Volume 120, Issue 6

Aus verschiedenen internen und externen Gründen ergibt sich in der Praxis häufig das Erfordernis, bestehende oder künftige Fabrikprozesse zu beschreiben. Sowohl die Modellierung von menschlicher Arbeit als auch von automatisierten Abläufen sind hiervon betroffen. Anlässe hierfür finden sich beispielsweise im Qualitätsmanagement und der Prozessoptimierung, aber auch die Einführung neuer IT-Systeme oder von Künstlicher Intelligenz erfordern die Dokumentation und (Neu-) Planung von Prozessen. Der vorliegende Beitrag stellt Kriterien zur Bewertung von Modellierungsmethoden vor und soll bei der Auswahl geeigneter Methoden unterstützen.

Das IMPACT-Projekt der Fraunhofer Gesellschaft fördert die Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer Italia und dem Fraunhofer IPK zur dezentralen Produktionssteuerung mit Multi-Agentensystemen. Ziel ist die Entwicklung eines verteilten Demonstrators, der Produktionsprozesse in Echtzeit simuliert. Nutzer können über einen interaktiven Bildschirm eingreifen, Störungen provozieren und Szenarien wie Make-to-Order oder Make-to-Stock beeinflussen. Im Fokus steht die Modellierung als flexibles Job-Shop Scheduling Problem, das mithilfe verteilter Optimierungsverfahren effizient gelöst werden kann. Agenten treffen dabei lokal Entscheidungen, tauschen Informationen aus und nutzen den Max-Plus-Algorithmus zur Optimierung der Ressourcenplanung.

Zirkuläre Wertschöpfung erfordert mehr als technologische Innovation und verlangt die Lösung operativer Herausforderungen. Der Beitrag untersucht systematisch die Bereiche Demontage, Befundung und Produktionsplanung sowie deren Schnittstellen im Produktrückführungsprozess. Daraus werden konkrete Anforderungen abgeleitet, die Unternehmen Einblicke in die Kreislaufwirtschaft geben und sie bei einer wirtschaftlich tragfähigen Transformation unterstützen.

Der ganzheitliche Entwicklungsansatz des Systems Engineering ist entscheidend für die Entwicklung komplexer Produkte. Momentan liegt der Fokus an der Schnittstelle zwischen Systems Engineering und Fachdisziplin oft auf der technologischen Durchgängigkeit, besonders beim Zusammenspiel der IT-Werkzeuge. Dabei werden konzeptionelle, wie z.B. semantische Unterschiede, und organisatorische Aspekte vernachlässigt, obwohl sie wesentliche Hindernisse für eine erfolgreiche Zusammenarbeit der System- und Disziplinebene darstellen.

Möglichst viele Teile in möglichst kurzer Zeit mit möglichst wenig Fehlern – gerade in der zerspanenden Industrie sind Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit die wesentlichen Kriterien erfolgreicher Produktionsprozesse. Denn die Maschinen sind teuer und sollen mit möglichst hoher Auslastung ihre immensen Kosten wieder einspielen. Um sie permanent in Betrieb zu halten, hilft eine prozessbegleitende Werkzeugüberwachung, die mittels Sensoren alle einzelnen Werkzeuge überwacht und kontrolliert. So wird nicht nur der reibungslose Ablauf sichergestellt, sondern auch die Qualität der Erzeugnisse gesichert und die Effizienz der gesamten Produktionsanlage erhöht.

Die industrielle Beschaffung sah sich in den letzten Jahren mit großen Herausforderungen konfrontiert. So trugen Lieferengpässe, instabile Märkte und externe Einflüsse, wie z.B. zunehmende Regulatorik und Umweltkatastrophen, zu einer immer komplexeren Unternehmensumwelt bei. Als Lösungsansatz werden zumeist digitale Prozessoptimierung samt KI oder Personalentwicklung genannt. Die Weiterentwicklung von Organisationsstrukturen dagegen stand eher selten im Fokus. Dieser Beitrag identifiziert daher aktuelle Treiber organisationaler Änderungsbestrebungen mittels einer strukturierten Literaturanalyse, leitet Entwicklungslinien ab und strukturiert entsprechende Konzeptansätze auf Basis einer empirischen Studie.

Muskel-Skelett-Erkrankungen sind eine häufige Ursache für Arbeitsausfälle und werden durch den demografischen Wandel zunehmend bedeutsamer. Vielen Unternehmen, insbesondere KMU, fehlen die Ressourcen für aufwendige Ergonomiebewertungen, benötigen aber verlässliche Analysen. Eine praxisnahe Checkliste, basierend auf etablierten Methoden, kann sie dabei unterstützen. Sie ermöglicht eine intuitive Anwendung, systematische Bewertung und konkrete Optimierungsempfehlungen zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen. Eine Evaluierung im Montagebereich zeigt erste positive Ergebnisse.

Die Gestaltung rollstuhlgerechter Fabriken ist ein wichtiger Schritt für Inklusion und Teilhabe im Produktionsumfeld. Der Beitrag zeigt ein praxisnahes Konzept zur barrierefreien Arbeitsplatzgestaltung mithilfe digitaler Planungstools und virtueller Realität. Ziel ist es, Fabriken so zu planen, dass Menschen, die einen Rollstuhl nutzen, jeden Arbeitsplatz ohne Barrieren besetzen können. Die vorgestellten Methoden ermöglichen eine frühzeitige und realitätsnahe Planung rollstuhlgerechter Fabriken.

