Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universität München

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb)
Gründung	König Ludwig II. von Bayern gründete 1868 die „Polytechnische Schule München“ und berief am 1. August 1875 Egbert von Hoyer auf den Lehrstuhl für Maschinenbaukunde. Dies war gleichzeitig die Geburtsstunde des iwb.
Institutsleiter	1949 – 1966 Felix Eisele 1967 – 1981 Joachim Milberg 1981 – 1998 Karl G. Müller seit 1993 Gunther Reinhart seit 2002 Michael F. Zäh
Standorte	- Fakultät für Maschinenwesen (Garching b. München) - iwb Anwenderzentrum Augsburg
Forschungsgebiete	- Unternehmensplanung und -organisation - Mechatronische Produktionssysteme - Fertigungs- und Montagetchnolgie
Website	http://www.iwb.tum.de

Das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München (TUM) ist eines der großen produktionstechnischen Forschungseinrichtungen in Deutschland und umfasst zwei Lehrstühle der Fakultät für Maschinenwesen in Garching bei München sowie ein produktionstechnisches Anwenderzentrum in Augsburg. Die beiden Ordinariate, der Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik sowie der Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, definieren die Forschungsinhalte und Themenschwerpunkte des iwb. Diese liegen in den Bereichen Fertigungstechnik, Werkzeugmaschinen, Montagetechnik und Robotik, Füge- und Trenntechnik, Automation sowie auf dem Gebiet Produktionsmanagement und Logistik. Die Mitarbeiter des iwbarbeiten in Forschung, Lehre und Industrietransfer in diesen Disziplinen.

Institutsleiter

• Gunther Reinhart, (* 1956), ist gemeinsam mit Michael F. Zäh Leiter des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften. Er ist Inhaber des Lehrstuhles für Betriebswissenschaften und Montagetechnik, Sprecher des Bayerischen Clusters für Mechatronik und darüber hinaus Leiter der Augsburger Projektgruppe für Ressourceneffiziente Mechatronische Verarbeitungsmaschinen des Fraunhofer IWU.
• Michael F. Zäh, (* 1963), ist seit 2002 Inhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der Technischen Universität München.

Standorte

Das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) ist als Teil der Technischen Universität München (TUM) an zwei Standorten vertreten – in Garching bei München in der Fakultät für Maschinenwesen mit dem Hauptsitz und in Augsburg mit dem Produktionstechnischen Anwenderzentrum.
Beide Standorte des iwb ergänzen sich in ihrer Arbeitsweise und in ihrer Ausstattung:
Während am Standort Garching das Zusammenspiel von Lehre, Forschung und Industrietransfer im Mittelpunkt steht, konzentrieren sich die Tätigkeiten des Anwenderzentrums in Augsburg auf die Unterstützung der mittelständischen Wirtschaft in der Region Bayerisch-Schwaben auf dem Gebiet der Produktionstechnik.

Forschung und Entwicklung

Die Themenschwerpunkte des iwb liegen in den Bereichen Fertigungstechnik, Füge- und Trenntechnik, Werkzeugmaschinen, Montagetechnik und Robotik, Automation sowie im Bereich Produktionsmanagement und Logistik. Auf diesen Themengebieten arbeiten die Mitarbeiter - eingeteilt in Themengruppen - in Forschung, Lehre und Industrietransfer.

Fertigungstechnik
Kombiniert mit der ansteigenden Komplexität bewirkt die Individualisierung von Produkten eine erhöhte Variantenvielfalt bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Fertigungstechnik. Innerhalb der Themengruppe Fertigungstechnik werden deshalb innovative und wirtschaftliche Fertigungsprozesse und -anlagen entwickelt und in die Industrie transferiert. Im Fokus der Arbeiten stehen die Qualifikation geeigneter Fertigungsverfahren, die Verkürzung der Produktentstehungszeit und die Effizienzsteigerung der Fertigungsprozessen. Die Kompetenzen und Leistungen des Teams werden durch umfangreiches Wissen in der Betriebsorganisation zur effizienten Einbindung neuer Fertigungsprozesse, der Informations-, Kommunikations- bzw. der CAx-Technologien und der Prozess- bzw. Struktursimulation von Fertigungsverfahren ergänzt. Konkret liegt der Fokus im Bereich der Fertigungstechnik auf der Qualitätssicherung und der additiven Fertigung.

