Volume 116, Issue 3

Produzierende Unternehmen befinden sich in einem intensiven Wettbewerbsumfeld, das sowohl durch Kosten als auch durch Innovation definiert wird. Um die Produktionsfähigkeit der Unternehmen erhalten und effizient auf das sich dynamisch verändernde Wettbewerbsumfeld reagieren zu können, bedarf es einer frühzeitigen Identifikation produktionstechnischer Defizite. In diesem Beitrag wird ein entsprechender Ansatz basierend auf der Szenario-Analyse und Megatrends vorgestellt.*)

Starke Fragmentierung von Kompetenzen führt besonders bei Großbauprojekten zu Problemen. Ziel unseres Ansatzes ist es, Planungsprozesse und -daten zu analysieren und in einen gemeinsamen Kontext zu integrieren. So ist eine kontinuierliche virtuelle Validierung der integralen Projektplanung möglich. Ausgehend von Planungsdaten der Architekten und Gewerke wurde das 3D-Layout der geplanten Produktionsstätte in die Gebäudeplanung integriert, während sich das eigentliche Gebäude noch im Bau befindet.**)

Individuelle Produkte, komplexe Prozesse und hohe Produktivitäts- und Flexibilitätsanforderungen - Bedingungen, die viele Unternehmen vor große Herausforderungen bei der Planung ihrer Produktionssysteme stellen. Simulationsverfahren können hierbei unterstützen, in der Praxis sind allerdings diverse Hürden zu überwinden. Am Beispiel einer simulationsbasierten Optimierung der Maschinenbelegungsplanung des Presswerks eines Herstellers weißer Ware werden mögliche Lösungsansätze demonstriert.*)

Die flussgerechte räumliche Anordnung von Funktionseinheiten ist eine Kernaufgabe der Fabrikplanung. Diese Anordnung erfolgt häufig stark materialflussdominiert und vernachlässigt dabei weitere Flussbeziehungen. Der Beitrag stellt eine flussorientierte Positionierungsmethode basierend auf der Funktions-Beziehungs-Matrix von Muther & Hales vor. Diese Positionierungsmethode ermöglicht die Berücksichtigung aller Flussbeziehungen sowie einen verbesserten und quantifizierten Vergleich von Alternativen.*)

Rechnergestützte Optimierungsverfahren unterstützen Entscheidungen der innerbetrieblichen Layoutplanung. Beim Facility Layout Problem (FLP) wird die bestmögliche Position von Maschinen und Anlagen in einem Fabrikgelände bestimmt. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die Lösung des FLP dazu beitragen kann, das Fabriklayout der SMC Deutschland GmbH für eine geplante Erweiterung zu optimieren. Zum Einsatz kamen dabei genetische Algorithmen. Die Lösung des FLP wurde mit dem aktuellen Planungsstand im Unternehmen verglichen. Dabei wurde festgestellt, dass bei Anwendung des FLP bis zu 14 Prozent bessere Zielfunktionswerte erreicht werden.

Die Weiterentwicklung von Runddraht-Wickelverfahren zur Performancesteigerung elektrischer Antriebe stellt einen wichtigen Forschungsgegenstand am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT dar. Im Rahmen bisheriger Arbeiten wurde in diesem Zusammenhang der neuartige Prozess des Kompaktwickelns entwickelt. Im vorliegenden Beitrag werden dieser definiert, eine erste prototypische Umsetzung des Kompaktwickelns vorgestellt sowie mögliche industrielle Anwendungen und Zukunftsperspektiven skizziert.*)

Elektrische Traktionsmotoren nehmen – unabhängig von der Art der Elektrifizierung – eine zentrale Rolle im Mobilitätswandel ein. Volatile Rahmenbedingungen, Märkte und Technologien führen jedoch dazu, dass das Investitionsrisiko in dem Stand der Technik entsprechende Produktionssysteme mit eingeschränkter Flexibilität als hoch einzustufen ist. Vor diesem Hintergrund soll im Forschungsvorhaben AgiloDrive durch die integrierte Entwicklung modularer Produkt- und Produktionsbaukästen eine nachfrageorientierte Wandlungsfähigkeit des Produktionssystems befähigt werden.**)

In diesem Beitrag wird ein Frontloading-Ansatz zur Steigerung der Energieeffizenz in der umformtechnischen Prozessentwicklung methodisch und praktisch aufgezeigt. Besonders die frühen Phasen gehen mit hohen Freiheitsgraden in der Gestaltung einher und bieten deshalb Kostenvorteile bei der Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen. Anhand zweier Umformverfahren wird eine Reduzierung des Gesamtenergieaufwands bei gleichbleibender Produktivität erzielt.**)

Neue Technologien der Digitalisierung, Vernetzung und künstlichen Intelligenz werden zunehmend auch im Shopfloor Management (SFM) Einzug halten. Dieser Beitrag beschreibt in vier Stufen, wie sich das klassische SFM über das digitale SFM hin zu einem smarten und autonomen SFM entwickeln könnte. Darauf aufbauend wird diskutiert, welche Auswirkungen der Einsatz dieser neuen Technologien auf die operative Gestaltung der Durchführung eines SFM hätte und welche Konsequenzen somit auf Mitarbeiter und Führungskräfte zukommen würden.*)

Eine adäquate Robustheit ist in allen Produktionssystemen eine wesentliche Voraussetzung für effiziente Produktionsprozesse. Angesichts der technologischen Entwicklungen im Zuge der vierten industriellen Revolution wird davon ausgegangen, dass aufgrund der zunehmenden Digitalisierung, Automatisierung und Vernetzung heute bedeutsame Störungen stark an Einfluss verlieren werden. Somit würde sich auch eine Verbesserung der Robustheit in den Produktionssystemen einstellen. Dieser Beitrag untersucht Entwicklungen der vierten industriellen Revolution kritisch hinsichtlich ihrer Wirkungen auf die Robustheit und zeigt auf, weshalb eine hohe Robustheit auch im Zielzustand der Industrie 4.0 keine Selbstverständlichkeit sein wird.

