Band 119, Heft 12

Die Automobilindustrie steht aktuell vor großen Unsicherheiten und Herausforderungen. In diesem Spannungsfeld ist es für die Automobilhersteller entscheidend das Fahrzeugproduktionsnetzwerk strategisch richtig auszulegen, um den Mix an Antriebsarten kostenoptimiert produzieren zu können. Der vorliegende Beitrag liefert dazu, auf Basis eines konzipierten Simulationsmodells und der Anwendung an einem Fallbeispiel, Analysen und Bewertungen von verschiedenen Produktionsstrategien.

Produzierende Unternehmen sind zahlreichen Abhängigkeiten unterworfen und unterliegen in der modernen, volatilen Geschäftswelt ständigen Veränderungen. Das birgt einerseits Risiken, weil das bereits gesicherte Auftragsvolumen gewisse Schwankungen erfahren kann. Zugleich eröffnet es aber auch Chancen, weil Unternehmen Kapazitäten für neue Aufträge gewinnen und sich weiterentwickeln können. Um zukunftsfähig zu bleiben, reicht es nicht aus, sich allein auf Vergangenheitswerte, grobe Schätzungen und Momentaufnahmen zu verlassen, um für neue Produkte und Kundenprojekte oder mögliche Auftragsmengensteigerungen die erforderlichen Kapazitäten bereit zu stellen. Notwendig ist ein klares Verständnis für die Grundauslastung der Produktion und die Befähigung, auf zukünftige Ereignisse wie Wachstum, aber auch Krisen zu reagieren. Möglich wird das mit einem strukturierten Baseline Management.

Globale Produktionsnetzwerke sind der zunehmenden Dynamik, Komplexität und Unsicherheit ihrer globalen Umwelt ausgesetzt. Dies liegt an zumeist historisch gewachsenen Netzwerken, die keine klare Strategie und die damit verbundene definierte Konfiguration besitzen. Die in diesem Beitrag vorgestellte Methodik zeigt, wie basierend auf einer Netzwerkanalyse bestehende Herausforderungen identifiziert und eine neue Strategie entwickelt werden kann. Eine detaillierte Roadmap kann dabei die wesentlichen Schritte zur Erreichung der Strategie und einer darauf abgestimmten Netzwerkkonfiguration zusammenfassen.

Um produzierende Unternehmen in der Transformation zu zirkulären Ökosystemen unterstützen zu können, wird die schrittweise Entwicklung einer ganzheitlichen Entscheidungsunterstützungsmethodik beschrieben. Basierend auf ausgewählten Kennzahlen erfolgt eine Bestimmung des Zirkularitätsreifegrads mit anschließender Ableitung potentiell zirkularitätsfördernder Maßnahmen, die daraufhin simulativ in Netzwerkkonfigurationen erprobt und bewertet werden.

Anreizbasierte Laststeuerungsprogramme ermöglichen es Netzbetreibern, die Stromnachfrage zu beeinflussen, die Netzstabilität zu erhöhen und erneuerbarer Energien besser zu integrieren. Während die Wirksamkeit dieser Anreize auf Stromnetze und die industrielle Planung in Studien untersucht wurde, fehlt eine Untersuchung ihrer Auswirkungen auf Lieferketten. In diesem Beitrag wird eine dreistufige Lieferkette analysiert, in der ein Hersteller Bestellungen von Großhändlern erhält und seine Produktion unter Berücksichtigung eines Laststeuerungsprogramms plant. Mit Hilfe einer numerischen Simulation wird der Einfluss solcher Programme auf Lagerbestände, die Lieferfähigkeit der Großhändler und die Auswirkungen auf Lieferketten untersucht.

