Volume 115, Issue 1-2

Kurzfassung Damit Industrie-4.0-Ansätze in der Produktionsplanung und -steuerung ihre Wirkung voll entfalten, müssen sie in der industriellen Praxis an den richtigen Stellen einen entsprechenden Nutzen stiften. Dies bedeutet, dass die Industrie-4.0-Ansätze auf die heute vorliegenden Hindernisse bei der Erreichung logistischer Ziele ausgerichtet sind und bei der Auflösung dieser Hindernisse tatsächliche Nutzeneffekte erzielen. Vor diesem Hintergrund haben die Autoren Industrieunternehmen in Deutschland befragt, welche Hindernisse bei ihnen heute im Hinblick auf die Erreichung logistischer Ziele vorliegen und welche Nutzeneffekte sowie Lösungsmöglichkeiten sie sich diesbezüglich von Industrie-4.0-Ansätzen versprechen. Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Erkenntnisse und Schlussfolgerungen der Studie zusammen.

Kurzfassung Die Herstellung von Produkten in Konzernen und vermehrt im Mittelstand ist mittlerweile durch eine immer komplexer werdende Lieferkette mit einer starken Vernetzung ihrer weltweiten Standorte gekennzeichnet. Die komplexe Lieferkette mit einem schneller stattfindenden Wandel an Produkten bedingt einen enormen Aufwand an Planungs- und Steuerungsaktivitäten, um benötigte Bauteile für die Produkte zur richtigen Zeit und Anzahl bei wettbewerbsfähigen Produktionskosten weltweit herzustellen. Die Produktionswerke in den sogenannten “Best-Cost Countries”, die vielfach in den letzten Jahren neu gegründet wurden, erfordern aufgrund spezifischer Rahmenbedingungen in den einzelnen Ländern eine Unterstützung durch das Stammwerk mit technischen und organisatorischen Vorgaben, in welcher Art und Weise die Bauteile für die Serie herzustellen sind.

Kurzfassung Maritime Großprojekte werden nach dem Engineer-to-Order-Prinzip bearbeitet und weisen einen enormen Arbeitsumfang auf. Um diesen Arbeitsumfang in einer akzeptablen Durchlaufzeit herstellen zu können, erfolgt zunehmend eine Parallelisierung der Bearbeitung in Produktionsverbünden an mehreren Werftstandorten. Dieser Beitrag stellt eine Methode vor, wie für derartige Großprojekte eine bestmögliche Konfiguration der Produktionsstandorte sowie eine kompetenzorientierte Aufteilung der Arbeitsinhalte auf die Standorte erfolgen können.

Kurzfassung Mittels Industrie 4.0 und Digitalisierung werden dezentrale Entscheidungen und kurze Regelkreise möglich. Allerdings überwiegen in den Unternehmen starre, hierarchische Organisationsstrukturen, welche der Dezentralität komplementär entgegenstehen. Um zukünftig das Potenzial nutzen zu können, sind agile Strukturen und neue Führungssysteme in der Produktion erforderlich. Es bedarf eines Ansatzes, der ein digitales, agiles Management der Produktion ermöglicht und das Lean Leadership ergänzt.

Kurzfassung Ganzheitliche Produktionssysteme und Qualitätsmanagementsysteme nach DIN EN ISO 9001 : 2015 finden sich in zahlreichen Organisationen. Dabei wird das Potenzial beider Systeme nicht ausgeschöpft, wenn diese getrennt voneinander betrachtet werden. Durch die Nutzung etablierter Methoden Ganzheitlicher Produktionssysteme können gleichzeitig Normforderungen erfüllt und Potenziale dieser Methoden genutzt werden. Es wird daher in diesem Beitrag gegenübergestellt, welche Methoden geeignet sind, um die Anforderungen der ISO 9001 zu erfüllen.

Kurzfassung Um die steigenden Anforderungen an die zu fertigenden Produkte bezüglich der Faktoren Qualität, Kosten, Flexibilität und Lieferzeit erfüllen zu können, ist in der aktuellen Forschung und Entwicklung ein Schwerpunkt die Automatisierung der digitalen Prozesskette bzw. CAD-CAM-NC-Kette. Die digitale Prozesskette ist Teil des Produktentstehungsprozesses, beginnt bereits in der Kostenplanung und endet erst mit der erfolgreichen Produktion der ersten Bauteile. Daher ist eine schnelle aber auch qualitativ hochwertige Planung mit möglichst wenigen iterativen Anpassungsprozessen wünschens- und erstrebenswert. In diesem Beitrag soll daher ein Konzept aufgezeigt werden, das die physikalische Modellebene von thermisch-kinematisch bedingten Verlagerungen in die Maschinenstruktur für die Fertigungsplanung verfügbar macht.

