Volume 114, Issue 9

Kurzfassung Die Wertstromanalyse hat sich zur Analyse physischer Prozesse in Produktionssystemen bewährt. IT-seitige Prozesse, welche diese planen und steuern, werden mit ihr recht vereinfacht betrachtet. In diesem Beitrag wird daher ein Konzept vorgestellt, um auch IT-seitige Prozesse des Wertstroms abzubilden. Physische und IT-seitige Prozesse können so im Zusammenspiel analysiert und das Gesamtsystem verbessert werden. Zur automatischen Prozessmodellierung werden Algorithmen aus dem Process Mining eingesetzt.

Kurzfassung Frei verkettete Montagesysteme ermöglichen eine flexible Montage ohne zeitliche und örtliche Restriktionen hinsichtlich der Montagereihenfolge und der Bearbeitungsorte, wobei die individuelle Prozessreihenfolge und die Prozesszuordnung durch eine Auftragsroute beschrieben werden. Zur Ermittlung dieser Auftragsroute wird ein Klassifizierungsansatz mittels Cluster-Analyse basierend auf der Auslegung von produktspezifischen Werkzeugen und Vorrichtungen vorgestellt.

Kurzfassung In heutigen Fabrikplanungsprojekten werden die Teildisziplinen Produktion-, Gebäude- und Energiesystem sequentiell geplant. Besonders das Energiesystem als letztes Planungssystem ist aufgrund des fehlenden Feedbacks meist nicht energieeffizient ausgelegt. Dieser Beitrag beschreibt eine dynamische Entscheidungslogik, die den Fabrikplanungsprozess unter gemeinsamer Betrachtung aller Teilsysteme signifikant unterstützt. Ziel ist es, das Gesamtoptimum für das System Fabrik mit Fokus auf Energieeffizienz zu finden.

Kurzfassung Vor allem im Bereich der Industrie ist aufgrund der eingesetzten Ressourcen- und Energiemengen Potenzial zur Steigerung von Ressourceneffizienz und damit zur Einsparung von Kosten vorhanden. Dieses Potenzial wird allerdings häufig nicht erfasst und bleibt ungenutzt. In diesem Beitrag wird ein Vorgehen am Beispiel von Altkühlgeräteentsorgungsanlagen vorgestellt, um Ressourceneffizienz in der Produktion quantitativ zu erfassen und Potenziale von Ressourceneffizienzmaßnahmen zu bewerten.

Kurzfassung Produzierende Industrieunternehmen werden zunehmend durch den globalen Wettbewerb und die Marktmacht von Kunden in Käufermärkten beeinflusst. Darüber hinaus werden Lebens- und Innovationszyklen von Produkten und Maschinen immer kürzer. Um diesen Herausforderungen begegnen zu können, müssen Produktionssysteme regelmäßig angepasst werden, wodurch hohe Kosten entstehen. Die detaillierte Bewertung der Änderungskosten ist für produzierende Industrieunternehmen in der Praxis von hoher Relevanz. Veröffentlichungen aus den Bereichen des Änderungsmanagements und der Änderungsauswirkungsanalyse behandeln Kosten jedoch nur auf einem sehr allgemeinen Niveau. Der vorliegende Beitrag adressiert die Herausforderungen der Kostenbewertung von Änderungsauswirkungen in der Produktion durch eine anwenderfreundliche und praxisnahe Kostenstruktur. Aufgrund des Detaillierungsgrades der Kostenpositionen kann die Kostenstruktur als Grundlage für eine spätere quantitative Bewertung verwendet werden.

Kurzfassung Eine definierte Strategie zur Diffusion agiler Arbeitsweisen in das gesamte Unternehmen, eine autarke Unternehmenseinheit zur Schaffung digitaler Innovationen sowie eine konzernweite Initiative zur Optimierung des gesamten Produktentwicklungsprozesses zeichnen zwei der Preisträger des Konsortial Benchmarkings „Agile Invention“ 2018 aus. Die DEUTZ AG und die KION GROUP AG konnten durch den Einsatz agiler Arbeitsweisen bereits vielversprechende Erfolge erzielen und streben nun nach der konzernweiten Ausbreitung erfolgreicher Konzepte.

Kurzfassung Neben den operativen Arbeitsprozessen in Unternehmen einer Wertschöpfungskette entscheidet vor allem die Effizienz der Kommunikationsprozesse über den Mehrwert eines Produktionsnetzwerkes. Auftretende Barrieren in einer interorganisationalen Kommunikation können daher zu Verzögerungen und Unterbrechungen im Produktionsprozess führen. Hierfür soll der folgende Beitrag ein Beschreibungsmodell liefern, mit dem Unternehmer Kommunikationsschnittstellen sowie -barrieren zielgenau zwischen Einzelorganisationen im Gesamtnetzwerk verorten können, um durch Gegenmaßnahmen möglichen Mehrkosten vorzubeugen.