Füge- und Trenntechnik
Fügetechnologien ermöglichen die kostengünstige Herstellung komplexer Produkte und realisieren Produktinnovationen über Leichtbaukonzepte, Mischverbindungen und Funktionsintegration. Die Aufgabengebiete der Themengruppe Füge- und Trenntechnik umfassen die Untersuchung und die weitere Erforschung einer repräsentativen Bandbreite an Füge- und Trennverfahren. Die theoretische und experimentelle Auslegung der Prozesse, die Integration von Systemtechnik sowie die Umsetzung und Realisierung von Anlagenkonzepten bilden das Zentrum dieser Untersuchungen. Begleitet werden die Arbeiten von der numerischen Abbildung der Prozesse durch thermomechanische Simulation. In der Themengruppe werden zudem Strategien zur Qualifizierung innovativer Technologien und Implementierung der Prozesse in die Produktion entwickelt. Konkret liegt der Fokus in der Themengruppe Füge- und Trenntechnik auf der Laserfertigungstechnik, dem Rührreibschweißen und dem Fügen und Trennen von CFK.

Werkzeugmaschinen
Die Hauptaufgabe der Themengruppe ist die interdisziplinäre Entwicklung, Konstruktion und Optimierung von Werkzeugmaschinen sowie Umsetzung einer dafür geeigneten methodischen Vorgehensweise. Ein Schwerpunkt liegt in der Untersuchung und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Maschinenstrukturen. Hierzu werden Verfahren zur Simulation und experimentellen Analyse des Strukturverhaltens, der Regelung und der Zerspanprozesse von Werkzeugmaschinen eingesetzt. Des Weiteren werden Werkzeuge und Vorgehensweisen zur Entwicklung von Steuerungssoftware erarbeitet. Der Regelungsentwurf komplexer Systeme bildet eine wichtige Grundlage für die Entwicklung und Umsetzung von integrierten adaptiven Strukturen und Regelungsverfahren zur Verbesserung der dynamischen Maschineneigenschaften. Konkret liegt der Fokus in der Themengruppe Werkzeugmaschinen in den Bereichen Strukturverhalten, Zerspanungsprozesse und der Simulation thermischer Effekte.

Montagetechnik und Robotik
Die Themengruppe Montagetechnik und Robotik beschäftigt sich mit der Entwicklung und Evaluierung von Lösungen für Problemstellungen aus den Bereichen Handhabung, Automatisierung, Produktionssteuerung, Anlagenentwicklung sowie Qualitätsmanagement auf Anlagenebene. Die Einbeziehung aller Vorgänge und Einflussgrößen innerhalb der Prozesskette, die von den Bauteilen durchlaufen werden, ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für die Tätigkeiten der Themengruppe. Nur so ist es möglich, einfache und robuste, aber dennoch flexible Prozesse, Anlagenkomponenten sowie Zellen- und Logistikstrukturen zu entwickeln. Die Realisierung von Prototypenaufbauten und technischer Lösungen auf Anlagenebene bietet zudem die Möglichkeit, Anforderungen bzw. Kennwerte für den Serieneinsatz zu ermitteln. Im Bereich der Robotik werden aufgabenorientierte Methoden und Systeme zur automatisierten Programmierung von Industrierobotern untersucht. Zudem berät die Themengruppe produzierende Unternehmen bei der Einführung der RFID-Technologie in Produktionsumgebungen und bei der Einbindung in die Produktionsprozesse. Konkret liegt der Fokus in der Themengruppe Montagetechnik auf der berührungslosen Handhabung, der Präzisionsmontage und auf Technologien und Anlagen für formflexible Produkte sowie dem Bereich der Robotik.

