Band 112, Heft 1-2

Kurzfassung Die nationale Technologieplattform MANUFUTURE © -DE wurde im Jahr 2006 gegründet und vertritt seitdem die Interessen deutscher produzierender Unternehmen bei der Ausgestaltung von nationalen und europäischen Forschungsprogrammen. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA wird die nationale Plattform in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt seit Beginn 2016 neu positioniert. Dieser Beitrag zeigt die argumentative Herleitung der strategischen Handlungssäulen entlang des industriellen Transformationsprozesses, auf deren Basis prioritäre Forschungsthemen im Hinblick auf die Produktion 2030 identifiziert wurden.

Kurzfassung Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) haben das Potenzial, die Gewinnmargen und die Kundenzufriedenheit im After Sales Service zu erhöhen. Dies gilt insbesondere für hochwertige Investitionsgüter aufgrund ihrer langen Produktlebenszyklen und eines hohen manuellen Serviceaufwands bei überwiegend planbaren Instandhaltungszyklen. Prägnante Beispiele sind Flugzeug- oder Schienenfahrzeugsysteme. Um eine kontinuierliche Effizienzsteigerung in der Serviceerbringung sicherzustellen, ist es entscheidend, das bestehende Produktionssystem nachhaltig und zielgerichtet weiter zu verbessern. Bei der Identifikation von Verbesserungspotenzialen hilft eine Bewertungssystematik, die den Ist-Zustand des GPS zeigt und Verbesserungsmaßnahmen für bestehende Defizite ableitet. Im Produktionsumfeld wird hierfür das GPS-Assessment eingesetzt. Anhand eines Praxisbeispiels aus der Instandhaltung von Straßenbahnen wird untersucht, ob das GPS-Assessment auch im Serviceumfeld die Möglichkeit bietet, kurzfristig den Umsetzungsstand eines unternehmensspezifischen GPS zu bewerten und Verbesserungspotenziale abzuleiten.

Kurzfassung Die Prognose von Absatzmengen stellt eine Herausforderung für die Produktionsplanung dar. Vor allem schwer prognostizierbare Absatzschwankungen, wie sie beispielsweise durch Werbeaktionen hervorgerufen werden, sind dabei hinderlich. Oft sind Zusatzinformationen aus makroökonomischen Indizes nicht aktuell genug oder auch der Prognoseaufwand zu hoch. Ziel eines neuen Forschungsprojekts ist daher die Entwicklung eines auf Suchmaschinendaten basierenden Modells zur Prognose von Absatzmengen auf spezifizierter Produktebene. Durch den ergänzenden Einsatz von Suchmaschinendaten zur Absatzprognose wird erwartet, dass der Prognosefehler gegenüber konventionellen Prognosemodellen gesenkt werden kann. Insgesamt soll geklärt werden, ob und in welchem Maße sich die logistische Leistungsfähigkeit eines Unternehmens dadurch verbessern lässt.

Kurzfassung Angesichts des breiten Angebotsspektrums neuer Technologien und der Vielzahl verschieden verwendeter Begriffe rund um Industrie 4.0, stehen Unternehmen nicht selten orientierungslos vor der Herausforderung, individuelle Umsetzungsstrategien abzuleiten. Das vorliegende Reifegradmodell ermöglicht die Erfassung bereits im Produktionssystem implementierter Lean Management-Prinzipien und gibt praktikable Antworten auf die evolutionären Visionen, indem es realisierbare und individuelle Migrationspfade in Richtung Industrie 4.0 für Unternehmen aufzeigt.

Kurzfassung Einer der größten Herausforderungen für das Gelingen der Energiewende ist neben der intelligenten Energieproduktion und -speicherung die energieflexible Produktion. Abhängig vom aktuellen Strompreis soll zukünftig über ein Demand Side Management der Produktionsprozess gesteuert werden. Dabei muss zunächst der Produktionsprozess in flexible und weniger flexible Teilschritte zerlegt werden. Am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen wird dies dazu im Rahmen des Großprojekts „SynErgie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung für Bearbeitungszentren (Fräs-, Bohr-, Dreh- und Umformmaschinen) untersucht. Eine sehr große Rolle spielen dabei Elektromotoren, die nicht nur translatorische und rotatorische Bewegungen des Werkstücks und des Werkzeugs erzeugen, sondern auch eine Vielzahl von Nebenaggregate zur Klimatisierung, Kühlschmierstoff-, Pneumatik- und Hydraulikversorgung ansteuern.

