Volume 113, Issue 12

Kurzfassung Aufgrund des zunehmenden Erfordernisses einer schnellen Reaktionsfähigkeit in Bezug auf kurzfristige Bedarfsschwankungen und zufällige Ausfälle von Produktionsfaktoren können angewendete Planungsvorgehen von global operierenden Produktionsunternehmen im Wettbewerbsumfeld nicht bestehen. Vielmehr werden neue Ansätze benötigt, um Datenströme miteinander zu verbinden und eine effiziente, vorausschauende Produktionsplanung zu gewährleisten. Ein solcher Ansatz wurde gemeinsam mit einem internationalen Gashersteller entwickelt und erfolgreich in der Praxis implementiert.

Kurzfassung Eine kontinuierliche Überwachung der Qualität von gefertigten Bauteilen bzw. Werkstücken in der Zerspanung hat das Potenzial, schneller in den Prozess einzugreifen, die Produktion zu optimieren und die Produktivität zu steigern. In der aktuellen Fertigung von Produktionsbetrieben findet die Rückmeldung von Qualitätsinformationen wie der Einhaltung von Toleranzen mit einem gewissen zeitlichen Delay statt, sodass direkt nach dem Fertigungsprozess keine ausführlichen Informationen über die Bauteilqualität zur Verfügung stehen. Ein neuer am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen entwickelter Ansatz zur Vernetzung der Qualitätsmessung an den verschiedenen Stationen der digitalen Prozesskette bzw. CAD-CAM-NC-CAQ-Kette führt zu einer erhöhten Transparenz des Fertigungsprozesses und zu direkten Aussagen über die Bauteilqualität nach Fertigstellung des Bauteils.

Kurzfassung Technische Problemstellungen werden im Maschinenbau routinemäßig mit Simulationssoftware gelöst. Korrekte realitätsnahe Aussagen stellen dennoch eine große Herausforderung dar [1]. Eine technisch komplexe Fragestellung ist die prozesssichere Auslegung von Werkzeugmaschinen der Großserienfertigung. Die Berücksichtigung der konfigurationsabhängigen Wechselwirkung von Werkzeugmaschine und Prozess ist mit großem wirtschaftlichen Aufwand verbunden. Ersatzweise werden Werkzeugmaschinen oft mit hohen Sicherheitsfaktoren ohne maßgebliche Betrachtung der Prozessstabilität überdimensioniert. Nachfolgend wird eine Angebotserstellung für Werkzeugmaschinenhersteller dargelegt. Ziel ist, durch Simulationen eine hohe Prozesssicherheit und Produktivität bei minimalen Kosten zu gewährleisten. Anhand des Kugelnabenfräsens wird eine dexelbasierte Prozesssimulation vorgestellt, angewandt und mit Experimenten validiert.

Kurzfassung Globalisierung sowie zunehmender Wettbewerbs- und Kostendruck verlagern den Fokus der Geschäftsstrategie produzierender Unternehmen zunehmend auf die Individualisierung des Produktportfolios. Dies führt dazu, dass Unternehmen die angebotenen Produkte und technischen Lösungen mittels modularer Produktbaukästen strukturieren. Um diese zielorientiert und kontextspezifisch zu etablieren, ist die Wahl des richtigen Modularisierungskonzepts besonders in der frühen Phase von entscheidender Bedeutung. In diesem Beitrag werden fünf Grundtypen modularer Produktbaukästen vorgestellt und entsprechende Anwendungsszenarien beschrieben.

Kurzfassung Die Kapazitätsplanung für die Regeneration komplexer Investitionsgüter, wie z. B. Schienenfahrzeug-Transformatoren, ist aufgrund der Informationsunschärfe sehr herausfordernd. Der Grund dafür ist, dass die für die Regeneration einzuplanenden Tätigkeiten und deren Umfänge zum Zeitpunkt der Planung oftmals nicht vollständig bekannt sind. Dies ist insbesondere dann schwierig, wenn die Regenerationsaufträge in eine laufende Fertigung integriert werden müssen und sich die Abweichung der aktuellen von der eingeplanten Belastung somit direkt auf den Produktionsplan auswirkt. Aufgrund der fortschreitenden Digitalisierung und der damit einhergehenden zunehmenden Datenverfügbarkeit eröffnen sich jedoch neue Potenziale für eine Verbesserung der Planungsgrundlage. In diesem Zusammenhang können Data-Mining-Ansätze für die Generierung von Belastungsprognosen genutzt werden und damit die Kapazitätsplanung unterstützen.

