Abschlussarbeit Felix Kistler: Unterschied zwischen den Versionen
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Für die Gastro-Variante der Siebträger-Espressomaschine MMM Style soll die bestehende Konstruktion der Heim-Variante erweitert werden. Die Gastro-Variante soll über drei Tanks, zwei Boiler und zwei Brühtürme verfügen, um im gastronomischen Betrieb effizienter Kaffee beziehen zu können. Beim Einbau der Maschine in die Arbeitsfläche soll maximal eine Schublade stillgelegt werden. Als maximale Einbautiefe werden 520 mm veranschlagt, die sowohl die Heim- als auch die Gastro-Variante nicht überschreiten darf. Das Maß ergibt sich aus 105 mm Schubladentiefe sowie einer minimalen Arbeitsplattendicke von 20 mm abzüglich einer Reserve von 20 mm. | |||
Die Konstruktion der 2-Zylinder-Maschine erfolgt auf Basis der Konstruktion der 1-Zylinder-Maschine. Die Baugruppen Boiler, Tanks sowie Dampf- und Teelanze können für die 2-Zylinder-Maschine weitestgehend unverändert übernommen werden. | |||
Die Baugruppen Brühturm, Abtropfbereich, Bodenplatte und Unterbau hingegen müssen für die 2-Zylinder-Maschine adaptiert werden. Im Zuge dessen ändert sich die Leitungsführung und die Platzierung einiger Sensoren, Aktoren und Ventile. | |||
== Arbeitspaket Gruppierung der Bauteile == | |||
Die Teilenummern ergeben sich aus dem Teilenummernkonzept und die Bauteile an sich haben eine fortlaufende Nummer. Die einzelnen Maschinenprojekte (Glasboiler 1-Zylinder, Glasboiler 2-Zylinder, labortechnische Espressomaschine) werden Gleichteile, Gleichkomponenten und gleiche Baugruppen verwendet. | |||
Aufgrund der Baugleichheit ist die Gruppierung von Bauteilen zu Komponenten, Komponenten zu Baugruppen und die Zuordnung von einzelnen Bauteilen zu Baugruppen so zu organisieren, dass diese Gleichheit in den Teilelisten zu erkennen ist. | |||
== Arbeitspaket Maschinenkonzept 2-Zylinder-Maschine == | |||
Im Zuge der Abschlussarbeit ist eine detaillierte Konzeptbeschreibung der 2-Zylinder-Maschine zu erstellen. Alle Anforderungen und Funktionalitäten der Maschine sollen darin umfassend dokumentiert werden. Die Anforderungen an die 2-Zylinder-Maschine sollen in einem Pflichtenheft bzw. einer Anforderungsliste dokumentiert werden. Auch die Zielvereinbarungen zu Herstellkosten und angestrebtem Verkaufspreis sowie den Limitierungen in der Wahl von Materialien und Produktionsmethoden soll in die Konzeptbeschreibung mit aufgenommen werden. | |||
== Arbeitspaket Glasboiler == | |||
In Serie gehört der Boiler zu jenen Baugruppen, die vormontiert werden sollen. Im Zuge des Prototypenbaus ergab sich eine geringfügige konstruktive Änderung im Boilerboden, die in dieser Abschlussarbeit vollzogen werden soll. | |||
Ansonsten gilt die Konstruktion des Boilers als abgeschlossen, sodass die Baugruppe für die 2-Zylinder-Maschine dupliziert werden kann. Im Zuge dessen müssen die Leitungen beider Boiler verlegt und in das Leitungssystem der 2-Zylinder-Maschine integriert werden. | |||
== Arbeitspaket Tank == | |||
Beide Tanks der 1-Zylinder-Maschine sollen mithilfe von Gleichteilen aufgebaut werden. Die bestehende Konstruktion des Tankbodens muss für die Serienfertigung überarbeitet werden, da die Tankböden des linken und rechten Tanks der 1-Zylinder-Maschine nicht identisch sind. | |||
In der gegenwärtigen Konstruktion fehlt der Tankdeckel. Dieser soll im Zuge der Abschlussarbeit konstruiert und eine Bezugsquelle dazu definiert werden. Die Tanks können für die 2-Zylinder-Maschine baugleich übernommen werden. | |||
== Arbeitspaket Brühturm == | |||
Die Gastro-Variante weist über zwei Brühgruppen auf, die individuell voneinander betrieben werden. Aus dem Prototypenbau der 1-Zylinder-Maschine werden sich Änderungen in der Baugruppe Brühturm ergeben. Dies betrifft vor allem die Leitungsverlegung und die Sensorik. Die Änderungen aus dem Prototypenbau müssen in die CAD-Modelle übernommen werden. | |||
== Arbeitspaket Abtropfschale 2-Zylinder == | |||
Die 2-Zylinder-Maschine wird für den Bereich der Gastronomie angeboten. Dort ist es üblich, dass die Abtropfschale an die Abwasserleitung angeschlossen wird. | |||
Nachdem eine Duplizierung der 1-Zylinder-Variante nicht möglich ist, ist eine eigenständige Konstruktion erforderlich. | |||