Kurzfassung Partikelverstärkte Titanmatrix-Verbundwerkstoffe finden vermehrt Anwendung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbau. Um das Potenzial partikelverstärkter Titanmatrix-Verbundwerkstoffe auszuschöpfen, wurden anhand von Erkenntnissen zur Bearbeitung im kontinuierlichen Schnitt beim Außenlängs-Runddrehen Prozessparameter identifiziert, die einen maßgeblichen Einfluss auf die Bearbeitung im unterbrochenen Schnitt beim Fräsen haben. Dabei zeigte sich, dass neben der Werkzeuggeometrie vor allem der Vorschub und die Schnittgeschwindigkeit von Bedeutung sind. Die Prozesssicherheit wird vornehmlich durch spontanes Werkzeugversagen bestimmt.

Kurzfassung Aus den heutigen Fahrzeugkarosserien sind höchstfeste Strukturbauteile nicht mehr wegzudenken. Hierfür hat sich als effektive Fertigungstechnologie vor allem das Presshärten etabliert. Seit Jahren ist in diesem Themengebiet ein starker Innovationsdruck zu verzeichnen, der bereits im Jahr 2014 im Rahmen einer Patentstudie zum Presshärten aufgezeigt wird (vgl. [1]). Nachfolgend wird ein Update zum damaligen Beitrag vorgestellt, der die Entwicklungen beim Presshärten vergleichend aufzeigt und bewertet. Dabei werden die wesentlichen Innovationsfelder des Presshärtens erläutert, technisch interessante Erfindungsgedanken vorgestellt, die Branchensituation beleuchtet sowie der Verlauf der weiteren Entwicklungen prognostiziert.

Kurzfassung Durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren ergeben sich neue Möglichkeiten und Restriktionen für die Bauteilgestaltung und den Fertigungsprozess. Soll es untersucht werden, ob durch den Einsatz eines additiven Fertigungsverfahrens Verbesserungspotenziale gegenüber der konventionellen Fertigung existieren, bedarf es eines geeigneten Ansatzes. In diesem Beitrag werden Kriterien definiert und ein Vorgehen erläutert, um geeignete Bauteile für das Selective Laser Melting (SLM)-Verfahren zu identifizieren und zu bewerten.

Kurzfassung Durch die Fähigkeit moderner Robotersysteme kollaborativ mit dem Menschen in einem Arbeitssystem zu interagieren, ergibt sich eine Vielzahl von Potenzialen, wie z. B. die Reduktion der Montagezeiten, die Unterstützung von Mitarbeitern zur Erhaltung ihrer Leistungsfähigkeit oder die Erhöhung der Kapazitätsflexibilität durch den bedarfsgerechten Einsatz solcher Systeme. Hindernisse bei der Einführung von kollaborativen Montagesystemen (KMS) sind sowohl der damit verbundene hohe Planungsaufwand als auch die grundsätzliche Frage nach der Akzeptanz durch den Anwender. Dieser Beitrag erörtert, wie Unternehmen bei der Planung und Integration kollaborativer Montagesysteme unterstützt werden können.

Kurzfassung Die Vorteile des Einzelstückflusses haben zu einer Verschiebung der Grenzen zwischen den Montageorganisationen in Richtung des Fließprinzips geführt. Im vorliegenden Beitrag werden quantitative Kriterien zur Fließlinieneignung als Entscheidungshilfe aus montageorganisatorischer Sicht vorgestellt. Neben der Eignung anhand der Überlappung von Endmontagevorgängen werden die schwankungs- und verteilungsbedingte Fließlinieneignung beschrieben. Ihre Anwendung wird anhand eines Algorithmus und anhand der Ergebnisse aus einem Praxisbeispiel gezeigt.

Kurzfassung Die Realtime-Abbildung von Lagerprozessen übersteigt die technische Eignung von ERP-Systemen. Voraussetzung für die Lagerlogistik in Echtzeit ist daher die Implementierung automatisierter Warehouse-Management-Systeme (WMS). Diese an bestehende Systeme mittels richtiger Gestaltung der Schnittstellen anzubinden, kann dabei durchaus eine Herausforderung darstellen. Die eigentlichen Stolperfallen liegen aber nicht, wie zumeist die Annahme, in der technischen Umsetzung, sondern weit davor – nämlich in der Prozessanalyse.

Kurzfassung Vorgestellt wird in diesem Beitrag eine methodentoolgestützte Vorgehensweise zur Durchführung eines Odette-GMMOG-Audits in Form einer Selbstbewertung durch den Automobilzulieferer. MMOG/LE ist der globale Standard für Supply Chain Management-Prozesse, der eine branchenführende Vorgehensweise bietet. Angestrebt wird eine gemeinsame Definition von Materialmanagementpraktiken, um eine effektive Kommunikation zwischen den Handelspartnern zu erleichtern.

Kurzfassung Die Serienproduktion disruptiver Produkte stellt bestehende Antriebsproduzenten in der Automobilindustrie vor vollkommen neue Herausforderungen. Um den Wandel von der Verbrennungsmotorenproduktion hin zur Produktion elektrischer Antriebssysteme erfolgreich zu realisieren, muss der Erfahrungsaufbau mit den neuen Technologien im operativen Bereich systematisiert und beschleunigt werden. Der Produktionsanlauf als Schlüsselphase soll hierzu genutzt werden.