Kurzfassung Kurze Produktlebenszyklen und individualisierte Produkteigenschaften erfordern Fertigungssysteme mit höchster Produktivität bei gleichzeitiger Flexibilität. Diese kontroversen Anforderungen lassen sich durch den Einsatz modularer Werkzeugmaschinen erfüllen. Modularität ermöglicht eine bedarfsgerechte Rekonfiguration der Werkzeugmaschine in zuvor definierten Flexibilitätskorridoren. Zu diesen Rekonfigurationen zählen im herkömmlichen Sinne zum Beispiel eine Änderung des Spannsystems, des Werkzeughalters oder der Bearbeitungsrichtung durch einen optionalen Drehtisch. Werden in der Entwicklungsphase diese starren Flexibilitätskorridore zu eng definiert, ist eine nachträgliche Anpassung der Maschinenstruktur in der Regel nicht ohne einen erheblichen finanziellen Aufwand möglich. In diesem Beitrag wird ein Baukastensystem vorgestellt, das es ermöglicht, die Maschinenstruktur in Form des Werkzeugmaschinengestells in ihren Grundzügen zu verändern. Auf Basis des Baukastensystems wurde eine prototypische 3-Achs-Portalfräsmaschine in Betrieb genommen. Erste Untersuchungen des dynamischen Maschinenverhaltens zeigen die Potenziale dieser modularen Werkzeugmaschine.

Kurzfassung Besonders im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik ist in den letzten Jahren ein starker Anstieg der Relevanz der additiven Fertigung (Additive Manufacturing – AM) in verschiedenen Material- und Prozessvarianten verspürbar. Dabei liegt der Fokus vor allem auf den Möglichkeiten zur Erzeugung metallischer, additiv gefertigter Komponenten. Unabhängig vom Werkstoff und Prozess ist ein wesentlicher Schlüssel zur technologisch effektiven und ökonomisch effizienten Nutzung dieser Technologien die holistischen Betrachtung der Prozess-ketten. Aus diesem Grund befasst sich dieser Beitrag mit der Generierung einer ganzheitlichen Prozesskette zur Herstellung eines funktionsintegrierten Pulsstrahltriebwerks als Realisierungsbeispiel.

Kurzfassung Die Versteifung von Blechbauteilen durch Stege besitzt ein großes Leichtbaupotenzial für den automobilen Karosseriebau. In einem gemeinsamen DFG-Transferprojekt entwickeln das PtU Darmstadt und LÄPPLE AUTOMOTIVE eine effiziente Prozesskette und angepasste Betriebsmittel für die Herstellung stegverstärkter Platinen und ihre ziehtechnische Umformung zu komplexen Bauteilen. Die Validierung der Technologie erfolgt anhand eines Demonstrator-Bauteils unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Kurzfassung In Klein- und Kleinstunternehmen (KKU) herrschen häufig eingeschränkte Räumlichkeiten. Diese beschränken nicht nur die effiziente Gestaltung und Realisierung der operativen Produktion, sondern auch das strukturierte und rationalisierte Bestandsmanagement. Dies hat Verschwendung aller Arten zur Folge. Aufgrund begrenzter Finanzmittel gegenüber mittleren und Großunternehmen lassen sich in KKU nicht alle wirksamen Methoden des Ganzheitlichen Produktions-systems (GPS) anwenden und realisieren. KKU bedürfen vielmehr spezifischer, maßgeschneiderter Lösungen für ein effizienteres Bestandsmanagement. Das in diesem Beitrag vorgestellte Lagerkonzept liefert eine Möglichkeit anhand der Kombination mehrerer Methoden die eingeschränkten Räumlichkeiten effizienter zu nutzen.

Kurzfassung Im Umfeld steigender Energiepreise suchen produzierende Unternehmen Möglichkeiten, diese Kosten zu reduzieren. Energienebenkosten können dabei 75 Prozent des Strompreises ausmachen; Sonderregelungen erschweren jedoch die optimierte Auslegung von Energiesystemen. Vorgestellt wird daher ein Planungstool zum Einsatz von Flexibilitätsmitteln, um Energienebenkosten zu senken. Im Fokus sind dabei Peak Shaving sowie intensive und atypische Netznutzung. Die Auswertung ergab potenziell deutliche Kostenreduktionen.

