Fügen durch Schweißen

Unter dem Begriff Schweißen wird das Fügen bzw. Beschichten von Werkstoffen verstanden. Die Werkstoffe können sich dabei im flüssigen oder plastischen Zustand befinden. Das fügende Schweißen erzielt die Schaffung einer haltbaren Stoffverbindung mit Hilfe von Wärme und/oder Druck mit oder auch ohne zusätzliche Hilfsstoffzuführung. Das Schweißergebnis ist eine unlösbare und stoffschlüssige Verbindung. Schweißhilfsstoffe können Schutzgas, Schweißpulver oder –paste sein.

Schweißverfahren werden weltweit, vor allem im Maschinenbau und Bauwesen eingesetzt, unter Erdatmosphäre, unter Wasser und im luftleeren Raum. Geschweißt wird mit immer kompakter werdenden Handschweißanlagen bis hin zur vollautomatisierten Schweißanlage.

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Die Energieträger Strom, Bewegung, Strahlung und Strom können für Schweißverfahren genutzt werden. So kommt Energie durch Gasverbrennung, Plasmalichtbögen, elektrische Lichtbögen, Laser, Druckkraft oder Ultraschall oder eine Kombination aus diesen zum Einsatz. Schweißen ist eines von acht Fügeverfahren in der Fertigungstechnik und konkurriert unter bestimmten Voraussetzungen insbesondere mit dem Löten und Kleben.

ONr.* HAUPTGRUPPE 4 : FÜGEN
4.1 Zusammensetzen / DIN 8593 Teil 1
4.2 Füllen / DIN 8593 Teil 2
4.3 Anpressen, Einpressen / DIN 8593 Teil 3
4.4 Fügen durch Urformen / DIN 8593 Teil 4
4.5 Fügen durch Umformen / DIN 8593 Teil 5
4.6 Fügen durch Schweißen / DIN 8593 Teil 6
4.7 Fügen durch Löten / DIN 8593 Teil 7
4.8 Fügen durch Kleben / DIN 8593 Teil 8
4.9 Textiles Fügen / DIN 8593 Teil 9

Schweißen kann neben dem Zweck des Fügens auch andere Zwecke erfüllen. Laut Einteilung nach DIN Normen darunter beispielsweise auch das Beschichten durch Schweißen (5.5).

Industrie 4.0 – Konzepte und Herausforderungen

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 wird unsere Industrie verändern. Produktions- und Lieferzeiten werden durch intelligente Steuerung verkürzt und hinsichtlich des Ressourceneinsatzes optimiert werden. Die virtuelle Realität wird Produkte von noch besserer Qualität schaffen, bei kostengünstigerer Produktentwicklung, die näher an die Fertigungsprozesse rücken wird. Durch das Internet der Dinge wird die Produktion und Logistik zuverlässiger sowie für Kunden transparenter werden. Insgesamt wird die Industrie 4.0 anders als die vorangegangenen Industrierevolutionen nicht nur insgesamt die Produktivität, sondern vor allem die Flexibilität erhöhen, bis hin zur kundenindividuellen Massenproduktion.

Industrie 4.0

 

Die Fabrik 4.0 soll…

  1. sich selbst digital abbilden und simulieren können und gleichzeitig möglichst mit der Realität verschmelzen,
  2. Produktionssysteme, Produkte und Dienste mit Informationen ausstatten und miteinander kommunizieren lassen,
  3. durch Datenanalysen in ihrer Situation aufgenommen, überwacht und im Generellen optimiert werden,
  4. sich darauf aufbauend durch künstliche Intelligenz selbst steuern und im Speziellen auch selbst optimieren können.
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Transportprotokolle – TCP und UDP

Die TCP/IP ist die Protokollfamilie, über die grundsätzlich jeglicher Datenverkehr auf der Datenautobahn Internet abgewickelt wird. TCP/IP basiert auf einem eigenen Referenzmodell und setzt sich aus den Protokollen Transmission Control Protocol (TCP) und Internet Protocol (IP) zusammen. TCP ist ein Protokoll der Transportschicht im OSI-Referenzmodell und wurde bei der Entwicklung auf zuverlässige bzw. verlustfreie Übertragung von Nutzdaten ausgerichtet.