Der Beitrag stellt einen innovativen Ansatz zur kollaborativen Gestaltung, Simulation und Programmierung von Mensch-Roboter-Interaktionen (MRI) in der Montage von Brennstoffzellen-Stacks (BZ-Stack) vor. Ziel ist es, die Produktionseffizienz zu steigern, ergonomische Risiken zu minimieren und die Akzeptanz der Lösungen zu erhöhen. Eine kombinierte Anwendung des Prozesssimulationstools emaWD, No-Code-Programmiermethoden, Virtual Reality (VR) und Nvidia Omniverse wird eingesetzt, um MRI/MRK-Konzepte in Workshops mit Prozessplanern und Roboterexperten zu entwickeln. Dabei wurden wesentliche Verbesserungen in der Montagezeit, der Ergonomie sowie der Akzeptanz der Maßnahmen erreicht. Der Beitrag zeigt, wie digitale Werkzeuge und kollaborative Planung ökonomische und ergonomische Vorteile in Fertigungsprozessen realisieren können.

Organisationale Ambidextrie – die Fähigkeit, bestehende Prozesse effizient zu nutzen (Exploitation) und zugleich innovative Ansätze zu entwickeln (Exploration) – gilt als Schlüsselfaktor für den langfristigen Erfolg in dynamischen Märkten. Ihre Umsetzung stellt jedoch hohe Anforderungen an Unternehmen und deren Lernkultur. Dieser Beitrag stellt das Konzept der Lernlandschaften als methodischen Ansatz vor, mit dem die bestehende Lerninfrastruktur systematisch analysiert und gezielt auf die Förderung ambidexter Fähigkeiten ausgerichtet werden kann. Die Umsetzung dieses Ansatzes wird am Beispiel der AZO Global Product Center GmbH & Co KG illustriert.

Derzeit besteht in unserer Gesellschaft weitestgehend ein Konsens: In unserem Hochlohnland und und in den produzierenden Betrieben muss sich vieles ändern, damit unsere Wirtschaft wettbewerbsfähig bleibt. Das erleichtert es Unternehmen, Change- und Transformationsprojekte recht widerstandslos durchzuführen – auch solche, die mit einem Personalabbau verbunden sind. Diese Projekte müssen jedoch professionell geplant, kommuniziert und gemanagt werden.

Der Einsatz von KI ist für den Erfolg der deutschen Industrie zunehmend relevant. Leistung und Transparenz sind zentrale Faktoren für Vertrauen und Nutzung von KI. Im Projekt FAIRWork wurden Anforderungen an und die Wirkung von Transparenz bei Nutzenden ohne KI-Expertise untersucht, wobei sich zeigte, dass Transparenz wichtig ist, um Vertrauen aufzubauen und es im Fehlerfall zu bewahren. Sie muss zielgruppengerecht umgesetzt werden und Verständnis über technische Erklärungen priorisieren, woraus sich Implikationen zur Einführung und Gestaltung von KI ergeben.

In der Metallindustrie zählen Abnahmeprüfzeugnisse zu den wohl individuellsten, strukturierten Dokumenttypen – eine besondere Herausforderung für jede Erkennungssoftware. Wenn diese mit Künstlicher Intelligenz arbeitet, lassen sich indes automatisierte Erfassungsquoten von über 99 Prozent erzielen. Dies zeigt der Einsatz einer solchen Software bei Beulco, Hersteller von Produkten für die Wasserversorgung.

Exoskelette gelten als vielversprechende Assistenzsysteme zur Reduktion physischer Belastungen. Ihre Implementierung wird jedoch häufig durch eine geringe Nutzerakzeptanz erschwert. Im Rahmen dieser Studie wurde ein gamifiziertes Anreizsystem in Form einer Smartphone-Applikation entwickelt. Die iterative Entwicklung erfolgte unter Einbindung operativer Beschäftigter und Führungskräfte aus Lager und Montage. Erste Evaluationen im Labor- und Feldkontext zeigen die funktionale Machbarkeit. Die Erkenntnisse dieser Studie liefern erste Gestaltungsempfehlungen für die Entwicklung digitaler Anreizsysteme zur Förderung der Akzeptanz von Exoskeletten.

Manuelle Arbeitsprozesse erfordern eine hohe Qualität, Prozesssicherheit und gute Ergonomie. Die steigende Individualisierung der Produkte erweitert diese Anforderungen. Smarte Handwerkzeuge, (aktive) Exoskelette und Digitale Assistenzsysteme können hier Ansätze zur Unterstützung bieten. Eine sensorische, informationstechnische und mechanische Verknüpfung dieser Technologien kann eine Kontexterfassung und adaptive Prozessunterstützung ermöglichen, um die Qualität zu steigern, die Prozesssicherheit zu erhöhen und die ergonomischen Belastungen zu reduzieren.

Die dezentrale Entscheidungsfreiheit ist ein Hauptparadigma der Industrie 4.0, deren Einfluss auf die Personalplanung bisher kaum berücksichtigt wird. Während die dezentrale Steuerung ad-hoc-Entscheidungen trifft, wird für die Disposition des Produktionspersonals organisatorischer Vorlauf benötigt. Außerdem sind individuelle Dienstzeiten mit Einbezug von Mitarbeiterpräferenzen in der Produktion nur selten zu finden. Diesen Herausforderungen stellt sich das Forschungsprojekt SIM4PEP.