Kurzfassung Das Thema Energieeffizienz ist im Zuge der Energiewende eine zentrale Herausforderung für den industriellen Sektor. Die systematische Erfassung und Bewertung des Energieverbrauchs bietet die Grundlage für die automatisierte Optimierung von Anlagen. Im Projekt EnEffReg entwickelten Fraunhofer IPK und ÖKOTEC Energiemanagement GmbH ein universell einsetzbares Framework zur automatisierten Generierung von Sollwerten. Die praktische Erprobung erfolgte an Standorten bei der Bayer AG, thyssenkrupp Steel Europe AG sowie der Daimler AG. Der vorliegende Beitrag fasst die theoretischen Arbeiten und aus Experimenten gewonnene Erfahrungen zusammen.

Kurzfassung Durch einen immer größer werdenden Anteil an regenerativen Energieträgern mit volatiler Einspeisungen wird eine angepasste Stromabnahme notwendig, um die Netzstabilität zu erhalten. Eine Möglichkeit stellt das Demand-Side-Management in der produzierenden Industrie dar. Hierzu wurde am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen ein energieflexibles Optimierungsmodell für die Produktionsplanung und -steuerung erstellt. Dieses optimiert die Reihenfolgenplanung so, dass minimale Energiekosten bei Einhaltung der Termintreue erreicht werden. Das Optimierungsmodell wurde in zwei Demonstratoren umgesetzt.

Kurzfassung Ziel dieses Beitrags ist es, auf der Basis aktueller Ergebnisse des Interreg-Forschungsprojektes „A21 Digital Tirol Veneto“ aufzuzeigen, wie sich Nordtirol, Südtirol, Veneto und deren alpine Nachbarregionen in Wirtschaft und Gesellschaft in den kommenden Jahren am besten auf die anstehenden, globalen Herausforderungen der Digitalisierung vorbereiten. Dies wird anhand einer digitalen Roadmap aufgezeigt, die unter Einbeziehung von insgesamt 80 Expertinnen und Experten entwickelt wurde.

Kurzfassung Um die Effizienz in der diskreten Produktion zu erhöhen und ungenutzte Potenziale in einer Fabrik zu identifizieren, können mehrwertbringende digitale Services eingesetzt werden. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit den Chancen dieser Services sowie mit den Herausforderungen bei deren Etablierung. Vorgestellt wird ein ganzheitliches und durchgängiges Konzept, welches von der Feldebene mit Mechanismen für koordinierte Zeitstempel über eine angepasste Steuerungsarchitektur bis zu beispielhaften Analyse- und Distributionsservices reicht.

Kurzfassung Innerbetriebliche Materialtransporte unterliegen ständigen Veränderungen. Produktionslosgrößen werden kleiner, und ein Trend zur Losgröße 1 ist deutlich zu erkennen. Aus diesem Grund werden in einem neuen Forschungsprojekt Drohnen bzw. Multikopter als bisher selten genutzte Transporttechnik auf mögliche Anwendungsbereiche in der Intralogistik geprüft. Hindernisse zum Einsatz von Multikoptern und Risiken beim Einsatz werden dazu kategorisiert und bewertet. Davon werden in diesem Beitrag Anforderungen an die Einsatzumgebung sowie das technische Gerät selbst abgeleitet. Insgesamt wird untersucht, inwieweit sich Multikopter in die betriebliche Infrastruktur von Unternehmen in bestimmten Use Cases einbinden lassen und ob die dadurch resultierende Anpassung der logistischen Leistung deren Einsatz wirtschaftlich rechtfertigt.

Kurzfassung Produzierende Unternehmen sehen sich mit einer steigenden Komplexität in ihrer Produktion konfrontiert. Vielfach wird versucht, Erkenntnisse zur Beherrschung dieser Komplexität durch Auswertung von Daten mit Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) zu gewinnen. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stellt dies jedoch eine große Hürde dar. Daher wurde ein KI-Tool entwickelt, das Unternehmen hilft, einerseits das Potenzial für KI unternehmensindividuell abzuschätzen und andererseits aufwandsarm KI-Verfahren anzuwenden.

Kurzfassung Unternehmen sind mit einem zunehmend dynamischen Marktumfeld und komplexen Wertschöpfungsbeziehungen konfrontiert. Von besonderer Bedeutung ist die Sicherstellung effizienter und flexibler Prozesse und Abläufe entlang der gesamten Supply Chain. Gerade im zwischenbetrieblichen Kontext müssen Entscheidungen möglichst schnell und richtig getroffen werden. Die Grundlagen für eine optimierte Entscheidungsfindung stellen die durchgängige Erfassung, Aufbereitung und gezielte Bereitstellung von Daten dar. Derzeit mangelt es innerhalb der Supply Chains jedoch oft an der notwendigen Transparenz. In diesem Beitrag wird ein Konzept für ein Assistenzsystem zur Entscheidungsunterstützung auf Supply-Chain-Ebene vorgestellt.