Kurzfassung Fachkräftemangel, immer kürzere Produktlebenszyklen und der zunehmende Bedarf an kundenindividuellen Produkten führen zu steigenden Herausforderungen für Entwicklungsabteilungen produzierender Unternehmen. Die Einbindung von externen Experten aus einer Community in firmeninterne Produktentwicklungsprozesse ist ein erfolgversprechender Ansatz für die schnellere, kostengünstigere und bedarfsangepasste Entwicklung von Produkten. Mit Crowd Engineering wird die Einbindung einer Community in eine Produktentwicklung realisiert. Dieser Beitrag soll einen Einblick in den aktuellen Forschungsstand des Crowd Engineerings geben und den Nutzen für Unternehmen aufzeigen.

Kurzfassung Ein unbeständiges Geschäftsumfeld, undurchsichtige Wirkungszusammenhänge und ungewisse Entwicklungen resultieren in eine steigende Bedeutung von Agilität. Digitalisierung stellt dabei sowohl einen Beweggrund, um Agilität im Unternehmen aufzubauen, als auch eine Maßnahme zur Steigerung der Agilität im Bereich der Operations dar. Daher wird in diesem Beitrag ein Vorgehensmodell zur Erhöhung der Agilität eines Unternehmens unter Berücksichtigung der Auswirkungen der Digitalisierung vorgestellt.

Kurzfassung Komplexität, die im Produktionsumfeld wahrnehmbar ist, entsteht durch das Zusammenspiel vieler Prozesse und Schnittstellen in verschiedenen Bereichen eines Unternehmens. Komplexität innerhalb der Produktionslogistik birgt große Herausforderungen, aber auch enorme Chancen für ein Unternehmen. Das vorgestellte Stufenmodell zum Komplexitätsmanagement in der Produktionslogistik liefert einen systematischen Ansatz, wie Komplexitätsentwicklung beschrieben und – davon abgleitet – Vorteile erzielt werden können.

Kurzfassung In einer zunehmend globalisierten und digitalisierten Welt kann sich der Einsatz von Anreizsystemen sowie innovativen digitalen Assistenzsystemen in der Montage als ein hilfreiches Werkzeug erweisen, um den wachsenden Flexibilitäts- und Produktivitätsanforderungen in der Produktion gerecht zu werden. Dieser Beitrag befasst sich mit der optimalen Vernetzung der Systeme eines digital unterstützten manuellen Montagetisches mit dem Ziel, einen optimalen Datenfluss zwischen den teilnehmenden Software- und Assistenzsystemen zu finden.

Kurzfassung Methoden zur Qualitätssicherung sind ein zentraler Erfolgsfaktor für die weitere Industrialisierung der additiven Fertigung. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein optisches Prüfsystem vorgestellt, welches die Prozessgüte bei der additiven Materialextrusion schichtweise während der Herstellung überwacht. Die Prüfaufgabe wird analysiert, Hardwarekomponenten für die Datenerfassung werden konzeptioniert und ein erster Schritt zur texturanalytischen Fehlerdetektion wird vorgestellt.

Kurzfassung Durch die Möglichkeit, bedarfsgerecht in unmittelbarer Nähe vom Nachfrageort zu produzieren, besitzt der 3D-Druck das Potenzial, die Erwartungen der Ersatzteilnachfrager an eine ständige Verfügbarkeit individualisierter Komponenten zu erfüllen. Um die Vorteile der additiven Fertigung für die Ersatzteillogistik nutzen zu können, müssen neue Geschäftsmodelle entwickelt werden. Durch den unterstützenden Einsatz eines Softwaretools könnte der Logistikdienstleister neue Kompetenzen im Rahmen der additiven Ersatzteilfertigung erwerben und sein bestehendes Dienstleistungsspektrum erweitern. Zur erfolgreichen Etablierung des Softwaretools gilt es, ein Geschäftsmodell für dessen unterstützenden Einsatz zu erarbeiten. In der hier dargelegten Untersuchung wurde ein Geschäftsmodell durch Anwendung des Business Model Canvas in einem Expertenkreis entwickelt.

Kurzfassung Obwohl vorausschauende Instandhaltung als wesentlicher Bestandteil für eine effiziente Produktion unumstritten ist, wird sie bis heute als lästiger Kostenfaktor gesehen. In diesem Beitrag wird ein konzeptuelles Modell vorgestellt, das Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und Rückkopplungseffekte beleuchtet. Dadurch entstehen Transparenz und Verständnis sowie eine wertvolle Entscheidungshilfe für Produktionsmanager in produzierenden Unternehmen.

Kurzfassung Die Bereinigung der Produktpalette wird meistens anhand des Umsatzanteils und des Deckungsbeitrags im Zuge der Einführung von Nachfolgeprodukten entschieden. Im vorliegenden Beitrag wird ein Kriterium eingeführt und hergeleitet, das den Beitrag eines Produkts zur Komplexität auf Basis logistikrelevanter Produkteigenschaften quantifiziert. Die Anwendung des Kriteriums wird anhand der Ergebnisse aus einem Praxisbeispiel aufgezeigt.