In der Serienproduktion sind Ausfälle von Blechumform-, Spritzguss- oder Druckgusswerkzeugen aktuell unvorhersehbar, sodass Produktionsstillstände entstehen, die in hohem Maße Anlagenverfügbarkeit und Produktionskosten beeinflussen. Aufgrund dieses starken Einflusses gewinnt die vorausschauende Wartung – Predictive Maintenance genannt – zunehmend an Bedeutung. Ziel ist es, Störfälle an Produktionsanlagen noch vor ihrem Eintreten zu prognostizieren, um vorbeugend Instandhaltungsarbeiten durchführen und hohe Kosten vermeiden zu können bzw. Produktivitätssteigerungen zu realisieren. Für die erfolgreiche Implementierung einer Predictive Maintenance-Lösung in einen Produktionsprozess muss diese anwendungsfallspezifisch ausgestaltet werden. Hierfür liefert die Studie „Predictive Maintenance“ des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen einen Handlungsleitfaden zur unternehmerischen Umsetzung.

In der Ko-Produktion industrieller Dienstleistungen verbergen sich enorme Potenziale. Es fehlt jedoch an einer einheitlichen Sprache, die eine effiziente und sichere Vernetzung von unterschiedlichen Unternehmen auf Netzwerkebene ermöglicht. Der Beitrag präsentiert den Lösungsansatz der Sealed Services. Unter Wahrung der Datensicherheit, -souveränität und -integrität können hierdurch kooperative Dienste über das Internet, vor allem durch kleine und mittlere Unternehmen, eigenständig entwickelt und umgesetzt werden. *)

Blockchain-Lösungen für Supply Chain und Logistik können die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen stärken. Aber wie sollten sich insbesondere KMU diesem Thema nähern? Basierend auf 26 Experteninterviews arbeiten wir in diesem Beitrag zunächst Einsatzpotenziale für Blockchain heraus. Zur Realisierung der Potenziale leiten wir anschließend drei idealtypische Rollen ab. Diese Typologie kann Praktiker bei der Entwicklung eines unternehmensindividuellen Blockchain-Ansatzes unterstützen. **)

Die Optimierung logistischer Abläufe durch Integration neuer Systeme kann mit hohem Planungs- und Inbetriebnahmeaufwand verbunden sein. Mit der neuen cloudbasierten Open Platform for Innovations in Logistics (OPIL) lassen sich Maschinen und Logistiksysteme zu einer IoT-Plattform verbinden, die durchgängig für die Optimierung, Evaluation und anschließende Produktionsprozesssteuerung herstellerunabhängig eingesetzt werden kann. In diesem Beitrag wird die Plattform durch die Integration eines omnidirektionalen FTF validiert.**)

Mithilfe aktiver Traceability wird durch die Verknüpfung von Maschinen-, Prozess- und Produktdaten die Transparenz über Produktionsprozesse gesteigert. Anhand der Umsetzungen im Transferprojekt ArePron wird in diesem Beitrag beispielhaft aufgezeigt, welche konkreten Industrieanwendungen sich durch die Nutzung dieser Traceability-Daten realisieren lassen. Dabei werden Anwendungen aus den Bereichen Kundendienstleistung, Echtzeitabbild von Leistungskennzahlen, Dynamische Prozesssteuerung, Prozessanalyse sowie Lagermanagement betrachtet. ** )

Schiffbauprojekte müssen trotz steigendem Arbeitsumfang in immer kürzeren Lieferzeiten fertiggestellt werden. Daher haben sich komplexe maritime Wertschöpfungsketten gebildet, die ein hohes Maß an Arbeitsteilung praktizieren. Während eines Schiffbauprojektes müssen viele Arbeiten und Akteure zeitlich und inhaltlich koordiniert werden. Die Kommunikation des Bauzustandes entlang der Wertschöpfungskette spielt eine entscheidende Rolle. Dieser Beitrag präsentiert einen Ansatz, wie durch geeignete Digitalisierung das Bauzustandsmonitoring im Schiffbau optimiert werden kann.

Der Einsatz eines Manufacturing Execution Systems (MES) kann viele Vorteile für Unternehmen bieten, doch stellt die Einführung häufig eine große Herausforderung dar. Determinierend für eine erfolgreiche Einführung sind die Bestimmung notwendiger Anforderungen, deren Erfüllung durch das Unternehmen sowie deren Berücksichtigung im Einführungsprozess. In diesem Beitrag wird die Entwicklung einer reifegradbasierten Methode für die Bewertung und Verbesserung der unternehmensindividuellen Erfüllung der Anforderungen einer MES-Einführung vorgestellt.*)

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) zögern oftmals, ihre Produktion zu digitalisieren und zu vernetzten. Durch die Vernetzung entstehen Angriffspunkten und Sicherheitslücken. Haupthindernis erfolgreicher Digitalisierung und Vernetzung ist daher insbesondere die IT-Sicherheit, die für viele KMU primär eine Investition, als einen Nutzen darstellt. Demenentsprechend ist eine Entscheidungshilfe notwendig, die es produzierenden Unternehmen ermöglicht, Investitionen in die IT-Sicherheit zu ermitteln und zu priorisieren. Die Anforderungen für dieses Werkzeug werden in diesem Beitrag vorgestellt. **)