== Arbeitspaket Unterbau 2-Zylinder == | |||
Durch die Verbreiterung der Maschine bedarf es einer Neukonstruktion der Blechteile, die der Befestigung der Leitungen und Komponenten unterhalb der Bodenplatte dienen. Das gilt für die Teile Anbindungsrahmen und Versteifungsblech Unten. | |||
Auch die Komponentenanordnung und Leitungsführung im Unterbau muss überarbeitet werden. Basis für die Komponentenanordnung und Leitungsführung im Unterbau der 2-Zylinder-Maschine soll der Unterbau der 1-Zylinder-Maschine sein. | |||
== Arbeitspaket Bodenplatte 2-Zylinder == | |||
Die Bodenplatte der 1-Zylindermaschine muss an die Anforderungen der 2-Zylinder-Maschine angepasst werden. Dazu gehört die Definition der Dimensionen sowie das Erstellen der Blechausschnitte für die hinzukommenden Komponenten. Die Blechausschnitte für die einzelnen Komponenten sollen so positioniert werden, dass das Blech trotz der Ausschnitte eine möglichst hohe Biegesteifigkeit aufweist. | |||
== Arbeitspaket Lanzen == | |||
Die Konstruktion der Lanzen ist abgeschlossen. Sowohl Dampf- als auch Teelanze sind bei der 1- und 2-Zylinder-Maschine identisch und können baugleich dupliziert werden. Beide Baugruppen sollen in Serie vormontiert werden. Ausstehend ist die Konstruktion der Bedienknöpfe, welche jedoch nicht im Zuge der Abschlussarbeit vorgenommen werden soll. | |||
== Kostenkalkulation und Kostenoptimierung == | |||
Für sowohl die Heim- als auch die Gastro-Variante ist die Fertigung in Serie in kleinen Stückzahlen geplant. Um die Wirtschaftlichkeit beider Maschinen-Varianten zu gewährleisten, müssen niedrige Herstellkosten realisiert werden. Für die 1-Zylinder- und 2-Zylinder-Maschine sind Zielkosten definiert. Es sollen Maßnahmen abgeleitet werden, wie eine wirtschaftliche Fertigung beider Maschinentypen in Kleinststückzahlen möglich ist. | |||
Neben der Konstruktion der 1- und 2-Zylinder-Maschine sollen für beide Maschinenvarianten eine Analyse der Herstellkosten und damit einhergehend eine Kostenoptimierung durchgeführt werden. | |||
Sobald eine Abschätzung der zu erwartenden Herstellkosten je Maschine in Serienfertigung vorliegt, sollen Kosteneinsparungspotenziale ermittelt werden. | |||
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Version vom 2. November 2023, 15:19 Uhr
Technische Entwicklung einer modularisierten Siebträger-Espressomaschine mit der Erforschung von Maßnahmen für die wirtschaftliche Fertigung in Kleinststückzahlen
Verfasser
Felix Kistler
Aufgabenanalyse
Für die Gastro-Variante der Siebträger-Espressomaschine MMM Style soll die bestehende Konstruktion der Heim-Variante erweitert werden. Die Gastro-Variante soll über drei Tanks, zwei Boiler und zwei Brühtürme verfügen, um im gastronomischen Betrieb effizienter Kaffee beziehen zu können. Beim Einbau der Maschine in die Arbeitsfläche soll maximal eine Schublade stillgelegt werden. Als maximale Einbautiefe werden 520 mm veranschlagt, die sowohl die Heim- als auch die Gastro-Variante nicht überschreiten darf. Das Maß ergibt sich aus 105 mm Schubladentiefe sowie einer minimalen Arbeitsplattendicke von 20 mm abzüglich einer Reserve von 20 mm. Die Konstruktion der 2-Zylinder-Maschine erfolgt auf Basis der Konstruktion der 1-Zylinder-Maschine. Die Baugruppen Boiler, Tanks sowie Dampf- und Teelanze können für die 2-Zylinder-Maschine weitestgehend unverändert übernommen werden. Die Baugruppen Brühturm, Abtropfbereich, Bodenplatte und Unterbau hingegen müssen für die 2-Zylinder-Maschine adaptiert werden. Im Zuge dessen ändert sich die Leitungsführung und die Platzierung einiger Sensoren, Aktoren und Ventile.
Arbeitspaket Gruppierung der Bauteile
Die Teilenummern ergeben sich aus dem Teilenummernkonzept und die Bauteile an sich haben eine fortlaufende Nummer. Die einzelnen Maschinenprojekte (Glasboiler 1-Zylinder, Glasboiler 2-Zylinder, labortechnische Espressomaschine) werden Gleichteile, Gleichkomponenten und gleiche Baugruppen verwendet. Aufgrund der Baugleichheit ist die Gruppierung von Bauteilen zu Komponenten, Komponenten zu Baugruppen und die Zuordnung von einzelnen Bauteilen zu Baugruppen so zu organisieren, dass diese Gleichheit in den Teilelisten zu erkennen ist.