TCP und IP errichten im Zusammenspiel eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung über Sockets. Über IP-Adressen können Endgeräte zum Zeitpunkt der Verbindung eindeutig identifiziert werden. IP-Adressen alleine reichen jedoch nicht aus, da die meisten Endgeräte (z. B. ein Tablet-PC) gleichzeitig eine Vielzahl an Verbindungen (über eine IP-Adresse) aufbauen können. Ein Verbindungspunkt wird als Socket bezeichnet und erst durch weitere Adress-Zusätze definiert: Neben den IP-Adressen (Sender, Empfänger) gehören zu einem Socket auch Portnummern (auf der Anwendungsschicht, z. B. 80 für HTTP-Verbindungen) für Sender und Empfänger sowie Angaben über welches Protokoll kommuniziert werden soll. Ein Socket ist demnach ein Verbindungspunkt, der Sender- und Empfänger-Adressen sowie die Übertragungsform kennt. Die socket-bezogene Kommunikation geschieht auf Ebene der Transportschicht. Dennoch muss TCP nicht zwangsläufig mit IP zusammen in Erscheinung treten, denn TCP-Pakete können auch über andere Netzwerkprotokolle (Vermittlungsschicht) übertragen werden.

Das User Datagram Protocol (UDP) ist ebenfalls wie TCP ein Transportprotokoll für Netzwerkverbindungen, steht jedoch nicht in direkter Konkurrenz zum TCP, da es einen ganz anderen Zweck erfüllt -> Die schnellstmögliche Übertragung von Nutzdaten.

Da sowohl TCP als auch UDP auch mit anderen Protokollen der Vermittlungsschicht zusammenarbeiten können, also nicht nur auf das Netzwerkprotokoll IP angewiesen sind, können TCP und UDP auch als unabhängig von den Protokollfamilien TCP/IP bzw. UDP/IP betrachtet werden.

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Workflowmanagement -Systeme

Das Workflowmanagement (zu Deutsch etwa: Verwaltung von Arbeitsabläufen) steht dem (Geschäfts-)Prozessmanagement sehr nahe. Ziel des Workflowmanagements ist die Koordination von Prozessen über Workflowmanagementsysteme, indem sie die Ausführungsreihenfolge der Prozesse oder der Aktivitäten von Prozessen überwachen, Daten für die Ausführung von Aktivitäten bereitstellen, anstehende Aktivitäten menschlichen oder technischen Bearbeitern zur Ausführung zuordnen und Anwendungssysteme für die Bearbeitung zur Verfügung stellen.

Während die Steigerung der Produktivität im Produktionsbereich durch Prozessmanagement bereits früh erschlossen wurde, blieben Produktivitätssteigerungen im Bürobereich verhältnismäßig lange aus. In den 1980er Jahren begann sich mit der Office Automation und dem Ziel der computergesteuerten Durchführung wiederkehrender Vorgänge auch im Bereich der Büroarbeit Prozessmanagement durchzusetzen. Workflowmanagement ist jedoch nicht nur eine Büroangelegenheit, sondern dringt auch bis tief in die Produktionsplanung und -steuerung vor. Beispielsweise sind Stücklisten, Arbeitspläne, Produktionspläne usw. Arbeitsmittel und Kommunikationsmittel zwischen der Logistik- bzw. Produktionsplanung/-steuerung, die überwiegend als Bürotätigkeit geschieht, und der ausführenden Produktion. Auch die Erfassung der Arbeitszeiten und -tätigkeiten findet zwischen der Personalwirtschaft/Buchhaltung und der Produktion statt. Wann welche Arbeitsmitteln an welchem Ort bzw. bei welcher Person sein müssen und wer wann und wo welche Arbeitsschritte auszuführen hat, entscheiden Workflowmanagementsysteme.