Kurzfassung Ein essentieller Schritt im Änderungsmanagement ist die Bewertung der Änderungen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das derzeitige Produktionssystem. Je nach Kontext der Anwendung muss die Änderungsauswirkungsanalyse dabei spezifische Inputs verarbeiten und unterschiedliche Ergebnisse liefern. Aktuelle Vorgehensweisen fokussieren jedoch nur ausgewählte Aspekte der Vielseitigkeit von Änderungsauswirkungen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, stellt dieser Beitrag einen modularen Ansatz für die individuelle Gestaltung der Auswirkungsanalyse vor. Basierend auf einer Klassifikation des Anwendungsfalls werden dabei geeignete Analysemethoden ausgewählt und zu einem Gesamtprozess kombiniert.

Kurzfassung Das dynamische Verhalten ist ein wichtiger Faktor, um Werkzeugmaschinen zu beurteilen und hinsichtlich der Forderung nach besserer Ausnutzung der theoretisch erreichbaren Leistungsfähigkeit kontinuierlich zu verbessern. Die Messung von Nachgiebigkeitsfrequenzgängen in den drei translatorischen kartesischen Koordinatenrichtungen zur Charakterisierung des dynamischen Verhaltens ist Stand der Technik und wird häufig als Grundlage für die Ableitung von Verbesserungskonstruktionen verwendet. Das rotatorische Nachgiebigkeitsverhalten um die Drehachsen wird jedoch aufgrund der anspruchsvollen Messung von Winkelverlagerungen und anregenden Momenten in der erforderlichen Genauigkeit meist nicht berücksichtigt.

Kurzfassung Die Luftfracht gewinnt für produzierende Unternehmen im Zuge der fortschreitenden Internationalisierung an Bedeutung. Gleichzeitig verfügen nur wenige Unternehmen über die Kompetenz, die Konfiguration ihres Logistiksystems auf die speziellen Erfordernisse des Verkehrsträgers Luft hin anzupassen. Die Praxis verlangt nach einem geeigneten Vorgehen, um die Chancen und Potenziale der Luftfracht durch die Auswahl des richtigen Logistikstandorts optimal nutzen zu können.

Kurzfassung Zur Entwicklung einer Sofortpreiskalkulation für CNC-Drehteile werden Machine-Learning-Ansätze sowie ein deterministischer Algorithmus untersucht. Der deterministische Algorithmus funktioniert ausschließlich für Drehteile mit geringer Komplexität. Die Machine Learning Modelle hingegen sind zukunftsfähiger, da die ersten Ergebnisse bereits sehr geringe Abweichungswerte zu den festgelegten Referenzpreisen erreichen können. Mit steigendem Datenaufkommen können beide Machine-Learning-Modelle mit geringem Aufwand weiter verbessert werden.

Kurzfassung Der Produktionsplanung und -steuerung kommt im Zeitalter zunehmend volatiler Marktbedingungen eine immer wichtigere Rolle zu. Deshalb haben sich vier führende deutsche produktionstechnische Forschungsinstitute zur Durchführung einer gemeinsamen Studie zusammengeschlossen. Die Studienergebnisse zeigen, dass insbesondere bei der gezielten Nutzung von Steuerungsverfahren sowie bei der Auswertung von Produktionsdaten noch erhebliches Verbesserungspotenzial vorhanden ist.

Kurzfassung Die Digitale Fabrik hat sich, anders als die Zukunftsvision der Indus-trie 4.0, bereits in der Wissenschaft und industriellen Praxis bewährt und etabliert. Schon heute wenden Unternehmen die Inhalte der Digitalen Fabrik in Form von digitalen Modellen und Methoden, wie z. B. Simulationen oder 3D-Visualisierungen, an und verbessern so ihre Effizienz u. a. im Bereich der Fabrikplanung. Jedoch wird sich auch die Digitale Fabrik an die aufkommende Industrie 4.0 anpassen und erweitern müssen. Zur Erforschung der Herausforderungen dieser Anpassung ist am IFU eine Studie durchgeführt worden, die im Genaueren die Themen Industrie 4.0, Ziele, Umsetzungsstand, Werkzeuge, Potenzial und Barrieren in Verbindung mit der Digitalen Fabrik behandelt.