Kurzfassung Zur Durchführung einer zustandsabhängigen Instandhaltungsstrategie an Straßenbahnen sind Informationen zum momentanen technischen Zustand von Antriebskomponenten essentiell. Im Rahmen eines aktuell laufenden Kooperationsprojektes wird gezeigt, wie die messtechnische Erfassung von schwingungsdiagnostischen Signalen mithilfe von Sensornetzwerken erfolgen kann. Auf Basis einer komplexen Vorgehensweise für eine automatisierte Entscheidungsfindung werden geeignete Parameter bestimmt und mit scharfen und unscharfen Methoden ausgewertet.

Kurzfassung Investitionsgüter müssen zur Nachverfolgbarkeit eindeutig identifizierbar und fälschungssicher sein. Identifikationsverfahren sind nur dann fälschungssicher, wenn die identifizierbaren Merkmale nicht reproduziert werden können. Dazu wird das fälschungssichere Identifizierungsverfahren „Chargen-Fingerprint“ ausgearbeitet. Das Verfahren berücksichtigt stochastische Eigenschaften der elementaren Zusammensetzung von metallischen Bauteilen. Durch die Analyse der Zusammensetzung kann ein individueller Fingerabdruck detektiert werden.

Kurzfassung Der Einsatz der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) hat in vielen industriellen Anwendungsfeldern die Verbesserung der Ergonomie und die Erhöhung der Produktivität ermöglicht. Für eine effiziente und sichere Planung der MRK bedarf es zukünftig des Einsatzes digitaler Methoden und Werkzeuge. Dafür sind an erster Stelle eine Planungsstrategie und ein ganzheitliches Planungskonzept zu entwickeln. In diesem Beitrag werden ein Ansatz eines einheitlichen Planungsprozess und ein darauf basierendes Konzept für die digitale Planung und Absicherung der MRK mit den notwendigen Datenschnittstellen beschrieben.

Kurzfassung Durch die Digitalisierung sowie durch den Fortschritt in Technologien zur Datenspeicherung und -verarbeitung eröffnen sich für Industrieunternehmen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten von Big Data. Vor diesem Hintergrund stellt sich für Unternehmen die Herausforderung, wie sie Big Data am besten für sich nutzen können. Im vorliegenden Beitrag wird eine Methodik zur zielgerichteten Anwendung von Big Data in der Industrie vorgestellt. Sie basiert auf einer Unterteilung in eine Identifikation von strategischen Einsatzfeldern von Big Data in Bezug auf externe Herausforderungen und auf einem Ansatz zur operativen Optimierung aus interner Sicht.

Kurzfassung Industrie 4.0 verändert produzierende Unternehmen nachhaltig. Die Veränderungen werden jedoch hauptsächlich in Bezug auf die Produktion diskutiert. Dabei werden grundlegende Voraussetzungen zur erfolgreichen Umsetzung von Industrie 4.0 bereits in der Forschung und Entwicklung (F & E) definiert. Unternehmen, die ihre Entwicklungsstrategie frühzeitig auf Industrie 4.0 ausrichten, können sich nachhaltige Wettbewerbsvorteile erarbeiten. Damit Unternehmen die Potenziale von Industrie 4.0 in der Produktentwicklung voll ausschöpfen können, werden in diesem Beitrag zentrale Handlungsfelder für eine erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 in der F & E vorgestellt.

Kurzfassung Produzierende Unternehmen sind mit steigenden Anforderungen hinsichtlich Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und Produktivität konfrontiert. Industrie-4.0-Technologien werden in Wissenschaft und Industrie als möglicher Lösungsweg diskutiert. Dieser Beitrag stellt eine empirische Analyse vor, welche die aktuellen Herausforderungen bei der Planung und Implementierung von Industrie-4.0-Technologien in Prozesse der Materialbereitstellung aufzeigt.

Kurzfassung Der Wandel erfolgt unausweichlich – die Industrie 4.0 ist beschlossene Sache. Unternehmen sollten diesen idealen Zeitpunkt für sich nutzen und sich jetzt entsprechend wappnen, denn die Industrie 4.0 bietet eine nie dagewesene Chance für einen erfolgreichen Wandel. Jedoch müssen die Unternehmen auch auf der Produktionsebene über Software verfügen, die auf eine solche Reise vorbereitet ist. Wenngleich MES schon jetzt ein wesentliches Element in der Welt der produktionsbezogenen IT darstellt, wird eine völlig neue MES-Generation erforderlich sein, um die von Industrie 4.0 geschaffenen Herausforderungen zu bewältigen.