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Digitale Fabrik – Fabrikplanung mit mordernen IT-Lösungen

Die Reallayoutplanung ist eine der arbeitsintensivsten Phasen der Fabrikplanung und wurde bis in die 1990er Jahre noch vorwiegend mit technischen Zeichnungen auf Papier umgesetzt. Heute gibt es sehr viel Software, die die Möglichkeit der Nutzung einer virtuellen Realität (VR) für die Fabrik- und Fertigungsplanung schafft. Virtuelle Realität ist in der Produktentwicklung als CAD und digital Mock-Up (digitales Versuchsmodell) bekannt, für die Fabrikplanung wird virtuelle Realität unter dem Konzept einer digitalen Fabrik eingesetzt. Eine digitale Fabrik ist eine virtuelle, zwei- oder drei-dimensionale Darstellung der Fabrik zur Durchführung einer Realplanung und testgetriebenen Simulation, insbesondere für Materialflussanalysen.

Nachfolgende Abbildungen entstammen der Software visTABLE (weitere Informationen zur Software unten im Artikel).

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Verteilte Systeme – Buchempfehlung

Verteilte Anwendungen sind aus dem Alltag der Industrienationen nicht mehr wegzudenken, auch wenn die meisten Anwender nicht viel davon bemerken. Insbesondere mobile Anwendungen und die immer leistungsfähiger werdenden dienstorientierten Architekturen (Service-Oriented Architecture – SOA) lassen verteilte Anwendungen immer bedeutsamer werden. Verteilte Systeme bestehen aus verteilten Systembausteinen, welche im Netzwerk (z. B. dem Internet) miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten. Es gibt heute kaum noch Anwendungen, welche nicht verteilt sind und gerade industrielle Anwendungen sind ohne verteilte Systeme undenkbar. Typische Einsatzfelder sind der Handel, die Büroautomatisierung, PPS-Anwendungen (z. B. Fertigungssteuerung), ERP-Anwendungen, PLM-Anwendungen, Überwachungssysteme und alltägliche Anwendungen (z. B. Browser, Instant-Messenger, Smartphone Apps).

Das Buch Verteilte Systeme von Alexander Schill und Thomas Springer geht auf die Systemarchitekturen (z. B. das Cloud Computing) und Kommunikationsmodelle verteilter Anwendungen ausführlich ein. Auch Transaktionen (Kommunikationsschritte zwischen den verteilten Systembausteinen), Namens- und Verzeichnisdienste, Sicherheit, Konzepte der Softwareentwicklung speziell für verteilte Systeme, dienstbasierte Architekturen (SOA) sowie das mobile Computing werden behandelt. Das Buch steht unter dem Dach der Wirtschaftsinformatik mit Fokus auf die Modellierung und Unterstützung von Geschäftsprozessen.



Verteilte Systeme: Grundlagen und Basistechnologien (eXamen.press) (German Edition)

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Cloud Computing

Cloud Computing ist ein modernes Konzept der Bereitstellung von Programmlogik, Netzwerk-, Rechen- und/oder Speicherkapazität über Dienste im Internet.
Cloud Computing ist ein Begriff aus dem angelsächsischem Sprachraum und ins Deutsche nur schwer zu übersetzen, die möglichweise verständlichste Übersetzung ist “Rechnerwolke”. Die Wolke als Symbol für das Internet unterstreicht die Unbestimmtheit des Internets als weltweites und unüberschaubar verzweigtes Netzwerk. In der Netzwerktechnik sind Wolken das Symbol für das Internet im Netzwerkplan.
Der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. definiert Cloud Computing wie folgt:

Cloud Computing ist eine Form der bedarfsgerechten und flexiblen Nutzung von IT-Leistungen. Diese werden in Echtzeit als Service über das Internet bereitgestellt und nach Nutzung abgerechnet. Damit ermöglicht Cloud Computing den Nutzern eine Umverteilung von Investitions- zu Betriebsaufwand. Die IT-Leistungen können sich auf:

  • Anwendungen,
  • Plattformen für Anwendungsentwicklungen und -betrieb und auf die
  • Basisinfrastruktur

beziehen.