Automation
Die Themengruppe Automation beschäftigt sich mit den Bereichen Produktionssteuerung, Automation und Robotik. Die Gruppe erarbeitet Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung, die Simulation und die Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen anhand von virtuellen Modellen. Ergänzend dazu wird die Unterstützung des Entwicklungsprozesses durch entsprechende mechatronische Projektierungs- und Entwicklungssysteme betrachtet. Konkret liegt der Fokus in der Themengruppe Automation auf der Steuerungsentwicklung und Anlagensimulation kognitiver Produktionssystemen.

Produktionsmanagement und Logistik
Die Themengruppe Produktionsmanagement & Logistik bearbeitet Projekte mit dem Ziel der Erhöhung von Effektivität und Effizienz in der Produktion: Projektinhalte sind beispielsweise die Konfiguration und Gestaltung von Wertschöpfungsnetzen sowie der Allokation und Verlagerung von Produkten und Ressourcen. Darüber hinaus liegt der Fokus auf der Neuplanung bzw. Restrukturierung von Produktionsstätten und den damit verbundenen fabrikplanerischen Aufgabenstellungen. Durch die ganzheitliche Analyse und Gestaltung von Aufbau- und Ablauforganisation, des Layouts und der Steuerungskonzepte werden unter Beachtung der individuellen Rahmenbedingungen auf den Kunden zugeschnittene Lösungen erarbeitet. Konkret liegt der Fokus in der Themengruppe Produktionsmanagement und Logistik auf wandlungsfähigen Fabrikstrukturen und Ressourcen, auf der ganzheitlichen Bewertung in Wertschöpfungsnetzen, auf schlanken Geschäftsprozessen für individuelle Produkte und auf dem Bereich der Ressourceneffizienz.

Besonderheiten

Lernfabrik für Energieproduktivität (LEP)
Mit Deutschlands erster Lernfabrik für Energieproduktivität (LEP) besteht am iwb die Möglichkeit in individuellen Schulungen Einsparpotenziale in der Produktion zu erkennen und zu heben. Auf rund 200 Quadratmetern bietet die LEP ein reales Lernumfeld, in dem ein gesamter Produktionsprozess nachgestellt ist. Gefertigt wird dort eine für unterschiedliche Getriebearten benötigte Zahnrad-Wellen-Kombination. Alle für eine Produktion typischen energieintensiven Prozessschritte wie Zerspanen, Montieren, Wärmebehandlung oder Roboterhandhabung sind vertreten, ebenso ein eigenes Druckluft- und Dampfnetzwerk. LEP-Trainingsteilnehmer analysieren die einzelnen Produktionsschritte auf mögliche Energieverschwendungen. Danach entwickeln sie einen optimierten Produktionsprozess, in dem zur Produktion des Zahnrades pro Stück deutlich weniger Energie verbraucht wird. Der optimierte Zustand wird dann in der Lernfabrik umgesetzt. Ein ausgeklügeltes System zur Erfassung des Energieverbrauchs stellt für jede Trainingsphase ein passendes Datenset zur Verfügung. Die Einsparungen lassen sich dadurch für jeden Prozessschritt konkret messen und nachvollziehen. Kurze Theorieeinheiten zwischen den praktischen Übungen runden das Training ab. Den Unternehmen und Studierenden stehen dabei unterschiedliche Schulungseinheiten zur Wahl. Neben eintägigen Grundlagenschulungen gibt es auch vertiefende Schulungen zu den Themen
- Organisation und Management,
- Produktionsplanung und -steuerung,
- Materialfluss,
- Messen,
- Trennende Verfahren,
- Fügeverfahren und
- Technische Gebäudeausrüstung.

Die Lernfabrik für Energieproduktivität (LEP) wurde 2009 in Kooperation mit McKinsey eröffnet. Sie erhielt 2012 die Auszeichnung "Ort im Land der Ideen 2012".

Wissenschaftliche Netzwerke

• acatech
• Berliner Kreis
• Cluster Mechatronik & Automation e.V.
• College International pour la Recherche en Productique (CIRP)
• Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.
• Verein der Freunde und Förderer des iwb
• Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP)
• Wissenschaftliche Gesellschaft Lasertechnik e.V.

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