefertigt wird. Je nach StUckzahl un- terscheidet man Klein-, Mittel- und GroBserienfertigung. 2 In Anlehnung an die im englischen Sprachraum Ubliche Bezeichnung "mix- model-assembly" oder "model-mix-assembly" werden Mehrproduktmontageli- nien, welche die LosgroBe 1 bevorzugen, als Modell-Mix-Montagelinien be- zeichnet (Koether 85).

Die vorliegende Arbeit entstand wiihrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mit- arbeiter am Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. Dr. h. c. mult. H. -J. Warnecke danke ich fiir seine wohl- wollende Unterstiitzung und Forderung der Arbeit. Herrn Professor Dr. -Ing. Dr. h. c. H. -J. Bullinger danke ich fiir die Durchsicht der Arbeit und fiir die Ubernahme des Mitberichts. Allen beteiligten Mitarbeitern des Institutes danke ich fUr ihre freundliche Unterstiit- zung. Besonderer Dank gebiihrt den Herren Dr. -Ing. Dipl. -Inform. W. M. Strommer, Dr. -Ing. E. Degenhart fUr die kritischen Diskussionen und anregende Kritik sowie den Herren Prof. Dr. -Ing. R. D. Schraft und Dr. -Ing. M. Schweizer fUr ihre Forderung. Stuttgart, im Juli 1997 lens-Giinter Neugebauer Inhaltsverzeichnis Seite 12 Abkiirzungen und Formelzeichen 15 1 Einleitung 15 1. 1 Problemstellung 16 Zielsetzung 1. 2 17 1. 3 Vorgehensweise 18 2 Stand der Technik 18 2. 1 Begriffe und Definitionen 19 2. 2 Ausgangssituation 19 2. 2. 1 Programmierverfahren im Oberblick 21 2. 2. 2 Eingabegeriite zur prozeBnahen Bahnprogrammierung 24 2. 2. 3 Verfahren und Geriite zur prozeBfernen Programmierung 2. 2. 4 Ein-und Ausgabegeriite zur graphischen Simulation 27 32 2. 3 Analyse der eingesetzten Geriite 2. 3. 1 Eingabegeriite zur prozeBnahen Programmierung 32 2. 3. 2 Eingabegeriite zur graphischen Simulation 33 35 2. 3. 3 Ausgabegeriite zur graphischen Simulation 3 Entwicklungsschwerpunkte und Anforderungen 37 3. 1 Foigerungen aus der Analyse der Ausgangssituation 37 38 3.