Von Diensten des Cloud Computing wird auch von Cloud-Diensten oder von Diensten in der Cloud gesprochen.

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Programmiersprache – C#

Die Programmiersprache C# (gesprochen: C Sharp) ist eine seit 2001 von Microsoft veröffentlichte Programmiersprache, welche sich seitdem auf Erfolgskurs zu einer der meist angewendeten Programmiersprachen entwickelt. C# ist international anerkannt und genormt. Neben C++ und Java gehört C# zu den mächtigsten und heute verbreitesten Hochsprachen. Während C++ eine hybride Sprache ist, sind Java und C# weitgehend objektorientierte Programmiersprachen.

Die Programmiersprache C# findet in Wissenschaft und vor allem in Wirtschaftsunternehmen verbreitete Anwendung und wird teilweise auch von Microsoft selbst für systemeigene Programme des Betriebssystems eingesetzt. In der Industrie, im Handel sowie in Dienstleistungsbranchen (wie z. B. der Versicherungsbranche) lassen sich mit C# entwickelte .Net-Anwendungen finden.

Mit C# lassen sich vielfältige Anwendungen realisieren, vom Dienstprogramm im Hintergrund über verteilte Anwendungen, Desktop- und Webanwendungen bis hin zur Smartphone-Applikation (App). C# Anwendungen laufen im Microsoft .Net Framework, welches so nur für Betriebssysteme von Microsoft existiert. C#-Quellcode wird anders als C++-Quellcode und ähnlich wie Java-Quellcode nicht einmalig direkt in hardware-spezifischen Maschinencode übersetzt, sondern zur Laufzeit durch einen sogenannten JIT-Compiler (Just-In-Time-Compiler). Über Betriebssysteme von Microsoft hinweg besteht eine sogenannte Plattformunabhängigkeit durch die Common Language Runtime (CLR) des .Net Frameworks. C#-Quellcode werden in eine Zwischensprache (Intermediate Language Code) übersetzt, was in ausführbare .exe-Dateien resultiert. Das Starten der .exe-Dateien führt dazu, dass der Just-In-Time-Compiler der CLR den Zwischencode in Maschinencode übersetzt. Ohne .Net-Framework sind diese .exe-Dateien nicht ausführbar.

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Sequenzdiagramm

Sequenzdiagramme gehören zur UML und sind in der Prozessmodellierung sowie in der Software-Entwicklung zur Darstellung der Interaktion von Objekten untereinander sehr verbreitet. In der Prozessmodellierung stellen Sequenzdiagramme die Interaktionen zwischen Akteuren und dem Geschäftssystem dar. Als Modellierungssprache sind Sequenzdiagramme insbesondere in der Informatik bzw. Wirtschaftsinformatik verbreitet. Die gegenseitigen Abhängigkeiten, Aufrufhierarchien und Lebenszeiten von Objekten können einem Sequenzdiagramm leicht verständlich entnommen werden. Sequenzdiagramme zeigen:

  • Abhängigkeiten: Welche Objekte interagieren mit welchen anderen Objekten?
  • Aufrufhierarchie: Welche Objekte rufen das Objekt auf und welche werden vom Objekt aufgerufen?
  • Lebenszeiten: Wie lange existieren Objekte bzw. wie lange werden Objekte benötigt?
  • Aktivitätszeiten: Wie lange sind Objekte aktiv?

Sequenzdiagramme werden immer von einem Akteur (Benutzer / User) oder einem Objekt begonnen. In einem Gesamtsystem gibt es für jeden Akteur in einem Anwendungsfalldiagramm ein eigenes Sequenzdiagramm.

 

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