Kurzfassung In kleinen und mittelständischen Unternehmen ist die kontinuierliche Weiterentwicklung von Logistikstandardprozessen aufgrund von personalkapazitiven Engpässen der taktischen Logistikplanung gefährdet. In diesem Beitrag werden daher Anforderungen für neue Ansätze ermittelt, um die Logistikplaner zukünftig bei der Weiterentwicklung besser unterstützen zu können. Auch wird geprüft, ob bereits Lösungsansätze hierfür existieren.

Kurzfassung Im Serienbau findet bereits umfangreiche Wiederverwendung von Konstruktionslösungen statt, um steigende Komplexität von Produkten beherrschen zu können. Entwicklungsmethoden im Unikatbau sind oft weniger formal ausgeprägt und Synergieeffekte können häufig nicht genutzt werden. In stark regulierten Umfeldern kommen Use-Cases und Funktionen zum Einsatz, um wiederkehrende Features zu identifizieren und so zu Optimierungen in der Systementwicklung, Integration und Absicherung beizutragen.

Kurzfassung Nullpunktspannsysteme ermöglichen das schnelle Spannen von Werkstücken und Werkstückpaletten mit einer hohen geometrischen Wiederholpräzision. Für einen sicheren Betrieb muss die Spannkraft regelmäßig kontrolliert werden. Mit integrierter Sensorik kann dieser Zeitaufwand vermieden und digitaler Mehrwert geschaffen werde, indem aktuelle Betriebszustände parallel zur Bearbeitung gemessen werden.

Kurzfassung Der große Erfolg des Wertstromdesigns basiert auch darauf, dass mit eindeutig formulierten Gestaltungsrichtlinien ein methodischer Weg zur optimalen Gestaltung der Produktion gewiesen wird. Dies ist bemerkenswert, da sich eine Systemgestaltung nicht deduktiv wie bei der Anwendung von Naturgesetzen ableiten lässt. Aufgrund ihrer hohen technikwissenschaftlichen Bedeutung sollte die Erstellung von Gestaltungsrichtlinien jedoch nicht freihändig erfolgen. Deshalb werden erstmals aus wissenschaftstheoretischer Perspektive Richtlinien zu deren Erstellung formuliert.

Kurzfassung Einsatzorganisationen, wie z. B. Feuerwehr oder Technisches Hilfswerk, müssen sehr schnell auf teilweise unbekannte Lagen reagieren und angemessene Hilfeleistung erbringen. Können Handlungsweisen und vorbereitende Maßnahmen dieser Organisationen auf die Störungsbeseitigung in Produktionssystemen übertragen werden? Ein Experiment in einem Cyber-Physischen Produktionssystem geht dieser Frage nach. Es zeigt sich, dass durch die Anwendung geeigneter Handlungsmuster sowohl die Dauer von Störungen als auch die Zeit für die Behebung verkürzt werden können.

Kurzfassung Ansätze der Künstlichen Intelligenz (KI) sind Innovationstreiber für die Produkte von morgen. Zur Erschließung der Potenziale von KI mangelt es Unternehmen jedoch an ausreichender Expertise. Anbietern von KI-Anwendungen wiederum fehlt der Zugang zu Problemstellungen aus der Industrie. Im Projekt KI-Marktplatz entsteht ein Ökosystem für Künstliche Intelligenz in der Produktentstehung. Dreh- und Angelpunkt des Ökosystems ist eine digitale Plattform, welche KI-Experten, Lösungsanbieter und produzierende Unternehmen zusammenbringt und gemeinsame Innovationen ermöglicht.

Kurzfassung Der demographische Wandel und die Marktforderung nach individuellen komplexen Lösungen in kürzester Lieferzeit beschäftigen auch die Mahr GmbH. Im Rahmen des Projekts TeamWork 4.0 soll diesen Herausforderungen durch facharbeitergestützte Dokumentation begegnet werden: Durch das Digitalisierungsprojekt werden Prozessdokumente schneller verteilt und von Facharbeitern ergänzt oder neu erstellt.

Kurzfassung Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stellen mit 60 Prozent der Beschäftigten einen wesentlichen Erfolgsfaktor der Industrie dar. Eine Steigerung der Effizienz und Produktivität von KMU wird sich daher positiv auf das Wirtschaftswachstum auswirken. Die Anwendung von Industrie 4.0 zeigt derzeit das größte Potenzial. Jedoch ist die Implementierung der Industrie 4.0 mit hohem Kapitalbedarf und Risiko verbunden, weshalb die Umsetzung eher langsam und Schritt für Schritt erfolgt. Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung ist seinen aktuellen Status in Bezug auf Industrie 4.0 genau zu kennen, um dann Prioritäten für einen Implementierungsplan zu setzten. Ein Leitfaden mit Fragebogen ist hierfür ideal. Für KMU stehen die operativen Felder Daten, Software und Hardware im Fokus, die in einer Reihe von drei Veröffentlichungen vorgestellt werden. In diesem ersten Beitrag werden wir ausführlich auf den ersten Punkt “Daten” eingehen.