Band 120, Heft 4

Die europäischen Volkswirtschaften, insbesondere Deutschland, zeigen ein schwaches Wachstum von Bruttoinlandsprodukt und Arbeitsproduktivität mit direkter Auswirkung auf den Wohlstand unserer Gesellschaften und die Finanzierung unserer Sozialsysteme. Die Frage, warum die Basisinnovation der Digitalisierung, Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) keinen größeren Produktivitätsbeitrag leisten, hat Robert Solow schon 1987 als Produktivitätsrätsel formuliert. Seitdem haben sich zahlreiche Studien mit diesem Thema befasst und u. a. nach den systemischen Grundvoraussetzungen gefragt, unter denen Produktivität wirksam werden kann.

Die vorliegende Studie untersucht die Identifikation des Raums zur Weiterentwicklung der Kernkompetenzen und die unternehmerischen Rahmenbedingungen für Technologieentwicklung bei einem Hidden Champion. Die charakteristischen Eckpfeiler der Hidden Champions, nämlich die globale Marktführerschaft, die Fokussierung sowie die tiefe Integration und effiziente Organisation, haben signifikante Auswirkungen auf die Technologieentwicklung. Zusammen mit den Einflussfaktoren der VUCA-Welt kommt der Modularität im Entwicklungsprozess eine zentrale Rolle zu. Am Beispiel eines integrierten Labornetzwerks wird gezeigt, wie die Kernkompetenzen weiterentwickelt werden können. Der Fokus liegt auf der modularen Verkettung von Fertigungstechnologien und der Skalierbarkeit der Prozesse für industrielle Anwendungen. Die Zusammenarbeit mit Partnern und Forschungsinstituten wird hervorgehoben, um technologische Trends frühzeitig zu erkennen und die Time-to-Market zu verkürzen.

Die Automobilindustrie steht vor zunehmenden Herausforderungen in der Inbound Supply Chain, geprägt von globalen Lieferketten, steigender Komplexität und häufigen Störungen. Diese Arbeit stellt ein Konzept für eine selbststeuernde Inbound Supply Chain vor, das moderne Technologien wie Automatisierung, Maschinelles Lernen und Digitale Zwillinge nutzt. Ziel ist es, durch einen geschlossenen Regelkreis Echtzeitdaten zu verwenden, um Engpässe frühzeitig zu erkennen, proaktive Entscheidungen zu treffen und Systemparameter dynamisch anzupassen. Der Ansatz adressiert Schwächen bestehender Lösungen, wie z. B. die unzureichende Nutzung von Echtzeitdaten und fehlende Praxisvalidierung, und automatisiert operative sowie taktische Entscheidungen. Die Validierung erfolgt in realen Anwendungsszenarien, um die Praxistauglichkeit sicherzustellen und langfristig Effizienz sowie Stabilität der Materialversorgung in der Automobilindustrie sicherzustellen.

C-Teile werden in Unternehmen häufig aufgrund ihrer geringen Materialkosten vernachlässigt, obwohl ihre Prozesskosten im Vergleich zu den Materialkosten einen deutlich größeren Einfluss auf die Gesamtkosten ausüben. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Vorgehensweise zur Bestimmung eines optimalen C-Teile-Managements zu entwickeln. In diesem Rahmen werden die hierfür entwickelten Methoden und Verfahren beschrieben. Zudem erfolgt die Validierung der Vorgehensweise an einem Unternehmen in der Praxis.

Fluktuierende Materialeigenschaften sind Ursache für Fertigungsfehler und Ausschuss bei produzierenden Unternehmen. Die derzeit üblichen Methoden der Materialcharakterisierung sind zeitaufwändig und kostspielig und erlauben es den Produzenten, trotz dessen nicht ihre Fertigungsprozesse präzise und dynamisch auf Änderungen im Materialverhalten zu adjustieren. Das „digitale Coil“ bezeichnet einen Ansatz, der darauf abzielt durch den Einsatz vollumfänglicher Charakterisierungsmethoden in Kombination mit den fortgeschrittenen Möglichkeiten zur Datenauswertung von heute Transparenz in die „Black-Box“ Material zu bringen, um so wissensbasierte Entscheidungen bei der Prozessparametrierung zu ermöglichen.

Im Hinblick auf die zunehmende Automatisierung werden zuverlässige und stabile Zerspanungsprozesse immer wichtiger. In diesem Beitrag wird der Einfluss der Werkstücksteifigkeit als wesentlicher Stabilitätsparameter untersucht. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen als Basis zur Ableitung von Handlungsstrategien zur Prozessstabilisierung und -optimierung in der Praxis dienen.

Die additive Fertigung bietet durch ihr Potenzial der endkonturnahen Bauweise und der damit verbundenen Ressourcenschonung zahlreiche Vorteile, bringt jedoch auch Herausforderungen wie Eigenspannungen mit sich. Diese führen in der spanenden Bearbeitung zu Verzug, Lage- und Maßabweichungen und damit zu Nacharbeit oder Ausschuss. Um dem entgegenzuwirken, werden in diesem Beitrag verschiedene Frässtrategien verglichen, um aufzuzeigen, dass sich durch eine geeignete Prozessauslegung die resultierenden Fehler um mehr als 90 Prozent reduzieren lassen.

Aktuell existieren nur wenige empirischen Untersuchungen zur Planung resilienter Fabriken. Auf Basis von 24 befragten Fachexperten stellt der folgende Beitrag das Verständnis und die Bedeutung der Resilienz von Fabriken aus Sicht von Fabrikplanungsberatern da. In diesem Zuge werden die derzeitig als besonders bedeutsam eingeschätzten Methoden und Werkzeuge zur Steigerung der Resilienz von Fabriken aufgezeigt.