Mit dem Inkrafttreten des Digitalen Produktpasses (DPP) ist u.a. die Ausweisung des in der Produktion angefallenen CO 2 -Verbrauchs zur Herstellung des betreffenden Produkts verbunden. Vielen Unternehmen fehlt derzeit jedoch das Wissen über die bei der Produktion entstehenden Emissionen sowie Ressourcenverbräuche und wie diese für den DPP erfasst werden können. Für die Erfassung ist es notwendig einen Wertstrom zu befähigen, die während der Produktion entstehenden Ressourcenverbräuche kontinuierlich über entsprechende Sensoren zu erfassen und damit im DPP transparent zu machen. Um die Ressourcenverbräuche einem spezifischen Bauteil zuzuordnen ist eine individuelle Bauteilnachverfolgung unabdingbar. Dieser Beitrag zeigt auf, welche digitalen Systeme, Messgrößen und Messstellen sowie Sensoren hierfür notwendig sind und welche Herausforderungen entstehen.

Die Entwicklung und Produktion von individuellen Fahrzeugen in Kleinserien bietet ein bislang nicht gehobenes und von Konzernen und großen OEMs vernachlässigtes Marktpotenzial. Der Aufbau eines digitalen Ecosystems für individuelle Fahrzeugentwicklung gibt kleinen und mittleren Unternehmen die Möglichkeit, dieses Marktsegment selbst zu besetzen. Der gemeinsame Datenraum und standardisierte Kernleistungen ermöglichen eine radikale Zusammenarbeit entlang des gesamten Ende-zu-Ende-Prozesses.

Komplexe Anforderungen an das operative Supply-Chain-Management führen zu komplexen Entscheidungssituationen innerhalb des betrieblichen Alltags. Ein konzeptioniertes, modulares Simulationsmodell für das operative Supply-Chain-Management kann die Entscheidungsfindung auf Grundlage von Analysen und Daten unterstützen. Die Modularisierung ermöglicht eine flexible, effiziente und unternehmensspezifische Anwendung des Simulationsmodells. Die Modularität ist durch die individuelle Kombination geeigneter Module und Funktionen sowie der Abbildung dazugehöriger Informationsflüsse realisiert. Informationsflüsse werden dabei durch definierte Informationsobjekte, wie z. B. einen Fertigungsauftrag oder eine Maschine, spezifiziert. Die Module und Funktionen bilden die unterschiedlichen Prozessschritte ab.

Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen ein vielfältiges Produktportfolio anbieten, das den individuellen Wünschen der Kunden entspricht. Dies führt zu einer zunehmenden Variantenvielfalt und steigenden Kosten in Fabriksystemen. Die frühzeitige Erkennung der Unwirtschaftlichkeit von Produktvarianten vor Produktionsbeginn ist dabei von entscheidender Bedeutung. In diesem Beitrag wird die Relevanz und Kritikalität von Entscheidungen über die Einführung zusätzlicher Produktvarianten für Fabriksysteme aufgezeigt. Darauf aufbauend werden Anforderungen an ein Bewertungs- und Entscheidungsmodell formuliert, das die Vorhersage von Folgekosten im Fabriksystem ermöglicht.

Die Nutzung von Technologien zur Digitalisierung und Erhöhung der Transparenz in der Produktion wird häufig als Potenzial zur Produktivitätssteigerung gesehen. Die Quantifizierung desselben ist für Unternehmen jedoch oft schwierig. In diesem Beitrag erfolgt eine Analyse der möglichen Nutzenszenarien sowie deren Quantifizierbarkeit. Darüberhinaus wird eine Methode zur Berechnung von Lebenszykluskosten vorgestellt. Die Kombination aus Nutzenquantifizierung und Lebenszykluskostenermittlung ermöglicht eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Technologieeinsatzes.

In Echtzeitnetzwerken mit mehreren Applikationen sollen zur Laufzeit Applikationen hinzugefügt werden, ohne dass ein Neustart notwendig ist oder die Zeitschranken der Applikationen verletzt werden. Hierfür wird ein Konzept vorgestellt und evaluiert, dass die Anpassung einer auf Zeitschlitzen basierten Echtzeitkommunikation zulässt, indem Änderungen in kleinen Schritten ausgeführt werden. In der Evaluation wird gemessen, wie sich dies auf den Jitter der Zeit zwischen zwei Datenpaketen auswirkt.

