Die Reinheitsanforderungen an industriell gefertigte Bauteile haben in den letzten Jahren sehr stark zugenommen und werden auch in Zukunft weiter steigen. Unternehmen müssen heute nicht nur in der Lage sein, qualitativ hochwertige sondern auch saubere Teile zu produzieren.

Zurzeit wird die Bauteilsauberkeit häufig erst spät und zudem unsystematisch bei der Planung der Wertströme berücksichtigt. Um eine effiziente und reinheitsgerechte Planung zu ermöglichen sowie einmal erreichte Reinheitszustände zu erhalten und damit Verschwendung zu reduzieren, ist der Fokus von der reinen Betrachtung des Reinigungsprozesses auf den gesamten Wertstrom zu erweitern. Diese ganzheitliche Betrachtung führt zu einer Reduzierung des Reinigungsaufwands und somit zur Einsparung von Kosten, Energie u. Ressourcen.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Konzepten zur Gewährleistung der Werkstücksauberkeit bei innerbetrieblichen Materialflussoperationen (Fördern, Lagern, Kommissionieren, etc.) Ausgerichtet an den Anforderungen von Unternehmen soll ein webbasierter Auswahlleitfaden für Planer und Logistiker erstellt werden, welcher die Auswahl von Materialflussoperationen und korrespondierenden Packmitteln für spezifische Reinheitsanforderungen im gesamten Wertstrom unterstützt.

Standardisierte und strukturierte Auswahlmethoden in Form eines Leitfadens bieten die Möglichkeit, schnell bedarfsgerechte Lösungen zu entwickeln und eine nachhaltige Wissensbasis zur reinheitsgerechten Materialflussgestaltung aufzubauen. Ferner können innerhalb des Wertstroms Reinigungsschritte eingespart werden, wenn sichergestellt wird, dass Bauteile nicht durch Materialflussoperationen rückverschmutzt werden.

Aufbauend auf dem Anforderungskatalog wird zur präventiven Analyse und qualitativen Bewertung der unterschiedlichen Verschmutzungsmöglichkeiten innerhalb von innerbetrieblichen Materialflüssen die allgemeine Vorgehensweise der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) auf Verschmutzungsrisiken adaptiert. Insbesondere sollen sauberkeitskritische Schwachstellen und Risiken im Wertstrom aufgedeckt sowie Möglichkeiten zu deren Vermeidung identifiziert werden.

Im Anschluss an die Identifikation und Kategorisierung der auf die Bauteilsauberkeit bezogenen Anforderungen an innerbetriebliche Materialflüsse sowie die inhärenten Verschmutzungsrisiken, wird der Einfluss der technischen Mittel zur Durchführung von Materialflussoperationen auf die Bauteilsauberkeit durch Versuche bewertet. Damit können Rückschlüsse auf die zu erwartende Rückverschmutzung gezogen werden. Jedes technische Mittel beeinflusst in Wechselwirkung mit dem Bauteil und in der Kombination mit anderen technischen Mitteln den Reinheitszustand des Bauteils.

Nachdem die wesentlichen Wirkzusammenhänge erkannt wurden, können in weiteren Versuchen unterschiedliche Verpackungskonzepte, wie sie in der Industrie branchen- und produktspezifisch im Einsatz sind, hinsichtlich der Bauteilsauberkeit quantitativ untersucht werden. Die Sauberkeitsuntersuchungen werden im Restschmutzanalyselabor des Instituts für Produktionssysteme durchgeführt.

Die Ergebnisse der vorangegangenen Untersuchungen fließen in der Entwicklung eines strukturiert aufgebauten Bausteinsystems zur Gestaltung reinheitsgerechter Materialflüsse zusammen. Mit Hilfe einer solchen Systematik, können verschieden geartete Materialflüsse nach technischen Aspekten und unter Berücksichtigung des möglichen Rückverschmutzungsrisikos und der wirkenden Umwelteinflüsse praxistauglich abgebildet, analysiert oder neu konfiguriert werden. Abschließend wird das entwickelte Bausteinsystem, in Form eines Praxisleitfadens umgesetzt.

Darüber hinaus wird ein interaktives internetbasiertes Softwaretool entwickelt, mit dem Unternehmen in die Lage versetzt werden, eigenständig ihre Materialflussoperationen abzubilden und im Hinblick auf die Erhaltung einmal erreichter Reinheitszustände zu überprüfen und zu optimieren.

• Zwinkau, R.; Krebs M.: Schlussbericht: Reinheitsgerechte Materialflusssysteme (ReiMaFlu), Herausgegeben von Jochen Deuse (Institut für Produktionssysteme, Professur für Arbeits- und Produktionssysteme), Technische Universität Dortmund. Dortmund, Juli 2014
• Krebs, Matthias; Zwinkau, Ronny (2014): Sauberkeitsplanung als Erfolgsfaktor bei der Auslegung von Wertströmen. In: 5. Fachtagung Technische Sauberkeit in Montage- und Produktionsprozessen. Stuttgart, Germany, 19.-20.05.2014
• Zwinkau, R.; Krebs, M: ReiMaFlu– Reinheitsgerechte Materialflusssysteme. Vortrag auf dem ersten Kolloquium (Sitzung des projektbegleitenden Aus- schusses) zum IGF-Forschungsvorhaben. Dortmund, 27.02.2013.
• Krebs, M.; Zwinkau, R.: Systemische Untersuchung von Einflussfaktoren der Technischen Sauberkeit (TecSa) auf den Wertstrom. Vortrag auf dem zweiten Kolloquium (Sitzung des projektbegleitenden Ausschusses) zum IGF-Forschungsvorhaben. Dortmund, 27.03.2014.
• Krebs, M.; Zwinkau, R.: Sauberkeitsplanung als Erfolgsfaktor bei der Auslegung von Wert- strömen. In: 5. Fachtagung Technische Sauberkeit in Montage- und Produktionsprozessen. Stuttgart, Germany, 19.-20.05.2014
• Krebs, M.; Zwinkau, R.: Medien und Energie bei der Teilereinigung effizient einsetzten, in: Nachhaltige Produktion, Interview, Jahrgang 3, Ausgabe 1, April 2013
• Zwinkau, R.; Krebs, M: Leitfaden zur reinheitsgerechten Gestaltung von Materialflüssen entlang des Wertstroms, Interview durch das Onlinemagazin Sauberkeit und Reinraum; 22.05.2014 URL: www.sauberkeit-und-reinraum.com/leitfaden-zur-reinheitsgerechten-gestaltung-von-materialfluessen-entlang-des-wertstroms/