Wie entsteht Leidenschaft in einem Unternehmen? Nach der Vorstellung eines ganzheitlichen Modells für Unternehmensexzellenz (Teil 1) und der Verankerung von Qualitäts- und Effizienzstreben in der Prozessebene (Teil 2) sollen nun im dritten Teil dieser Beitragsserie Anforderungen an die Strategie- und Führungsarbeit der Leitungsebene untersucht werden. Diese muss ebenso strukturiert gestaltet und kritisch reflektiert werden wie auch alle anderen Prozesse des Unternehmens. Auf der Basis exzellenter Abläufe im Kernwertschöpfungsprozess entstehen Freiräume, diese Anforderungen zu erfüllen.

Die Kreislaufwirtschaft, als Alternative zur Linearwirtschaft, bietet produzierenden Unternehmen Strategien zur Zirkulierung von Ressourcen und bringt ein neues Wertverständnis mit sich. Produktion verwandelt Rohstoffe mithilfe von Betriebsstoffen und -mitteln in Produkte, wobei Restmaterialien entstehen. Zirkularitätsmaßnahmen bergen bislang wenig genutzte Einsparpotenziale. Dieser Beitrag stellt ein Konzept zu deren Erfassung in der Wertstrommethode vor.

Die pharmazeutische Industrie ist ein stark regulierter Markt und stellt daher höchste Ansprüche an die Qualität von industriellen KI-Systemen, die unter anderem in der automatisierten Qualitätskontrolle Anwendung finden. Qualität bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle relevanten Anforderungen an die KI-Systeme erfüllt werden. Dies umfasst sowohl regulatorische Anforderungen wie aus dem GAMP5-Leitfaden der International Society for Pharmaceutical Engineering (ISPE) als auch interne Anforderungen der Qualitätsabteilung an die KI-Systeme in ihrer Funktion als Prüfsysteme. Am Praxisbeispiel von drei Anwendungsfällen aus der KI-basierten visuellen Qualitätskontrolle in der Impfstoffabfüllung wird im Folgenden veranschaulicht, wie ein KI-Qualitätsmanagementsystem zur systematischen Erfüllung der Anforderungen eingesetzt werden kann.

Die Wissenschaftler der Professur für Produktionssysteme und -prozesse der TU Chemnitz entwickeln in einem Kooperationsprojekt ein unterstützendes System zur Optimierung manueller Verpackungsprozesse in Logistikunternehmen. Ziel ist die Reduktion von Kosten, welche durch unnötig große Versandkartons entstehen. Durch die Anwendung von KI wird dieses Packproblem gelöst. Zudem wird der Mitarbeiter durch ein intelligentes Augmented-Reality-System unterstützt.

Das Kompetenzzentrum HUMAINE erarbeitet Tools, um KI in Arbeitsprozessen menschzentriert zu entwickeln und zu implementieren. Es wird ein Methodenwerkzeugkasten entwickelt, der Herausforderungen wie Akzeptanz, Erklärbarkeit und Ethik auf den Ebenen von Technologie, Personal und Organisation adressiert. Diese HUMAINE Toolbox bietet praxisnahe Werkzeuge, die in industriellen Pilotprojekten erprobt und evaluiert werden. Ziel ist es, Arbeit mit KI nachhaltig und verantwortungsvoll zu gestalten.

In vielen technischen und nichttechnischen Bereichen wird bereits vermehrt Maschinelles Lernen (ML) und Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt, um Prozesse zu überwachen, Prognosen aufzustellen und Qualitätskontrollen durchzuführen. Dabei bieten sich insbesondere repetitive Aufgabenstellungen für den Einsatz der KI an. Im Schiffbau sind jedoch Unikatanfertigungen üblich, was einen universellen Einsatz dieser Methoden erschwert. In diesem Beitrag wird der im Bereich der Programmierung von Schweißrobotern bisher verfolgte wissensbasierte Ansatz für die Sensordatenauswertung vorgestellt und daraus Anwendungspotenziale für KI sowie erste Ansätze der 3D-Rekonstruktion auf Basis von künstlichen neuronalen Netzen abgeleitet.

Die Studie untersucht den Digitalisierungsstand von KMU in den Regionen Esslingen und Göppingen. Sie zeigt, dass Digitalisierung als strategisch notwendig erachtet und in Unternehmensstrategien integriert wird. Die meisten Unternehmen konzentrieren sich jedoch auf digitale Infrastrukturen und unterstützende Prozesse, während wertschöpfende Geschäftsprozesse oft vernachlässigt werden. Dies birgt ungenutztes Effizienzpotenzial. Zwei große Hindernisse für KMU sind der Mangel an IT-Fachkräften und die Komplexität der digitalen Transformation. Die Studie betont die Notwendigkeit, dass KMU ihre Kernprozesse digitalisieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Automatisierung und Digitalisierung sind für die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit in der heutigen Produktionsindustrie von hoher Bedeutung. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) fungieren als Schnittstelle zwischen der digitalen und der physischen Welt. Die SPS-Programmierung unterscheidet sich allerdings von modernen Programmiersprachen, da sie eng mit Hardware interagiert und hohe Anforderungen an Qualität und Sicherheit setzt. In dieser Studie sollen Large Language Models zur automatisierten Code-Erstellung evaluiert und verglichen werden. Besonders für Structured Text (ST) zeigen Ergebnisse, dass ChatGPT-4 zuverlässig syntaktisch korrekten SPS-Code generiert.