In heutigen Automobilkarosserien sind pressgehärtete Leichtbaukomponenten aus Mangan-Bor-Stählen ein fester Bestandteil. Pressgehärtete Bauteile finden im Fahrzeug insbesondere in Bereichen Anwendung, in denen Anforderungen an die Crashsicherheit, die Struktursteifigkeit und den Leichtbau von besonderer Bedeutung sind. Sogenannte Tailored Property Parts (TPP) sind Bauteile, bei denen die mechanischen Eigenschaften lokal eingestellt werden. Die Arbeit gibt einen Überblick über gängige industrielle TPP-Verfahren und beleuchtet speziell die mechanischen Eigenschaften des lokal verhinderten Austenitisierens.

Die Instandhaltung von maritimen Großstrukturen erfordert eine geeignete Dokumentation zur Verwaltung von Wartungsprozessen. Die Erfassung variiert je nach Unternehmen und erfolgt entweder manuell oder durch den Einsatz digitaler Werkzeuge. Die dort festgehaltenen Informationen dienen u. a. der Dokumentationspflicht. Der Einsatz generativer Künstlicher Intelligenz (KI) ermöglicht Dokumente automatisiert zu verarbeiten, relevante Daten zu extrahieren und strukturiert für zukünftige Wartungsarbeiten aufzubereiten. Folglich werden die Prozesse vereinfacht, indem Fehlerursachen schneller identifiziert und Maßnahmen gezielt abgeleitet werden. In diesem Beitrag wird ein praxisnaher Ansatz zur Implementierung von KI-basierten Systemen vorgestellt, die die Digitalisierung und Verarbeitung von Wartungsdokumenten unterstützen und eine fundierte Entscheidungsfindung bei Instandhaltungsmaßnahmen ermöglichen.

Künstliche Intelligenz wird zunehmend auch in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eingesetzt. Im Fokus stehen dabei meist Effizienzsteigerungen bzw. Arbeitserleichterungen. Potenziale, die aus einer Integration von KI in Produkte, Dienstleistungen bzw. Geschäftsmodelle resultieren, bleiben allerdings meist ungenutzt. Diesen Umstand adressierend, wird in diesem Beitrag ein Prozessmodell zur Entwicklung KI-basierter Geschäftsmodelle vorgestellt.

In der japanischen Automobilindustrie hat sich die digitale Transformation in den letzten Jahren beschleunigt. Anhand von Use Cases zeigt der Beitrag, dass IoT und KI an Bedeutung gewonnen haben, Smart-Factory-Konzepte inzwischen verbreitet sind und viele Unternehmen DX-Abteilungen eingerichtet haben. Zugrunde liegt der Dynamik ein an japanischen Management-Prinzipien anknüpfender Pfad der digitalen Transformation, der sich in mehreren Punkten von der in Deutschland verbreiteten expertengetriebenen Digitalisierung unterscheidet.

Für KMU bieten IoT-Plattformen ein enormes Potenzial, ihre Prozesse zu digitalisieren und sich in der vernetzten Welt der Industrie 4.0 zu behaupten. Jedoch sehen sich KMU der vermeintlich komplexen Aufgabe einer IoT-Plattformeinführung nicht gewachsen. Das Vorgehensmodell adressiert diese Herausforderung, indem es eine anwendungsorientierte Systematik bietet. Im Sinne eines Leitfadens werden Architekturgrundsätze definiert und anhand von 33 Anforderungen ein individuelles Profil erstellt, das zur Anbieterbewertung herangezogen wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die IoT-Plattform passgenau auf die Situation der KMU zugeschnitten ist.

Dieser Beitrag zeigt am Beispiel eines deutschen Komponentenherstellersfür Motorspindeln, wie das Service-Geschäft durch neue technologische Ansätze revolutioniert werden kann. Durch die Anwendung der AAS in Edge-Cloud-Umgebungen wird über Datenmanagementsystemen Datendurchgängigkeit entlang des Lebenszyklus bis hin zu einem Serviceangebot in einem Gaia-X-basierten Ökosystem gewährleistet und gleichzeitig die industrielle Tauglichkeit dieser Ansätze und der Mehrwert für Anwender verdeutlicht.