Arbeitspaket Maschinenkonzept 2-Zylinder-Maschine
Im Zuge der Abschlussarbeit ist eine detaillierte Konzeptbeschreibung der 2-Zylinder-Maschine zu erstellen. Alle Anforderungen und Funktionalitäten der Maschine sollen darin umfassend dokumentiert werden. Die Anforderungen an die 2-Zylinder-Maschine sollen in einem Pflichtenheft bzw. einer Anforderungsliste dokumentiert werden. Auch die Zielvereinbarungen zu Herstellkosten und angestrebtem Verkaufspreis sowie den Limitierungen in der Wahl von Materialien und Produktionsmethoden soll in die Konzeptbeschreibung mit aufgenommen werden.
Arbeitspaket Glasboiler
In Serie gehört der Boiler zu jenen Baugruppen, die vormontiert werden sollen. Im Zuge des Prototypenbaus ergab sich eine geringfügige konstruktive Änderung im Boilerboden, die in dieser Abschlussarbeit vollzogen werden soll. Ansonsten gilt die Konstruktion des Boilers als abgeschlossen, sodass die Baugruppe für die 2-Zylinder-Maschine dupliziert werden kann. Im Zuge dessen müssen die Leitungen beider Boiler verlegt und in das Leitungssystem der 2-Zylinder-Maschine integriert werden.
Arbeitspaket Tank
Beide Tanks der 1-Zylinder-Maschine sollen mithilfe von Gleichteilen aufgebaut werden. Die bestehende Konstruktion des Tankbodens muss für die Serienfertigung überarbeitet werden, da die Tankböden des linken und rechten Tanks der 1-Zylinder-Maschine nicht identisch sind. In der gegenwärtigen Konstruktion fehlt der Tankdeckel. Dieser soll im Zuge der Abschlussarbeit konstruiert und eine Bezugsquelle dazu definiert werden. Die Tanks können für die 2-Zylinder-Maschine baugleich übernommen werden.
Arbeitspaket Brühturm
Die Gastro-Variante weist über zwei Brühgruppen auf, die individuell voneinander betrieben werden. Aus dem Prototypenbau der 1-Zylinder-Maschine werden sich Änderungen in der Baugruppe Brühturm ergeben. Dies betrifft vor allem die Leitungsverlegung und die Sensorik. Die Änderungen aus dem Prototypenbau müssen in die CAD-Modelle übernommen werden.
Arbeitspaket Abtropfschale 2-Zylinder
Die 2-Zylinder-Maschine wird für den Bereich der Gastronomie angeboten. Dort ist es üblich, dass die Abtropfschale an die Abwasserleitung angeschlossen wird. Nachdem eine Duplizierung der 1-Zylinder-Variante nicht möglich ist, ist eine eigenständige Konstruktion erforderlich.
Arbeitspaket Unterbau 2-Zylinder
Durch die Verbreiterung der Maschine bedarf es einer Neukonstruktion der Blechteile, die der Befestigung der Leitungen und Komponenten unterhalb der Bodenplatte dienen. Das gilt für die Teile Anbindungsrahmen und Versteifungsblech Unten. Auch die Komponentenanordnung und Leitungsführung im Unterbau muss überarbeitet werden. Basis für die Komponentenanordnung und Leitungsführung im Unterbau der 2-Zylinder-Maschine soll der Unterbau der 1-Zylinder-Maschine sein.
Arbeitspaket Bodenplatte 2-Zylinder
Die Bodenplatte der 1-Zylindermaschine muss an die Anforderungen der 2-Zylinder-Maschine angepasst werden. Dazu gehört die Definition der Dimensionen sowie das Erstellen der Blechausschnitte für die hinzukommenden Komponenten. Die Blechausschnitte für die einzelnen Komponenten sollen so positioniert werden, dass das Blech trotz der Ausschnitte eine möglichst hohe Biegesteifigkeit aufweist.
Arbeitspaket Lanzen
Die Konstruktion der Lanzen ist abgeschlossen. Sowohl Dampf- als auch Teelanze sind bei der 1- und 2-Zylinder-Maschine identisch und können baugleich dupliziert werden. Beide Baugruppen sollen in Serie vormontiert werden. Ausstehend ist die Konstruktion der Bedienknöpfe, welche jedoch nicht im Zuge der Abschlussarbeit vorgenommen werden soll.
Kostenkalkulation und Kostenoptimierung
Für sowohl die Heim- als auch die Gastro-Variante ist die Fertigung in Serie in kleinen Stückzahlen geplant. Um die Wirtschaftlichkeit beider Maschinen-Varianten zu gewährleisten, müssen niedrige Herstellkosten realisiert werden. Für die 1-Zylinder- und 2-Zylinder-Maschine sind Zielkosten definiert. Es sollen Maßnahmen abgeleitet werden, wie eine wirtschaftliche Fertigung beider Maschinentypen in Kleinststückzahlen möglich ist.
Neben der Konstruktion der 1- und 2-Zylinder-Maschine sollen für beide Maschinenvarianten eine Analyse der Herstellkosten und damit einhergehend eine Kostenoptimierung durchgeführt werden. Sobald eine Abschätzung der zu erwartenden Herstellkosten je Maschine in Serienfertigung vorliegt, sollen Kosteneinsparungspotenziale ermittelt werden.