Kurzfassung Industrie 4.0 bestimmt immer noch den Diskurs in Praxis und Forschung der industriellen Produktion. Mit der Vielfalt an möglichen Technologien und Einsatzmöglichkeiten haben insbesondere kleine und mittlere Unternehmen Schwierigkeiten, die für sie relevanten Anwendungsfälle zu identifizieren. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die eine Identifizierung der Anwendungsfälle anhand der strategischen Prioritäten des produzierenden Unternehmens ermöglicht. Die Methode wird anhand eines realen Beispiels eines metallverarbeitenden Unternehmens validiert.

Kurzfassung Die Bedeutung der Digitalisierung für die künftige Wettbewerbsfähigkeit ist unbestritten. Doch wie die Praktiker im eigenen Verantwortungsbereich schrittweise zum Denken in vernetzten Systemen, wie Industry-of-Things-Technologien (IoT) qualifizieren? Aus den operativen Erfahrungen von Führungskräften im Produktionsbereich entwickelte die Fachhochschule Kiel ein Konzept das Mitarbeiter abholt, indem sie ihre täglichen Entscheidungen als Netzwerk begreifen. Bei der Garz & Fricke GmbH in Hamburg wird damit derzeit ein Manufacturing-Execution-System (MES) projektiert.

Kurzfassung Die Organisation eines Unternehmens ist ein zentrales Element, um Digitalisierung aus der Gesamtperspektive voranzutreiben. In der Praxis sind fünf Organisationsformen zur Verankerung von Digitalisierung üblich: dezentral, funktional, Führungsteam, Kompetenzzentrum und Leitwerk. Eine aktuelle Studie zeigt, dass insbesondere die letzten beiden Formen Digitalisierungsaktivitäten wirksam voranbringen. Die Wahl einer geeigneten Struktur kann mit Hilfe eines dreistufigen Prozesses unterstützt werden.

Kurzfassung Produzierende Unternehmen und deren logistische Kette sind mit steigenden marktseitigen Anforderungen konfrontiert. Dafür werden in Wissenschaft und Praxis u. a. Industrie-4.0-Technologien als Lösungsmöglichkeit vorgeschlagen. Bekannte und neue Mittbewerber bedrohen außerdem die bestehenden Geschäftsmodelle. Unternehmen steht eine Vielzahl an Methoden zur Geschäftsmodellinnovation zur Auswahl. Dieser Beitrag untersucht anhand einer Literatur- und Schwachstellenanalyse, ob es für produzierende Unternehmen eine methodische Unterstützung gibt, beide Herausforderungen kombiniert zu bewältigen.

Kurzfassung Industrie 4.0 ermöglicht die durchgängige Vernetzung aller beteiligten Menschen, Maschinen und Objekte im Fertigungsbetrieb. Für eine durchgängige Vernetzung ist die uneingeschränkte Kommunikation sämtlicher Akteure erforderlich. Der vorliegende Beitrag zeigt die hierfür notwendige ganzheitliche Prozessbetrachtung auf und beschreibt ein erfolgsversprechendes Vorgehen zur Analyse und Gestaltung eines Informationsmanagementsystems zur ganzheitlichen Gestaltung von Informationsflüssen. Hierdurch wird eine durchgängige und zielorientierte Vernetzung von Mensch, Maschine und Objekt ermöglicht.

Kurzfassung Durch die Digitalisierung ausgelöste Entwicklungen verändern auch Umfeld und Funktionen von Führungskräften in der Produktion. Ein integriertes Produktionscockpit bietet die beste Möglichkeit, diese Optionen und Potenziale koordiniert zu nutzen. Unter den Bedingungen der Smart Factory kann der Aufwand für das Sammeln, Sichten, Aufbereiten und Auswerten von Daten sowie die Vorbereitung von Team-Besprechungen reduziert werden. Das Produktionscockpit 4.0 stellt Informationen maßgeschneidert so zur Verfügung, dass richtige Entscheidungen einfach getroffen werden können. Als Shopfloor Management der Zukunft verknüpft es Daten, schafft Transparenz und ermöglicht die Konzentration auf die operative Führung. Dieser Zugriff auf die Daten ist eine konsequent nutzerorientierte Lösung, die sehr viel Zeit einspart und – als kundenindividuelles Angebot – nicht zuletzt von Mittelständlern geschätzt wird. Wo die operative Fachkraft durch Entlastung bei sekundären Tätigkeiten mehr Freiraum für ihre primären Aufgaben bekommt, kann die Cockpitlösung auch zur Relativierung des Fachkräftemangels beitragen.